JP7495862B2 - Protective coating for electronic materials - Google Patents

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Description

本発明は、電子材料保護用コーティング剤に関する。 The present invention relates to a coating agent for protecting electronic materials.

コンデンサーやインダクターなどを始めとする多くの電子部品は電流を流すことを前提とされているため、部品を構成する部材のほとんどに金属が用いられている。これは電気抵抗値がプラスチックなどの有機樹脂やセラミックスに比べて格段に小さいため、電流を流した際に生じる発熱などによる電気的なエネルギーの損失が少ないためである。しかし、金属材料の多くは使用環境中の水分や硫化物などと反応して酸化や硫化などの化学反応を引き起こす。この時に生成する金属酸化物や金属硫化物などは元の金属と比べて電子材料として使用する際に重要な電気特性などの諸々の性質が悪化し不良の原因となる。また、酸化や硫化により発生する錆などが成長し導電部材間を電気的に繋いでしまうマイグレーションの原因ともなり得る。マイグレーションが発生すると電流を流した際にショートし、マイグレーションを起こした電子部品単体のみならず電子機器全体の故障に繋がるため非常に深刻な問題となる。 Many electronic components, including capacitors and inductors, are designed to pass electric current, so metals are used for most of the components. This is because metals have a much smaller electrical resistance than organic resins such as plastics and ceramics, so there is less loss of electrical energy due to heat generated when electric current is passed through them. However, many metal materials react with moisture and sulfides in the environment in which they are used, causing chemical reactions such as oxidation and sulfurization. The metal oxides and metal sulfides generated at this time have various properties, such as electrical properties that are important when used as electronic materials, that deteriorate compared to the original metal, causing defects. In addition, rust generated by oxidation and sulfurization can grow and cause migration, which electrically connects conductive parts. Migration causes a short circuit when electric current is passed through it, which is a very serious problem because it can lead to failure not only of the electronic part that has migrated but also of the entire electronic device.

これらの問題を解決するために電子部品の表面をコーティングにより保護することが一般的な対策である。コーティングの目的は使用する部材の種類や用途によって異なるが、ガスバリア層の導入による酸化、硫化の防止や絶縁層の導入によるショートの防止が主となる。従来は有機樹脂やシリコーン樹脂などによるコーティングが用いられているが、有機樹脂は耐熱性が低いため電子部品を機器に実装する際のリフロー工程で分解や変質が起こりコーティングの役割を果たせなくなってしまう問題がある。また、シリコーン樹脂は耐熱性こそ有機樹脂に勝るもののガスバリア性が不十分であることからコーティングとしての特性を満たすことは難しい。そこで、ガスバリア性能と耐熱性能を両立した手法として耐腐食性の金属やセラミックスなどの無機材質による蒸着、スパッタリングなどが挙げられる。しかし、これらの手法は処理に時間かがかるだけでなくコスト的にも非常に高価であるためハイグレード品や特殊用途にしか適用できないのが実情である。 To solve these problems, a common solution is to protect the surface of electronic components with a coating. The purpose of the coating varies depending on the type of material used and its application, but it mainly prevents oxidation and sulfurization by introducing a gas barrier layer and short circuits by introducing an insulating layer. Conventionally, coatings using organic resins or silicone resins have been used, but organic resins have low heat resistance, so they decompose or change during the reflow process when mounting electronic components on equipment, which causes the coating to fail. In addition, although silicone resins are superior to organic resins in terms of heat resistance, they have insufficient gas barrier properties, making it difficult to meet the characteristics required for a coating. Therefore, deposition and sputtering using inorganic materials such as corrosion-resistant metals and ceramics are used as methods that achieve both gas barrier performance and heat resistance. However, these methods are not only time-consuming to process, but are also very expensive, so they can only be used for high-grade products or special applications.

