JP4273777B2 - Insulating film composition, insulating film, and method of forming insulating film - Google Patents

Description

（式中、Ｒ_１は２価の炭化水素基又は芳香族基を示し、Ｒ_２は独立に１価の炭素水素基又は芳香族基を示し、ｎ１は３〜５０の整数を示す。）
【化３】

（式中、Ｘ及びＹは、それぞれ独立に直接結合、ＣＨ _２ 、Ｃ（ＣＨ _３ ） _２ 、Ｃ（ＣＦ _３ ） _２ 、Ｏ、ベンゼン環、ＳＯ _２ を示し、ｒ１はＣＯＯＨ又はＯＨを示し、ｎ２は１又は２であり、ｎ３、ｎ４はそれぞれ独立に０、１又は２、好ましくは０又は１であり、ｎ３及びｎ４の少なくとも一方は１又は２である。）
また、本発明は、絶縁膜用組成物が、さらに、（ｄ）硬化促進剤を含有すること、及び、前記硬化促進剤が３級アミン類であることに関する。
また、本発明は、絶縁膜用組成物が、さらに、（ｅ）微細フィラーを２０〜１５０重量部含有すること、及び、前記微細なフィラーが、少なくとも微粉状シリカ、タルク、マイカ、又は、硫酸バリウムのいずれか一つを含んでいることに関する。
更に、本発明は、前記のいずれかの絶縁膜用組成物を基材に塗布後、５０℃〜２１０℃で加熱処理して、前記エポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる有機溶剤可溶性樹脂成分に由来したガラス転移温度及び前記エポキシ化合物成分に由来したガラス転移温度が１６０℃以下であることを特徴とする硬化絶縁膜を形成する方法に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明において、ガラス転移温度は、固体動的粘弾性測定装置によって測定された。固体動的粘弾性測定装置では、各温度において一定周波数の正弦的変形を試料に与え、試料に発生する力を検出し弾性率を求める。ガラス転移とは樹脂中の特定セグメントのミクロブラウン運動が凍結あるいは開放される温度であり、固体動的粘弾性測定装置によって得られる貯蔵弾性率および損失弾性率の温度分散曲線において、それぞれ変曲点およびピークをもたらす。更に、損失弾性率と貯蔵弾性率の比である損失正接の温度分散曲線において、ガラス転移温度はピークとして現われる。本発明において、ガラス転移温度は、前述の損失正接の温度分散曲線におけるピークを示す温度として求めた。
【００１１】
エポキシ基との反応性を有し且つポリシロキサン骨格を含有した樹脂を主成分とし、これにエポキシ化合物を加えた組成物は、加熱処理による架橋反応によって硬化絶縁膜を形成することができる。しかし、この硬化絶縁膜は、主成分を構成する樹脂に含有されたポリシロキサン骨格がエポキシ樹脂などの有機材料に対して密着性が低いので、ある種の封止材料に対して密着性が劣ると考えられ、また、エポキシ化合物は、少量成分であり、加熱処理されて硬化絶縁膜が形成されたときには架橋構造になっているから、封止材料との密着性向上に対して有効な効果を発揮し得ないと考えられた。
【００１２】
本発明の絶縁膜用組成物は、加熱処理して硬化絶縁膜を形成したとき、その硬化絶縁膜が、エポキシ基との反応性を有し且つポリシロキサン骨格を含有した樹脂成分（セグメント）に由来したガラス転移温度及びエポキシ化合物成分（セグメント）に由来したガラス転移温度が１６０℃以下になるように構成することによって、封止材料との密着性が改良できたことを一つの特徴とするものである。
【００１３】
硬化絶縁膜と封止材料との密着性について具体的に説明する。通常、硬化絶縁膜が形成された後で，その硬化絶縁膜と接して液状の封止材料が塗布などによって配置され、加熱処理によって封止材料が硬化される。封止材料を硬化するための加熱処理温度は通常１６０℃程度である。硬化絶縁膜に含まれる樹脂成分が１６０℃以下のガラス転移温度を持つことによって、封止材料を硬化させる加熱処理工程で、硬化絶縁膜に含有されるガラス転移温度が１６０℃以下の樹脂成分（セグメント）は運動性が増して、封止材料との界面で封止材料（完全に硬化する前なので運動性が高い）とより緊密な化学的又は物理的相互作用が可能になる。
本発明において、１６０℃以下のガラス転移温度を示す硬化絶縁膜中の樹脂成分（セグメント）は、潜在的に封止材料と緊密な化学的又は物理的相互作用を持ち得るものである必要があり、好ましくは、エポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる樹脂成分（セグメント）及びエポキシ化合物成分（セグメント）である。
【００１４】
本発明において、エポキシ基と反応性を有し且つポリシロキサン骨格を含有した樹脂成分（セグメント）のガラス転移温度は、ポリシロキサン骨格の含有量によって変化する。ポリシロキサン骨格の含有量が少ないと、例えばポリイミドシロキサンの場合には、イミド環を形成した芳香族テトラカルボン酸成分や芳香族ジアミン成分などの芳香族鎖成分の割合が相対的に増えるので、ガラス転移温度が１６０℃を越えてしまうことがある。エポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる有機溶剤可溶性樹脂は、ポリシロキサン骨格を３０重量％以上、好ましくは４０重量％以上、更に好ましくは５０重量％以上含有することが好適である。
【００１５】
ポリシロキサン骨格の含有量を増すことによって、エポキシ基と反応性を有し且つポリシロキサン骨格を含有した樹脂成分（セグメント）のガラス転移温度は、１６０℃以下、更に５０℃以下、特に室温以下になる。ガラス転移温度を室温以下にすると、得られる硬化絶縁膜が室温において柔軟性を持つので特に好適である。
また、前述のようにして、エポキシ基と反応性を有し且つポリシロキサン骨格を含有した樹脂成分（セグメント）のガラス転移温度を下げた時には、エポキシ基との反応性を有し且つポリシロキサン骨格を含有した樹脂成分と、エポキシ化合物成分とに由来したガラス転移温度のうち、最高のガラス転移温度を示す樹脂成分（セグメント）は、エポキシ化合物成分（セグメント）になる。
【００１６】
本発明において、硬化絶縁膜がエポキシ化合物成分（セグメント）に由来したガラス転移温度を１６０℃以下に有するように調整するためには、絶縁硬化膜のエポキシ化合物が構成する架橋構造が蜜になり過ぎないような構成が重要であり、特にエポキシ化合物をエポキシ当量が比較的大きなもの、すなわち、エポキシ当量が８００を超えたものにすることが好適である。絶縁硬化膜のエポキシ化合物が構成する架橋構造が蜜になると、エポキシ化合物成分に由来するガラス転移温度が１６０℃を超える。
【００１７】
本発明において、前記硬化絶縁膜のエポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる樹脂成分に由来したガラス転移温度及びエポキシ化合物成分に由来したガラス転移温度が、１６０℃以下、好ましくは１４０℃以下、更に好ましくは１３０℃以下であることが好適である。また、これらの成分（セグメント）のガラス転移が１６０℃以下で完了することが特に好適である。ガラス転移が１６０℃以下で完了するとは、前述の損失正接の温度分散曲線におけるピーク全体が１６０℃以下の範囲内になることを意味する。
【００１８】
尚、エポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる樹脂成分やエポキシ化合物成分は、それらに由来したガラス転移温度を単数又は複数有する。複数のガラス転移温度を有するのは、エポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる樹脂成分やエポキシ化合物成分が夫々複数の成分（セグメント）から構成されている時であるが、本発明においては、複数のガラス転移温度が全て１６０℃以下であることが好適である。
また、本発明において、エポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる樹脂成分及びエポキシ化合物成分に由来したガラス転移温度の下限は特に限定されるものではないが、通常は、ポリシロキサン骨格に由来した−１５０℃程度以上特に−１００℃程度の最も低いガラス転移温度を有する。
【００１９】
本発明において、エポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる有機溶剤可溶性樹脂とは、分子中に、芳香族ジカルボン酸無水物基、芳香族ジカルボン酸ハーフエステル基、カルボン酸基、水酸基及びアミド基などの、エポキシ基と常温では実質的な硬化反応がおこらず、例えば８０℃以上の比較的高温において硬化反応がおこり得る基を有しており、且つ、主鎖にポリシロキサン骨格を含有した樹脂である。好ましくは、耐熱性などを改良するために、前記主鎖はフレキシブルなポリシロキサン骨格とベンゼン環やイミド環などのリジッドなセグメントとを含んで構成されたものである。
本発明において、エポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる有機溶剤可溶性樹脂は、限定するものではないが、以下に示すようなポリイミドシロキサンが特に好適である。以下、ポリイミドシロキサンを例に挙げて本発明を説明する。
【００２０】
本発明におけるエポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる有機溶剤可溶性樹脂として好適なポリイミドシロキサンは、好ましくは、テトラカルボン酸成分と、ジアミノポリシロキサン４５〜９５モル％、極性基を有する芳香族ジアミン０．５〜４０モル％、及び、前記ジアミノポリシロキサン及び前記極性基を有する芳香族ジアミン以外のジアミン０〜５４．５モル％とからなるジアミン成分とを、略等モル好ましくはジアミン成分１モルに対してテトラカルボン酸成分が１．０〜１．２モル程度の割合で用いて有機溶媒中で反応して得ることができる。テトラカルボン酸成分が前記より多すぎると得られるポリイミドシロキサン絶縁膜用組成物の印刷特性が低下するので好ましくない。
【００２１】
ポリイミドシロキサンのテトラカルボン酸成分としては、具体的には、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ジフェニルエ−テルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、２，２−ビス（３，４−ベンゼンジカルボン酸）ヘキサフルオロプロパン、ピロメリット酸、１，４−ビス（３，４−ベンゼンジカルボン酸）ベンゼン、２，２−ビス〔４−（３，４−フェノキシジカルボン酸）フェニル〕プロパン、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸、１，２，４，５−ナフタレンテトラカルボン酸、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタンなどの芳香族テトラカルボン酸、又は、それらの酸二無水物や低級アルコ−ルのエステル化物、及び、シクロペンタンテトラカルボン酸、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸、３−メチル−４−シクロヘキセン−１，２，４，５−テトラカルボン酸などの脂環族系テトラカルボン酸、又は、それらの酸二無水物や低級アルコ−ルのエステル化物を好適に挙げることができる。これらのなかでも特に、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、及び、３，３’，４，４’−ジフェニルエ−テルテトラカルボン酸、又は、それらの酸二無水物や低級アルコ−ルのエステル化物は、ポリイミドシロキサンとしたときの有機溶媒に対する溶解性が優れているので好適である。
また、本発明において、ポリイミドシロキサンのテトラカルボン酸成分中に、前記で例示したような芳香族テトラカルボン酸成分を８０モル％以上特に８５％〜１００％含有することが好ましい。
【００２２】
本発明におけるポリイミドシロキサンのテトラカルボン酸成分は、ジアミンと反応させることが容易なテトラカルボン酸二無水物を用いることが好ましい。
また、テトラカルボン酸二無水物の使用量がジアミンに対して１．０５倍モル以上で未反応無水環が残存するような場合には、そのままでもよいが、エステル化剤で開環ハーフエステル化してもよい。エステル化剤であるアルコール類の使用量は、過剰なテトラカルボン酸二無水物の１．１〜２０倍当量、特に、１．５〜５倍当量であることが好ましい。アルコール類の割合が少ないと、未反応の無水環が残って、組成物での貯蔵安定性が劣るものとなり、過剰のアルコール類は貧溶媒となって不溶分が析出したり固形分濃度を低くすることになって印刷による塗膜の形成が容易でなくなるので好ましくない。
エステル化剤を用いた場合は、反応溶液をそのまま用いても構わないが、過剰のアルコール類を加熱や減圧留去して使用することもできる。
【００２３】
本発明において、ポリイミドシロキサンのジアミン成分は、下記一般式（１）で示されるジアミノポリシロキサン４５〜９５モル％、極性基を有する芳香族ジアミン０．５〜４０モル％、及び、前記ジアミノポリシロキサン及び前記極性基を有する芳香族ジアミン以外のジアミン０〜５４．５モル％（通常、０〜３０モル％）の割合で使用されることが特に好ましい。いずれかの成分が多すぎたり、少なすぎたりしてこれらの範囲をはずれると得られるポリイミドシロキサンの有機溶媒に対する溶解性が低下したり、他の有機化合物との相溶性が悪くなったり、配線基板上に形成した絶縁膜の曲率半径が小さくなり耐屈曲性が低下したり、基材との密着性および耐熱性が低下するので好ましくない。
【００２４】
本発明におけるポリイミドシロキサンのジアミン成分を構成する下記一般式（１）で示されるジアミノポリシロキサンは、好ましくは、前記式中Ｒ_１は炭素数１〜６の２価の炭化水素基又はフェニレン基、特にプロピレン基であり、前記式中Ｒ２は独立に炭素数１〜５のアルキル基又はフェニル基であり、前記式中ｎ１は３〜５０、特に３〜２０である。ｎ１が３未満では得られる絶縁膜の耐屈曲性が悪くなるので好ましくなく、又、ｎ１が５０を超えるとテトラカルボン酸成分との反応性が低下して得られるポリイミドシロキサンの分子量が低くなったり、ポリイミドシロキサンの有機溶剤に対する溶解性が低くなったり、組成物における他の有機成分との相溶性が悪くなったり、得られる絶縁膜の耐溶剤性が低くなったりするので前記程度のものが好適である。尚、ジアミノポリシロキサンが２種以上の混合物からなる場合は、ｎ１はアミノ当量から計算される。
【化３】

