JP7342355B2 - Resin composition and semiconductor device - Google Patents

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Description

本開示の一実施形態は、絶縁性、可とう性、及び厚膜形成性に優れる樹脂組成物に関する。本開示の他の実施形態は、上記樹脂組成物を用いた信頼性の高い半導体装置に関する。 One embodiment of the present disclosure relates to a resin composition that has excellent insulation properties, flexibility, and thick film forming properties. Another embodiment of the present disclosure relates to a highly reliable semiconductor device using the above resin composition.

ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂は、代表的な耐熱性樹脂として知られており、様々な用途に用いられている。ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂は、耐熱性に加えて、耐薬品性及び機械的性質にも優れている。そのため、これらの樹脂は、例えば、半導体素子の表面保護膜又は層間絶縁膜などの材料として、エレクトロニクスの分野において広く用いられている。 Polyimide resins, polyamide resins, and polyamideimide resins are known as typical heat-resistant resins and are used for various purposes. Polyimide resins, polyamide resins, and polyamideimide resins have excellent chemical resistance and mechanical properties in addition to heat resistance. Therefore, these resins are widely used in the electronics field, for example, as materials for surface protection films or interlayer insulating films of semiconductor elements.

近年、パワー半導体装置の小型化が進むと同時に大電流化が進んでいる。大電流化では、回路又は素子からリーク電流が発生する場合があり、リーク電流はパワー半導体装置の故障原因となることが広く知られている。そのため、半導体装置の信頼性の観点から、パワー半導体装置における絶縁性の改善が強く望まれている。 In recent years, power semiconductor devices have become smaller and at the same time have larger currents. When the current increases, leakage current may occur from circuits or elements, and it is widely known that leakage current causes failure of power semiconductor devices. Therefore, from the viewpoint of reliability of semiconductor devices, there is a strong desire to improve the insulation properties of power semiconductor devices.

パワー半導体装置における絶縁性の改善に向けて、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂などの樹脂を用いて絶縁膜を形成し、必要な個所に部分的に絶縁性を確保することによって、半導体装置の動作時の各部材間でのリーク電流の発生を防止する方法が検討されている。 In order to improve the insulation properties of power semiconductor devices, we are forming insulation films using resins such as polyimide resin, polyamide resin, and polyamideimide resin, and by securing insulation properties partially in the necessary locations, Methods of preventing the occurrence of leakage current between various members during operation of the device are being studied.

上記方法において、絶縁膜の形成は、封止前のパワーモジュールに対して、上記樹脂の溶剤溶液(ワニス)を塗布し、次いで得られた塗膜を乾燥することによって実施される。上記樹脂の溶剤溶液を塗布する方法としては、ディスペンス、ディッピング、ポッティング、スプレー塗布、スピンコーティング等の一般的な方法が用いられる。 In the above method, the insulating film is formed by applying a solvent solution (varnish) of the resin to the power module before sealing, and then drying the obtained coating film. As a method for applying the solvent solution of the resin, general methods such as dispensing, dipping, potting, spray coating, and spin coating are used.

特開平2-173073号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-173073

しかし、近年、パワー半導体装置を流れる電流の上昇、又は、例えばSiからSiC等への基板材料の変更によって、パワー半導体装置自体が扱う電流は増加している。その結果、従来の樹脂によって十分に満足できる絶縁性及び可とう性を得ることが難しくなってきており、樹脂の改良が望まれている。なかでも、十分な絶縁性を確保する観点から、要求される部位に十分な厚さを有する絶縁膜を形成可能な樹脂が要求されている。 However, in recent years, the current handled by the power semiconductor device itself has increased due to an increase in the current flowing through the power semiconductor device or a change in the substrate material from Si to SiC, for example. As a result, it has become difficult to obtain sufficiently satisfactory insulation and flexibility with conventional resins, and improvements in resins are desired. In particular, from the viewpoint of ensuring sufficient insulation, there is a need for a resin that can form an insulating film with sufficient thickness at the required location.

絶縁膜を形成する樹脂の塗膜の厚さが十分でない場合、各部材間の絶縁性を確保することが困難となる。その結果、例えば、パワー半導体装置においてリーク電流が発生し、動作不良の原因となる。一般的に、十分な膜厚を確保するために、樹脂ペースト内に無機フィラを分散させる手法が知られている(特許文献1)。しかし、上記方法を適用した場合、無機フィラの界面を電流が通過することで、塗膜の絶縁性が低下する傾向にある。そのため、優れた絶縁性を得るためには、樹脂自体の絶縁性と、塗膜形成時に所望とする膜厚が容易に得られる厚膜形成性とのバランスを図る必要がある。また、半導体装置において優れた信頼性を得る観点から、樹脂から得られる塗膜が優れた可とう性を有することも必要となる。 If the thickness of the resin coating forming the insulating film is not sufficient, it becomes difficult to ensure insulation between each member. As a result, for example, leakage current occurs in the power semiconductor device, causing malfunction. Generally, in order to ensure a sufficient film thickness, a method is known in which inorganic filler is dispersed within a resin paste (Patent Document 1). However, when the above method is applied, the electrical current passes through the interface of the inorganic filler, which tends to reduce the insulation properties of the coating film. Therefore, in order to obtain excellent insulating properties, it is necessary to strike a balance between the insulating properties of the resin itself and the ability to form a thick film so that a desired film thickness can be easily obtained during coating film formation. Furthermore, from the viewpoint of obtaining excellent reliability in semiconductor devices, it is also necessary that the coating film obtained from the resin has excellent flexibility.

以上のことから、本開示は、絶縁性、可とう性、及び厚膜形成性に優れる樹脂組成物を提供する。また、本開示は、上記樹脂組成物を用いて、信頼性の高い半導体装置を提供する。 From the above, the present disclosure provides a resin composition that has excellent insulation properties, flexibility, and thick film forming properties. Further, the present disclosure provides a highly reliable semiconductor device using the above resin composition.

発明者らは、樹脂としてポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂を含む樹脂組成物について種々の検討を行い、特定の構造単位を含む樹脂が、高い絶縁性を有し、かつ優れた可とう性を有するとともに、所望とする厚さの厚膜を容易に形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の実施形態は以下に関する。但し、本発明は以下に記載する実施形態に限定されるものではない。
The inventors conducted various studies on resin compositions containing polyimide resin, polyamide resin, and polyamideimide resin as resins, and found that resins containing specific structural units have high insulation properties and excellent flexibility. The present inventors have discovered that it is possible to easily form a thick film having a desired thickness while also having properties, and have completed the present invention.
Embodiments of the present invention relate to the following. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.

一実施形態は、(A)下式(Ia)で表される構造単位と下式(IIa)で表される構造単位とを含み、かつ重量平均分子量が100,000以上である、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含む樹脂成分と、(B)有機溶剤とを含む、樹脂組成物に関する。

Figure 0007342355000001
[式中、R~Rは、それぞれ独立して、水素原子、又は、炭素数1~9のアルキル基、炭素数1~9のアルコキシ基、及びハロゲン原子からなる群から選択される1種以上の置換基を表し、Xは、単結合、又は以下から選択される2価の有機基である。
Figure 0007342355000002
(式中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、又は、炭素数1~9のアルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、及びフェニル基からなる群から選択される1種以上の置換基である。)]
Figure 0007342355000003
[式中、R~R10は、それぞれ独立して、水素原子、又は置換基を表し、R11及びR12は、それぞれ独立して、2価の炭化水素基を表し、mは1以上の整数である。] One embodiment is (A) a polyimide resin containing a structural unit represented by the following formula (Ia) and a structural unit represented by the following formula (IIa), and having a weight average molecular weight of 100,000 or more, The present invention relates to a resin composition containing a resin component containing at least one selected from the group consisting of polyamide resins and polyamideimide resins, and (B) an organic solvent.
Figure 0007342355000001
[In the formula, R 1 to R 4 are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 9 carbon atoms, and a halogen atom. It represents one or more substituents, and X is a single bond or a divalent organic group selected from the following.
Figure 0007342355000002
(wherein R 5 and R 6 are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, a trifluoromethyl group, a trichloromethyl group, and a phenyl group) It is a substituent of more than one species.)]
Figure 0007342355000003
[In the formula, R 7 to R 10 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, R 11 and R 12 each independently represent a divalent hydrocarbon group, and m is 1 or more is an integer. ]

上記実施形態において、上記ポリイミド樹脂、上記ポリアミド樹脂及び上記ポリアミドイミド樹脂は、上記式(Ia)で表される構造単位と上記式(IIa)で表される構造単位との合計モル数を基準として、上記式(IIa)で表される構造単位を3~7モル%含有することが好ましい。 In the above embodiment, the polyimide resin, the polyamide resin, and the polyamideimide resin are based on the total number of moles of the structural unit represented by the above formula (Ia) and the structural unit represented by the above formula (IIa). , preferably contains 3 to 7 mol% of the structural unit represented by the above formula (IIa).

上記実施形態において、上記ポリアミドイミド樹脂は、さらに下式(IIIa)で表される構造単位を含むことが好ましい。

Figure 0007342355000004
In the above embodiment, the polyamideimide resin preferably further includes a structural unit represented by the following formula (IIIa).
Figure 0007342355000004

上記実施形態において、乾燥して得られる膜の絶縁破壊電圧は、150kV/mm以上であることが好ましい。 In the above embodiment, the dielectric breakdown voltage of the film obtained by drying is preferably 150 kV/mm or more.

上記実施形態において、上記ポリイミド樹脂、上記ポリアミド樹脂及び上記ポリアミドイミド樹脂のガラス転移温度は、それぞれ200℃以上であることが好ましい。 In the above embodiment, the glass transition temperature of the polyimide resin, the polyamide resin, and the polyamideimide resin is preferably 200° C. or higher, respectively.

上記実施形態において、乾燥して得られる膜の35℃における弾性率は、0.5~3.0GPaであることが好ましい。 In the above embodiment, the elastic modulus of the membrane obtained by drying at 35° C. is preferably 0.5 to 3.0 GPa.

一実施形態は、構成部品の表面に、上記実施形態の樹脂組成物を用いて形成した膜を有する半導体装置に関する。 One embodiment relates to a semiconductor device having a film formed on the surface of a component using the resin composition of the above embodiment.

本発明によれば、絶縁性、可とう性、及び厚膜形成性に優れる樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、上記樹脂組成物を用いて、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a resin composition that has excellent insulation properties, flexibility, and thick film forming properties. Further, according to the present invention, a highly reliable semiconductor device can be provided using the resin composition.

図1は、一実施形態である半導体装置の一例を示す模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a semiconductor device according to an embodiment. 図2は、一実施形態である半導体装置の一例を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a semiconductor device according to an embodiment.

以下、本発明の実施形態をより具体的に説明するが、本発明は以下に限定されるものではなく、種々な実施形態を含む。
1.樹脂組成物
一実施形態は、(A)特定の2種の構造単位を有する、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含む樹脂成分と、(B)有機溶剤とを含む、樹脂組成物に関する。以下、各成分について具体的に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail, but the present invention is not limited to the following and includes various embodiments.
1. Resin composition One embodiment includes (A) a resin component containing at least one selected from the group consisting of polyimide resin, polyamide resin, and polyamideimide resin, each having two specific types of structural units, and (B) The present invention relates to a resin composition containing an organic solvent. Each component will be specifically explained below.

(A)樹脂成分
上記樹脂組成物を構成する樹脂成分は、下式(Ia)で表される構造単位と下式(IIa)で表される構造単位とを含み、かつ重量平均分子量が100,000以上である、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含む。

Figure 0007342355000005
(A) Resin component The resin component constituting the resin composition includes a structural unit represented by the following formula (Ia) and a structural unit represented by the following formula (IIa), and has a weight average molecular weight of 100, 000 or more selected from the group consisting of polyimide resin, polyamide resin, and polyamideimide resin.
Figure 0007342355000005

式中、R~Rは、それぞれ独立して、水素原子、又は置換基である。置換基は、炭素数1~9のアルキル基、炭素数1~9のアルコキシ基、及びハロゲン原子からなる群から選択される1種以上である。
一実施形態において、R~Rは、それぞれ、水素原子であることが好ましい。他の実施形態において、R~Rは、それぞれ独立して、炭素数1~9のアルキル基、炭素数1~9のアルコキシ基、又はハロゲン原子であることが好ましい。上記アルキル基及び上記アルコキシ基は、直鎖構造、分岐構造、環状構造のいずれであってもよい。上記アルキル基及び上記アルコキシ基は、炭素数1~6であることがより好ましく、炭素数1~3であることがさらに好ましい。
上記ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子のいずれであってもよい。
In the formula, R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom or a substituent. The substituent is one or more selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 9 carbon atoms, and a halogen atom.
In one embodiment, each of R 1 to R 4 is preferably a hydrogen atom. In another embodiment, R 1 to R 4 are preferably each independently an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 9 carbon atoms, or a halogen atom. The alkyl group and the alkoxy group may have a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure. The alkyl group and the alkoxy group more preferably have 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably 1 to 3 carbon atoms.
The halogen atom may be a fluorine atom, a chlorine atom, or a bromine atom.