一方、無機材質で比較的容易に処理可能な手法としてガラス膜によるコーティングがある。これはガラス前駆体を含む溶液を電子部品の保護したい部分に直接塗布し、硬化処理を施すことでガラス質のコーティングを行う手法である。この手法は蒸着やスパッタリングなどの無機材質の処理方法に比べて短時間かつ低コストで処理できるため量産に向いている。しかしながら、一般的なガラス前駆体としてはテトラエトキシシラン(TEOS)などに代表されるケイ素アルコキシドが使用されるが、ガラス質のコーティング膜を得るためには300℃程度の加熱処理が必要であり、電子部品の種類によっては各種特性の低下につながる恐れがある。触媒を添加することでより低温による硬化も可能であるが、溶媒や硬化時に多量に発生する水やアルコールが膜内に残存してしまうため膜質が悪くガスバリア性能は期待できない。 On the other hand, glass film coating is a relatively easy method for inorganic materials. This is a method in which a solution containing a glass precursor is directly applied to the parts of electronic components that need to be protected, and then a hardening process is performed to create a glassy coating. This method is suitable for mass production because it can be completed in a short time and at low cost compared to inorganic processing methods such as vapor deposition and sputtering. However, silicon alkoxides such as tetraethoxysilane (TEOS) are commonly used as glass precursors, and heat treatment at about 300°C is required to obtain a glassy coating film, which may lead to a decrease in various properties depending on the type of electronic component. Curing at a lower temperature is possible by adding a catalyst, but the solvent and the large amounts of water and alcohol generated during curing remain in the film, resulting in poor film quality and no gas barrier performance.

そこで、TEOSによるゾル-ゲルガラスのように溶液で簡便に塗工でき、なおかつガスバリア性に優れた手法としてポリシラザンを使用することが考案されている(例えば、特許文献1)。特に無機ポリシラザンと呼ばれるペルヒドロポリシラザン(PHPS)は硬化後に有機基を含まないシリカガラス膜となり、脱離成分である水素とアンモニアも全て常温常圧で気体であるため系内に残存しにくいことから、ガスバリア性能は低温で製膜したゾル-ゲルガラスに比べて格段に高い。その一方で、非常に緻密な構造が原因となり耐クラック性に乏しく、PHPSポリマー自身の硬化収縮で発生する残存応力により1μm程度の膜厚ですらクラックが生じる場合がある。また、硬化時にクラックが発生しない場合でも電子部品の実装時のリフロー工程や電子機器への通電による発熱によりクラックが生じる。これはガラスコーティングを施した電子部品とガラスコーティング間の線膨張率差が原因である。特に電気伝導率が高く安価な銅が電子部品の部材としてよく使用されるが、銅は金属の中でも線膨張率が大きいため線膨張率の小さいシリカガラスとの差は大きく不良が起こりやすい。この問題を解決するためにポリシラザンを変性することでガラス膜内に有機基を導入し耐クラック性を向上させる手法が提案されているが肝心のガスバリア性が低下するため両方の特性を満たすようにバランスをとることは難しい(例えば、特許文献2)。また、ポリシラザンと有機樹脂などを混合しガスバリア性と耐クラック性を両立させた手法も提案されているが、リフロー工程などの高温負荷がかかる状況は想定されておらず、耐熱性に課題が残る(例えば、特許文献3)。 Therefore, the use of polysilazane has been proposed as a method that can be easily coated in a solution like sol-gel glass using TEOS and has excellent gas barrier properties (for example, Patent Document 1). In particular, perhydropolysilazane (PHPS), which is called inorganic polysilazane, becomes a silica glass film that does not contain organic groups after curing, and the desorbed components hydrogen and ammonia are all gaseous at room temperature and pressure, so they are unlikely to remain in the system, and therefore the gas barrier performance is much higher than that of sol-gel glass formed at low temperatures. On the other hand, due to its very dense structure, it has poor crack resistance, and cracks may occur even in a film thickness of about 1 μm due to residual stress generated by the curing contraction of the PHPS polymer itself. Even if cracks do not occur during curing, cracks may occur during the reflow process when mounting electronic components or due to heat generated by passing electricity through electronic devices. This is due to the difference in linear expansion coefficient between the electronic components coated with glass and the glass coating. In particular, copper, which has high electrical conductivity and is inexpensive, is often used as a material for electronic components, but copper has a high linear expansion coefficient among metals, so the difference with silica glass, which has a low linear expansion coefficient, is large and defects are likely to occur. To solve this problem, a method has been proposed in which polysilazane is modified to introduce organic groups into the glass film, improving crack resistance, but this reduces the essential gas barrier property, making it difficult to strike a balance between these two properties (see, for example, Patent Document 2). A method has also been proposed in which polysilazane is mixed with an organic resin to achieve both gas barrier properties and crack resistance, but this method does not anticipate situations in which high-temperature loads are applied, such as in the reflow process, and issues remain with heat resistance (see, for example, Patent Document 3).