（式中、Ｒ_１は２価の炭化水素基又は芳香族基を示し、Ｒ_２は独立に１価の炭素水素基又は芳香族基を示し、ｎ１は３〜５０の整数を示す。）
【００２５】
前記ジアミノポリシロキサンの具体的化合物の例としては、α，ω−ビス（２−アミノエチル)ポリジメチルシロキサン、α，ω−ビス（３−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α，ω−ビス（４−アミノフェニル)ポリジメチルシロキサン、α，ω−ビス（４−アミノ−３−メチルフェニル)ポリジメチルシロキサン、α，ω−ビス（３−アミノプロピル)ポリジフェニルシロキサン、α，ω−ビス（４−アミノブチル）ポリジメチルシロキサンなどが挙げられる。
【００２６】
この発明におけるポリイミドシロキサンのジアミン成分を構成する極性基を有する芳香族ジアミンは、分子中にエポキシ基との反応性を有する極性基を有する芳香族ジアミンであり、好ましくは、下記一般式（２）で示されるジアミンである。
【化４】

（式中、Ｘ及びＹは、それぞれ独立に直接結合、ＣＨ_２、Ｃ（ＣＨ_３）_２、Ｃ（ＣＦ_３）_２、Ｏ、ベンゼン環、ＳＯ_２を示し、ｒ１はＣＯＯＨ又はＯＨを示し、ｎ２は１又は２であり、ｎ３、ｎ４はそれぞれ独立に０、１又は２、好ましくは０又は１であり、ｎ３及びｎ４の少なくとも一方は１又は２である。）
【００２７】
前記一般式（２）で示されるジアミン化合物としては、２，４−ジアミノフェノ−ルなどのジアミノフェノ−ル化合物類、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジハイドロキシビフェニル、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジハイドロキシビフェニル、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジハイドロキシビフェニル、４，４’−ジアミノ−２，２’，５，５’−テトラハイドロキシビフェニルなどのヒドロキシビフェニル化合物類、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジハイドロキシジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジハイドロキシジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジハイドロキシジフェニルメタン、２，２−ビス〔３−アミノ−４−ハイドロキシフェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−アミノ−３−ハイドロキシフェニル〕プロパン、２，２−ビス〔３−アミノ−４−ハイドロキシフェニル〕ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’，５，５’−テトラハイドロキシジフェニルメタンなどのヒドロキシジフェニルアルカン化合物類、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジハイドロキシジフェニルエ−テル、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジハイドロキシジフェニルエ−テル、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジハイドロキシジフェニルエ−テル、４，４’−ジアミノ−２，２’，５，５’−テトラハイドロキシジフェニルエ−テルなどのヒドロキシジフェニルエ−テル化合物類、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジハイドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジハイドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジハイドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−２，２’，５，５’−テトラハイドロキシジフェニルスルホンなどのヒドロキシジフェニルスルホン化合物類、２，２−ビス〔４−（４−アミノ−３−ハイドロキシフェノキシ）フェニル〕プロパンなどのビス（ハイドロキシフェニキシフェニル）アルカン化合物類、４，４’−ビス（４−アミノ−３−ハイドロキシフェノキシ）ビフェニルなどのビス（ハイドロキシフェノキシ）ビフェニル化合物類、２，２−ビス〔４−（４−アミノ−３−ハイドロキシフェノキシ）フェニル〕スルホンなどのビス（ハイドロキシフェニキシフェニル）スルホン化合物類などのＯＨ基を有するジアミン化合物を挙げることができる。
【００２８】
更に、前記の一般式（２）で示されるジアミン化合物としては、３，５−ジアミノ安息香酸、２，４−ジアミノ安息香酸などのベンゼンカルボン酸類、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジカルボキシビフェニル、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジカルボキシビフェニル、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジカルボキシビフェニル、４，４’−ジアミノ−２，２’，５，５’−テトラカルボキシビフェニルなどのカルボキシビフェニル化合物類、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジカルボキシジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジカルボキシジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジカルボキシジフェニルメタン、２，２−ビス〔３−アミノ−４−カルボキシフェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−アミノ−３−カルボキシフェニル〕プロパン、２，２−ビス〔３−アミノ−４−カルボキシフェニル〕ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’，５，５’−テトラカルボキシビフェニルなどのカルボキシジフェニルアルカン化合物類、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジカルボキシジフェニルエ−テル、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジカルボキシジフェニルエ−テル、４，４’−ジアミノ−２，２’−ジカルボキシジフェニルエ−テル、４，４’−ジアミノ−２，２’，５，５’−テトラカルボキシジフェニルエ−テルなどのカルボキシジフェニルエ−テル化合物類、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジカルボキシジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジカルボキシジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−２，２’，５，５’−テトラカルボキシジフェニルスルホンなどのカルボキシジフェニルスルホン化合物類、２，２−ビス〔４−（４−アミノ−３−カルボキシフェノキシ）フェニル〕プロパンなどのビス（カルボキシフェノキシフェニル）アルカン化合物類、４，４’−ビス（４−アミノ−３−カルボキシフェノキシ）ビフェニルなどのビス（カルボキシフェノキシ）ビフェニル化合物類、２，２−ビス〔４−（４−アミノ−３−カルボキシフェノキシ）フェニル〕スルホンなどのビス（カルボキシフェノキシフェニル）スルホン化合物類などのＣＯＯＨ基を有するジアミン化合物を挙げることができる。
【００２９】
本発明におけるポリイミドシロキサンのジアミン成分を構成する前記ジアミノポリシロキサン及び前記極性基を有する芳香族ジアミン以外のジアミンは、特に限定されるものではないが、下記一般式（３）で示される芳香族ジアミンが好適である。
【化５】