Xは、単結合、又は以下から選択される2価の有機基である。

Figure 0007342355000006
式中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、又は置換基である。置換基は、炭素数1~9のアルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、及びフェニル基からなる群から選択される1種以上であってよい。上記アルキル基は、直鎖構造、分岐構造、及び環状構造のいずれであってもよい。一実施形態において、式中、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキル基であることが好ましく、炭素数1~3のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1又は2のアルキル基であることがさらに好ましい。 X is a single bond or a divalent organic group selected from the following.
Figure 0007342355000006
In the formula, R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or a substituent. The substituent may be one or more selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, a trifluoromethyl group, a trichloromethyl group, and a phenyl group. The alkyl group may have a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure. In one embodiment, in the formula, R 5 and R 6 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, More preferably, it is an alkyl group of number 1 or 2.

Figure 0007342355000007
式中、R~R10は、それぞれ独立して、水素原子、又は置換基である。置換基は、互いに同一であっても、異なっていてもよい。R11及びR12は、それぞれ独立して、2価の炭化水素基を表し、互いに同一であっても、異なっていてもよい。mは1以上の整数である。
Figure 0007342355000007
In the formula, R 7 to R 10 are each independently a hydrogen atom or a substituent. The substituents may be the same or different from each other. R 11 and R 12 each independently represent a divalent hydrocarbon group, and may be the same or different. m is an integer of 1 or more.

一実施形態において、上記R~R10は、それぞれ独立して、置換基であることが好ましい。置換基は、炭素数1~9のアルキル基、炭素数1~9のアルコキシ基、及びハロゲン原子からなる群から選択される少なくとも1種であってよい。上記アルキル基及び上記アルコキシ基は、直鎖構造、分岐構造、環状構造のいずれであってもよい。R~R10は、炭素数1~6のアルキル基、又はフェニル基であることがより好ましい。上記フェニル基における水素原子は炭素数1~6のアルキル基で置換されていてもよい。一実施形態において、R~R10は、それぞれ、炭素数1~6のアルキル基であることが好ましく、炭素数1~3のアルキル基であることがより好ましい。 In one embodiment, R 7 to R 10 are preferably each independently a substituent. The substituent may be at least one selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 9 carbon atoms, and a halogen atom. The alkyl group and the alkoxy group may have a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure. More preferably, R 7 to R 10 are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group. The hydrogen atom in the phenyl group may be substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. In one embodiment, each of R 7 to R 10 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

上記R11及びR12は、それぞれ独立して、炭素数1~9のアルキレン基、又はフェニレン基であってよい。フェニレン基における水素原子は炭素数1~3のアルキル基で置換されていてもよい。上記アルキレン基は、直鎖構造、分岐構造、環状構造のいずれであってもよい。一実施形態において、R11及びR12は、それぞれ独立して、炭素数1~6の直鎖のアルキレン基であることが好ましく、炭素数2~5のアルキレン基であることがより好ましく、炭素数3又は4のアルキレン基であることがさらに好ましい。
上記式において、mは1~100であることが好ましく、1~40であることがより好ましく、1~10であることがさらに好ましい。
The above R 11 and R 12 may each independently be an alkylene group having 1 to 9 carbon atoms or a phenylene group. The hydrogen atom in the phenylene group may be substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The alkylene group may have a linear structure, a branched structure, or a cyclic structure. In one embodiment, R 11 and R 12 are each independently preferably a linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms; More preferably, it is an alkylene group of number 3 or 4.
In the above formula, m is preferably from 1 to 100, more preferably from 1 to 40, even more preferably from 1 to 10.

上記樹脂組成物において、上式(Ia)で表される構造単位(以下、構造単位(Ia)と称す)と、上記下式(IIa)で表される構造単位(以下、構造単位(IIa)と称す)とを含む樹脂成分を使用することによって、優れた絶縁性と、優れた可とう性とを得ることが可能となる。一実施形態において、樹脂組成物は、上記樹脂成分のなかでも、少なくともポリアミドイミド樹脂を含むことが好ましい。ポリアミドイミド樹脂を使用した場合、より優れた耐熱性を得ることが容易となる。以下、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂を総称して、「樹脂」という場合もある。 In the above resin composition, a structural unit represented by the above formula (Ia) (hereinafter referred to as the structural unit (Ia)) and a structural unit represented by the above below formula (IIa) (hereinafter referred to as the structural unit (IIa) By using a resin component containing (referred to as ), it is possible to obtain excellent insulation properties and excellent flexibility. In one embodiment, the resin composition preferably contains at least a polyamide-imide resin among the resin components. When polyamide-imide resin is used, it is easy to obtain better heat resistance. Hereinafter, polyimide resin, polyamide resin, and polyamideimide resin may be collectively referred to as "resin."

上記樹脂は、少なくとも、下式(I)及び下式(II)で表される化合物を用いて製造することができる。式中、R~R12、X、及びmは、先に式(Ia)及び式(IIa)において説明したとおりであり、Yは、アミノ基又はイソシアネート基である。すなわち、一実施形態において、上記構造単位(Ia)及び(IIa)は、下式(I)及び(II)で表される化合物から、アミノ基又はイソシアネート基を除いた残基に相当し、樹脂の構造においてアミド結合部位又はイミド結合部位と直接結合するものであってよい。 The above resin can be manufactured using at least a compound represented by the following formula (I) and the following formula (II). In the formula, R 1 to R 12 , X, and m are as described above in formula (Ia) and formula (IIa), and Y is an amino group or an isocyanate group. That is, in one embodiment, the structural units (Ia) and (IIa) correspond to residues obtained by removing the amino group or isocyanate group from the compounds represented by the following formulas (I) and (II), and may directly bind to the amide bonding site or imide bonding site in the structure.

Figure 0007342355000008
Figure 0007342355000008

Figure 0007342355000009
Figure 0007342355000009

一実施形態において、上記樹脂は、少なくとも、下式(I-1)及び下式(II-1)で表される化合物を用いて製造することが好ましい。式中、R~R、及びR~R10は、先に式(Ia)及び式(IIa)において説明したとおりであり、Yは、アミノ基又はイソシアネート基である。nは、1~6の整数であり、2~4が好ましく、3又は4がより好ましい。 In one embodiment, the resin is preferably produced using at least a compound represented by the following formula (I-1) and the following formula (II-1). In the formula, R 1 to R 6 and R 7 to R 10 are as described above in formula (Ia) and formula (IIa), and Y is an amino group or an isocyanate group. n is an integer of 1 to 6, preferably 2 to 4, and more preferably 3 or 4.

Figure 0007342355000010
Figure 0007342355000010
Figure 0007342355000011
Figure 0007342355000011

上記樹脂において、ポリイミド樹脂は、例えば、酸成分とジアミン成分との反応によって形成されるイミド結合を有する樹脂であり、上記ジアミン成分として、少なくとも上記(I)及び(II)で表される化合物を使用する以外は、特に限定なく製造された樹脂であってよい。例えば、上記樹脂の製造において、酸成分として、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物等の芳香族カルボン酸無水物を好適に使用することができる。 In the above resin, the polyimide resin is, for example, a resin having an imide bond formed by a reaction between an acid component and a diamine component, and contains at least the compounds represented by (I) and (II) above as the diamine component. Other than the use, any resin may be manufactured without any particular limitation. For example, in the production of the above resin, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, etc. are used as the acid component. Aromatic carboxylic acid anhydrides can be preferably used.

上記樹脂において、ポリアミド樹脂は、例えば、酸成分とジアミン成分との反応によって形成されるアミド結合を有する樹脂であり、上記ジアミン成分として、少なくとも上記(I)及び(II)で表される化合物を使用する以外は、特に限定なく製造された樹脂であってよい。例えば、上記樹脂の製造において、酸成分として、テレフタル酸及びイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸を好適に使用することができる。 In the above resin, the polyamide resin is, for example, a resin having an amide bond formed by a reaction between an acid component and a diamine component, and contains at least the compounds represented by (I) and (II) above as the diamine component. Other than the use, any resin may be manufactured without any particular limitation. For example, in the production of the above resin, aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid and isophthalic acid can be suitably used as the acid component.

上記樹脂において、ポリアミドイミド樹脂は、分子骨格内にアミド結合とイミド結合とを有する樹脂であり、例えば、ジアミン成分と、トリカルボン酸無水物又はその酸ハロゲン化物を含む酸成分とを反応させて前駆体(ポリアミック酸)を形成し、次いで前駆体を脱水閉環して得られる。上記ポリアミドイミド樹脂は、上記ジアミン成分又はジイソシアネート成分として少なくとも上記(I)及び(II)で表される化合物を使用する以外は、特に限定なく製造された樹脂であってよい。 In the above resin, the polyamide-imide resin is a resin having an amide bond and an imide bond in the molecular skeleton, and is prepared by, for example, reacting a diamine component with an acid component containing tricarboxylic acid anhydride or its acid halide. (polyamic acid) and then dehydration and ring closure of the precursor. The above-mentioned polyamide-imide resin may be a resin produced without particular limitation, except that at least the compounds represented by (I) and (II) above are used as the above-mentioned diamine component or diisocyanate component.

以下、樹脂について、ポリアミドイミド樹脂を一例として、より具体的に説明する。以下の記載では、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂を総称して樹脂という場合もある。
一実施形態において、ポリアミドイミド樹脂は、酸成分として、少なくとも、トリカルボン酸無水物又はその酸ハロゲン化物を含む。トリカルボン酸無水物は、分子内に3以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物、脂肪族化合物、又は脂環式化合物の誘導体であってよい。トリカルボン酸無水物の例として、トリメリット酸無水物、及びシクロヘキサントリカルボン酸無水物が挙げられる。トリカルボン酸無水物のなかでも、コスト、反応性、溶解性などの観点から、トリメリット酸無水物が好ましい。トリメリット酸無水物の酸ハロゲン化物も好ましい。トリカルボン酸無水物又はその酸ハロゲン化物は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Hereinafter, the resin will be explained in more detail using polyamideimide resin as an example. In the following description, polyimide resin, polyamide resin, and polyamideimide resin may be collectively referred to as resin.
In one embodiment, the polyamide-imide resin contains at least a tricarboxylic anhydride or an acid halide thereof as an acid component. The tricarboxylic acid anhydride may be a derivative of an aromatic compound, an aliphatic compound, or an alicyclic compound having three or more carboxyl groups in the molecule. Examples of tricarboxylic anhydrides include trimellitic anhydride and cyclohexanetricarboxylic anhydride. Among the tricarboxylic anhydrides, trimellitic anhydride is preferred from the viewpoints of cost, reactivity, solubility, and the like. Acid halides of trimellitic anhydride are also preferred. Tricarboxylic acid anhydride or its acid halide may be used alone or in combination of two or more types.

このような観点から、一実施形態において、上記ポリアミドイミド樹脂は、酸成分として、少なくとも、下式(III)で表されるトリカルボン酸無水物又はその酸ハロゲン化物を使用することが好ましい。

Figure 0007342355000012
From this point of view, in one embodiment, the polyamide-imide resin preferably uses at least a tricarboxylic acid anhydride represented by the following formula (III) or an acid halide thereof as the acid component.
Figure 0007342355000012

式中、Rは、ヒドロキシル基、又はハロゲン原子である。ハロゲン原子は、好ましくは、塩素原子、臭素原子であってよく、塩素原子がより好ましい。
一実施形態において、ジアミンを使用する場合、酸成分として、トリメリット酸無水物の酸ハロゲン化物を用いることが好ましく、なかでも下式(III-1)で表される無水トリメリット酸クロライドを用いることが特に好ましい。

Figure 0007342355000013
In the formula, R is a hydroxyl group or a halogen atom. The halogen atom may preferably be a chlorine atom or a bromine atom, with a chlorine atom being more preferred.
In one embodiment, when a diamine is used, it is preferable to use an acid halide of trimellitic anhydride as the acid component, and in particular, trimellitic anhydride chloride represented by the following formula (III-1) is used. It is particularly preferable.
Figure 0007342355000013

上述の観点から、上記ポリアミドイミド樹脂は、下式(IIIa)で表される構造単位(以下、構造単位(IIIa)と称す)を含むことが好ましい。

Figure 0007342355000014
From the above-mentioned viewpoint, it is preferable that the polyamide-imide resin includes a structural unit represented by the following formula (IIIa) (hereinafter referred to as structural unit (IIIa)).
Figure 0007342355000014

上記構造単位(IIIa)は、酸成分として、上式(III)で表される無水トリメリット酸又はその酸ハロゲン化物を使用し、ジアミン成分又はジイソシアネート成分との反応を行うことによって誘導することができる。 The above structural unit (IIIa) can be derived by using trimellitic anhydride or its acid halide represented by the above formula (III) as the acid component and reacting it with a diamine component or a diisocyanate component. can.