上記の問題を解決するため、簡便にコーティングが可能で高いガスバリア性と耐クラック性を有し、なおかつ、リフロー工程後も十分なガスバリア性能を保つことができるコーティング剤の提供が待たれている。 To solve the above problems, there is a need for a coating agent that can be easily applied, has high gas barrier properties and crack resistance, and can maintain sufficient gas barrier performance even after the reflow process.

特開2011-245625号公報JP 2011-245625 A 特開2002-293941号公報JP 2002-293941 A 特開2017-039825号公報JP 2017-039825 A

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ガスバリア性が高く、硬化時や高温時にクラックが発生しにくいとともに、溶液で簡便に塗工可能な電子材料保護用のコーティング剤を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a coating agent for protecting electronic materials that has high gas barrier properties, is less likely to crack during curing or at high temperatures, and can be easily applied from a solution.

本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、下記に示すような特徴を有するコーティング剤を提供するものである。 The present invention has been made to achieve the above object, and provides a coating agent having the following characteristics:

本発明では、(A)下記(A-1)および(A-2)からなる異なる構造を有する2種類のポリシラザン化合物の混合物、及び
(A-1)下記式(1)

Figure 0007495862000001
(式中、Rは水素原子、または炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基である)
で示される繰り返し単位からなり、重量平均分子量が3,000~50,000の範囲内であるポリシラザン化合物、
(A-2)下記式(2)
Figure 0007495862000002
(式中、Rは水素原子、または炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基であり、Rは炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基である)
で示される繰り返し単位からなるポリシラザン化合物、
(B)有機溶剤
を含む電子材料保護用コーティング剤であり、前記(A-1)成分と前記(A-2)成分との混合比率が、質量比で7/3~3/7の範囲を満たすものである電子材料保護用コーティング剤を提供する。 In the present invention, there is provided a mixture of two polysilazane compounds having different structures, the polysilazane compounds being represented by the following formula (A-1) and (A-2), and a polysilazane compound represented by the following formula (1):
Figure 0007495862000001
(wherein R 1 is a hydrogen atom or a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms).
and a weight average molecular weight of the polysilazane compound is within a range of 3,000 to 50,000.
(A-2) The following formula (2)
Figure 0007495862000002
(In the formula, R2 is a hydrogen atom or a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and R3 is a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.)
A polysilazane compound having a repeating unit represented by the formula:
The present invention provides a coating agent for protecting electronic materials, which contains an organic solvent (B), and the mixing ratio of the component (A-1) to the component (A-2) is in the range of 7/3 to 3/7 by mass ratio.

このような電子材料保護用コーティング剤であれば、ガスバリア性が高く、硬化時や高温時にクラックが発生しにくいとともに、溶液で簡便に塗工可能なものとなる。 Such a coating agent for protecting electronic materials has high gas barrier properties, is less likely to crack when cured or at high temperatures, and can be easily applied in solution.

また、本発明では、前記(A)成分と前記(B)成分との混合比が0.1/99.9~20/80を満たすものである電子材料保護用コーティング剤が好ましい。 In addition, in the present invention, a coating agent for protecting electronic materials in which the mixing ratio of the (A) component to the (B) component is 0.1/99.9 to 20/80 is preferred.

このような電子材料保護用コーティング剤であれば、保存安定性や塗工性等が良好となり、一度に塗工できる厚みも厚くなるため好ましい。 Such a coating agent for protecting electronic materials is preferable because it has good storage stability and coatability, and can be applied to a large thickness at one time.

また、本発明では、前記Rが、炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基であり、かつ、前記Rが、炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基である電子材料保護用コーティング剤が好ましい。 In the present invention, a preferred coating agent for protecting electronic materials is one in which R 1 is a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and R 2 is a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.

このような電子材料保護用コーティング剤であれば、本発明の効果を向上させることができる。 Such a coating agent for protecting electronic materials can improve the effects of the present invention.

また、本発明では、前記(A-1)成分が、ペルヒドロポリシラザンである電子材料保護用コーティング剤が好ましい。 In addition, in the present invention, the coating agent for protecting electronic materials is preferably one in which the component (A-1) is perhydropolysilazane.