（式中、Ｘ及びＹは、それぞれ独立に直接結合、ＣＨ_２、Ｃ（ＣＨ_３）_２、Ｃ（ＣＦ_３）_２、Ｏ、ベンゼン環、ＳＯ_２を示し、ｎ５は１又は２である。）
【００３０】
前記一般式（３）で示される芳香族ジアミンは、具体的には、１，４−ジアミノベンゼン、１，３−ジアミノベンゼン、２，４−ジアミノトルエン、１，４−ジアミノ−２，５−ジハロゲノベンゼンなどのベンゼン１個を含むジアミン類、ビス（４−アミノフェニル）エ−テル、ビス（３−アミノフェニル）エ−テル、ビス（４−アミノフェニル）スルホン、ビス（３−アミノフェニル）スルホン、ビス（４−アミノフェニル）メタン、ビス（３−アミノフェニル）メタン、ビス（４−アミノフェニル）スルフィド、ビス（３−アミノフェニル）スルフィド、２，２−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−アミノフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、ｏ−ジアニシジン、ｏ−トリジン、トリジンスルホン酸類などのベンゼン２個を含むジアミン類、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェニル）ベンゼン、１，４−ビス（３−アミノフェニル）ベンゼン、α，α’−ビス（４−アミノフェニル）−１，４−ジイソプロピルベンゼン、α，α’−ビス（４−アミノフェニル）−１，３−ジイソプロピルベンゼンなどのベンゼン３個を含むジアミン類、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕スルホン、４，４’−（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、５，１０−ビス（４−アミノフェニル）アントラセンなどのベンゼン４個以上を含むジアミン類などのジアミン化合物が挙げられる。
また、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノドデカンなど脂肪族ジアミン化合物を上記ジアミンと共に使用することができる。
【００３１】
本発明におけるポリイミドシロキサンは、特に限定するものではないが、例えば、次の方法で得ることができる。
（１）テトラカルボン酸成分とジアミン成分とを略等モル使用し、有機極性溶媒中で連続的に１５〜２５０℃で重合及びイミド化させてポリイミドシロキサンを得る方法。
（２）テトラカルボン酸成分とジアミン成分とをそれぞれ分けて、まず過剰量のテトラカルボン酸成分とアミン成分（例えばジアミノポリシロキサン）とを有機極性溶媒中１５〜２５０℃で重合及びイミド化させて平均重合度１〜１０程度の末端に酸無水物基（又は、酸、そのエステル化物）を有するイミドシロキサンオリゴマーを調製し、別にテトラカルボン酸成分と過剰量のジアミン成分とを有機極性溶媒中１５〜２５０℃で重合及びイミド化させて平均重合度１〜１０程度の末端にアミノ基を有するイミドオリゴマーを調製し、次いでこの両者を、酸成分とジアミン成分とが略等モルになるように混合して１５〜６０℃で反応させて、さらに１３０〜２５０℃に昇温して反応させて、ブロックタイプのポリイミドシロキサンを得る方法。
（３）テトラカルボン酸成分とジアミン成分とを略等モル使用し、有機極性溶媒中でまず２０〜８０℃で重合させてポリアミック酸を得た後に、そのポリアミック酸をイミド化してポリイミドシロキサンを得る方法。
【００３２】
上述の方法でポリイミドシロキサンを得る際に使用される有機極性溶媒としては、含窒素系溶媒、例えばＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ−メチルカプロラクタムなど、硫黄原子を含有する溶媒、例えば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、ジエチルスルホン、ヘキサメチルスルホルアミドなどフェノール系溶媒、例えばクレゾール、フェノール、キシレノールなど、ジグライム系溶媒、例えばジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグライム）、トリエチレングリコールジメチルエーテル（トリグライム）、テトラグライムなど、酸素原子を分子内に有する溶媒、例えばアセトン、メタノール、エタノール、エチレングリコール、ジオキサン、テトラヒドロフランなど、その他ピリジン、テトラメチル尿素などを挙げることができる。また必要に応じてベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒やソルベントナフサ、ベンゾニトリルなど他の有機溶媒を併用してもよい。
【００３３】
本発明において、ポリイミドシロキサンは、前記（１）〜（３）などいずれの方法で得られたものを使用してもよいが、有機溶媒に少なくとも３重量％以上、好ましくは５〜６０重量％、特に５〜５０％程度の高濃度で溶解させることができるもので、２５℃の溶液粘度（Ｅ型回転粘度計）が１〜１００００ポイズ、特に１〜１００ポイズであることが好ましい。
本発明において、ポリイミドシロキサンはより高分子量のものが好ましく更にイミド化率が高いものが好ましい。分子量の目安としての対数粘度（測定濃度：０．５g ／１００ミリリットル、溶媒：Ｎ−メチル−２−ピロリドン、測定温度：３０℃）は、０．１５以上、特に０．１６〜２のものが、硬化後の膜の強度、伸度などの機械的物性の点から好ましい。また、赤外吸収スペクトルから求められるイミド化率は、９０％以上特に９５％以上更に実質的に１００％のものが好ましい。
【００３４】
本発明のポリイミドシロキサン絶縁膜用組成物を構成するエポキシ化合物は、複数のエポキシ基を有する化合物であって、エポキシ当量が８００を超え特に８５０以上且つ４０００未満特に３０００以下のものであって、常温で液状又は固体状のエポキシ樹脂が好適である。エポキシ化合物のエポキシ当量が８００以下では、硬化絶縁膜としたときのガラス転移温度を１６０℃以下にすることが容易ではなくなり、封止材料に対する密着性が劣る。また、エポキシ化合物のエポキシ当量が４０００以上では、硬化絶縁膜としたときのガラス転移温度を１６０℃以下にすることは可能であるが、得られる絶縁膜用組成物が高粘度化し易く取り扱いが容易ではなくなる。
具体的には、例えば、ジャパンエポキシレジン株式会社製 エピコート１０５５、エピコート１００４、エピコート１００４ＡＦ、エピコート１００７、エピコート１００９、エピコート１０１０、大日本インキ化学工業株式会社製 ＥＰＩＣＬＯＮ４０５０、ＥＰＩＣＬＯＮ７０５０、ＡＭ−０４０−Ｐ、ＨＭ０９１、ＨＭ−１０１等のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン株式会社製 エピコート４００４Ｐ、エピコート４００７Ｐ、エピコート４１１０等のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、宇部興産株式会社製のハイカーＥＴＢＮ１３００×４０、及び、ナガセケムテック株式会社製のデナレックスＲ−４５ＥＰＴなどを好適に挙げることができる。
【００３５】
本発明において、エポキシ化合物の使用量は、ポリイミドシロキサン１００重量部に対して、１〜５０重量部、好ましくは２〜３０重量部である。使用量が多すぎるとゲル化し易くなったり密着性が低下し、少なすぎると加熱処理後の硬化絶縁の耐熱性や耐薬品性悪くなるので上記範囲が好ましい。
【００３６】
本発明において、エポキシ化合物と共にヒドラジン類、イミダゾール類、３級アミン類などのエポキシ化合物の硬化反応を促進する硬化促進剤を添加することが好ましい。
特に、３級アミン類を硬化促進剤として添加すると、その絶縁膜用組成物は、基材に塗布後１２０℃程度以下の低温で加熱処理することによって硬化絶縁膜（保護膜）を容易に得ることができるので極めて好適である。本発明において好適に用いることができる３級アミン類としては、具体的には、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン、トリエチレンジアミン、２−ジメチルアミノメチルフェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、ジモルホリノジエチルエーテル、１，４−ジメチルピペラジン、シクロヘキシルジメチルアミンなどを挙げることができる。
また、３級アミン類などの硬化促進剤は、ポリイミドシロキサン１００重量部に対して、０．５〜２０重量部好ましくは１〜１０重量部使用するのが好適である。使用量が２０重量部を超えると耐溶剤性や電気的性質が悪くなり、少なすぎると低温での硬化に長時間を要するので上記範囲が好ましい。
【００３７】
本発明のポリイミドシロキサン絶縁膜用組成物を構成する有機溶媒としては、ポリイミドシロキサンを調製するときの反応に使用した有機溶媒をそのまま使用することができるが、好適には、含窒素系溶媒、例えばＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ−メチルカプロラクタムなど、含硫黄原子溶媒、例えば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、ジエチルスルホン、ヘキサメチルスルホルアミドなど、含酸素溶媒、例えばフェノ−ル系溶媒、例えばクレゾ−ル、フェノ−ル、キシレノ−ルなど、ジグライム系溶媒例えばジエチレングリコ−ルジメチルエ−テル（ジグライム）、トリエチレングリコ−ルジメチルエ−テル（トリグライム）、テトラグライムなど、アセトン、アセトフェノン、プロピオフェノン、エチレングリコール、ジオキサン、テトラヒドロフランなどを挙げることができる。特に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ,Ｎ−ジメチルスルホキシド、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、トリエチレングリコ−ルジメチルエ−テル、ジエチレングリコ−ルジメチルエ−テルなどを好適に使用することができる。
【００３８】
更に、本発明の絶縁膜用組成物においては、微細フィラーを含有することが好ましい。微細無機フィラ−としては、どのような形態のものでもよいが、平均粒子径が０．００１〜１５μｍ、特に０．００５〜１０μｍのものが好ましい。この範囲外のものを使用すると得られる塗膜が屈曲したときに亀裂が発生したり、折り曲げ部が白化したりするので好ましくない。微細フィラ−としては、例えば微粉状シリカ、タルク、マイカ、硫酸バリウムなどの微細無機フィラ−や架橋ＮＢＲ微粒子などの微細有機フィラ−を好適に挙げることができる。
【００３９】
微細無機フィラ−の使用量は、エポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる有機溶剤可溶性樹脂１００重量部に対して、合計で２０〜１５０重量部、好ましくは４０〜１２５重量部である。使用量が、余り多すぎたり、余り少なすぎると塗膜の折り曲げによりクラックが発生したり、印刷性、半田耐熱性、銅箔変色性が影響を受けるので上記範囲が好適である。また、微細無機フィラー、特に微粉状シリカとタルク、マイカあるいは硫酸バリウムの少なくとも１種とを組み合わせて使用し、微紛状シリカをエポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる有機溶剤可溶性樹脂１００重量部に対して１〜５０重量部、特に５〜４０重量部、タルク、マイカあるいは硫酸バリウムの少なくとも１種を２０〜１３０重量部使用することが、印刷性や得られる硬化絶縁膜の性能を考慮すると特に好ましい。
【００４０】
また、本発明の絶縁膜用組成物においては、有機着色顔料、無機着色顔料を所定量、例えばエポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる有機溶剤可溶性樹脂１００重量部に対して、０〜１００重量部程度使用することができる。
また、本発明の絶縁膜用組成物においては、消泡剤を所定量、例えばエポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる有機溶剤可溶性樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部程度使用することができる。
【００４１】
本発明の絶縁膜用組成物は、エポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる樹脂、例えばポリイミドシロキサンと、エポキシ化合物と、微細フィラーと、有機溶媒などとを、所定量混合し、均一に撹拌・混合することによって容易に得ることができる。混合する際に有機溶媒中で混合して溶液組成物にすることができる。有機溶媒に混合させて溶液組成物にするにあたっては、エポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる樹脂例えばポリイミドシロキサンの重合溶液をそのままでも、又その重合溶液を適当な有機溶媒で希釈したものを使用してもよい。有機溶媒としては、前記樹脂例えばポリイミドシロキサンを得る際に使用できる有機極性溶媒を挙げることができるが、沸点１４０℃以上で２１０℃以下のものを使用することが好ましい。特に沸点１８０℃以上、特に２００℃以上である有機溶媒（例えばメチルトリグライムなど）を使用すると、溶媒の蒸発による散逸が極めて減少するので、又その印刷インクを使用してスクリーン印刷などで印刷を支障なく好適に行うことができるので最適である。有機溶媒は、エポキシ基との反応性を有する基を有し且つポリシロキサン骨格を含有してなる樹脂、例えばポリイミドシロキサン１００重量部に対して６０〜２００重量程度使用する。
【００４２】
本発明の絶縁膜用組成物は、室温（２５℃）で溶液粘度が１００〜６００ポイズであることが作業性や溶液物性、その保護膜特性上などから適当である。
【００４３】
本発明の絶縁膜用組成物は、ＩＣチップなどのチップ部品を実装する電気電子部品の絶縁膜（保護膜）を形成するために用いることができる。
例えば、導電性金属箔で形成された配線パターンを有する絶縁性フィルムのパターン面に、乾燥膜の厚さが３〜６０μｍ程度となるようにスクリ−ン印刷などによって印刷して塗布した後、５０〜１００℃程度の温度で５〜６０分間程度、次いで、１００〜２１０℃程度好適には１２０〜２００℃で５〜１２０分間好適には１０〜６０分間程度の２段階で加熱し乾燥して、好適には弾性率が０．１〜２０ｋｇｆ／ｍｍ^２の絶縁膜を形成することが好ましい。
【００４４】
更に、本発明の絶縁膜用組成物は、５０〜１３０℃程度特に６０〜１２０℃の低温の加熱処理によって硬化させて、前記のような良好な性能を持った絶縁膜を容易に形成することができる。
このために、本発明の絶縁膜用組成物は、実装工程において、１６０℃程度又はそれ以上の比較的高温の加熱処理によって硬化絶縁膜を形成することもできるし、１３０℃以下好ましくは１２０℃程度以下の比較的低温の加熱処理によって硬化絶縁膜を形成することもできる。また、１３０℃以下好ましくは１２０℃程度以下の比較的低温の加熱処理によって硬化絶縁膜を形成したあとで、更に、１６０℃程度又はそれ以上の比較的高温の加熱処理がおこなわれても構わない。
【００４５】
言い換えれば、本発明の絶縁膜用組成物は、例えば絶縁フィルム基材にＩＣチップなどのチップ部品を実装する際に、配線パターンを保護する絶縁膜を形成した後でスズメッキする手順で実装することもできるし、配線パターンを先にスズメッキした後でそれを保護するための絶縁膜を形成する手順で実装することも可能である。
先にスズメッキする手順は、例えば絶縁フィルム基材に実装する場合、以下のようになる。即ち、▲１▼絶縁フィルム基材表面に形成された銅箔の配線パターン表面をスズメッキする。▲２▼絶縁フィルム基材表面の所定部分に、本発明の絶縁膜用組成物を塗布または印刷し、それを１２０℃程度以下の比較的低温で加熱処理して硬化させて絶縁膜（保護膜）を形成する。▲３▼ＩＣチップなどの電子部品を金バンプなどを用いて絶縁膜を形成していない配線パターンのインナーリード部などに実装する。この時、接続部が金スズ共晶を形成するように、短時間だが４００℃程度以上の加熱処理がなされる。▲４▼次いでＩＣチップなどを封止材料などによって保護する。この時に封止材料などを硬化させるために１６０℃程度の温度で加熱処理がおこなわれる。
【００４６】
本発明の絶縁膜用組成物が前述の先にスズメッキする手順で用いられて、電子部品の絶縁膜を形成したときの一例について、概略の断面図を図８に示す。
図８において、例えば２５μｍ厚のポリイミドフィルム１の表面に、例えば１２μｍ厚の銅箔で配線パターン２が形成されており、その表面をメッキされた例えば０．５μｍ厚のスズ層３が覆っている。更にそれらの表面を、インナーリードの接続部分を除いてこの発明の絶縁用組成物からなる絶縁膜４が例えば１０μｍ厚の保護膜を形成している。接続部分では金バンプ５を用いＩＣチップ６が実装され、例えばエポキシ樹脂系の封止材料７によって保護されている。
【００４７】
また、本発明の絶縁膜用組成物は、導電性金属及び絶縁用の各種材料との密着性が良好であり、硬化物は好適な機械的強度や電気絶縁性能を有しているから、電気電子部品の保護膜としてのみならず層間絶縁膜としても好適に使用することができる。更に、本発明の絶縁膜用組成物は、低温圧着が可能でしかも耐熱性の接着剤として好適に使用することもできる。
【００４８】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、この発明を説明する。尚、この発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４９】
各例において測定、評価は次の方法で行った。
（溶液粘度）
Ｅ型粘度計（東京計器社製）を用い、温度２５℃で、回転数１０ｒｐｍにて測定した。
（印刷性の評価）
スクリ−ン印刷可能で、形成された膜にピンホ−ルがなく、端部の流れ出しがない場合を○、スクリ−ン印刷が不可能かまたは膜にピンホ−ルの発生があるかまたは端部の流れ出しがある場合を×で表示した。
【００５０】
（硬化絶縁膜の評価）
硬化絶縁膜の評価は、評価項目によって、以下のように加熱処理された硬化絶縁膜サンプルについておこなった。
すなわち、耐溶剤性、ガラス転移温度及び封止材料との密着性の評価は、実装工程において先にスズメッキが施された導体配線上に絶縁膜用組成物を塗布したときには１２０℃程度以下で加熱硬化することを考慮して、８０℃で３０分次いで１２０℃で１時間加熱処理したサンプルについておこなった。但し、封止材料との密着性の評価は、前記サンプル表面に更に封止材料を滴下して塗布し１６０℃で加熱硬化するから、併せると１２０℃及び１６０℃の２回の加熱処理がされたことになる。
それ以外の硬化絶縁膜の評価は、実装工程において封止材料を硬化するために最終的に１６０℃程度の加熱処理がおこなわれることを考慮して、８０℃で３０分次いで１６０℃で１時間加熱処理したサンプルについておこなった。
【００５１】
耐溶剤性の評価：
厚さがおよそ７５μｍになるように硬化させたシート状サンプル０．５ｇを１００ｍｌのアセトン（２５℃）に３０分間浸漬した後、アセトン可溶分の重量％で示した。
ガラス転移温度：
樹脂成分（セグメント）のガラス転移温度は、基本的には含有するフィラーの影響を受けない。ここでは、フィラーを含まない樹脂成分だけからなる組成物を用いて作成したサンプルについてガラス転移温度を測定した。フィラー含有サンプルを用いると、得られる損失正接（ｔａｎδ）の温度変化を示すチャートにおいてガラス転移温度を示すピークが不明瞭になり易いためである。フィラーを含む組成物を用いて作成したサンプルについて測定しても構わない。
具体的には、厚さ７５μｍのシート状に硬化した試料を幅５ｍｍ、長さ３０ｍｍの短冊状に切り出して、レオメトリックスサイエンティフィック製固体粘弾性アナライザーＲＳＡIIを用いて、引張り−圧縮モードで、周波数１０Ｈｚ、窒素気流中、温度ステップ２℃で各設定温度に到達後３０秒後に測定を行ない次の温度に昇温し測定を繰り返し、損失正接（ｔａｎδ）の温度変化を求めた。
具体例で説明すれば、例えば、後述の実施例１の組成物から得られた硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度変化は図１のようになる。この図において、−１００℃、５℃および１１０℃のピークは、それぞれポリイミドシロキサンのポリシロキサン成分、ポリイミドシロキサンの芳香族鎖成分、及びエポキシ化合物成分に由来するガラス転移温度を示している。尚、図１における１３０℃以上で見られる測定点のバラツキは、各成分がそれぞれガラス転移温度を超えた結果、硬化絶縁膜が全体として柔らかくなり測定する弾性率にバラツキが生じるためである。この様なバラツキが生じる状態は、硬化絶縁膜の実質的に全樹脂成分（セグメント）の運動性が増しており、封止材料との界面で封止材料とより緊密な化学的又は物理的相互作用を可能にして密着性を高めると考えられる。一方、この様なバラツキが見られない場合は、ガラス転移温度以上になっても硬化絶縁膜が全体としてはリジッドな状態にあることを示している。
【００５２】
ＩＣ封止材料との密着性の評価：
３５μｍ厚電解銅箔光沢面上に絶縁膜用組成物を３０μｍ厚に塗布し硬化させ、この硬化膜上にＩＣチップ封止材料ＣＥＬ−Ｃ−５０２０（日立化成工業株式会社製）を約１ｍｍ厚、直径０．５ｃｍ程度の円状に滴下して塗布し１６０℃で硬化させサンプルとした。手でサンプルを折り曲げ、封止樹脂のはがれ具合を観察した。硬化絶縁膜で凝集破壊を起こした場合を○、硬化絶縁膜の凝集破壊と硬化絶縁膜／封止材料界面剥離が共存する場合を△、硬化絶縁膜膜／封止材料界面剥離の場合を×で示した。
【００５３】
電気絶縁性（体積抵抗）の測定：
この溶液組成物を用いて厚さ約７５μｍの硬化絶縁膜を形成し、その膜の電気絶縁性（体積抵抗）をＪＩＳ Ｃ−２１０３によって測定した。
引張弾性率の測定：
厚さがおよそ７５μｍになるように硬化させたシート状サンプルを、幅１ｃｍ、長さ１５ｃｍに切り出して試験に用いた。ＡＳＴＭ Ｄ８８２によって測定した。
【００５４】
スズ潜りの測定：
厚さ３５μｍの電解銅箔（三井金属鉱業社製）光沢面上に絶縁膜用組成物を３０μｍ厚に塗布し硬化させたサンプルを、無電解スズメッキ液（シプレイファーイースト社製、ＬＴ−３４）を使用し、温度７０℃で４分間スズメッキし、絶縁膜の端部においてスズが浸入してスズ潜りが起こった部分の幅（端部からの距離）を測定した。
【００５５】
以下の各例で使用したエポキシ樹脂、硬化触媒、フィラーについて説明する。（エポキシ樹脂）
エピコート１００７：ジャパンエポキシレジン社製、エポキシ当量２０００
エピコート１００４：ジャパンエポキシレジン社製、エポキシ当量９００
ハイカーＥＴＢＮ１３００×４０：宇部興産社製、エポキシ当量２７７０、キシレン５０％溶液
エピコート１５７Ｓ７０：ジャパンエポキシレジン社製、エポキシ当量２１０
（硬化触媒）
ＤＢＵ：アルドリッチ社製、１,８‐ジアザビシクロ［５.４.０］‐７‐ウンデセン
キュアゾール２Ｅ４ＭＺ：四国化成工業社製、２−エチル−４−メチルイミダゾール
（微粉状シリカ）
アエロジル５０：日本アエロジル株式会社製、平均粒径：３０ｎｍ
アエロジル１３０：日本アエロジル株式会社製、平均粒径：１６ｎｍ
（硫酸バリウム）
硫酸バリウムＢ−３０：堺化学工業社製、平均粒径０．３μｍ
（タルク）
ミクロエースＰ−３：日本タルク社製、平均粒径１．８μｍ
（マイカ）
ＭＫ−１００：コープケミカル社製、平均粒径２．６μｍ
【００５６】
参考例１（ポリイミドシロキサンの製造）
容量５００ｍｌのガラス製フラスコに、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物５８．８４ｇ（０．２モル）、溶媒のトリグライム（以下、ＴＧと略記することもある。）１２０ｇを仕込み、窒素雰囲気下、１８０℃で加熱撹拌した。α，ω−ビス（３−アミノプロピル）ポリジメチルシロキサン（アミノ当量４５５）１５４．７ｇ（０．１７モル）、ＴＧ７０ｇを加え、１８０℃で６０分間加熱撹拌した。さらにこの反応溶液に４，４’−ジアミノ−３，３’−ジカルボキシフェニルメタン８．５９ｇ（０．０３モル）及びＴＧ２３．４ｇを加え、１８０℃で５時間加熱撹拌した後、濾過を行った。得られたポリイミドシロキサン反応溶液は、ポリマ−固形分濃度５０重量％、ηｉｎｈ０．１８の溶液であった。イミド化率は実質的に１００％であった。
【００５７】
参考例２（ポリイミドシロキサンの製造）
容量５００ｍｌのガラス製フラスコに、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物５８．８４ｇ（０．２モル）、ＴＧ１７０ｇを仕込み、窒素雰囲気下、１８０℃で加熱撹拌した。１００℃付近まで冷却し、α，ω−ビス（３−アミノプロピル）ポリジメチルシロキサン（アミノ当量４５５）１２７．４ｇ（０．１４モル）とＴＧ５０ｇを加え、１８０℃で６０分間加熱撹拌した。さらに、室温付近まで冷却後、この反応溶液に２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン１３．５２ｇ（０．０３モル）、３，５ジアミノ安息香酸４．５６ｇ（０．０３モル）及びＴＧ７９ｇを加え、１８０℃で５時間加熱撹拌した後、濾過を行った。得られたポリイミドシロキサン反応溶液は、ポリマ−固形分濃度４０重量％、ηｉｎｈ０．２０の溶液であった。イミド化率は実質的に１００％であった。
【００５８】
実施例１
ガラス製容器に、参考例１で得たポリイミドシロキサン溶液と、ポリイミドシロキサン１００重量部に対してエポキシ樹脂のエピコート１００７を１０重量部、３級アミン硬化触媒のＤＢＵを２重量部、シリコン系消泡剤を４重量部、微紛状シリカのアエロジル５０を１５．８重量部、アエロジル１３０を１.８重量部、硫酸バリウムＢ−３０を４４重量部、タルクのミクロエースＰ−３０を１１重量部、及び、マイカのＭＫ−１００を１１重量部、とを加えて攪拌し均一に混合させてポリイミドシロキサン溶液組成物（溶液粘度３６０ポイズ）を得た。
【００５９】
この溶液組成物は、約５℃で２週間放置しても、粘度変化は少なくスクリ−ン印刷可能であった。
この溶液組成物を用いて形成された硬化絶縁膜の電気絶縁性（体積抵抗）を測定したところ、５×１０^１３Ω・ｃｍであった。
この溶液組成物及び硬化絶縁膜についての評価結果を表２に示す。
また、この溶液組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分からなる硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度変化を図１に示す。この組成からなる硬化絶縁膜のガラス転移温度は１１０℃であった。尚、図１の１１０℃のピークはエポキシ化合物成分に由来するガラス転移温度である。
【００６０】
実施例２
エポキシ樹脂として、エピコート１００７を５重量部とエピコート１００４を５重量部とを用いる以外は実施例１と同様にして、ポリイミドシロキサンの溶液組成物（３４０ポイズ）を得た。
この溶液組成物は、約５℃で２週間放置しても、粘度変化は少なくスクリ−ン印刷可能であった。
この溶液組成物及び硬化絶縁膜についての評価結果を表２に示す。
また、この溶液組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分からなる硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度変化を図２に示す。この組成からなる硬化絶縁膜のガラス転移温度は１０９℃であった。尚、図２の１０９℃のピークはエポキシ化合物成分に由来するガラス転移温度である。
【００６１】
参考例Ａ
エポキシ樹脂として、エピコート１００４を１０重量部用いる以外は実施例１と同様にして、ポリイミドシロキサンの溶液組成物（３００ポイズ）を得た。
この溶液組成物は、約５℃で２週間放置しても、粘度変化は少なくスクリ−ン印刷可能であった。
この溶液組成物を用いて形成された硬化絶縁膜の電気絶縁性（体積抵抗）を測定したところ、４×１０１４Ω・ｃｍであった。
この溶液組成物及び硬化絶縁膜についての評価結果を表２に示す。
また、この溶液組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分からなる硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度変化を図３に示す。この組成からなる硬化絶縁膜のガラス転移温度は１０５℃であった。尚、図３の１０５℃のピークはエポキシ化合物成分に由来するガラス転移温度である。
【００６２】
参考例Ｂ
エポキシ樹脂としてエピコート１００４を１０重量部用い、硬化触媒としてキュアゾール２Ｅ４ＭＺを０．３重量部用いる以外は実施例１と同様にして、ポリイミドシロキサンの溶液組成物（４８０ポイズ）を得た。
この溶液組成物は、約５℃で２週間放置しても、粘度変化は少なくスクリ−ン印刷可能であった。
この溶液組成物を用いて形成された硬化絶縁膜の電気絶縁性（体積抵抗）を測定したところ、１×１０１４Ω・ｃｍであった。
この溶液組成物及び硬化絶縁膜についての評価結果を表２に示す。
また、この溶液組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分からなる硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度変化を図４に示す。この組成からなる硬化絶縁膜のガラス転移温度は１１６℃であった。尚、図４の１１６℃のピークはエポキシ化合物成分に由来するガラス転移温度である。
【００６３】
実施例５
エポキシ樹脂としてハイカーＥＴＢＮ１３００×４０を１３．８重量部用いる以外は実施例１と同様にして、ポリイミドシロキサンの溶液組成物（３００ポイズ）を得た。
この溶液組成物は、約５℃で２週間放置しても、粘度変化は少なくスクリ−ン印刷可能であった。
この溶液組成物を用いて形成された硬化絶縁膜の電気絶縁性（体積抵抗）を測定したところ、２×１０^１３Ω・ｃｍであった。
この溶液組成物及び硬化絶縁膜についての評価結果を表２に示す。
また、この溶液組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分からなる硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度変化を図５に示す。この組成からなる硬化絶縁膜のガラス転移温度は１２１℃であった。尚、図５の１２１℃のピークはエポキシ化合物成分に由来するガラス転移温度である。
【００６４】
実施例６
参考例２で得たポリイミドシロキサン溶液にＴＧを添加してポリイミドシロキサン濃度を３７％に調整した溶液を用いて、ポリイミドシロキサン１００重量部に対して表１に示す種類と量を配合し、ポリイミドシロキサンの溶液組成物（４３０ポイズ）を得た。
この溶液組成物は、約５℃で２週間放置しても、粘度変化は少なくスクリ−ン印刷可能であった。
この溶液組成物を用いて形成された硬化絶縁膜の電気絶縁性（体積抵抗）を測定したところ、１×１０^１３Ω・ｃｍであった。
この溶液組成物及び硬化絶縁膜についての評価結果を表２に示す。
また、この溶液組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分からなる硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度変化を図６に示す。この組成からなる硬化絶縁膜のガラス転移温度は９５℃であった。尚、図６の９５℃のピークはエポキシ化合物成分に由来するガラス転移温度とポリイミドシロキサンのシロキサン骨格以外の芳香族鎖に由来するガラス転移温度とが重なったものである。
【００６５】
比較例１
エポキシ樹脂としてエピコート１５７Ｓ７０を１０重量部用いる以外は実施例１と同様にして、ポリイミドシロキサンの溶液組成物（３８０ポイズ）を得た。
この溶液組成物及び硬化絶縁膜についての評価結果を表２に示す。
また、この溶液組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分からなる硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度変化を図７に示す。この組成からなる硬化絶縁膜のガラス転移温度は１４０℃付近から１８０℃付近までの幅広いピークを示した。また、１８０℃以上の温度になっても損失正接（ｔａｎδ）にブレ（測定値のバラツキ）は見られず硬化絶縁膜としてリジッドな状態が保持されている。尚、図７の１４０℃から１８０℃までの幅広いピークはエポキシ化合物成分に起因したものである。
【００６６】
【表１】