一実施形態において、上記ポリアミドイミド樹脂は、ジアミン成分又はジイソシアネート成分として、上記式(I)及び上式(II)で表される化合物を使用し、かつ酸成分として、上記式(III)で表される化合物を使用して得られる樹脂であってよい。他の実施形態において、上記ポリアミドイミド樹脂は、上記式(I)~(III)で表される化合物に加えて、それ以外のジアミン成分又はジイソシアネート成分、及び/又は酸成分をさらに使用して得られる樹脂であってもよい。 In one embodiment, the polyamide-imide resin uses a compound represented by the above formula (I) and the above formula (II) as the diamine component or diisocyanate component, and a compound represented by the above formula (III) as the acid component. It may be a resin obtained using a compound that is In another embodiment, the polyamide-imide resin is obtained by further using other diamine components, diisocyanate components, and/or acid components in addition to the compounds represented by formulas (I) to (III) above. It may also be a resin that can be used.

上記ポリアミドイミド樹脂は、例えば、必要に応じて、上記式(I)及び上式(II)で表される化合物に加えて、それ以外の、芳香族ジアミン又は芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジアミン又は脂肪族ジイソシアネート、あるいは脂環式ジアミン又は脂環式ジイソシアネートをさらに使用して得られる樹脂であってよい。
また、上式(III)で表される化合物に加えて、それ以外の酸成分をさらに使用して得られる樹脂であってもよい。使用できる酸成分は、例えば、上式(III)で表される化合物以外の上記トリカルボン酸無水物又はその酸ハロゲン化物、及びトリメリット酸などのトリカルボン酸を含んでもよい。また、ピロメリット酸無水物及びビフェニルテトラカルボン酸二無水物などのテトラカルボン酸二無水物、テレフタル酸及びイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸、並びにアジピン酸及びセバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸などを含んでもよい。
For example, in addition to the compounds represented by the above formulas (I) and (II), the polyamide-imide resin may contain other aromatic diamines, aromatic diisocyanates, aliphatic diamines, or aliphatic diamines. The resin may be a resin obtained by further using a group diisocyanate, or a cycloaliphatic diamine or a cycloaliphatic diisocyanate.
Further, in addition to the compound represented by the above formula (III), the resin may be obtained by further using other acid components. Acid components that can be used may include, for example, the above-mentioned tricarboxylic acid anhydrides or acid halides thereof other than the compound represented by the above formula (III), and tricarboxylic acids such as trimellitic acid. In addition, tetracarboxylic dianhydrides such as pyromellitic anhydride and biphenyltetracarboxylic dianhydride, aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid and isophthalic acid, alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid, and adipic acid. and aliphatic dicarboxylic acids such as sebacic acid.

ポリアミドイミド樹脂に代表されるように、樹脂において、ジアミン成分及び/又はジイソシアネート成分に由来する構造単位の全量に対し、式(I)で表される化合物に由来する構造単位(Ia)と式(II)で表される化合物に由来する構造単位(IIa)の割合は、好ましくは93~97モル%、より好ましくは94~96モル%である。一実施形態において、上記樹脂は、ジアミン成分及び/又はジイソシアネート成分に由来する構造単位の全量に対し、式(I)で表される化合物に由来する構造単位(Ia)と式(II)で表される化合物に由来する構造単位(IIa)の割合は、100モル%であってもよい。ここで、構造単位の割合(モル%)は、各構造単位に対するモノマー化合物の仕込み量のモル数から算出される。 As typified by polyamide-imide resin, in the resin, the structural unit (Ia) derived from the compound represented by formula (I) and the formula ( The proportion of the structural unit (IIa) derived from the compound represented by II) is preferably 93 to 97 mol%, more preferably 94 to 96 mol%. In one embodiment, the resin includes structural units (Ia) derived from a compound represented by formula (I) and structural units represented by formula (II) relative to the total amount of structural units derived from the diamine component and/or diisocyanate component. The proportion of the structural unit (IIa) derived from the compound may be 100 mol%. Here, the ratio (mol %) of the structural units is calculated from the number of moles of the amount of the monomer compound charged to each structural unit.

一実施形態において、ポリアミドイミド樹脂に代表されるように、樹脂における、構造単位(Ia)と構造単位(IIa)との合計モル数を基準として、構造単位(IIa)の割合は3~7モル%であることが好ましく、4~6モル%であることがより好ましい。この実施形態において、上記樹脂における構造単位(Ia)及び構造単位(IIa)は、先に示した式(I-1)及び式(II-1)で表される構造を有する化合物から誘導される構造単位(I-1a)及び(II-1a)であることが好ましい。上述のように上記構造単位(IIa)の割合を上記範囲内に調整することによって、絶縁性と可とう性とをバランス良く向上させることが可能となる。 In one embodiment, as represented by a polyamide-imide resin, the proportion of the structural unit (IIa) in the resin is 3 to 7 moles based on the total number of moles of the structural unit (Ia) and the structural unit (IIa). %, more preferably 4 to 6 mol%. In this embodiment, the structural unit (Ia) and structural unit (IIa) in the resin are derived from compounds having structures represented by formulas (I-1) and (II-1) shown above. Structural units (I-1a) and (II-1a) are preferred. As described above, by adjusting the proportion of the structural unit (IIa) within the above range, it is possible to improve insulation properties and flexibility in a well-balanced manner.

一実施形態において、ポリアミドイミド樹脂は、以下に示す構造(1A)及び/又は(1B)と、構造(2A)及び/又は(2B)とを含むことが好ましい。このようなポリアミドイミド樹脂は、例えば、式(III)で表される無水トリメリット酸又はその酸ハロゲン化物と、式(I)及び式(II)で表される2種の化合物との反応を経て得ることができる。各式において、R~R4、~R10、X及びnは、それぞれ、先に説明したとおりである。

Figure 0007342355000015
Figure 0007342355000016
In one embodiment, the polyamide-imide resin preferably includes structures (1A) and/or (1B) and structures (2A) and/or (2B) shown below. Such a polyamide-imide resin is produced by, for example, reacting trimellitic anhydride represented by formula (III) or its acid halide with two types of compounds represented by formula (I) and formula (II). You can get it after a while. In each formula, R 1 to R 4, R 7 to R 10, X and n are each as described above.
Figure 0007342355000015
Figure 0007342355000016

上記実施形態のポリアミドイミド樹脂は、より好ましくは、以下に示す構造(1A-1)及び/又は(1B-1)と、構造(2A-1)及び/又は(2B-1)とを含む。

Figure 0007342355000017
Figure 0007342355000018
The polyamide-imide resin of the above embodiment more preferably includes the structure (1A-1) and/or (1B-1) and the structure (2A-1) and/or (2B-1) shown below.
Figure 0007342355000017
Figure 0007342355000018

ポリアミドイミド樹脂は、公知の方法に従い製造することができ、特に限定されない。ポリアミドイミド樹脂は、例えば、ジアミン成分及び/又はジイソシアネート成分と、酸成分との反応を経て製造することができる。ジアミン成分、ジイソシアネート成分、及び酸成分は、先に説明したとおりである。上記反応は、無溶剤又は有機溶剤の存在下で行うことができる。反応温度は、25℃~250℃の範囲が好ましい。反応時間は、バッチの規模、採用される反応条件などに応じて、適宜調整することができる。 Polyamideimide resin can be manufactured according to a known method and is not particularly limited. A polyamide-imide resin can be produced, for example, by reacting a diamine component and/or a diisocyanate component with an acid component. The diamine component, diisocyanate component, and acid component are as described above. The above reaction can be carried out without a solvent or in the presence of an organic solvent. The reaction temperature is preferably in the range of 25°C to 250°C. The reaction time can be adjusted as appropriate depending on the batch scale, the reaction conditions employed, and the like.

ポリアミドイミド樹脂の製造時に使用する有機溶剤(反応溶剤)は、特に制限されない。使用可能な有機溶剤として、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル)等のエーテル系溶剤、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルスルホン、スルホラン等の含硫黄系溶剤、γ-ブチロラクトン等の環状エステル系(ラクトン系)溶剤、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルアセトアミド、1,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロ-2(1H)-ピリミジノン等の含窒素系溶剤、及びトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。これらの有機溶剤の1種を単独で使用しても、又は2種類以上を組み合わせて使用してもよい。一実施形態において、生成する樹脂を溶解可能な有機溶剤を選択して使用することが好ましく、極性溶剤を使用することが好ましい。極性溶剤については後述するが、例えば、含窒素系溶剤が好ましい。 The organic solvent (reaction solvent) used in producing the polyamide-imide resin is not particularly limited. Examples of usable organic solvents include ether solvents such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate (ethylene glycol monoethyl ether acetate), dimethyl sulfoxide, Sulfur-containing solvents such as diethyl sulfoxide, dimethylsulfone, and sulfolane, cyclic ester (lactone) solvents such as γ-butyrolactone, ketone solvents such as cyclohexanone and methyl ethyl ketone, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylacetamide, 1, Examples include nitrogen-containing solvents such as 3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinone, and aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene. One type of these organic solvents may be used alone, or two or more types may be used in combination. In one embodiment, it is preferable to select and use an organic solvent that can dissolve the resin to be produced, and it is preferable to use a polar solvent. The polar solvent will be described later, but for example, a nitrogen-containing solvent is preferable.

一実施形態において、ポリアミドイミド樹脂は、先ず、酸成分とジアミン成分との反応によってポリアミドイミド樹脂の前駆体を製造し、次いで、この前駆体を脱水閉環してポリアミドイミド樹脂を得る方法によって製造することができる。しかし、上記前駆体の閉環方法は、特に制限されず、当技術分野で周知の方法を使用することができる。例えば、常圧又は減圧下で、加熱によって脱水閉環する熱閉環法、触媒の存在下又は非存在下で、無水酢酸等の脱水剤を使用する化学閉環法等を使用することができる。 In one embodiment, the polyamide-imide resin is produced by first producing a precursor of the polyamide-imide resin by reacting an acid component with a diamine component, and then dehydrating and ring-closing this precursor to obtain a polyamide-imide resin. be able to. However, the method for ring-closing the precursor is not particularly limited, and methods well known in the art can be used. For example, a thermal ring-closing method in which the ring is dehydrated by heating under normal pressure or reduced pressure, a chemical ring-closing method in which a dehydrating agent such as acetic anhydride is used in the presence or absence of a catalyst, etc. can be used.

熱閉環法の場合、脱水反応で生じる水を系外に除去しながら行うことが好ましい。脱水反応の時、反応液を加熱し、80℃~400℃、好ましくは100℃~250℃の温度にしてもよい。また、ベンゼン、トルエン、キシレン等のような水と共沸可能な有機溶剤を併用し、水を共沸除去してもよい。 In the case of the thermal ring-closing method, it is preferable to carry out the reaction while removing water generated in the dehydration reaction from the system. During the dehydration reaction, the reaction solution may be heated to a temperature of 80°C to 400°C, preferably 100°C to 250°C. Alternatively, water may be removed azeotropically by using an organic solvent capable of azeotropic distillation with water, such as benzene, toluene, xylene, or the like.

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

ポリアミドイミド樹脂の製造において、酸成分とジアミン成分(ジイソシアネート成分)との使用比率(モル比)は、特に限定されず、過不足なく反応が進行するように調整することができる。一実施形態において、生成されるポリアミドイミド樹脂の分子量及び架橋度の観点から、酸成分の総量1.00モルに対してジアミン成分の総量を0.80~1.10モルとすることが好ましく、0.95~1.08モルとすることがより好ましく0.95~1.03モルとすることがさらに好ましい。 In the production of polyamide-imide resin, the usage ratio (molar ratio) of the acid component and the diamine component (diisocyanate component) is not particularly limited, and can be adjusted so that the reaction proceeds with just the right amount. In one embodiment, from the viewpoint of the molecular weight and degree of crosslinking of the polyamide-imide resin produced, it is preferable that the total amount of the diamine component is 0.80 to 1.10 mol relative to the total amount of the acid component 1.00 mol, The amount is more preferably 0.95 to 1.08 mol, and even more preferably 0.95 to 1.03 mol.