このような電子材料保護用コーティング剤であれば、硬化後の膜特性を向上させることができる。 Such a coating agent for protecting electronic materials can improve the film properties after curing.

また、本発明では、前記(A-2)成分が、モノメチルポリシラザンである電子材料保護用コーティング剤が好ましい。 In addition, in the present invention, the (A-2) component is preferably a coating agent for protecting electronic materials that is monomethylpolysilazane.

このような電子材料保護用コーティング剤であれば、硬化後の膜特性と耐クラック性を向上させることができる。 Such a coating agent for protecting electronic materials can improve the film properties and crack resistance after curing.

上記のように、本発明の電子材料保護用コーティング剤は少なくとも2種類のポリシラザンと有機溶剤を含んだポリシラザン含有組成物であって、硬化後のガスバリア性が高いことで部材の酸化や硫化を防ぎ、硬化時や高温時にもクラックが発生しにくい塗膜の形成が可能である。そのため従来よりも高ガスバリア性と耐クラック性の両立が可能なコーティング剤を得ることができる。特にリフロー工程後もガスバリア特性を維持することが可能である。 As described above, the coating agent for protecting electronic materials of the present invention is a polysilazane-containing composition that contains at least two types of polysilazanes and an organic solvent, and its high gas barrier properties after curing prevent oxidation and sulfurization of components, making it possible to form a coating film that is less likely to crack during curing or at high temperatures. Therefore, it is possible to obtain a coating agent that can achieve both high gas barrier properties and crack resistance compared to conventional coating agents. In particular, it is possible to maintain the gas barrier properties even after the reflow process.

上述のように、ガスバリア性が高く、硬化時や高温時にクラックが発生しにくいとともに、溶液で簡便に塗工可能な電子材料保護用のコーティング剤の開発が求められていた。 As mentioned above, there was a need to develop a coating agent for protecting electronic materials that has high gas barrier properties, is less likely to crack when cured or at high temperatures, and can be easily applied from a solution.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、異なる構造を有する2種類のポリシラザン化合物の混合物を含み、その混合比率が、質量比で7/3~3/7の範囲を満たすものである電子材料保護用コーティング剤であれば、ガスバリア性が高く、硬化時や高温時にクラックが発生しにくいとともに、溶液で簡便に塗工可能であることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of extensive research into the above-mentioned problems, the inventors discovered that a coating agent for protecting electronic materials that contains a mixture of two types of polysilazane compounds with different structures, with a mass ratio of the two compounds being in the range of 7/3 to 3/7, has high gas barrier properties, is less susceptible to cracking during curing or at high temperatures, and can be easily applied in solution, thus completing the present invention.

即ち、本発明は、(A)下記(A-1)および(A-2)からなる異なる構造を有する2種類のポリシラザン化合物の混合物、及び
(A-1)下記式(1)

Figure 0007495862000003
(式中、Rは水素原子、または炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基である)
で示される繰り返し単位からなり、重量平均分子量が3,000~50,000の範囲内であるポリシラザン化合物、
(A-2)下記式(2)
Figure 0007495862000004
(式中、Rは水素原子、または炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基であり、Rは炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基である)
で示される繰り返し単位からなるポリシラザン化合物、
(B)有機溶剤
を含む電子材料保護用コーティング剤であり、前記(A-1)成分と前記(A-2)成分との混合比率が、質量比で7/3~3/7の範囲を満たすものである電子材料保護用コーティング剤である。 That is, the present invention provides: (A) a mixture of two types of polysilazane compounds having different structures, which are represented by the following (A-1) and (A-2); and (A-1) a polysilazane compound represented by the following formula (1):
Figure 0007495862000003
(wherein R 1 is a hydrogen atom or a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms).
and a weight average molecular weight of the polysilazane compound having a repeating unit represented by the formula:
(A-2) The following formula (2)
Figure 0007495862000004
(In the formula, R2 is a hydrogen atom or a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and R3 is a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.)
A polysilazane compound having a repeating unit represented by the formula:
(B) A coating agent for protecting electronic materials, which contains an organic solvent, and the mixing ratio of the component (A-1) to the component (A-2) is in the range of 7/3 to 3/7 in terms of mass ratio.

以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention is described in detail below, but is not limited to these.