【００６７】
【表２】

【００６８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような構成を有しているため、次のような効果を奏する。
すなわち、本発明は、基材に塗布後１２０℃程度以下の低温で加熱処理することによって硬化絶縁膜（保護膜）を得ることが可能であり、その硬化絶縁膜は基材や封止材料との密着性が良好であり、スズ潜りが３５μｍ以下の改良された耐スズメッキ性を有し、更に、ソリが発生し難く、耐熱性、耐ハンダフラックス性、耐溶剤性、耐薬品性、耐屈曲性、及び電気特性が優れ、フレキシブル配線基板などの基材上にスクリーン印刷などの方法で良好に塗布が可能であり、電気電子部品などの絶縁膜を形成するための印刷インキ又は塗布用ワニスとして好適な絶縁膜用組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の絶縁膜用組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分を用いて形成された硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度分布曲線
【図２】実施例２の絶縁膜用組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分を用いて形成された硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度分布曲線
【図３】参考例Ａの絶縁膜用組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分を用いて形成された硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度分布曲線
【図４】参考例Ｂの絶縁膜用組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分を用いて形成された硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度分布曲線
【図５】実施例５の絶縁膜用組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分を用いて形成された硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度分布曲線
【図６】実施例６の絶縁膜用組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分を用いて形成された硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度分布曲線
【図７】比較例１の絶縁膜用組成物のフィラー成分を除いた樹脂成分を用いて形成された硬化絶縁膜の損失正接（ｔａｎδ）の温度分布曲線
【図８】絶縁膜フィルム基材にＩＣなどのチップ部品などを実装した部品であって、配線パターン表面を先にスズメッキし次いでこの発明のポリイミドシロキサン絶縁膜用組成物からなる硬化絶縁膜（保護膜）を形成する手順で、絶縁フィルム基材にチップ部品を実装したときの一例の概略の断面図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a solution composition comprising an organic solvent-soluble resin having an epoxy group-reactive group and containing a polysiloxane skeleton, and an epoxy compound, which is obtained by heat treatment. The cured insulating film has a glass transition temperature derived from an organic solvent-soluble resin component comprising a group having reactivity with the epoxy group and containing a polysiloxane skeleton, and a glass transition temperature derived from the epoxy compound component. The present invention relates to a composition for an insulating film configured to be 160 ° C. or lower. The solution composition of the present invention can obtain a cured insulating film by applying heat treatment at a low temperature of about 120 ° C. or less after coating on the substrate, and the cured insulating film is in close contact with the substrate or the sealing material. And has improved tin plating resistance with a tin dipping of 35 μm or less. In addition, warping is unlikely to occur, heat resistance, solvent resistance, chemical resistance, bending resistance, and electrical properties are excellent, and it can be applied well on a substrate such as a flexible wiring board by a method such as screen printing. Yes, it is used as a composition for an insulating film suitable as a printing ink or coating varnish for forming an insulating film (protective film, solder resist, interlayer insulating layer, etc.) of electronic parts.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the use of an epoxy resin, an aromatic polyimide resin, or the like as an insulating film (protective film) for electrical and electronic parts is known, for example, in applications such as solid elements, semiconductor integrated circuits, and flexible wiring boards. Epoxy resin has plating resistance and good adhesion to the base material, but on the other hand, it requires the combined use of a curing agent, etc., and storage stability related to the curing agent and work for two-part preparation In addition, the insulating film formed by thermosetting is rigid, flexible and inferior in flexibility.
[0003]
In general, since an aromatic polyimide resin is difficult to dissolve in an organic solvent, a coating film is formed using a solution of an aromatic polyimide precursor (aromatic polyamic acid), and then dried for a long time at a high temperature. It is necessary to form an aromatic polyimide insulating film by imidization by heat treatment, and there is a problem that the electrical or electronic member itself to be protected is thermally deteriorated.
[0004]
As a method for solving such a problem, for example, a composition for an insulating film containing a polysiloxane skeleton having high flexibility and high solubility in an organic solvent, such as polyimidesiloxane, and an epoxy resin ( For example, see Patent Documents 1 and 2). However, such a composition has a problem that adhesion with certain sealing materials is not sufficient with an increase in the amount of the polysiloxane component, and the cured insulating film is tin-plating resistant. Since the tin diving was about 100 μm, there was room for improvement.
[0005]
When forming insulating films such as electrical and electronic parts, the insulating tape base material on which the wiring pattern is formed of copper foil such as TAB tape, for example, protects the circuit except for the connecting portions such as inner leads and solder ball terminals. An insulating film (protective film) is formed by applying a composition for an insulating film and then heat-treating it. Next, the copper foil surface of the connection portion is tin-plated, and then an electronic component such as an IC is connected.
When this tin plating is performed, a tin dive in which tin enters the gap between the insulating film and the copper foil from the end portion of the insulating film occurs, and further, the copper foil is pierced and a hole is formed at this portion. Such a tin dive and a hole contact with a copper foil can cause breakage due to stress concentration when the copper foil is bent.
As the electrical and electronic parts become smaller and the thickness of the copper foil used for the electrical and electronic parts becomes thinner and thinner, for example, a thin copper foil of about 12 μm is used, the above-mentioned tin submergence and the contact of the hole where the copper foil is removed Generation | occurrence | production becomes a big obstacle in ensuring the reliability of an electrical and electronic circuit.
[0006]
For this reason, a method has been proposed in which an insulating tape base material having a wiring pattern formed of copper foil is first tin-plated, and then an insulating film composition is applied to a portion other than the connection portion, followed by heat treatment to form an insulating film. ing. (For example, see Patent Document 3)
Tin plating is usually about 0.5μm thick and is used to form eutectics with gold bumps to form connections, but this tin plating layer is unstable, and whiskers grow and grow at room temperature. This will cause a short circuit. For this reason, annealing is performed at a temperature of about 120 ° C. within several hours after tin plating, the lower layer of the tin plating layer is stabilized as an alloy of tin and copper, and the surface layer of the tin plating layer is eutectic with gold bumps. Hold as pure tin to form the connection.
This method does not cause the problem of the contact of the tin diving and the copper foil. However, after tin plating, when the heat treatment is performed at a temperature of about 160 ° C. to cure the insulating film composition, all tin diffuses into the copper and forms an alloy because it eutectics with gold bumps to form a connection portion. Therefore, there arises a problem that a pure tin layer cannot be retained.
In order to solve the above-mentioned problems, a cured insulating film is formed by a heat treatment of about 120 ° C. or less, which is an annealing temperature of the tin plating layer, and the function as an insulating film (protective film) can be exhibited. There has been a need for an insulating film composition.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-4-36321
[Patent Document 2]
JP 7-304950 A
[Patent Document 3]
JP-A-6-342969
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to obtain a cured insulating film (protective film) by heat treatment at a low temperature of about 120 ° C. or less after coating on a base material. Has good tin-plating resistance, improved tin-plating resistance with tin depth of 35 μm or less, and is less prone to warping, heat resistance, solder flux resistance, solvent resistance, chemical resistance, bending resistance As a printing ink or coating varnish for forming insulating films such as electrical and electronic parts, it can be applied satisfactorily by screen printing and other methods on substrates such as flexible wiring boards. It is to provide a suitable composition for an insulating film.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides (a)A tetracarboxylic acid component, 45 to 95 mol% of a diaminopolysiloxane represented by the following general formula (1), 0.5 to 40 mol% of an aromatic diamine having a polar group represented by the following general formula (2), and Obtained from a diamine component consisting of 0 to 54.5 mol% of a diamine other than the diaminopolysiloxane and the aromatic diamine having the polar group,100 parts by weight of an organic solvent-soluble resin having a group reactive with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton, (b)Epoxy equivalent is 2000 or more and less than 4000Insulating film composition comprising 1 to 50 parts by weight of epoxy compound and (C) an organic solventCured insulating film obtained by heat treatmentThe glass transition temperature derived from the organic solvent-soluble resin component having a group reactive with the epoxy group and containing a polysiloxane skeleton, and the glass transition temperature derived from the epoxy compound component are 160. ℃ or lessBeThe present invention relates to a cured insulating film characterized by the following.
[Chemical formula 2]