先に説明したポリアミドイミド樹脂に代表されるように、上記樹脂組成物を構成する上記樹脂の重量平均分子量(Mw)は、100,000以上であることが好ましい。一方、特に限定するものではないが、溶解性の観点から、Mwは160,000以下であることが好ましい。一実施形態において、上記樹脂のMwは、110,000~160,000の範囲であることが好ましい。上記樹脂のMwが上記範囲内である場合、塗布作業時に最適な厚みの塗膜を容易に形成することができる。上記樹脂のMwは、より好ましくは120,000~160,000の範囲であり、さらに好ましくは130,000~150,000の範囲である。本明細書において記載する「Mw」は、ゲル浸透クロマトグラフィーを使用し、標準ポリスチレン換算で測定した値である。 As represented by the polyamide-imide resin described above, the weight average molecular weight (Mw) of the resin constituting the resin composition is preferably 100,000 or more. On the other hand, although not particularly limited, from the viewpoint of solubility, Mw is preferably 160,000 or less. In one embodiment, the Mw of the resin is preferably in the range of 110,000 to 160,000. When the Mw of the resin is within the above range, a coating film with an optimal thickness can be easily formed during coating work. The Mw of the resin is more preferably in the range of 120,000 to 160,000, and even more preferably in the range of 130,000 to 150,000. "Mw" described herein is a value measured in terms of standard polystyrene using gel permeation chromatography.

一実施形態において、上記樹脂組成物を乾燥することで膜を得ることができる。膜の形成において、上記樹脂組成物を乾燥する前に、上記樹脂組成物を塗布する工程を含んでもよい。ここで乾燥とは、例えば、自然乾燥又は加熱乾燥によって、樹脂組成物に含まれる有機溶剤を揮発させることを意味する。乾燥による膜の形成は、例えば、後述する実施例に記載の方法に従って実施することができる。乾燥をより十分に行う観点から、乾燥工程を複数回(2回以上)行ってもよい。 In one embodiment, a film can be obtained by drying the resin composition. In forming the film, the method may include a step of applying the resin composition before drying the resin composition. Here, drying means volatilizing the organic solvent contained in the resin composition, for example, by natural drying or heat drying. Formation of a film by drying can be carried out, for example, according to the method described in Examples below. From the viewpoint of performing drying more fully, the drying step may be performed multiple times (twice or more).

一実施形態において、上記樹脂組成物を用いて得られる塗膜の厚膜形成性は、ディスペンス塗布によって得られる乾燥塗膜のアスペクト比(=塗膜厚み/塗膜横幅)から評価することができる。十分な絶縁性が容易に得られる膜厚とする観点から、上記アスペクト比は、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.06以上、さらに好ましくは0.07以上である。上記アスペクト比の測定は、例えば、ULVAC,Inc社製のDektak 6M surface profilerを使用して実施することができる。 In one embodiment, the thick film forming property of the coating film obtained using the above resin composition can be evaluated from the aspect ratio (=coating film thickness/coating film width) of the dry coating film obtained by dispensing. . From the viewpoint of making the film thick enough to easily obtain sufficient insulation, the aspect ratio is preferably 0.05 or more, more preferably 0.06 or more, and even more preferably 0.07 or more. The aspect ratio can be measured using, for example, a Dektak 6M surface profiler manufactured by ULVAC, Inc.

一実施形態において、先に説明したポリアミドイミド樹脂に代表されるように、上記樹脂組成物を構成するために使用する樹脂は、180℃以上のガラス転移温度(Tg)を有することが好ましい。本明細書において記載する「ガラス転移温度(Tg)」とは、溶剤に溶かした樹脂を塗布及び乾燥して得られる膜を用い、動的粘弾性試験を実施して得た値である。上記樹脂は、200℃以上のTgを有することがより好ましい。樹脂が200℃以上のTgを有することによって、一般に200℃以上の高温下で実施されるヒートサイクル試験においても、優れた信頼性を得ることが可能となる。また、上記樹脂を用いてパワー半導体装置を構成した場合、駆動時の発熱によって樹脂が軟化し、密着性が低下することを抑制することが可能となる。 In one embodiment, the resin used to form the resin composition preferably has a glass transition temperature (Tg) of 180° C. or higher, as typified by the polyamide-imide resin described above. The "glass transition temperature (Tg)" described in this specification is a value obtained by conducting a dynamic viscoelasticity test using a film obtained by coating and drying a resin dissolved in a solvent. It is more preferable that the resin has a Tg of 200°C or higher. When the resin has a Tg of 200°C or higher, it becomes possible to obtain excellent reliability even in a heat cycle test that is generally conducted at a high temperature of 200°C or higher. Furthermore, when a power semiconductor device is constructed using the resin described above, it is possible to prevent the resin from softening due to heat generated during driving and from reducing adhesion.

上記樹脂組成物において、上記樹脂は、成膜時の作業性等の観点から、室温において有機溶剤に可溶であることが好ましい。本明細書において「室温において有機溶剤に可溶である」とは、室温において、樹脂に有機溶剤を加えて撹拌して得た溶液を目視にて確認した時に、沈殿物がなく、濁りがなく、溶液全体が透明な状態になることを意味する。ここで、上記「室温」とは、概ね10℃~40℃の範囲であってよく、20~30℃の範囲が好ましい。一実施形態において、上記「溶液」は、例えば、有機溶剤100mLに対し、上記樹脂の粉末1~30mgを加えて得られる溶液を意味する。上記有機溶剤については、後述する。 In the resin composition, the resin is preferably soluble in an organic solvent at room temperature from the viewpoint of workability during film formation. In this specification, "soluble in an organic solvent at room temperature" means that there is no precipitate or turbidity when visually checking the solution obtained by adding an organic solvent to the resin and stirring the resin at room temperature. , which means that the entire solution becomes transparent. Here, the above-mentioned "room temperature" may be approximately in the range of 10°C to 40°C, preferably in the range of 20 to 30°C. In one embodiment, the above-mentioned "solution" refers to a solution obtained by adding 1 to 30 mg of the above-mentioned resin powder to 100 mL of an organic solvent, for example. The organic solvent will be described later.

(B)有機溶剤
上記樹脂組成物は、先に説明した樹脂成分と、有機溶剤とを含む。本明細書では、樹脂組成物をワニスと称する場合もある。
有機溶剤は、ポリアミドイミド樹脂等の樹脂成分を溶解可能な溶剤であればよく、特に限定されない。一実施形態において、有機溶剤は、極性分子から構成される溶剤(極性溶剤を称す場合もある)であってもよい。一実施形態において、樹脂組成物を構成する有機溶剤は、樹脂の製造時に使用した反応溶剤と同じであってもよい。
(B) Organic Solvent The resin composition includes the resin component described above and an organic solvent. In this specification, the resin composition may also be referred to as a varnish.
The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve a resin component such as polyamide-imide resin. In one embodiment, the organic solvent may be a solvent composed of polar molecules (sometimes referred to as a polar solvent). In one embodiment, the organic solvent constituting the resin composition may be the same as the reaction solvent used during the production of the resin.

有機溶剤の一例として、
N-メチルピロリドン、ジメチルアセアミド、ジメチルホルムアミド、1,3-ジメチルテトラヒドロ-2(1H)-ピリミジノン等の含窒素化合物
スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物、
γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、γ-カプロラクトン、γ-ヘプタラクトン、α-アセチル-γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン等のラクトン類、
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン類、
エチレングリコール、及びグリセリン等の多価アルコール類、並びに、
エーテル類、すなわち、
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、及びジエチレングリコールジブチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル、
トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジプロピルエーテル、及びトリエチレングリコールジブチルエーテル等のトリエチレングリコールジアルキルエーテル、
テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジプロピルエーテル、及びテトラエチレングリコールジブチルエーテル等のテトラエチレングリコールジアルキルエーテル、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、及びジエチレングリコールモノエチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル、
トリエチレングリコールモノメチルエーテル、及びトリエチレングリコールモノエチルエーテル等のトリエチレングリコールモノアルキルエーテル、並びに、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、及びテトラエチレングリコールモノエチルエーテル等のテトラエチレングリコールモノアルキルエーテル、並びに
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(ブチルセロソルブアセテート)等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート含むエーテル類等が挙げられる。
As an example of an organic solvent,
Nitrogen-containing compounds such as N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide , dimethylformamide, 1,3-dimethyltetrahydro-2(1H)-pyrimidinone, etc. Sulfur-containing compounds such as sulfolane, dimethylsulfoxide,
Lactones such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, γ-heptalactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, ε-caprolactone,
Ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, acetophenone,
Polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin, and
ethers, i.e.
diethylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, and diethylene glycol dibutyl ether;
triethylene glycol dialkyl ethers, such as triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, triethylene glycol dipropyl ether, and triethylene glycol dibutyl ether;
tetraethylene glycol dialkyl ethers such as tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether, tetraethylene glycol dipropyl ether, and tetraethylene glycol dibutyl ether;
diethylene glycol monoalkyl ethers such as diethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol monoethyl ether;
Triethylene glycol monoalkyl ethers such as triethylene glycol monomethyl ether and triethylene glycol monoethyl ether; tetraethylene glycol monoalkyl ethers such as tetraethylene glycol monomethyl ether and tetraethylene glycol monoethyl ether; and ethylene glycol monomethyl Examples include ethers containing ethylene glycol monoalkyl ether acetate, such as ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, and ethylene glycol monobutyl ether acetate (butyl cellosolve acetate).

これらの有機溶剤を単独で使用しても、又は2種以上を組合せて使用してもよい。一実施形態において、有機溶剤は、含窒素化合物を含むことが好ましく、なかでもN-メチルピロリドンがより好ましい。他の実施形態において、有機溶剤は、エーテル類を含むことが好ましく、なかでもジエチレングリコールジアルキルエーテル、及びエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテートがより好ましい。さらに他の実施形態において、有機溶剤は、含窒素化合物とエーテル類とを含む混合溶媒であってもよい。例えば、有機溶剤は、N-メチルピロリドンと、ブチルセロソルブアセテートとの混合溶剤であることが好ましく、その配合割合は特に限定されない。 These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. In one embodiment, the organic solvent preferably contains a nitrogen-containing compound, with N-methylpyrrolidone being more preferred. In another embodiment, the organic solvent preferably contains ethers, with diethylene glycol dialkyl ether and ethylene glycol monoalkyl ether acetate being more preferred. In yet another embodiment, the organic solvent may be a mixed solvent containing a nitrogen-containing compound and an ether. For example, the organic solvent is preferably a mixed solvent of N-methylpyrrolidone and butyl cellosolve acetate, and the mixing ratio thereof is not particularly limited.

上記樹脂組成物における有機溶剤の配合量は、貯蔵弾性率又は粘度を考慮して適宜調整することができる。一実施形態において、有機溶剤の配合量は、樹脂組成物中の樹脂成分の総量100重量部に対して、350~550重量部の割合で配合することが好ましい。有機溶剤は、ポリアミドイミド樹脂の総量100重量部に対して、400~500重量部の割合で配合することがより好ましい。樹脂に対する有機溶剤の配合量を上記範囲内に調整することによって、樹脂を容易に溶解させることができ、かつ厚膜化に適した粘度を得ることが容易となる。 The blending amount of the organic solvent in the resin composition can be appropriately adjusted in consideration of the storage modulus or viscosity. In one embodiment, the organic solvent is preferably blended in an amount of 350 to 550 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of resin components in the resin composition. More preferably, the organic solvent is blended in a proportion of 400 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of polyamide-imide resin. By adjusting the blending amount of the organic solvent to the resin within the above range, the resin can be easily dissolved and a viscosity suitable for thickening the film can be easily obtained.

(その他の成分)
上記樹脂組成物(ワニス)に対し、必要に応じて、着色剤、カップリング剤等の添加剤、及び樹脂改質剤などの追加成分を添加してもよい。樹脂組成物が、追加成分を含む場合、樹脂組成物中の樹脂(固形分成分)の総量100重量部に対して、追加成分の配合量は50重量部以下であることが好ましい。上記追加成分の配合量を50重量部以下とすることによって、得られる塗膜の物性低下を抑制することが容易となる。
(Other ingredients)
Additional components such as colorants, additives such as coupling agents, and resin modifiers may be added to the resin composition (varnish), if necessary. When the resin composition contains an additional component, the amount of the additional component is preferably 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total amount of resin (solid component) in the resin composition. By controlling the blending amount of the additional component to 50 parts by weight or less, it becomes easy to suppress deterioration of the physical properties of the resulting coating film.