(A)ポリシラザン化合物
本発明の電子材料保護用コーティング剤で用いるポリシラザン化合物は、異なる構造を有する2種以上のポリシラザン化合物の混合物を用いることを特徴とする。
(A) Polysilazane Compound The polysilazane compound used in the coating agent for protecting electronic materials of the present invention is characterized by using a mixture of two or more polysilazane compounds having different structures.

異なる構造を有するポリシラザン化合物をそれぞれ(A-1)および(A-2)とするとそれぞれ下記の式(1)および(2)で表される。
(A-1)下記式(1)

Figure 0007495862000005
(式中、Rは水素原子、または炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基である) Polysilazane compounds having different structures are designated as (A-1) and (A-2), and are represented by the following formulas (1) and (2), respectively.
(A-1) The following formula (1)
Figure 0007495862000005
(wherein R 1 is a hydrogen atom or a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms).

ポリシラザン化合物(A-1)は上記の式(1)で示される繰り返し単位からなり、重量平均分子量が3,000~50,000の範囲内であるポリシラザン化合物である。例えば無機ポリシラザンであるペルヒドロポリシラザンもしくはメチルポリシラザン、フェニルポリシラザン、ビニルポリシラザン、メトキシポリシラザン、エトキシポリシラザンなどの変性ポリシラザン、ポリシラザンと化学的に反応し架橋構造を生成するヒドロキシル基、ビニル基、アミノ基、シリル基などの反応基を有する炭化水素化合物、環状飽和炭化水素化合物、環状不飽和炭化水素化合物、飽和複素環化合物、不飽和複素環化合物およびシリコーン化合物などの化合物と化学的に架橋された架橋ポリシラザンなどが挙げられる。(A-1)成分として選定されたポリシラザンは1分子中にケイ素原子に直接結合した水素原子を少なくとも1つ以上含む必要がある。中でも、硬化後の膜特性の観点からペルヒドロポリシラザンであることが更に好ましい。 The polysilazane compound (A-1) is a polysilazane compound consisting of the repeating unit represented by the above formula (1) and having a weight average molecular weight in the range of 3,000 to 50,000. Examples include perhydropolysilazane, which is an inorganic polysilazane, or modified polysilazanes such as methylpolysilazane, phenylpolysilazane, vinylpolysilazane, methoxypolysilazane, and ethoxypolysilazane, hydrocarbon compounds having reactive groups such as hydroxyl groups, vinyl groups, amino groups, and silyl groups that chemically react with polysilazane to form a crosslinked structure, cyclic saturated hydrocarbon compounds, cyclic unsaturated hydrocarbon compounds, saturated heterocyclic compounds, unsaturated heterocyclic compounds, and silicone compounds, which are crosslinked chemically with such compounds. The polysilazane selected as the (A-1) component must contain at least one hydrogen atom directly bonded to a silicon atom in one molecule. Among them, perhydropolysilazane is more preferable from the viewpoint of the film properties after curing.

(A-2)下記式(2)

Figure 0007495862000006
(式中Rは水素原子、または炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基であり、Rは炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基である) (A-2) The following formula (2)
Figure 0007495862000006
(In the formula, R2 is a hydrogen atom or a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and R3 is a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.)

ポリシラザン化合物(A-2)は上記の式(2)で示される繰り返し単位からなるポリシラザン化合物である。例えばモノメチルポリシラザンもしくはジメチルポリシラザン、フェニルポリシラザン、ビニルポリシラザン、メトキシポリシラザン、エトキシポリシラザンなどの変性ポリシラザン、ポリシラザンと化学的に反応し架橋構造を生成するヒドロキシル基、ビニル基、アミノ基、シリル基などの反応基を有する炭化水素化合物、環状飽和炭化水素化合物、環状不飽和炭化水素化合物、飽和複素環化合物、不飽和複素環化合物およびシリコーン化合物などの化合物と化学的に架橋された架橋ポリシラザンなどが挙げられる。中でも、硬化後の膜特性と耐クラック性の観点からモノメチルポリシラザンであることが好ましい。 The polysilazane compound (A-2) is a polysilazane compound consisting of the repeating unit represented by the above formula (2). Examples include modified polysilazanes such as monomethylpolysilazane or dimethylpolysilazane, phenylpolysilazane, vinylpolysilazane, methoxypolysilazane, and ethoxypolysilazane; hydrocarbon compounds having reactive groups such as hydroxyl groups, vinyl groups, amino groups, and silyl groups that chemically react with polysilazane to form crosslinked structures; cyclic saturated hydrocarbon compounds, cyclic unsaturated hydrocarbon compounds, saturated heterocyclic compounds, unsaturated heterocyclic compounds, and silicone compounds that are crosslinked chemically; and the like. Among these, monomethylpolysilazane is preferred from the viewpoint of film properties and crack resistance after curing.