(Wherein R₁Represents a divalent hydrocarbon group or aromatic group, R₂Independently represents a monovalent carbon hydrogen group or an aromatic group, and n1 represents an integer of 3 to 50. )
[Chemical 3]

(Wherein X and Y are each independently a direct bond, CH ₂ , C (CH ₃ ) ₂ , C (CF ₃ ) ₂ , O, benzene ring, SO ₂ , R1 represents COOH or OH, n2 is 1 or 2, n3 and n4 are each independently 0, 1 or 2, preferably 0 or 1, and at least one of n3 and n4 is 1 or 2 It is. )
Moreover, this invention relates to the composition for insulating films further containing (d) hardening accelerator, and the said hardening accelerator being tertiary amines.
In the present invention, the composition for an insulating film further contains (e) 20 to 150 parts by weight of a fine filler, and the fine filler is at least finely divided silica, talc, mica, or sulfuric acid. Concerning containing any one of barium.
Furthermore, this invention heat-processes at 50 to 210 degreeC after apply | coating the said composition for insulating films to a base material.The glass transition temperature derived from the organic solvent-soluble resin component having a group having reactivity with the epoxy group and containing a polysiloxane skeleton and the glass transition temperature derived from the epoxy compound component are 160 ° C. or lower. It is characterized by beingThe present invention relates to a method of forming a cured insulating film.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the glass transition temperature was measured by a solid dynamic viscoelasticity measuring apparatus. In a solid dynamic viscoelasticity measuring apparatus, a sinusoidal deformation having a constant frequency is applied to a sample at each temperature, and a force generated in the sample is detected to obtain an elastic modulus. The glass transition is the temperature at which the micro-Brownian motion of a specific segment in the resin is frozen or released, and the inflection points in the temperature dispersion curves of storage elastic modulus and loss elastic modulus obtained by the solid dynamic viscoelasticity measuring device, respectively. And lead to a peak. Furthermore, the glass transition temperature appears as a peak in the temperature dispersion curve of the loss tangent, which is the ratio of the loss modulus and storage modulus. In the present invention, the glass transition temperature was determined as a temperature showing a peak in the above-described loss tangent temperature dispersion curve.
[0011]
A composition having a resin having reactivity with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton as a main component and an epoxy compound added thereto can form a cured insulating film by a crosslinking reaction by heat treatment. However, this cured insulating film has poor adhesion to certain sealing materials because the polysiloxane skeleton contained in the resin constituting the main component has low adhesion to organic materials such as epoxy resins. In addition, the epoxy compound is a small amount component, and since it has a crosslinked structure when a cured insulating film is formed by heat treatment, it has an effective effect on improving the adhesion with the sealing material. It was thought that it could not be demonstrated.
[0012]
In the insulating film composition of the present invention, when a cured insulating film is formed by heat treatment, the cured insulating film is a resin component (segment) having reactivity with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton. One feature is that the adhesiveness with the sealing material can be improved by configuring the glass transition temperature derived from the glass transition temperature derived from the epoxy compound component (segment) to be 160 ° C. or lower. It is.
[0013]
The adhesion between the cured insulating film and the sealing material will be specifically described. Usually, after a cured insulating film is formed, a liquid sealing material is disposed by application or the like in contact with the cured insulating film, and the sealing material is cured by heat treatment. The heat treatment temperature for curing the sealing material is usually about 160 ° C. The resin component contained in the cured insulating film has a glass transition temperature of 160 ° C. or lower due to the resin component contained in the cured insulating film being a heat treatment step for curing the sealing material. The segment) has increased motility, allowing closer chemical or physical interaction with the encapsulant (high motility since before fully cured) at the interface with the encapsulant.
In the present invention, the resin component (segment) in the cured insulating film exhibiting a glass transition temperature of 160 ° C. or lower needs to be capable of potentially having a close chemical or physical interaction with the sealing material. Preferably, a resin component (segment) and an epoxy compound component (segment) having a group having reactivity with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton are used.
[0014]
In the present invention, the glass transition temperature of the resin component (segment) having reactivity with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton varies depending on the content of the polysiloxane skeleton. When the content of the polysiloxane skeleton is small, for example, in the case of polyimidesiloxane, the ratio of aromatic chain components such as aromatic tetracarboxylic acid components and aromatic diamine components that form imide rings is relatively increased. The transition temperature may exceed 160 ° C. The organic solvent-soluble resin having a group having reactivity with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton is 30% by weight or more, preferably 40% by weight or more, more preferably 50% by weight or more. It is preferable to contain.
[0015]
By increasing the content of the polysiloxane skeleton, the glass transition temperature of the resin component (segment) having reactivity with the epoxy group and containing the polysiloxane skeleton is 160 ° C. or less, more preferably 50 ° C. or less, particularly room temperature or less. Become. When the glass transition temperature is set to room temperature or lower, the obtained cured insulating film is particularly suitable because it has flexibility at room temperature.
Further, as described above, when the glass transition temperature of the resin component (segment) having reactivity with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton is lowered, it has reactivity with an epoxy group and has a polysiloxane skeleton. Among the glass transition temperatures derived from the resin component containing the epoxy compound and the epoxy compound component, the resin component (segment) exhibiting the highest glass transition temperature is the epoxy compound component (segment).
[0016]
In the present invention, in order to adjust the cured insulating film so that the glass transition temperature derived from the epoxy compound component (segment) has a temperature of 160 ° C. or lower, the cross-linked structure formed by the epoxy compound of the insulating cured film becomes too honeyful. It is important that the epoxy compound has a relatively large epoxy equivalent, that is, the epoxy equivalent exceeds 800. When the cross-linked structure formed by the epoxy compound of the insulating cured film becomes nectar, the glass transition temperature derived from the epoxy compound component exceeds 160 ° C.
[0017]
In the present invention, the glass transition temperature derived from the resin component having a group having reactivity with the epoxy group of the cured insulating film and containing a polysiloxane skeleton and the glass transition temperature derived from the epoxy compound component are: It is suitable that it is 160 ° C. or lower, preferably 140 ° C. or lower, more preferably 130 ° C. or lower. Further, it is particularly preferable that the glass transition of these components (segments) is completed at 160 ° C. or less. Completion of glass transition at 160 ° C. or lower means that the entire peak in the temperature dispersion curve of the loss tangent is within the range of 160 ° C. or lower.
[0018]
In addition, the resin component and epoxy compound component which have a group reactive with an epoxy group and contain a polysiloxane skeleton have one or more glass transition temperatures derived from them. Having a plurality of glass transition temperatures is because a resin component and an epoxy compound component each having a group reactive with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton are composed of a plurality of components (segments). However, in the present invention, it is preferable that the plurality of glass transition temperatures are all 160 ° C. or lower.
In the present invention, the lower limit of the glass transition temperature derived from the resin component and the epoxy compound component having a group reactive with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton is not particularly limited. Usually, it has the lowest glass transition temperature of about −150 ° C. or more, particularly about −100 ° C. derived from the polysiloxane skeleton.
[0019]
In the present invention, the organic solvent-soluble resin having a group reactive with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton includes an aromatic dicarboxylic acid anhydride group and an aromatic dicarboxylic acid half ester in the molecule. A group such as a group, a carboxylic acid group, a hydroxyl group and an amide group that does not undergo a substantial curing reaction at normal temperature with an epoxy group, for example, has a group that can undergo a curing reaction at a relatively high temperature of 80 ° C. or higher, and It is a resin containing a polysiloxane skeleton in the main chain. Preferably, in order to improve heat resistance and the like, the main chain includes a flexible polysiloxane skeleton and a rigid segment such as a benzene ring or an imide ring.
In the present invention, the organic solvent-soluble resin having a group reactive with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton is not limited, but polyimide siloxane as shown below is particularly suitable. . Hereinafter, the present invention will be described by taking polyimidesiloxane as an example.
[0020]
In the present invention, a polyimidesiloxane suitable as an organic solvent-soluble resin having a group reactive with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton is preferably a tetracarboxylic acid component and diaminopolysiloxane 45 to 95. A diamine component composed of 0.5% to 40% by mole of an aromatic diamine having a polar group and 0% to 54.5% by mole of a diamine other than the diaminopolysiloxane and the aromatic diamine having the polar group. The tetracarboxylic acid component can be used in a proportion of about 1.0 to 1.2 mol with respect to 1 mol of the diamine component and reacted in an organic solvent. If the amount of the tetracarboxylic acid component is too much, the printing characteristics of the resulting composition for a polyimidesiloxane insulating film deteriorate, which is not preferable.
[0021]
Specific examples of the tetracarboxylic acid component of polyimidesiloxane include 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-diphenylethertetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid, 2,2-bis ( 3,4-benzenedicarboxylic acid) hexafluoropropane, pyromellitic acid, 1,4-bis (3,4-benzenedicarboxylic acid) benzene, 2,2-bis [4- (3,4-phenoxydicarboxylic acid) phenyl Propane, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,2,4,5-naphthalenetetracarboxylic acid, , 4,5,8-Naphthalenetetracarboxylic acid, aromatic tetracarboxylic acids such as 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane, or their acid dianhydrides and esters of lower alcohols And cycloaliphatic tetracarboxylic acids such as cyclopentanetetracarboxylic acid, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid, 3-methyl-4-cyclohexene-1,2,4,5-tetracarboxylic acid Preferable examples include acids, or acid dianhydrides and esterified products of lower alcohols. Among these, in particular, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid and 3,3 ′, 4,4′-diphenylethertetracarboxylic acid, or their acid dianhydrides, An esterified product of a lower alcohol is preferable because it has excellent solubility in an organic solvent when polyimide siloxane is used.
Moreover, in this invention, it is preferable to contain the aromatic tetracarboxylic acid component which was illustrated above in 80 mol% or more, especially 85%-100% in the tetracarboxylic acid component of polyimidesiloxane.
[0022]
As the tetracarboxylic acid component of the polyimidesiloxane in the present invention, it is preferable to use a tetracarboxylic dianhydride that can be easily reacted with a diamine.
Further, when the amount of tetracarboxylic dianhydride used is 1.05 mol or more with respect to diamine and an unreacted anhydrous ring remains, it may be left as it is, but it may be ring-opened half-esterified with an esterifying agent. May be. The amount of alcohol used as the esterifying agent is preferably 1.1 to 20 times equivalent, more preferably 1.5 to 5 times equivalent of the excess tetracarboxylic dianhydride. If the proportion of alcohols is small, unreacted anhydrous rings remain, resulting in poor storage stability in the composition. Excess alcohols become poor solvents, causing insolubles to precipitate or lowering the solids concentration. This is not preferable because the formation of a coating film by printing becomes difficult.
When an esterifying agent is used, the reaction solution may be used as it is, but excess alcohols can be used by heating or distillation under reduced pressure.
[0023]
In the present invention, the diamine component of polyimidesiloxane is 45 to 95 mol% diaminopolysiloxane represented by the following general formula (1), 0.5 to 40 mol% aromatic diamine having a polar group, and the diaminopolysiloxane. In addition, it is particularly preferably used in a proportion of 0 to 54.5 mol% (usually 0 to 30 mol%) of a diamine other than the aromatic diamine having the polar group. If either component is too much or too little, the resulting polyimide siloxane may be less soluble in organic solvents, may be less compatible with other organic compounds, Since the curvature radius of the insulating film formed above becomes small and bending resistance falls, and adhesiveness and heat resistance with a base material fall, it is unpreferable.
[0024]
The diaminopolysiloxane represented by the following general formula (1) constituting the diamine component of the polyimidesiloxane in the present invention is preferably R in the above formula.₁Is a divalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a phenylene group, particularly a propylene group, wherein R2 is independently an alkyl group or phenyl group having 1 to 5 carbon atoms, wherein n1 is 3 ~ 50, especially 3-20. If n1 is less than 3, it is not preferable because the bending resistance of the obtained insulating film is deteriorated, and if n1 exceeds 50, the reactivity with the tetracarboxylic acid component is lowered and the molecular weight of the resulting polyimidesiloxane is lowered. The above-mentioned ones are preferable because the solubility of polyimidesiloxane in an organic solvent is low, the compatibility with other organic components in the composition is poor, and the solvent resistance of the resulting insulating film is low. It is. In addition, when diaminopolysiloxane consists of 2 or more types of mixtures, n1 is calculated from an amino equivalent.
[Chemical 3]