一実施形態において、樹脂組成物は、カップリング剤をさらに含むことが好ましい。カップリング剤を使用した場合、各部材に対する密着性を高めることが容易となる。使用できるカップリング剤は、特に制限されず、シラン系、チタン系、アルミニウム系のいずれでもよいが、シラン系カップリング剤が最も好ましい。
シラン系カップリング剤としては、特に制限されず、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピル-トリス[2-(2-メトキシエトキシ)エトキシ]シラン、N-メチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、トリアミノプロピル-トリメトキシシラン、3-4,5-ジヒドロイミダゾール-1-イル-プロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピル-トリメトキシシラン、3-メルカプトプロピル-メチルジメトキシシラン、3-クロロプロピル-メチルジメトキシシラン、3-クロロプロピル-ジメトキシシラン、3-シアノプロピル-トリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,O-ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、アミルトリクロロシラン、オクチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリ(メタクリロイルオキエトキシ)シラン、メチルトリ(グリシジルオキシ)シラン、N-β(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチル〔3-(トリメトキシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド、γ-クロロプロピルメチルジクロロシラン、γ-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ-クロロプロピルメチルジエトキシシラン、トリメチルシリルイソシアネート、ジメチルシリルイソシアネート、メチルシリルトリイソシアネート、ビニルシリルトリイソシアネート、フェニルシリルトリイソシアネート、テトライソシアネートシラン、エトキシシランイソシアネートなどであってよい。これらの1種を単独で使用しても、又は2種以上を組合せてしてもよい。
In one embodiment, the resin composition preferably further includes a coupling agent. When a coupling agent is used, it becomes easy to increase the adhesion to each member. The coupling agent that can be used is not particularly limited and may be silane-based, titanium-based, or aluminum-based, but silane-based coupling agents are most preferred.
The silane coupling agent is not particularly limited, and examples include vinyltrichlorosilane, vinyltris(β-methoxyethoxy)silane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxysilane, and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane. Roxypropylmethyldimethoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxy Silane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxy Silane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane , 3-aminopropyl-tris[2-(2-methoxyethoxy)ethoxy]silane, N-methyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, triaminopropyl-trimethoxysilane, 3-4,5-dihydroimidazole-1 -yl-propyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyl-trimethoxysilane, 3-mercaptopropyl-methyldimethoxysilane, 3-chloropropyl-methyldimethoxysilane, 3-chloropropyl-dimethoxysilane, 3-cyanopropyl-tri Ethoxysilane, hexamethyldisilazane, N,O-bis(trimethylsilyl)acetamide, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrichlorosilane, n-propyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, amyltrichlorosilane, octyltrimethoxysilane Ethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, methyltri(methacryloyloxyethoxy)silane, methyltri(glycidyloxy)silane, N-β(N-vinylbenzylaminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, octadecyldimethyl [3-(trimethoxysilyl)propyl] ammonium chloride, γ-chloropropylmethyldichlorosilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldiethoxysilane, trimethylsilyl isocyanate, dimethylsilyl isocyanate, methylsilyl triisocyanate, It may be vinylsilyl triisocyanate, phenylsilyl triisocyanate, tetraisocyanate silane, ethoxysilane isocyanate, and the like. One of these may be used alone or two or more may be used in combination.

チタン系カップリング剤としては、特に制限されず、例えば、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリス(n-アミノエチル)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2-ジアリルオキシメチル-1-ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2-エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタンチリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、テトラメチルオルソチタネート、テトラエチルオルソチタネート、テラプロピルオルソチタネート、テトライソブチルオルソチタネート、ステアリルチタネート、クレシルチタネートモノマー、クレシルチタネートポリマー、ジイソプロポキシ-ビス(2,4-ペンタジオネート)チタニウム(IV)、ジイソプロピル-ビス-トリエタノールアミノチタネート、オクチレングリコールチタネート、テトラ-n-ブトキシチタンポリマー、トリ-n-ブトキシチタンモノステアレートポリマー、トリ-n-ブトキシチタンモノステアレートなどであってよい。これらの1種を単独で使用しても、又は2種以上を組合せて使用してもよい。 The titanium-based coupling agent is not particularly limited and includes, for example, isopropyltrioctanoyl titanate, isopropyl dimethacrylylisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl isostearoyl diacryl titanate, isopropyl tri(dioctyl phosphate) titanate, Isopropyl tricumylphenyl titanate, isopropyl tris(dioctyl pyrophosphate) titanate, isopropyl tris(n-aminoethyl) titanate, tetraisopropyl bis(dioctyl phosphite) titanate, tetraoctyl bis(ditridecyl phosphite) titanate, tetra(2, 2-diallyloxymethyl-1-butyl)bis(ditridecyl)phosphite titanate, dicumylphenyloxyacetate titanate, bis(dioctylpyrophosphate)oxyacetate titanate, tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, butyl titanate dimer, tetra( 2-ethylhexyl) titanate, titanium acetylacetonate, polytitanium acetylacetonate, titanium octylene glycolate, titanium lactate ammonium salt, titanium lactate, titanium lactate ethyl ester, titanium titanium amineate, polyhydroxytitanium stearate, tetramethyl Ortho titanate, tetraethyl ortho titanate, tetrapropyl ortho titanate, tetraisobutyl ortho titanate, stearyl titanate, cresyl titanate monomer, cresyl titanate polymer, diisopropoxy-bis(2,4-pentadionate) titanium (IV) , diisopropyl-bis-triethanolaminotitanate, octylene glycol titanate, tetra-n-butoxytitanium polymer, tri-n-butoxytitanium monostearate polymer, tri-n-butoxytitanium monostearate, and the like. One of these may be used alone or two or more may be used in combination.

アルミニウム系カップリング剤としては、特に制限されず、例えば、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセテートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウム-モノイソプロポキシモノオレオキシエチルアセトアセテート、アルミニウム-ジ-n-ブトキシド-モノ-エチルアセトアセテート、アルミニウム-ジ-イソ-プロポキシド-モノ-エチルアセトアセテート等のアルミニウムキレート化合物、アルミニウムイソプロピレート、モノ-sec-ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウム-sec-ブチレート、アルミニウムエチレート等のアルミニウムアルコレートなどであってよい。 The aluminum-based coupling agent is not particularly limited, and includes, for example, ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethylacetoacetate), alkyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum monoacetylacetate bis (ethylacetoacetate), Aluminum tris(acetylacetonate), aluminum-monoisopropoxymonooleoxyethylacetoacetate, aluminum-di-n-butoxide-mono-ethylacetoacetate, aluminum-di-iso-propoxide-mono-ethylacetoacetate, etc. It may be an aluminum chelate compound, aluminum alcoholate such as aluminum isopropylate, mono-sec-butoxyaluminum diisopropylate, aluminum-sec-butyrate, aluminum ethylate, and the like.

一実施形態において、樹脂組成物は、乾燥後の塗膜の室温での絶縁破壊電圧が150kV/mm以上であることが好ましい。上記絶縁破壊電圧は、より好ましくは180kV/mm以上、さらに好ましくは200kV/mm以上である。絶縁破壊電圧が150kV/mm以上の場合、パワー半導体装置のリーク電流であっても十分に防止することができ、半導体装置において優れた信頼性を容易に得ることが可能となる。
一実施形態では、上記樹脂組成物で使用するポリアミドイミド樹脂等の樹脂成分のみで200kV/mm以上の絶縁破壊電圧を達成することができる。そのため、無機フィラ等を使用することなく樹脂組成物を構成することができる。このような観点から、一実施形態において、樹脂組成物は、樹脂成分と有機溶剤のみから構成することができる。
In one embodiment, the resin composition preferably has a dielectric breakdown voltage of 150 kV/mm or more at room temperature of the coating film after drying. The dielectric breakdown voltage is more preferably 180 kV/mm or more, and even more preferably 200 kV/mm or more. When the dielectric breakdown voltage is 150 kV/mm or more, even leakage current of the power semiconductor device can be sufficiently prevented, and it becomes possible to easily obtain excellent reliability in the semiconductor device.
In one embodiment, a dielectric breakdown voltage of 200 kV/mm or more can be achieved only with a resin component such as a polyamide-imide resin used in the resin composition. Therefore, the resin composition can be constructed without using an inorganic filler or the like. From this point of view, in one embodiment, the resin composition can be composed only of a resin component and an organic solvent.

本明細書において記載する「絶縁破壊電圧(kV/mm)」とは、樹脂組成物、又は溶剤に溶かした樹脂の膜を用いて絶縁破壊試験を実施して得た値である。より具体的には、例えば、Al基板上に、樹脂組成物(ワニス)を塗布及び乾燥して膜を形成したサンプルを使用し測定を実施する。測定時の条件は、代表的に、昇圧速度:0.5kV/秒(AC 50Hz)、電極寸法:高圧側;φ20mm球、低圧側;金属板、試験雰囲気:油中であってよい。 "Dielectric breakdown voltage (kV/mm)" described in this specification is a value obtained by conducting a dielectric breakdown test using a resin composition or a resin film dissolved in a solvent. More specifically, measurements are performed using, for example, a sample obtained by coating and drying a resin composition (varnish) on an Al substrate to form a film. The conditions at the time of measurement are typically a pressure increase rate: 0.5 kV/sec (AC 50 Hz), electrode dimensions: high pressure side; φ20 mm sphere; low pressure side; metal plate; test atmosphere: in oil.

一実施形態において、上記樹脂組成物の粘度は、7,000~15,000mPa・sの範囲であることが好ましく、8,000~13,000mPa・sの範囲であることがより好ましい。ここで、上記粘度は、不揮発成分(固形分成分)が15~20%となるように溶剤に樹脂を溶解して得たワニスを、E型粘度計を使用して、25℃の条件下、10rpmで測定して得た値である。10rpmで測定した粘度が7,000mPa・sよりも小さいと、塗布時に十分な膜厚を確保することが難しくなる。また、上記粘度が15,000mPa・sを超えると、塗布時に均一な膜を形成することが難しくなる。上記樹脂組成物では、特定の構造単位を含み、かつ100,000以上の重量平均分子量を有する樹脂の使用によって、所望とする粘度を容易に得ることができる。 In one embodiment, the viscosity of the resin composition is preferably in the range of 7,000 to 15,000 mPa·s, more preferably in the range of 8,000 to 13,000 mPa·s. Here, the above viscosity is determined by measuring a varnish obtained by dissolving a resin in a solvent such that the non-volatile component (solid component) is 15 to 20% using an E-type viscometer at 25°C. This is a value obtained by measuring at 10 rpm. If the viscosity measured at 10 rpm is less than 7,000 mPa·s, it will be difficult to ensure a sufficient film thickness during coating. Furthermore, if the viscosity exceeds 15,000 mPa·s, it becomes difficult to form a uniform film during coating. In the above resin composition, a desired viscosity can be easily obtained by using a resin that contains a specific structural unit and has a weight average molecular weight of 100,000 or more.

なお、上記粘度の測定は、例えば、東機産業株式会社製の粘度計(RE型)を用いて実施することができる。測定では、測定温度を25℃±0.5℃に設定し、次いで粘度計に1mL~1.5mLの樹脂組成物の溶液を入れ、測定開始から10分後の粘度を記録する。 The viscosity can be measured using, for example, a viscometer (RE type) manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. In the measurement, the measurement temperature is set at 25° C.±0.5° C., then 1 mL to 1.5 mL of the resin composition solution is placed in the viscometer, and the viscosity is recorded 10 minutes after the start of the measurement.

一実施形態において、上記樹脂組成物(ワニス)を塗布及び乾燥して得られる膜の35℃における弾性率は、0.5~3.0GPaの範囲あることが好ましく、1.0~3.0GPaの範囲であることがより好ましい。上記弾性率は、動的粘弾性測定装置により測定した値である。弾性率が0.5GPaよりも小さいと、膜が柔らかくなり過ぎて、パワー半導体装置の信頼性が低下する恐れがある。一方、弾性率が3.0GPaを超えると、膜の応力緩和性が低下することにより、パワー半導体装置の信頼性が低下する恐れがある。パワー半導体装置の信頼性をより高めるために良好な可とう性を得る観点から、上記弾性率は、2.2GPa~3.0GPaの範囲がさらに好ましく、2.2GPa~2.8GPaの範囲が最も好ましい。 In one embodiment, the elastic modulus of the film obtained by applying and drying the resin composition (varnish) at 35° C. is preferably in the range of 0.5 to 3.0 GPa, preferably 1.0 to 3.0 GPa. It is more preferable that it is in the range of . The above elastic modulus is a value measured by a dynamic viscoelasticity measuring device. If the elastic modulus is less than 0.5 GPa, the film may become too soft and the reliability of the power semiconductor device may decrease. On the other hand, if the modulus of elasticity exceeds 3.0 GPa, the reliability of the power semiconductor device may decrease due to a decrease in stress relaxation properties of the film. From the viewpoint of obtaining good flexibility to further improve the reliability of the power semiconductor device, the elastic modulus is more preferably in the range of 2.2 GPa to 3.0 GPa, and most preferably in the range of 2.2 GPa to 2.8 GPa. preferable.

上記弾性率の測定には、例えば、株式会社UBM製の動的粘弾性測定装置「Rheogel-E4000型」を用いることができる。樹脂組成物(ワニス)を塗布及び乾燥して得られる膜を4mm幅になるように切断してサンプルを作製し、このサンプルを用いて、チャック間距離20mm、測定周波数10MHz、測定温度35℃の測定条件下で実施される。 For the measurement of the elastic modulus, for example, a dynamic viscoelasticity measuring device "Rheogel-E4000 model" manufactured by UBM Corporation can be used. A sample was prepared by cutting a film obtained by applying and drying a resin composition (varnish) to a width of 4 mm, and using this sample, a test was performed at a distance between chucks of 20 mm, a measurement frequency of 10 MHz, and a measurement temperature of 35°C. carried out under measurement conditions.

2.半導体装置
上記実施形態の樹脂組成物は、耐熱性に優れ、また絶縁性、可とう性、及び厚膜形成性に優れることから、半導体装置の構成材料として好適に使用することができる。一実施形態は、構成部材の表面に上記実施形態の樹脂組成物を用いた膜を有する半導体装置に関する。例えば、上記膜は、半導体装置における、絶縁膜を構成してよい。その他、上記膜は、接着層、又は保護層等を構成してもよい。上記膜を有する半導体装置は、各部材間の密着性に優れ、信頼性に優れたものとなる。一実施形態において、シリコンカーバイド(SiC)基板又はガリウムナイトライド(GaN)基板を用いるパワー半導体装置の構成材料として上記樹脂組成物を好適に使用することができる。
2. Semiconductor Device The resin composition of the above embodiment has excellent heat resistance, as well as excellent insulation, flexibility, and thick film forming properties, and therefore can be suitably used as a constituent material of a semiconductor device. One embodiment relates to a semiconductor device having a film using the resin composition of the above embodiment on the surface of a component. For example, the film may constitute an insulating film in a semiconductor device. In addition, the above film may constitute an adhesive layer, a protective layer, or the like. A semiconductor device having the above film has excellent adhesion between each member and is highly reliable. In one embodiment, the above resin composition can be suitably used as a constituent material of a power semiconductor device using a silicon carbide (SiC) substrate or a gallium nitride (GaN) substrate.

図1及び図2は、半導体装置の一実施形態を示す模式的断面図である。図1及び図2に示す半導体装置は、ダイパット1aと、半導体素子2と、絶縁膜3a、3b、又は3と、リード1bと、ワイヤ4と、樹脂封止層5とを有し、絶縁膜は、それぞれ上記実施形態の樹脂組成物から形成される。
半導体装置において、リーク電流が最も発生しやすい箇所は、半導体素子に接続するワイヤ下端部である。そのため、図1に示すように、一実施形態として、少なくとも、半導体素子に接続するワイヤ下端部に絶縁膜3aが設けられることが好ましい。他の実施形態として、絶縁膜3aに加えて、リード1bに接続するワイヤ下端部にも絶縁膜3bが設けられてもよい。さらに他の実施形態として、図2に示すように、半導体装置において、半導体素子の上面、側面、ダイパッド上面に、上記樹脂組成物から形成された絶縁膜3が設けられてもよい。
このように上記実施形態の樹脂組成物から形成される絶縁膜を設けることにより、半導体装置内で発生をするリーク電流をより効果的に防止することができ、半導体装置の信頼性を高めることができる。
1 and 2 are schematic cross-sectional views showing one embodiment of a semiconductor device. The semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2 includes a die pad 1a, a semiconductor element 2, an insulating film 3a, 3b, or 3, a lead 1b, a wire 4, and a resin sealing layer 5. are each formed from the resin composition of the above embodiment.
In a semiconductor device, the location where leakage current is most likely to occur is at the lower end of a wire connected to a semiconductor element. Therefore, as shown in FIG. 1, in one embodiment, it is preferable that an insulating film 3a be provided at least at the lower end of the wire connected to the semiconductor element. As another embodiment, in addition to the insulating film 3a, an insulating film 3b may also be provided at the lower end of the wire connected to the lead 1b. As yet another embodiment, as shown in FIG. 2, in a semiconductor device, an insulating film 3 made of the resin composition may be provided on the upper surface, side surface, and upper surface of the die pad of the semiconductor element.
By providing the insulating film formed from the resin composition of the above embodiment in this way, leakage current generated within the semiconductor device can be more effectively prevented, and the reliability of the semiconductor device can be improved. can.

一実施形態において、半導体装置の製造方法は、少なくとも、半導体素子を搭載した基板の表面に、上記実施形態の樹脂組成物を塗布し乾燥させて絶縁膜を形成すること、及び上記絶縁膜の上に樹脂封止層を形成することを含む。
上記製造方法において、作業性の観点から、上記樹脂組成物は樹脂成分としてポリアミドイミド樹脂を含むことが好ましい。上記絶縁膜の形成は、上記樹脂組成物を所定の箇所に塗布し、塗膜を乾燥することによって実施することができる。上記樹脂組成物の塗布は、各種塗布法を適用して実施することができる。塗布を行う方法は、特に制限されないが、例えば、スプレー塗布法、ポッティング法、ディッピング法、ディスペンス法等が挙げられる。作業性などを考慮するとポッティング法またはディスペンス塗布が好ましい。
In one embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device includes at least applying the resin composition of the embodiment described above on the surface of a substrate on which a semiconductor element is mounted and drying it to form an insulating film, and forming an insulating film on the surface of the insulating film. This includes forming a resin sealing layer.
In the above manufacturing method, from the viewpoint of workability, it is preferable that the above resin composition contains a polyamideimide resin as a resin component. The insulating film can be formed by applying the resin composition to a predetermined location and drying the coating. The resin composition can be applied using various coating methods. The coating method is not particularly limited, and examples thereof include a spray coating method, a potting method, a dipping method, and a dispensing method. In consideration of workability, potting method or dispense application is preferable.

基板の材料は、特に限定されず、当技術分野で周知の材料から選択することができる。パワー半導体装置を製造する観点から、ダイパット材料は、Ni、Cu、及びそれらの上に形成されたAgめっきからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。リードフレームのリード材料は、Ni、及びCuからなる群から選択されることが好ましい。
半導体素子の材料は、特に限定されず、例えば、シリコンウェハ、シリコンカーバイドウェハ等であってよい。
樹脂封止層は、当技術分野で封止材料として周知の樹脂の硬化物から構成することができる。封止材料として、例えば、液状又は固体のエポキシ系樹脂組成物を用いることができる。樹脂封止層は、例えば、封止材料を用いてトランスファー成形を行うことによって形成することができる。
The material of the substrate is not particularly limited and can be selected from materials well known in the art. From the viewpoint of manufacturing a power semiconductor device, the die pad material is preferably at least one selected from the group consisting of Ni, Cu, and Ag plating formed thereon. Preferably, the lead material of the lead frame is selected from the group consisting of Ni and Cu.
The material of the semiconductor element is not particularly limited, and may be, for example, a silicon wafer, a silicon carbide wafer, or the like.
The resin sealing layer can be made of a cured resin that is well known as a sealing material in the art. As the sealing material, for example, a liquid or solid epoxy resin composition can be used. The resin sealing layer can be formed, for example, by performing transfer molding using a sealing material.

他の実施形態において、半導体装置の製造方法は、例えば、同一構造の配線が複数形成された半導体基板に、上記実施形態のポリアミドイミド樹脂組成物を塗布及び乾燥して樹脂層を形成すること、及び、必要に応じて上記樹脂層上に上記半導体基板上の電極と電気的に導通する再配線を形成することを含む。また、これらの工程に加えて、必要に応じて再配線上又は樹脂層上に上記樹脂組成物を用いて保護層(樹脂層)を形成することを有してよい。さらに、上記工程に加えて、必要に応じて上記樹脂層に外部電極端子を形成すること、次いで、必要に応じてダイシングすることを含んでもよい。 In another embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device includes, for example, applying and drying the polyamide-imide resin composition of the above embodiment onto a semiconductor substrate on which a plurality of wirings having the same structure are formed, and forming a resin layer; The method also includes forming rewiring on the resin layer to be electrically connected to the electrodes on the semiconductor substrate, if necessary. In addition to these steps, the method may also include forming a protective layer (resin layer) on the rewiring or on the resin layer using the resin composition, if necessary. Furthermore, in addition to the above steps, the method may include forming external electrode terminals on the resin layer as necessary, and then dicing as necessary.

上記半導体装置において、半導体素子は、特に制限されないが、例えば、シリコンウェハ、シリコンカーバイドウェハ等であってよい。上記樹脂層の塗布方法は、特に制限されないが、スピンコート、スプレー塗布、又はディスペンス塗布であることが好ましい。上記樹脂層の乾燥方法は当技術分野で公知の方法によって行うことができる。上記実施形態の樹脂組成物は、再配線を形成する工程で必要とされる耐スパッタ性、耐メッキ性、及び耐アルカリ性等の特性にも優れることから、上記に記載した半導体装置の構成に限定されることなく、あらゆる半導体装置の構成材料として好適に使用することができる。 In the above semiconductor device, the semiconductor element is not particularly limited, and may be, for example, a silicon wafer, a silicon carbide wafer, or the like. The method for applying the resin layer is not particularly limited, but preferably spin coating, spray coating, or dispense coating. The resin layer can be dried by a method known in the art. The resin composition of the above embodiment is also excellent in properties such as sputtering resistance, plating resistance, and alkali resistance required in the process of forming rewiring, so it is limited to the configuration of the semiconductor device described above. It can be suitably used as a constituent material of all kinds of semiconductor devices.

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらに制限するものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

1.ポリアミドイミド樹脂の合成
(合成例1)
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び油水分離機付き冷却管を取り付けた1リットルの4つ口フラスコに、窒素気流下、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパンを108.08g、及び1,3-ビス(3-アミノプロピル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンを3.45g、それぞれ入れ、さらにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を700g加えて、溶解した。
次に、反応溶液が20℃を超えないように冷却しながら、無水トリメリット酸クロライド(TAC)を59.00g加えた。室温で1時間撹拌した後、反応溶液が20℃を超えないように冷却しながら、トリエチルアミン(TEA)を33.96g加え、室温で3時間反応させて、ポリアミック酸溶液を調製した。
得られたポリアミック酸溶液について、さらに190℃で脱水反応を6時間にわたって行い、ポリアミドイミド樹脂溶液を調製した。このポリアミドイミド樹脂溶液を水に注いで得られる沈殿物を分離、粉砕、及び乾燥して、粉末のポリアミドイミド樹脂(PAI-1)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(PAI-1)の重量平均分子量(Mw)について、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して、標準ポリスチレン換算で測定したところ、Mwは140,000であった。
1. Synthesis of polyamideimide resin (Synthesis example 1)
2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane was added to a 1 liter four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, nitrogen inlet tube, and condensing tube with oil/water separator under a nitrogen stream. and 3.45 g of 1,3-bis(3-aminopropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, and further added N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). 700g was added and dissolved.
Next, 59.00 g of trimellitic acid chloride anhydride (TAC) was added while cooling the reaction solution so as not to exceed 20°C. After stirring at room temperature for 1 hour, 33.96 g of triethylamine (TEA) was added while cooling the reaction solution so as not to exceed 20° C., and the mixture was reacted at room temperature for 3 hours to prepare a polyamic acid solution.
The obtained polyamic acid solution was further subjected to a dehydration reaction at 190°C for 6 hours to prepare a polyamideimide resin solution. This polyamide-imide resin solution was poured into water, and the resulting precipitate was separated, crushed, and dried to obtain a powdered polyamide-imide resin (PAI-1). The weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamide-imide resin (PAI-1) was measured using gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene, and the Mw was 140,000.