(Wherein R₁Represents a divalent hydrocarbon group or aromatic group, R₂Independently represents a monovalent carbon hydrogen group or an aromatic group, and n1 represents an integer of 3 to 50. )
[0025]
Specific examples of the diaminopolysiloxane include α, ω-bis (2-aminoethyl) polydimethylsiloxane, α, ω-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane, α, ω-bis (4 -Aminophenyl) polydimethylsiloxane, α, ω-bis (4-amino-3-methylphenyl) polydimethylsiloxane, α, ω-bis (3-aminopropyl) polydiphenylsiloxane, α, ω-bis (4- Aminobutyl) polydimethylsiloxane and the like.
[0026]
The aromatic diamine having a polar group constituting the diamine component of the polyimidesiloxane in the present invention is an aromatic diamine having a polar group having reactivity with an epoxy group in the molecule, and preferably the following general formula (2) It is a diamine represented by
[Formula 4]

(Wherein X and Y are each independently a direct bond, CH₂, C (CH₃)₂, C (CF₃)₂, O, benzene ring, SO₂, R1 represents COOH or OH, n2 is 1 or 2, n3 and n4 are each independently 0, 1 or 2, preferably 0 or 1, and at least one of n3 and n4 is 1 or 2 It is. )
[0027]
Examples of the diamine compound represented by the general formula (2) include diaminophenol compounds such as 2,4-diaminophenol, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4 '-Diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino-2,2'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino-2,2', 5,5'-tetrahydroxybiphenyl, etc. Hydroxybiphenyl compounds, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxydiphenylmethane, 4,4′-diamino-2,2′- Dihydroxydiphenylmethane, 2,2-bis [3-amino-4-hydroxyphenyl] propane, 2,2-bis [4-amino-3-hydride Hydroxydiphenylalkane compounds such as xylphenyl] propane, 2,2-bis [3-amino-4-hydroxyphenyl] hexafluoropropane, 4,4′-diamino-2,2 ′, 5,5′-tetrahydroxydiphenylmethane 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxydiphenyl ether, 4,4′-diamino-2,2 ′ Hydroxydiphenyl ether compounds such as dihydroxydiphenyl ether, 4,4′-diamino-2,2 ′, 5,5′-tetrahydroxydiphenyl ether, 3,3′-diamino-4, 4′-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4 Hydroxydiphenyl sulfone compounds such as -diamino-2,2'-dihydroxydiphenyl sulfone, 4,4'-diamino-2,2 ', 5,5'-tetrahydroxydiphenyl sulfone, 2,2-bis [4- Bis (hydroxyphenoxyphenyl) alkane compounds such as (4-amino-3-hydroxyphenoxy) phenyl] propane, bis (hydroxyphenoxy) such as 4,4′-bis (4-amino-3-hydroxyphenoxy) biphenyl Examples thereof include diamine compounds having an OH group such as biphenyl compounds and bis (hydroxyphenoxyphenyl) sulfone compounds such as 2,2-bis [4- (4-amino-3-hydroxyphenoxy) phenyl] sulfone. .
[0028]
Furthermore, examples of the diamine compound represented by the general formula (2) include benzenecarboxylic acids such as 3,5-diaminobenzoic acid and 2,4-diaminobenzoic acid, 3,3′-diamino-4,4′- Dicarboxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dicarboxybiphenyl, 4,4′-diamino-2,2′-dicarboxybiphenyl, 4,4′-diamino-2,2 ′, 5 Carboxybiphenyl compounds such as 5′-tetracarboxybiphenyl, 3,3′-diamino-4,4′-dicarboxydiphenylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-dicarboxydiphenylmethane, 4,4′- Diamino-2,2′-dicarboxydiphenylmethane, 2,2-bis [3-amino-4-carboxyphenyl] propane, 2,2-bis [4-amino- -Carboxyphenyl] propane, 2,2-bis [3-amino-4-carboxyphenyl] hexafluoropropane, carboxydiphenylalkanes such as 4,4'-diamino-2,2 ', 5,5'-tetracarboxybiphenyl Compounds, 3,3′-diamino-4,4′-dicarboxydiphenyl ether, 4,4′-diamino-3,3′-dicarboxydiphenyl ether, 4,4′-diamino-2, Carboxydiphenyl ether compounds such as 2′-dicarboxydiphenyl ether, 4,4′-diamino-2,2 ′, 5,5′-tetracarboxydiphenyl ether, 3,3′-diamino- 4,4′-dicarboxydiphenylsulfone, 4,4′-diamino-3,3′-dicarboxydiphenylsulfone, 4,4′-diamino- , 2 ′, 5,5′-tetracarboxydiphenylsulfone and other carboxydiphenylsulfone compounds, bis (carboxyphenoxyphenyl) such as 2,2-bis [4- (4-amino-3-carboxyphenoxy) phenyl] propane Alkane compounds, bis (carboxyphenoxy) biphenyl compounds such as 4,4′-bis (4-amino-3-carboxyphenoxy) biphenyl, 2,2-bis [4- (4-amino-3-carboxyphenoxy) And diamine compounds having a COOH group such as bis (carboxyphenoxyphenyl) sulfone compounds such as phenyl] sulfone.
[0029]
The diamine other than the diaminopolysiloxane and the aromatic diamine having the polar group constituting the diamine component of the polyimidesiloxane in the present invention is not particularly limited, but is an aromatic diamine represented by the following general formula (3). Is preferred.
[Chemical formula 5]

(Wherein X and Y are each independently a direct bond, CH₂, C (CH₃)₂, C (CF₃)₂, O, benzene ring, SO₂N5 is 1 or 2. )
[0030]
Specific examples of the aromatic diamine represented by the general formula (3) include 1,4-diaminobenzene, 1,3-diaminobenzene, 2,4-diaminotoluene, 1,4-diamino-2,5- Diamines containing one benzene such as dihalogenobenzene, bis (4-aminophenyl) ether, bis (3-aminophenyl) ether, bis (4-aminophenyl) sulfone, bis (3-aminophenyl) ) Sulfone, bis (4-aminophenyl) methane, bis (3-aminophenyl) methane, bis (4-aminophenyl) sulfide, bis (3-aminophenyl) sulfide, 2,2-bis (4-aminophenyl) Propane, 2,2-bis (3-aminophenyl) propane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, o-dianisidine, Diamines containing two benzenes such as tolidine and tolidinesulfonic acids, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4- Aminophenyl) benzene, 1,4-bis (3-aminophenyl) benzene, α, α′-bis (4-aminophenyl) -1,4-diisopropylbenzene, α, α′-bis (4-aminophenyl) Diamines containing three benzenes such as 1,3-diisopropylbenzene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl ] Hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 4,4 '-(4-aminophenoxy) biphenyl, Examples thereof include diamine compounds such as diamines containing 4 or more benzenes such as 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene and 5,10-bis (4-aminophenyl) anthracene.
In addition, aliphatic diamine compounds such as hexamethylene diamine and diaminododecane can be used together with the diamine.
[0031]
Although the polyimidesiloxane in this invention is not specifically limited, For example, it can obtain by the following method.
(1) A method of obtaining polyimidesiloxane by polymerizing and imidizing continuously at 15 to 250 ° C. in an organic polar solvent, using approximately equimolar amounts of a tetracarboxylic acid component and a diamine component.
(2) A tetracarboxylic acid component and a diamine component are separated from each other. First, an excess amount of a tetracarboxylic acid component and an amine component (for example, diaminopolysiloxane) are polymerized and imidized at 15 to 250 ° C. in an organic polar solvent. An imidosiloxane oligomer having an acid anhydride group (or acid, esterified product thereof) at the terminal having an average degree of polymerization of about 1 to 10 is prepared, and a tetracarboxylic acid component and an excess amount of a diamine component are separately added in an organic polar solvent 15 Polymerize and imidize at ˜250 ° C. to prepare an imide oligomer having an amino group at an average degree of polymerization of about 1 to 10, and then mix the two so that the acid component and the diamine component are approximately equimolar. And then reacting at 15 to 60 ° C. and further raising the temperature to 130 to 250 ° C. to obtain a block type polyimidesiloxane.
(3) Using a substantially equimolar amount of a tetracarboxylic acid component and a diamine component, first polymerizing at 20 to 80 ° C. in an organic polar solvent to obtain a polyamic acid, then imidizing the polyamic acid to obtain a polyimidesiloxane. Method.
[0032]
Examples of the organic polar solvent used in obtaining the polyimidesiloxane by the above-described method include nitrogen-containing solvents such as N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N, N- Solvents containing sulfur atoms such as diethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylcaprolactam, such as dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, diethyl sulfone, hexa Phenol solvents such as methylsulfolamide, such as cresol, phenol, xylenol, diglyme solvents such as diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), triethylene glycol dimethyl ether (triglyme), tetraglyme , The solvent having an oxygen atom in the molecule, such as acetone, methanol, ethanol, ethylene glycol, dioxane, tetrahydrofuran, and other pyridine, and the like tetramethylurea. Moreover, you may use together other organic solvents, such as aromatic hydrocarbon type solvents, such as benzene, toluene, and xylene, solvent naphtha, and benzonitrile, as needed.
[0033]
In the present invention, the polyimide siloxane may be obtained by any method such as the above (1) to (3), but at least 3% by weight, preferably 5 to 60% by weight in the organic solvent, In particular, it can be dissolved at a high concentration of about 5 to 50%, and the solution viscosity at 25 ° C. (E-type rotational viscometer) is preferably 1 to 10,000 poise, particularly 1 to 100 poise.
In the present invention, the polyimide siloxane preferably has a higher molecular weight and more preferably has a higher imidization rate. The logarithmic viscosity (measurement concentration: 0.5 g / 100 ml, solvent: N-methyl-2-pyrrolidone, measurement temperature: 30 ° C.) as a measure of molecular weight is 0.15 or more, particularly 0.16 to 2. From the viewpoint of mechanical properties such as strength and elongation of the film after curing. Further, the imidation ratio obtained from the infrared absorption spectrum is preferably 90% or more, particularly 95% or more, and substantially 100%.
[0034]
The epoxy compound constituting the composition for polyimide siloxane insulating film of the present invention is a compound having a plurality of epoxy groups, and has an epoxy equivalent of more than 800, particularly 850 or more and less than 4000, particularly 3000 or less, A liquid or solid epoxy resin is preferred. When the epoxy equivalent of the epoxy compound is 800 or less, it is not easy to make the glass transition temperature 160 ° C. or less when the cured insulating film is formed, and the adhesion to the sealing material is poor. In addition, when the epoxy equivalent of the epoxy compound is 4000 or more, the glass transition temperature when the cured insulating film is formed can be made 160 ° C. or lower, but the resulting insulating film composition is easily increased in viscosity and easy to handle. Is not.
Specifically, for example, Epicoat 1055, Epicoat 1004, Epicoat 1004AF, Epicoat 1007, Epicoat 1009, Epicoat 1010, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Bisphenol A type epoxy resins such as HM-101, Epicoat 4004P, Epicoat 4007P, Epicoat 4110, etc. manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd., Hiker ETBN 1300 × 40 manufactured by Ube Industries, Ltd., and Nagase Chemtech A preferred example is Denarex R-45EPT manufactured by Co., Ltd.
[0035]
In this invention, the usage-amount of an epoxy compound is 1-50 weight part with respect to 100 weight part of polyimide siloxane, Preferably it is 2-30 weight part. If the amount used is too large, gelation tends to occur or the adhesiveness is lowered, and if it is too small, the heat resistance and chemical resistance of the cured insulation after heat treatment deteriorate, so the above range is preferred.
[0036]
In this invention, it is preferable to add the hardening accelerator which accelerates | stimulates hardening reaction of epoxy compounds, such as hydrazines, imidazoles, and tertiary amines, with an epoxy compound.
In particular, when a tertiary amine is added as a curing accelerator, the insulating film composition easily obtains a cured insulating film (protective film) by heat treatment at a low temperature of about 120 ° C. or less after being applied to the substrate. This is very suitable. Specific examples of tertiary amines that can be suitably used in the present invention include 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, N, N-dimethylbenzylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylhexanediamine, triethylenediamine, 2-dimethylaminomethylphenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, dimorpholinodiethyl ether, 1,4-dimethylpiperazine, cyclohexyldimethylamine And so on.
Moreover, it is suitable to use 0.5 to 20 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight of a curing accelerator such as tertiary amines with respect to 100 parts by weight of polyimidesiloxane. If the amount used exceeds 20 parts by weight, the solvent resistance and electrical properties deteriorate, and if it is too small, it takes a long time to cure at a low temperature, so the above range is preferred.
[0037]
As the organic solvent constituting the composition for polyimide siloxane insulating film of the present invention, the organic solvent used in the reaction when preparing polyimide siloxane can be used as it is, but preferably a nitrogen-containing solvent, for example, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N- Sulfur-containing atomic solvents such as methyl caprolactam, such as dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, diethyl sulfone, hexamethylsulfuramide, etc. Oxygen-containing solvents such as phenolic solvents such as cresol, phenol, xyleno -Glyme solvents such as diethylene glycol Ethyleneglycol dimethyl - ether (diglyme), triethylene glycol - ethyleneglycol dimethyl - ether (triglyme), and tetraglyme, acetone, acetophenone, propiophenone, ethylene glycol, dioxane, tetrahydrofuran and the like. In particular, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylsulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, γ-butyrolactone, tri Ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and the like can be preferably used.
[0038]
Furthermore, the insulating film composition of the present invention preferably contains a fine filler. The fine inorganic filler may be of any form, but preferably has an average particle size of 0.001 to 15 μm, particularly 0.005 to 10 μm. Use of a material outside this range is not preferable because a crack is generated when the resulting coating film is bent or the bent portion is whitened. Preferable examples of the fine filler include fine inorganic fillers such as fine powdered silica, talc, mica, and barium sulfate, and fine organic fillers such as crosslinked NBR fine particles.
[0039]
The amount of the fine inorganic filler used is preferably 20 to 150 parts by weight in total with respect to 100 parts by weight of the organic solvent-soluble resin having a group having reactivity with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton. Is 40 to 125 parts by weight. If the amount used is too large or too small, cracks may occur due to bending of the coating film, and printability, solder heat resistance, and copper foil discoloration will be affected, so the above range is preferred. Further, a fine inorganic filler, particularly fine powdered silica and at least one of talc, mica or barium sulfate are used in combination, and the finely divided silica has a group having reactivity with an epoxy group and has a polysiloxane skeleton. It is possible to use 1 to 50 parts by weight, particularly 5 to 40 parts by weight, and 20 to 130 parts by weight of at least one of talc, mica or barium sulfate based on 100 parts by weight of the organic solvent-soluble resin. And the performance of the obtained cured insulating film is particularly preferable.
[0040]
In addition, in the composition for an insulating film of the present invention, an organic solvent-soluble resin having a predetermined amount of an organic coloring pigment and an inorganic coloring pigment, for example, a group having reactivity with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton About 0 to 100 parts by weight can be used with respect to 100 parts by weight.
In the composition for an insulating film of the present invention, the antifoaming agent is added in a predetermined amount, for example, 100 parts by weight of an organic solvent-soluble resin having a group having reactivity with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton. On the other hand, about 0.1 to 10 parts by weight can be used.
[0041]
The composition for an insulating film of the present invention is a resin having a group having reactivity with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton, such as polyimide siloxane, an epoxy compound, a fine filler, an organic solvent, and the like. Can be easily obtained by mixing a predetermined amount and stirring and mixing uniformly. When mixing, it can be mixed in an organic solvent to form a solution composition. In mixing with an organic solvent to form a solution composition, a polymerization solution of a resin having a group reactive with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton, such as a polyimidesiloxane, can be used as it is, or the polymerization solution. May be diluted with a suitable organic solvent. Examples of the organic solvent include an organic polar solvent that can be used when obtaining the above-mentioned resin, for example, polyimide siloxane. It is preferable to use an organic solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher and 210 ° C. or lower. In particular, when an organic solvent having a boiling point of 180 ° C. or higher, particularly 200 ° C. or higher is used, dissipation due to evaporation of the solvent is extremely reduced, and printing is performed by screen printing using the printing ink. It is optimal because it can be carried out without any trouble. The organic solvent is used in an amount of about 60 to 200 weights with respect to 100 parts by weight of a resin having a group having reactivity with an epoxy group and containing a polysiloxane skeleton, for example, polyimidesiloxane.
[0042]
The composition for an insulating film of the present invention suitably has a solution viscosity of 100 to 600 poise at room temperature (25 ° C.) in view of workability, solution physical properties, and protective film characteristics.
[0043]
The composition for an insulating film of the present invention can be used for forming an insulating film (protective film) of an electric / electronic component on which a chip component such as an IC chip is mounted.
For example, after applying and printing on the pattern surface of an insulating film having a wiring pattern formed of conductive metal foil by screen printing or the like so that the thickness of the dry film is about 3 to 60 μm, 50 About 5 to 60 minutes at a temperature of about 100 ° C., then about 100 to 210 ° C., preferably 120 to 200 ° C. for 5 to 120 minutes, preferably about 10 to 60 minutes for heating and drying, Preferably, the elastic modulus is 0.1 to 20 kgf / mm²It is preferable to form an insulating film.
[0044]
Furthermore, the insulating film composition of the present invention is cured by a low-temperature heat treatment of about 50 to 130 ° C., particularly 60 to 120 ° C., to easily form an insulating film having the above-mentioned good performance. Can do.
For this reason, the composition for an insulating film of the present invention can form a cured insulating film by a relatively high temperature heat treatment of about 160 ° C. or higher in the mounting process, or 130 ° C. or less, preferably 120 ° C. A cured insulating film can also be formed by a heat treatment at a relatively low temperature of about or less. Further, after forming the cured insulating film by a heat treatment at a relatively low temperature of 130 ° C. or lower, preferably about 120 ° C. or lower, a heat treatment at a relatively high temperature of about 160 ° C. or higher may be further performed. .
[0045]
In other words, the insulating film composition of the present invention is mounted by a tin plating procedure after forming an insulating film that protects a wiring pattern, for example, when mounting a chip component such as an IC chip on an insulating film substrate. It is also possible to mount the wiring pattern in accordance with a procedure of forming an insulating film for protecting the wiring pattern after first tin plating.
The procedure of tin plating first is as follows, for example, when mounting on an insulating film substrate. (1) Tin plating is performed on the surface of the wiring pattern of the copper foil formed on the surface of the insulating film substrate. (2) The insulating film composition of the present invention is applied or printed on a predetermined portion of the surface of the insulating film substrate, and is heated and cured at a relatively low temperature of about 120 ° C. or lower to cure the insulating film (protective film) ). (3) An electronic component such as an IC chip is mounted on an inner lead portion of a wiring pattern in which an insulating film is not formed using a gold bump or the like. At this time, heat treatment is performed at a temperature of about 400 ° C. or more for a short time so that the connection portion forms a gold-tin eutectic. (4) Next, the IC chip or the like is protected with a sealing material or the like. At this time, heat treatment is performed at a temperature of about 160 ° C. in order to cure the sealing material and the like.
[0046]
FIG. 8 shows a schematic cross-sectional view of an example when the insulating film composition of the present invention is used in the above-described procedure of tin plating to form an insulating film of an electronic component.
In FIG. 8, for example, a wiring pattern 2 is formed on a surface of a polyimide film 1 having a thickness of 25 μm, for example, with a copper foil having a thickness of 12 μm, and the surface is covered with a tin layer 3 having a thickness of 0.5 μm, for example. . Further, the insulating film 4 made of the insulating composition of the present invention forms a protective film having a thickness of, for example, 10 μm on the surface except for the connecting portion of the inner lead. The IC chip 6 is mounted using gold bumps 5 at the connection portion, and is protected by, for example, an epoxy resin-based sealing material 7.
[0047]
In addition, the composition for an insulating film of the present invention has good adhesion to conductive metals and various insulating materials, and the cured product has suitable mechanical strength and electrical insulation performance. It can be suitably used not only as a protective film for electronic parts but also as an interlayer insulating film. Furthermore, the composition for an insulating film of the present invention can be used at low temperature and can be suitably used as a heat-resistant adhesive.
[0048]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples. In addition, this invention is not limited to a following example.
[0049]
In each example, measurement and evaluation were performed by the following methods.
(Solution viscosity)
Using an E-type viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.), the temperature was measured at 25 ° C. and the rotational speed was 10 rpm.
(Evaluation of printability)
○ when screen printing is possible, the formed film has no pinhole, and there is no flow out of the edge, screen printing is impossible, or there is pinhole on the film or the edge The case where there is a flow of is indicated by ×.
[0050]
(Evaluation of cured insulating film)
Evaluation of the cured insulating film was performed on the cured insulating film sample that was heat-treated as follows depending on the evaluation item.
That is, the solvent resistance, the glass transition temperature, and the adhesion to the sealing material are evaluated by heating at about 120 ° C. or less when the insulating film composition is applied onto the conductor wiring that has been previously plated with tin in the mounting process. In consideration of curing, it was performed on a sample heat-treated at 80 ° C. for 30 minutes and then at 120 ° C. for 1 hour. However, the evaluation of the adhesion with the sealing material is performed by dropping the sealing material onto the surface of the sample and applying and applying heat curing at 160 ° C. Therefore, the heat treatment at 120 ° C. and 160 ° C. is performed twice. That's right.
The evaluation of the other cured insulating film is performed at 80 ° C. for 30 minutes and then at 160 ° C. for 1 hour, considering that a final heat treatment is performed at about 160 ° C. in order to cure the sealing material in the mounting process. It carried out about the sample which heat-processed.
[0051]
Evaluation of solvent resistance:
After 0.5 g of a sheet-like sample cured so as to have a thickness of approximately 75 μm was immersed in 100 ml of acetone (25 ° C.) for 30 minutes, it was expressed as weight% of acetone-soluble matter.
Glass-transition temperature:
The glass transition temperature of the resin component (segment) is basically not affected by the contained filler. Here, the glass transition temperature was measured about the sample created using the composition which consists only of the resin component which does not contain a filler. This is because, when the filler-containing sample is used, the peak indicating the glass transition temperature tends to be unclear in the chart showing the temperature change of the loss tangent (tan δ) obtained. You may measure about the sample created using the composition containing a filler.
Specifically, a sample cured in a sheet shape having a thickness of 75 μm was cut into a strip shape having a width of 5 mm and a length of 30 mm, and using a solid viscoelasticity analyzer RSAII manufactured by Rheometrics Scientific, in a tension-compression mode, Measurement was performed 30 seconds after reaching each set temperature at a frequency of 10 Hz in a nitrogen stream at a temperature step of 2 ° C., the temperature was raised to the next temperature, and the measurement was repeated to determine the temperature change of loss tangent (tan δ).
If it demonstrates with a specific example, the temperature change of the loss tangent (tan-delta) of the cured insulating film obtained from the composition of Example 1 mentioned later will become like FIG. In this figure, the peaks at −100 ° C., 5 ° C., and 110 ° C. indicate the glass transition temperatures derived from the polysiloxane component of polyimidesiloxane, the aromatic chain component of polyimidesiloxane, and the epoxy compound component, respectively. In addition, the variation of the measurement point seen in 130 degreeC or more in FIG. 1 is because the cured insulating film becomes soft as a whole as a result of each component exceeding each glass transition temperature, and the elasticity modulus to measure varies. In such a variation state, the motility of substantially all resin components (segments) of the cured insulating film is increased, and the chemical or physical interaction between the sealing material and the sealing material is closer at the interface with the sealing material. It is considered that the adhesion is improved by enabling the action. On the other hand, when such a variation is not seen, it indicates that the cured insulating film as a whole is in a rigid state even when the glass transition temperature is exceeded.
[0052]
Evaluation of adhesion with IC sealing material:
An insulating film composition is applied to a glossy surface of 35 μm thick electrolytic copper foil to a thickness of 30 μm and cured, and an IC chip sealing material CEL-C-5020 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) is about 1 mm thick on the cured film. The sample was dropped into a circle having a diameter of about 0.5 cm, applied, and cured at 160 ° C. to obtain a sample. The sample was bent by hand, and the degree of peeling of the sealing resin was observed. ○ when cohesive failure occurs in the cured insulating film, Δ when cohesive failure of the cured insulating film and cured insulation film / sealing material interface peeling coexist, and × when the case of cured insulating film / sealing material interface peeling It showed in.
[0053]
Measurement of electrical insulation (volume resistance):
A cured insulating film having a thickness of about 75 μm was formed using this solution composition, and the electric insulation (volume resistance) of the film was measured according to JIS C-2103.
Measurement of tensile modulus:
A sheet-like sample cured so as to have a thickness of approximately 75 μm was cut into a width of 1 cm and a length of 15 cm and used for the test. Measured by ASTM D882.
[0054]
Tin diving measurement:
An electroless tin plating solution (manufactured by Shipley Far East Co., Ltd., LT-34) was prepared by applying an insulating film composition to a thickness of 30 μm on a glossy surface of an electrolytic copper foil having a thickness of 35 μm (manufactured by Mitsui Mining & Mining Co., Ltd.) Was used, and tin plating was performed at a temperature of 70 ° C. for 4 minutes, and the width (distance from the end portion) of the portion where tin entered into the end portion of the insulating film and tin sublimation occurred was measured.
[0055]
The epoxy resin, curing catalyst, and filler used in the following examples will be described. (Epoxy resin)
Epicoat 1007: Japan Epoxy Resin, Epoxy equivalent 2000
Epicoat 1004: Epoxy equivalent 900 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
Hiker ETBN 1300 × 40: Ube Industries, epoxy equivalent 2770, xylene 50% solution
Epicoat 157S70: Epoxy equivalent 210 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
(Curing catalyst)
DBU: Aldrich 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene
Curezole 2E4MZ: 2-ethyl-4-methylimidazole, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.
(Fine powder silica)
Aerosil 50: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average particle size: 30 nm
Aerosil 130: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average particle size: 16 nm
(Barium sulfate)
Barium sulfate B-30: manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., average particle size: 0.3 μm
(talc)
Microace P-3: manufactured by Nippon Talc Co., Ltd., average particle size of 1.8 μm
(Mica)
MK-100: manufactured by Coop Chemical Co., Ltd., average particle size 2.6 μm
[0056]
Reference Example 1 (Production of polyimide siloxane)
In a glass flask having a capacity of 500 ml, 58.84 g (0.2 mol) of 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and a solvent triglyme (hereinafter sometimes abbreviated as TG). 120 g was charged and heated and stirred at 180 ° C. in a nitrogen atmosphere. α, ω-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane (amino equivalent 455) 154.7 g (0.17 mol) and TG 70 g were added, and the mixture was heated and stirred at 180 ° C. for 60 minutes. Further, 8.59 g (0.03 mol) of 4,4′-diamino-3,3′-dicarboxyphenylmethane and 23.4 g of TG were added to this reaction solution, followed by heating and stirring at 180 ° C. for 5 hours, followed by filtration. It was. The resulting polyimidesiloxane reaction solution was a solution having a polymer solid concentration of 50% by weight and ηinh 0.18. The imidization rate was substantially 100%.
[0057]
Reference Example 2 (Production of polyimide siloxane)
A glass flask having a capacity of 500 ml was charged with 58.84 g (0.2 mol) of 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 170 g of TG, and heated and stirred at 180 ° C. in a nitrogen atmosphere. The mixture was cooled to around 100 ° C., 127.4 g (0.14 mol) of α, ω-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane (amino equivalent 455) and 50 g of TG were added, and the mixture was heated and stirred at 180 ° C. for 60 minutes. Further, after cooling to around room temperature, 13.52 g (0.03 mol) of 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane and 4.56 g of 3,5 diaminobenzoic acid (0 0.03 mol) and 79 g of TG were added, and the mixture was heated and stirred at 180 ° C. for 5 hours, followed by filtration. The obtained polyimidesiloxane reaction solution was a solution having a polymer solid content concentration of 40% by weight and ηinh of 0.20. The imidization rate was substantially 100%.
[0058]
Example 1
In a glass container, 10 parts by weight of epoxy resin epicoat 1007 and 2 parts by weight of tertiary amine curing catalyst DBU with respect to 100 parts by weight of polyimidesiloxane solution obtained in Reference Example 1 and silicon-based antifoaming 4 parts by weight of the agent, 15.8 parts by weight of Aerosil 50 of finely divided silica, 1.8 parts by weight of Aerosil 130, 44 parts by weight of barium sulfate B-30, 11 parts by weight of Microace P-30 of talc And 11 parts by weight of MK-100 of mica was added and stirred and mixed uniformly to obtain a polyimidesiloxane solution composition (solution viscosity 360 poise).
[0059]
Even when this solution composition was allowed to stand at about 5 ° C. for 2 weeks, the viscosity change was small and screen printing was possible.
When the electrical insulating property (volume resistance) of the cured insulating film formed using this solution composition was measured, it was 5 × 10.¹³It was Ω · cm.
Table 2 shows the evaluation results for this solution composition and the cured insulating film.
In addition, FIG. 1 shows the temperature change of the loss tangent (tan δ) of the cured insulating film made of the resin component excluding the filler component of the solution composition. The glass transition temperature of the cured insulating film having this composition was 110 ° C. In addition, the 110 degreeC peak of FIG. 1 is a glass transition temperature originating in an epoxy compound component.
[0060]
Example 2
A polyimide siloxane solution composition (340 poise) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 5 parts by weight of Epicoat 1007 and 5 parts by weight of Epicoat 1004 were used as the epoxy resin.
Even when this solution composition was allowed to stand at about 5 ° C. for 2 weeks, the viscosity change was small and screen printing was possible.
Table 2 shows the evaluation results for this solution composition and the cured insulating film.
FIG. 2 shows the temperature change of the loss tangent (tan δ) of the cured insulating film made of the resin component excluding the filler component of the solution composition. The glass transition temperature of the cured insulating film having this composition was 109 ° C. The 109 ° C. peak in FIG. 2 is the glass transition temperature derived from the epoxy compound component.
[0061]
Reference example A
  A polyimide siloxane solution composition (300 poise) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 10 parts by weight of Epicoat 1004 was used as the epoxy resin.
Even when this solution composition was allowed to stand at about 5 ° C. for 2 weeks, the viscosity change was small and screen printing was possible.
The electric insulation (volume resistance) of the cured insulating film formed using this solution composition was measured and found to be 4 × 10 14 Ω · cm.
Table 2 shows the evaluation results for this solution composition and the cured insulating film.
FIG. 3 shows the temperature change of the loss tangent (tan δ) of the cured insulating film made of the resin component excluding the filler component of the solution composition. The glass transition temperature of the cured insulating film having this composition was 105 ° C. The peak at 105 ° C. in FIG. 3 is the glass transition temperature derived from the epoxy compound component.
[0062]
Reference example B
  A polyimide siloxane solution composition (480 poise) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 10 parts by weight of Epicoat 1004 was used as the epoxy resin and 0.3 parts by weight of Curazole 2E4MZ was used as the curing catalyst.
Even when this solution composition was allowed to stand at about 5 ° C. for 2 weeks, the viscosity change was small and screen printing was possible.
When the electrical insulation (volume resistance) of the cured insulating film formed using this solution composition was measured, it was 1 × 10 14 Ω · cm.
Table 2 shows the evaluation results for this solution composition and the cured insulating film.
FIG. 4 shows the temperature change of the loss tangent (tan δ) of the cured insulating film made of the resin component excluding the filler component of the solution composition. The glass transition temperature of the cured insulating film having this composition was 116 ° C. The peak at 116 ° C. in FIG. 4 is the glass transition temperature derived from the epoxy compound component.
[0063]
Example 5
A polyimide siloxane solution composition (300 poise) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 13.8 parts by weight of Hiker ETBN 1300 × 40 was used as the epoxy resin.
Even when this solution composition was allowed to stand at about 5 ° C. for 2 weeks, the viscosity change was small and screen printing was possible.
When the electrical insulation (volume resistance) of the cured insulating film formed using this solution composition was measured, 2 × 10¹³It was Ω · cm.
Table 2 shows the evaluation results for this solution composition and the cured insulating film.
FIG. 5 shows the temperature change of the loss tangent (tan δ) of the cured insulating film made of the resin component excluding the filler component of the solution composition. The glass transition temperature of the cured insulating film having this composition was 121 ° C. In addition, the 121 degreeC peak of FIG. 5 is a glass transition temperature derived from an epoxy compound component.
[0064]
Example 6
Using the solution obtained by adding TG to the polyimide siloxane solution obtained in Reference Example 2 to adjust the polyimide siloxane concentration to 37%, the types and amounts shown in Table 1 are blended with respect to 100 parts by weight of polyimide siloxane. Solution composition (430 poise) was obtained.
Even when this solution composition was allowed to stand at about 5 ° C. for 2 weeks, the viscosity change was small and screen printing was possible.
When the electrical insulation (volume resistance) of the cured insulating film formed using this solution composition was measured, 1 × 10¹³It was Ω · cm.
Table 2 shows the evaluation results for this solution composition and the cured insulating film.
FIG. 6 shows the temperature change of the loss tangent (tan δ) of the cured insulating film made of the resin component excluding the filler component of the solution composition. The glass transition temperature of the cured insulating film having this composition was 95 ° C. The peak at 95 ° C. in FIG. 6 is obtained by overlapping the glass transition temperature derived from the epoxy compound component and the glass transition temperature derived from the aromatic chain other than the siloxane skeleton of polyimidesiloxane.
[0065]
Comparative Example 1
A polyimide siloxane solution composition (380 poise) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 10 parts by weight of Epicoat 157S70 was used as the epoxy resin.
Table 2 shows the evaluation results for this solution composition and the cured insulating film.
Further, FIG. 7 shows the temperature change of the loss tangent (tan δ) of the cured insulating film made of the resin component excluding the filler component of the solution composition. The glass transition temperature of the cured insulating film having this composition showed a wide peak from around 140 ° C. to around 180 ° C. Further, even when the temperature reaches 180 ° C. or higher, the loss tangent (tan δ) is not blurred (variation in measured values), and the rigid state is maintained as the cured insulating film. In FIG. 7, the wide peak from 140 ° C. to 180 ° C. is attributed to the epoxy compound component.
[0066]
[Table 1]