なお、Mwの測定の詳細な条件は、以下のとおりである。
送液ポンプ :島津製作所製のLC-20AD
UV-Vis検出器:島津製作所製のSPD-20A
カラム :昭和電工株式会社製のShodex、KD-806M
溶離液 :NMP、三菱ケミカル株式会社製
流速 :1mL/min
カラム温度 :40℃
分子量標準物質 :標準ポリスチレン
The detailed conditions for measuring Mw are as follows.
Liquid pump: LC-20AD manufactured by Shimadzu Corporation
UV-Vis detector: SPD-20A manufactured by Shimadzu Corporation
Column: Shodex, KD-806M manufactured by Showa Denko K.K.
Eluent: NMP, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation Flow rate: 1 mL/min
Column temperature: 40℃
Molecular weight standard material: Standard polystyrene

(合成例2)
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び油水分離機付き冷却管を取り付けた1リットルの4つ口フラスコに、窒素気流下、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパンを110.35g、及び1,3-ビス(3-アミノプロピル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンを2.07g、それぞれ入れ、さらにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を700g加えて、溶解した。
次に、反応溶液が20℃を超えないように冷却しながら、無水トリメリット酸クロライド(TAC)を59.00g加えた。室温で1時間撹拌した後、反応溶液が20℃を超えないように冷却しながら、トリエチルアミン(TEA)を33.96g加え、室温で3時間反応させて、ポリアミック酸溶液を調製した。
得られたポリアミック酸溶液について、さらに190℃で脱水反応を6時間にわたって行い、ポリアミドイミド樹脂溶液を調製した。このポリアミドイミド樹脂溶液を水に注いで得られる沈殿物を分離、粉砕、及び乾燥して、粉末のポリアミドイミド樹脂(PAI-2)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(PAI-2)の重量平均分子量(Mw)について、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して、標準ポリスチレン換算で測定したところ、Mwは150,000であった。
(Synthesis example 2)
2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane was added to a 1 liter four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, nitrogen inlet tube, and condensing tube with oil/water separator under a nitrogen stream. and 2.07 g of 1,3-bis(3-aminopropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, and further added N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). 700g was added and dissolved.
Next, 59.00 g of trimellitic acid chloride anhydride (TAC) was added while cooling the reaction solution so as not to exceed 20°C. After stirring at room temperature for 1 hour, 33.96 g of triethylamine (TEA) was added while cooling the reaction solution so as not to exceed 20° C., and the mixture was reacted at room temperature for 3 hours to prepare a polyamic acid solution.
The obtained polyamic acid solution was further subjected to a dehydration reaction at 190°C for 6 hours to prepare a polyamideimide resin solution. This polyamide-imide resin solution was poured into water, and the resulting precipitate was separated, ground, and dried to obtain a powdered polyamide-imide resin (PAI-2). The weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamide-imide resin (PAI-2) was measured using gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene, and the Mw was 150,000.

(合成例3)
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び油水分離機付き冷却管を取り付けた1リットルの4つ口フラスコに、窒素気流下、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパンを105.80g、及び1,3-ビス(3-アミノプロピル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンを4.82g、それぞれ入れ、さらにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を700g加えて、溶解した。
次に、反応溶液が20℃を超えないように冷却しながら、無水トリメリット酸クロライド(TAC)を59.00g加えた。室温で1時間撹拌した後、反応溶液が20℃を超えないように冷却しながら、トリエチルアミン(TEA)を33.96g加え、室温で3時間反応させて、ポリアミック酸溶液を調製した。
得られたポリアミック酸溶液について、さらに190℃で脱水反応を6時間にわたって行い、ポリアミドイミド樹脂溶液を調製した。このポリアミドイミド樹脂溶液を水に注いで得られる沈殿物を分離、粉砕、及び乾燥して、粉末のポリアミドイミド樹脂(PAI-3)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(PAI-3)の重量平均分子量(Mw)について、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して、標準ポリスチレン換算で測定したところ、Mwは130,000であった。
(Synthesis example 3)
2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane was added to a 1 liter four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, nitrogen inlet tube, and condensing tube with oil/water separator under a nitrogen stream. and 4.82 g of 1,3-bis(3-aminopropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, and further added N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). 700g was added and dissolved.
Next, 59.00 g of trimellitic acid chloride anhydride (TAC) was added while cooling the reaction solution so as not to exceed 20°C. After stirring at room temperature for 1 hour, 33.96 g of triethylamine (TEA) was added while cooling the reaction solution so as not to exceed 20° C., and the mixture was reacted at room temperature for 3 hours to prepare a polyamic acid solution.
The obtained polyamic acid solution was further subjected to a dehydration reaction at 190°C for 6 hours to prepare a polyamideimide resin solution. This polyamide-imide resin solution was poured into water, and the resulting precipitate was separated, pulverized, and dried to obtain a powdered polyamide-imide resin (PAI-3). The weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamide-imide resin (PAI-3) was measured using gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene, and the Mw was 130,000.

(合成例4)
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び油水分離機付き冷却管を取り付けた1リットルの4つ口フラスコに、窒素気流下、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパンを102.389g、及び1,3-ビス(3-アミノプロピル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンを6.89g、それぞれ入れ、さらにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を700g加えて、溶解した。
次に、反応溶液が20℃を超えないように冷却しながら、無水トリメリット酸クロライド(TAC)を59.00g加えた。室温で1時間撹拌した後、反応溶液が20℃を超えないように冷却しながら、トリエチルアミン(TEA)を33.96g加え、室温で3時間反応させて、ポリアミック酸溶液を調製した。
得られたポリアミック酸溶液について、さらに190℃で脱水反応を6時間にわたって行い、ポリアミドイミド樹脂溶液を調製した。このポリアミドイミド樹脂溶液を水に注いで得られる沈殿物を分離、粉砕、及び乾燥して、粉末のポリアミドイミド樹脂(PAI-4)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(PAI-4)の重量平均分子量(Mw)について、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して、標準ポリスチレン換算で測定したところ、Mwは85,000であった。
(Synthesis example 4)
2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane was added to a 1 liter four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, nitrogen inlet tube, and condensing tube with oil/water separator under a nitrogen stream. and 6.89 g of 1,3-bis(3-aminopropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, and further added N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). 700g was added and dissolved.
Next, 59.00 g of trimellitic acid chloride anhydride (TAC) was added while cooling the reaction solution so as not to exceed 20°C. After stirring at room temperature for 1 hour, 33.96 g of triethylamine (TEA) was added while cooling the reaction solution so as not to exceed 20° C., and the mixture was reacted at room temperature for 3 hours to prepare a polyamic acid solution.
The obtained polyamic acid solution was further subjected to a dehydration reaction at 190°C for 6 hours to prepare a polyamideimide resin solution. This polyamide-imide resin solution was poured into water, and the resulting precipitate was separated, ground, and dried to obtain a powdered polyamide-imide resin (PAI-4). The weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamide-imide resin (PAI-4) was measured using gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene, and the Mw was 85,000.

(合成例5)
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び油水分離機付き冷却管を取り付けた1リットルの4つ口フラスコに、窒素気流下、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパンを113.77g入れ、さらにN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を700g加えて、溶解した。
次に、反応溶液が20℃を超えないように冷却しながら、無水トリメリット酸クロライド(TAC)を59.00g加えた。室温で1時間撹拌した後、反応溶液が20℃を超えないように冷却しながら、トリエチルアミン(TEA)を33.96g加え、室温で3時間反応させて、ポリアミック酸溶液を調製した。
得られたポリアミック酸溶液について、さらに190℃で脱水反応を6時間にわたって行い、ポリアミドイミド樹脂溶液を調製した。このポリアミドイミド樹脂溶液を水に注いで得られる沈殿物を分離、粉砕、及び乾燥して、粉末のポリアミドイミド樹脂(PAI-5)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(PAI-5)の重量平均分子量(Mw)について、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して、標準ポリスチレン換算で測定したところMwは180,000であった。
(Synthesis example 5)
2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane was added to a 1 liter four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, nitrogen inlet tube, and condensing tube with oil/water separator under a nitrogen stream. 113.77 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added and dissolved.
Next, 59.00 g of trimellitic acid chloride anhydride (TAC) was added while cooling the reaction solution so as not to exceed 20°C. After stirring at room temperature for 1 hour, 33.96 g of triethylamine (TEA) was added while cooling the reaction solution so as not to exceed 20° C., and the mixture was reacted at room temperature for 3 hours to prepare a polyamic acid solution.
The obtained polyamic acid solution was further subjected to a dehydration reaction at 190°C for 6 hours to prepare a polyamideimide resin solution. This polyamide-imide resin solution was poured into water, and the resulting precipitate was separated, ground, and dried to obtain a powdered polyamide-imide resin (PAI-5). The weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamide-imide resin (PAI-5) was measured using gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene, and the Mw was 180,000.

2.ポリアミドイミド樹脂組成物の調製
(実施例1)
室温(25℃)下、0.5リットルの4つ口フラスコに、窒素気流下、合成例1で得たポリアミドイミド樹脂(PAI-1)を18g、及びN-メチル-2-ピロリドンを32.8g、ブチルセロソルブアセテート49.2gそれぞれ加えて、12時間にわたって攪拌し、ポリアミドイミド樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を室温(25℃)において目視にて確認したところ、黄色透明であった。上記樹脂組成物を、ろ過器(アドバンテック株式会社製のKST-47)に充填し、0.3MPaの圧力で加圧ろ過を行い、ポリアミドイミド樹脂組成物(P-1)を得た。
2. Preparation of polyamide-imide resin composition (Example 1)
At room temperature (25°C), 18 g of the polyamide-imide resin (PAI-1) obtained in Synthesis Example 1 and 32 g of N-methyl-2-pyrrolidone were placed in a 0.5 liter four-necked flask under a nitrogen stream. 8 g of butyl cellosolve acetate and 49.2 g of butyl cellosolve acetate were added thereto and stirred for 12 hours to obtain a polyamide-imide resin composition. When the obtained resin composition was visually confirmed at room temperature (25° C.), it was yellow and transparent. The above resin composition was filled into a filter (KST-47 manufactured by Advantech Co., Ltd.) and filtered under pressure at a pressure of 0.3 MPa to obtain a polyamide-imide resin composition (P-1).

(実施例2)
ポリアミドイミド樹脂として、合成例2で得たポリアミドイミド樹脂(PAI-2)を用いた以外は、実施例1と同様にして、ポリアミドイミド樹脂組成物(P-2)を調製した。得られた樹脂組成物を室温(25℃)において目視にて確認したところ、黄色透明であった。
(Example 2)
A polyamide-imide resin composition (P-2) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyamide-imide resin (PAI-2) obtained in Synthesis Example 2 was used as the polyamide-imide resin. When the obtained resin composition was visually confirmed at room temperature (25° C.), it was yellow and transparent.

(実施例3)
ポリアミドイミド樹脂として、合成例3で得たポリアミドイミド樹脂(PAI-3)を用いた以外は、実施例1と同様にして、ポリアミドイミド樹脂組成物(P-3)を調製した。得られた樹脂組成物を室温(25℃)において目視にて確認したところ、黄色透明であった。
(Example 3)
A polyamide-imide resin composition (P-3) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyamide-imide resin (PAI-3) obtained in Synthesis Example 3 was used as the polyamide-imide resin. When the obtained resin composition was visually confirmed at room temperature (25° C.), it was yellow and transparent.

(比較例1)
ポリアミドイミド樹脂として、合成例4で得たポリアミドイミド樹脂(PAI-4)を用いた以外は、実施例1と同様にして、ポリアミドイミド樹脂組成物(P-4)を調製した。得られた樹脂組成物を室温(25℃)において目視にて確認したところ、黄色透明であった。
(Comparative example 1)
A polyamide-imide resin composition (P-4) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyamide-imide resin (PAI-4) obtained in Synthesis Example 4 was used as the polyamide-imide resin. When the obtained resin composition was visually confirmed at room temperature (25° C.), it was yellow and transparent.

(比較例2)
室温(25℃)下、0.5リットルの4つ口フラスコに、窒素気流下、合成例4で得たポリアミドイミド樹脂(PAI-4)を18g、及びN-メチル-2-ピロリドンを32.8g、ブチルセロソルブアセテート49.2gそれぞれ加えて、12時間にわたって攪拌し、ポリアミドイミド樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を室温(25℃)において目視にて確認したところ、黄色透明であった。
上記樹脂組成物にシリカフィラ(SC2050/株式会社アドマテックス製)10gを加え、ディスパにて撹拌処理を行った(5,000rpm/10分)。その後、ろ過器(アドバンテック株式会社製のKST-47)に充填し、0.3MPaの圧力で加圧ろ過を行い、ポリアミドイミド樹脂組成物(P-5)を得た。
(Comparative example 2)
At room temperature (25°C), 18 g of the polyamide-imide resin (PAI-4) obtained in Synthesis Example 4 and 32 g of N-methyl-2-pyrrolidone were placed in a 0.5 liter four-necked flask under a nitrogen stream. 8 g of butyl cellosolve acetate and 49.2 g of butyl cellosolve acetate were added thereto and stirred for 12 hours to obtain a polyamide-imide resin composition. When the obtained resin composition was visually confirmed at room temperature (25° C.), it was yellow and transparent.
10 g of silica filler (SC2050/manufactured by Admatex Co., Ltd.) was added to the resin composition, and the mixture was stirred using a disper (5,000 rpm/10 minutes). Thereafter, it was filled in a filter (KST-47 manufactured by Advantech Co., Ltd.) and subjected to pressure filtration at a pressure of 0.3 MPa to obtain a polyamide-imide resin composition (P-5).