[0067]
[Table 2]

[0068]
【The invention's effect】
Since the present invention has the configuration as described above, the following effects can be obtained.
That is, according to the present invention, a cured insulating film (protective film) can be obtained by heat treatment at a low temperature of about 120 ° C. or less after coating on a base material. Has good tin-plating resistance, improved tin plating resistance with tin penetration of 35 μm or less, and is less prone to warping, heat resistance, solder flux resistance, solvent resistance, chemical resistance, bending resistance As a printing ink or coating varnish for forming insulating films such as electrical and electronic parts, it can be applied well by screen printing and other methods on substrates such as flexible wiring boards. A suitable composition for an insulating film can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a temperature distribution curve of loss tangent (tan δ) of a cured insulating film formed using a resin component excluding a filler component of the composition for an insulating film of Example 1.
2 is a temperature distribution curve of loss tangent (tan δ) of a cured insulating film formed using a resin component excluding the filler component of the insulating film composition of Example 2. FIG.
[Fig. 3]Reference example ADistribution curve of loss tangent (tan δ) of cured insulating film formed by using resin component excluding filler component of insulating film composition
[Fig. 4]Reference example BDistribution curve of loss tangent (tan δ) of cured insulating film formed by using resin component excluding filler component of insulating film composition
5 is a temperature distribution curve of loss tangent (tan δ) of a cured insulating film formed using a resin component excluding the filler component of the insulating film composition of Example 5. FIG.
6 is a temperature distribution curve of loss tangent (tan δ) of a cured insulating film formed using a resin component excluding the filler component of the insulating film composition of Example 6. FIG.
7 is a temperature distribution curve of loss tangent (tan δ) of a cured insulating film formed using a resin component excluding the filler component of the composition for insulating film of Comparative Example 1. FIG.
FIG. 8 is a component in which a chip component such as an IC is mounted on an insulating film base material, the surface of the wiring pattern is first tin-plated, and then a cured insulating film (protective film) made of the polyimide siloxane insulating film composition of the present invention FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an example when a chip component is mounted on an insulating film base material in the procedure of forming a film.

Claims (6)

(A) tetracarboxylic acid component, 45 to 95 mol% of diaminopolysiloxane represented by the following general formula (1), 0.5 to 40 mol% of aromatic diamine having a polar group represented by the following general formula (2) And a polysiloxane having a group having reactivity with an epoxy group obtained from a diamine component consisting of 0 to 54.5 mol% of a diamine other than the aromatic diamine having the polar group and the diaminopolysiloxane 100 parts by weight of an organic solvent-soluble resin containing a skeleton, (b) 1 to 50 parts by weight of an epoxy compound having an epoxy equivalent of 2000 or more and less than 4000, and (C) for an insulating film containing an organic solvent A cured insulating film obtained by heat-treating the composition, comprising an organic solvent having a group having reactivity with the epoxy group and containing a polysiloxane skeleton. Cured insulation film having a glass transition temperature derived from the glass transition temperature and the epoxy compound component was derived from the soluble resin component, characterized in that at 160 ° C. or less.

(In the formula, R ₁ represents a divalent hydrocarbon group or an aromatic group, R ₂ independently represents a monovalent carbon hydrogen group or an aromatic group, and n 1 represents an integer of 3 to 50.)

(In the formula, X and Y each independently represent a direct bond, CH ₂ , C (CH ₃ ) ₂ , C (CF ₃ ) ₂ , O, a benzene ring, SO ₂ , r 1 represents COOH or OH; n2 is 1 or 2, n3 and n4 are each independently 0, 1 or 2, and at least one of n3 and n4 is 1 or 2.)   The insulating film according to claim 1, wherein the composition for an insulating film further contains (d) a curing accelerator.   The insulating film according to claim 2, wherein the curing accelerator is a tertiary amine.   The insulating film composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the insulating film composition further contains (e) 20 to 150 parts by weight of a fine filler.   The insulating film according to claim 4, wherein the fine filler contains at least one of fine powdery silica, talc, mica, and barium sulfate. (A) tetracarboxylic acid component, 45 to 95 mol% of diaminopolysiloxane represented by the following general formula (1), 0.5 to 40 mol% of aromatic diamine having a polar group represented by the following general formula (2) And a polysiloxane having a group having reactivity with an epoxy group obtained from a diamine component consisting of 0 to 54.5 mol% of a diamine other than the aromatic diamine having the polar group and the diaminopolysiloxane 100 parts by weight of an organic solvent-soluble resin containing a skeleton, (b) 1 to 50 parts by weight of an epoxy compound having an epoxy equivalent of 2000 or more and less than 4000, and (C) for an insulating film containing an organic solvent After the composition is applied to the substrate, it is heat-treated at 50 ° C. to 210 ° C. and has a group having reactivity with the epoxy group and contains a polysiloxane skeleton. A method of forming a cured insulating film, wherein the machine solvent soluble glass were derived from the resin component transition temperature and glass transition temperature derived from the epoxy compound component is 160 ° C. or less.

(In the formula, R ₁ represents a divalent hydrocarbon group or an aromatic group, R ₂ independently represents a monovalent carbon hydrogen group or an aromatic group, and n 1 represents an integer of 3 to 50.)

(In the formula, X and Y each independently represent a direct bond, CH ₂ , C (CH ₃ ) ₂ , C (CF ₃ ) ₂ , O, a benzene ring, SO ₂ , r 1 represents COOH or OH; n2 is 1 or 2, n3 and n4 are each independently 0, 1 or 2, and at least one of n3 and n4 is 1 or 2.)

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