(比較例3)
ポリアミドイミド樹脂として、合成例5で得られたポリアミドイミド樹脂(PAI-5)を用いた以外は、実施例1と同様にして、ポリアミドイミド樹脂組成物(P-6)を調製した。得られた樹脂組成物を室温(25℃)において目視にて確認したところ、黄色透明であった。
(Comparative example 3)
A polyamide-imide resin composition (P-6) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyamide-imide resin (PAI-5) obtained in Synthesis Example 5 was used as the polyamide-imide resin. When the obtained resin composition was visually confirmed at room temperature (25° C.), it was yellow and transparent.

3.ポリアミドイミド樹脂組成物の特性評価
実施例1~3及び比較例1~3で得た各ポリアミドイミド樹脂組成物を用いて、以下に従い、各種特性を評価した。結果を表1に示す。
3. Characteristic evaluation of polyamide-imide resin compositions Using each of the polyamide-imide resin compositions obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, various properties were evaluated according to the following. The results are shown in Table 1.

(粘度)
実施例1~3及び比較例1~3で得た各ポリアミドイミド樹脂組成物について、東機産業株式会社製の粘度計(RE型)を用い、以下の条件下で粘度を測定した。
サンプリング量:1.2mL
測定温度:25℃
コーン回転速度:10rpm
測定時間:10分。
(viscosity)
The viscosity of each polyamide-imide resin composition obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 was measured using a viscometer (RE type) manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. under the following conditions.
Sampling amount: 1.2mL
Measurement temperature: 25℃
Cone rotation speed: 10 rpm
Measurement time: 10 minutes.

(弾性率)
実施例1~3及び比較例1~3で得た各ポリアミドイミド樹脂組成物を、バーコータを用い基材上に塗工及び乾燥させることによって、厚み10μmの膜を得た。次いで、膜の本乾燥を、230℃で2時間にわたって実施した。このようにして得た塗膜を4mm幅になるように切断し、測定用サンプルとして用いた。
株式会社UBM製の動的粘弾性測定装置「Rheogel-E4000型」に測定用サンプルを設置し、ポリアミドイミド樹脂の弾性率測定を行った。測定は、チャック間距離20mmの条件で実施し、35℃の値を読み取ることで弾性率を得た。
(Modulus of elasticity)
Each of the polyamide-imide resin compositions obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 was coated onto a substrate using a bar coater and dried to obtain a film with a thickness of 10 μm. Main drying of the membrane was then carried out at 230° C. for 2 hours. The coating film thus obtained was cut into 4 mm width pieces and used as samples for measurement.
The measurement sample was installed in a dynamic viscoelasticity measuring device "Rheogel-E4000 model" manufactured by UBM Corporation, and the elastic modulus of the polyamide-imide resin was measured. The measurement was carried out under the condition that the distance between the chucks was 20 mm, and the elastic modulus was obtained by reading the value at 35°C.

(絶縁破壊電圧)
実施例1~3及び比較例1~3で得た各ポリアミドイミド樹脂組成物を、バーコータを用いAl金属基板上に塗工及び乾燥させることによって、厚み10μmの膜を得た。次いで、膜の本乾燥を、230℃で2時間にわたって実施した。得られた塗膜の絶縁破壊電圧を以下の条件下で測定した。
試験温度:25℃
昇圧速度:0.5kV/秒(AC 50Hz)
電極寸法:高圧側;φ20mm球、低圧側;金属板
試験雰囲気:油中
(Dielectric breakdown voltage)
Each of the polyamide-imide resin compositions obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 was coated onto an Al metal substrate using a bar coater and dried to obtain a film with a thickness of 10 μm. Main drying of the membrane was then carried out at 230° C. for 2 hours. The dielectric breakdown voltage of the resulting coating film was measured under the following conditions.
Test temperature: 25℃
Boosting speed: 0.5kV/sec (AC 50Hz)
Electrode dimensions: High pressure side: φ20mm ball, low pressure side: Metal plate Test atmosphere: In oil

(アスペクト比の測定)
実施例1~3及び比較例1~3で得た各ポリアミドイミド樹脂組成物(ワニス)を用い、以下の条件で塗布を行った。
ノズル径:φ0.29mm
ノズル速度:10mm/秒
吐出圧力:0.3MPa
次いで、乾燥を行った後、本乾燥を230℃で2時間にわたって実施した。乾燥後の塗膜の形状測定を、Dektak 6M surface profiler (ULVAC, Inc.製)にて行い、塗膜のアスペクト比(=塗膜厚み/塗膜横幅)を算出した。
(Measurement of aspect ratio)
Coating was performed under the following conditions using each polyamideimide resin composition (varnish) obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.
Nozzle diameter: φ0.29mm
Nozzle speed: 10mm/sec Discharge pressure: 0.3MPa
Next, after drying, main drying was carried out at 230° C. for 2 hours. The shape of the dried coating film was measured using a Dektak 6M surface profiler (manufactured by ULVAC, Inc.), and the aspect ratio of the coating film (=coating film thickness/coating film width) was calculated.

Figure 0007342355000019
Figure 0007342355000019

表1から分かるように、本発明の実施形態となる実施例1~3の樹脂組成物では、いずれも、絶縁破壊電圧が150kV/mm以上であり、かつディスペンス後の乾燥塗膜アスペクト比は0.05以上であった。また、弾性率は0.5~3.0GPaの範囲内であった。これらのことから、構造単位(Ia)と構造単位(IIa)とを含み、Mwが100,000以上の樹脂を使用することによって、絶縁性、可とう性、及び厚膜形成性に優れた樹脂組成物を提供できることが分かる。 As can be seen from Table 1, the resin compositions of Examples 1 to 3, which are embodiments of the present invention, all have dielectric breakdown voltages of 150 kV/mm or more and dry coating film aspect ratios of 0 after dispensing. It was .05 or more. Further, the elastic modulus was within the range of 0.5 to 3.0 GPa. For these reasons, by using a resin containing the structural unit (Ia) and the structural unit (IIa) and having an Mw of 100,000 or more, a resin composition with excellent insulation properties, flexibility, and thick film forming properties can be obtained. It turns out that we can provide the following.

一方、比較例1の樹脂組成物は、Mwが100,000未満の樹脂を使用しており、実施例1~3との対比において、粘度が低く、厚膜形成性が劣る結果となった。比較例2の樹脂組成物では、比較例1の樹脂組成物の粘度の向上を目的として無機フィラ(シリカ)を添加している。しかし、比較例2は、実施例1~3との対比において、粘度及びアスペクト比の値は同程度であるもの、絶縁破壊電圧が著しく低下する結果となった。比較例3の樹脂組成物は、構造単位(Ia)を含むが構造単位(IIa)を含まない樹脂を使用している。比較例3は、実施例1~3との対比において、粘度及びアスペクト比は同程度であるもの、弾性率が高いため、パワー半導体装置の信頼性が悪化すると考えられる。 On the other hand, the resin composition of Comparative Example 1 used a resin with an Mw of less than 100,000, and in comparison with Examples 1 to 3, the viscosity was low and the thick film forming property was inferior. In the resin composition of Comparative Example 2, inorganic filler (silica) was added for the purpose of improving the viscosity of the resin composition of Comparative Example 1. However, in Comparative Example 2, in comparison with Examples 1 to 3, although the viscosity and aspect ratio values were comparable, the breakdown voltage was significantly lower. The resin composition of Comparative Example 3 uses a resin that contains the structural unit (Ia) but does not contain the structural unit (IIa). In comparison with Examples 1 to 3, Comparative Example 3 has a similar viscosity and aspect ratio, but has a high elastic modulus, so it is considered that the reliability of the power semiconductor device deteriorates.

以上のことから、本発明による樹脂組成物は、部分的に高い絶縁性が必要とされるパワー半導体装置の構成材料として好適に使用することができ、十分な絶縁性を確保することが可能となることがわかる。 From the above, the resin composition according to the present invention can be suitably used as a constituent material of power semiconductor devices where high insulation is required in some areas, and it is possible to ensure sufficient insulation. I know what will happen.

1:リードフレーム
1a:ダイパット
1b:リード
2:半導体素子
3a、3b、3:絶縁膜(樹脂組成物の硬化膜)
4 ワイヤ
5 樹脂封止層
1: Lead frame 1a: Die pad 1b: Lead 2: Semiconductor element 3a, 3b, 3: Insulating film (cured film of resin composition)
4 Wire 5 Resin sealing layer

Claims (7)

(A)下式(Ia)で表される構造単位と下式(IIa)で表される構造単位とを含み、前記式(Ia)で表される構造単位と前記式(IIa)で表される構造単位との合計モル数を基準として、前記式(IIa)で表される構造単位を3~7モル%含有し、かつ重量平均分子量が120,000~160,000であるポリアミドイミド樹脂を含む樹脂成分と、(B)有機溶剤とを含み、
E型粘度計を使用して、25℃の条件下、10rpmで測定した粘度が7,000~15,000mPa・sの範囲である樹脂組成物。
Figure 0007342355000020
[式中、R~Rは、それぞれ独立して、水素原子、又は、炭素数1~9のアルキル基、炭素数1~9のアルコキシ基、及びハロゲン原子からなる群から選択される1種以上の置換基を表し、Xは、単結合、又は以下から選択される2価の有機基である。
Figure 0007342355000021
(式中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、又は、炭素数1~9のアルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、及びフェニル基からなる群から選択される1種以上の置換基である。)]
Figure 0007342355000022
[式中、R~R10は、それぞれ独立して、水素原子、又は置換基を表し、R11及びR12は、それぞれ独立して、2価の炭化水素基を表し、mは1以上の整数である。]
(A) Contains a structural unit represented by the following formula (Ia) and a structural unit represented by the following formula (IIa); A polyamide-imide resin containing 3 to 7 mol% of the structural unit represented by the formula (IIa) and having a weight average molecular weight of 120,000 to 160,000, based on the total number of moles with the structural unit represented by the formula (IIa). (B) an organic solvent;
A resin composition having a viscosity in the range of 7,000 to 15,000 mPa·s when measured at 25° C. and 10 rpm using an E-type viscometer.
Figure 0007342355000020
[In the formula, R 1 to R 4 are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 9 carbon atoms, and a halogen atom. It represents one or more substituents, and X is a single bond or a divalent organic group selected from the following.
Figure 0007342355000021
(wherein R 5 and R 6 are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, a trifluoromethyl group, a trichloromethyl group, and a phenyl group) It is a substituent of more than one species.)]
Figure 0007342355000022
[In the formula, R 7 to R 10 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, R 11 and R 12 each independently represent a divalent hydrocarbon group, and m is 1 or more is an integer. ]
前記ポリアミドイミド樹脂が、さらに下式(IIIa)で表される構造単位を含む、請求項に記載の樹脂組成物。
Figure 0007342355000023
The resin composition according to claim 1 , wherein the polyamide-imide resin further includes a structural unit represented by the following formula (IIIa).
Figure 0007342355000023
乾燥して得られる膜の絶縁破壊電圧が、150kV/mm以上である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 1 or 2 , wherein the film obtained by drying has a dielectric breakdown voltage of 150 kV/mm or more. 前記ポリアミドイミド樹脂のガラス転移温度が、200℃以上である、請求項1~のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 3 , wherein the polyamide-imide resin has a glass transition temperature of 200°C or higher. 乾燥して得られる膜の35℃における弾性率が、0.5~3.0GPaである、請求項1~のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 4 , wherein the membrane obtained by drying has an elastic modulus of 0.5 to 3.0 GPa at 35°C. 構成部品の表面に、請求項1~のいずれか1項に記載の樹脂組成物を用いて形成した膜を有する、半導体装置。 A semiconductor device comprising a film formed using the resin composition according to any one of claims 1 to 5 on a surface of a component. 少なくとも、半導体素子を搭載した基板の表面に、請求項1~のいずれか1項に記載の樹脂組成物を塗布し乾燥させた絶縁膜を形成すること、及び前記絶縁膜の上に樹脂封止層を形成することを含む、半導体装置の製造方法。 At least forming an insulating film by applying and drying the resin composition according to any one of claims 1 to 5 on the surface of a substrate on which a semiconductor element is mounted, and forming a resin sealant on the insulating film. A method of manufacturing a semiconductor device comprising forming a stop layer.
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