本発明ではガスバリア性を発現させるための(A-1)成分と耐クラック性を発現させるための(A-2)成分が適切な比率で配合されることが重要である。具体的には(A-1)成分と(A-2)成分の混合比率が質量比で7/3~3/7の範囲を満たす必要がある。この範囲外であると、片方のポリシラザンの特性が強く反映されてしまい、2種類のポリシラザンの特性がバランスよく発現しない。 In the present invention, it is important that the (A-1) component for expressing gas barrier properties and the (A-2) component for expressing crack resistance are mixed in an appropriate ratio. Specifically, the mixing ratio of the (A-1) and (A-2) components must be in the range of 7/3 to 3/7 by mass. Outside this range, the properties of one of the polysilazanes will be strongly reflected, and the properties of the two types of polysilazanes will not be well balanced.

この比率よりも(A-1)成分が多いと硬化時やリフロー工程でコーティング膜にクラックが入る恐れがある。また、(A-2)成分が多いとコーティング膜のガスバリア性能が不十分である。 If the amount of (A-1) component is greater than this ratio, the coating film may crack during curing or the reflow process. Also, if there is a large amount of (A-2) component, the gas barrier performance of the coating film will be insufficient.

また、ガスバリア性を発現させる(A-1)成分の重量平均分子量は3,000~50,000の範囲内である必要があり、5,000~10,000の範囲内であることがより好ましい。重量平均分子量が3,000より小さいと、硬化収縮が大きくなり膜内に残存応力が残りやすくクラックが発生しやすい。また、加熱硬化時に揮発する低分子も多く、膜質が悪化しやすくガスバリア性能が低下する恐れがある。一方、重量平均分子量が50,000より大きいと、(A-2)成分による応力緩和効果が得られにくく、リフロー時にクラックが入りやすくなる。なお、重量平均分子量の測定はGPC装置を用いて下記の方法で行った。
[測定条件]
展開溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
流量:0.6mL/min
検出器:UV検出器
カラム:TSK Guardcolumn SuperH-L
TSKgel SuperMultipore HZ-M
(4.6mmI.D.×15cm×4)
(いずれも東ソー社製)
カラム温度:40℃
試料注入量:20μL(濃度0.5重量%のTHF溶液)
In addition, the weight average molecular weight of the (A-1) component that exhibits gas barrier properties must be in the range of 3,000 to 50,000, and is more preferably in the range of 5,000 to 10,000. If the weight average molecular weight is less than 3,000, the curing shrinkage becomes large, residual stress is likely to remain in the film, and cracks are likely to occur. In addition, there are many low molecules that volatilize during heat curing, which may cause the film quality to deteriorate and the gas barrier performance to decrease. On the other hand, if the weight average molecular weight is more than 50,000, it is difficult to obtain the stress relaxation effect of the (A-2) component, and cracks are likely to occur during reflow. The weight average molecular weight was measured using a GPC device by the following method.
[Measurement condition]
Developing solvent: tetrahydrofuran (THF)
Flow rate: 0.6 mL/min
Detector: UV detector Column: TSK Guardcolumn SuperH-L
TSKgel SuperMultipore HZ-M
(4.6mm I.D. x 15cm x 4)
(Both manufactured by Tosoh Corporation)
Column temperature: 40°C
Sample injection volume: 20 μL (THF solution with a concentration of 0.5% by weight)

また、前記Rが、炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基であり、かつ、前記Rが、炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基であることが好ましい。 It is also preferred that R 1 is a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and that R 2 is a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.

(B)有機溶剤
本発明で使用する有機溶剤は使用するポリシラザン化合物を溶解するものであれば特に制約はないが、電子材料に使用することから水を含有しやすいものや高沸点溶剤、不揮発性の溶剤などの使用は避ける方が好ましい。
(B) Organic Solvent There are no particular limitations on the organic solvent used in the present invention as long as it dissolves the polysilazane compound used. However, since the organic solvent is used for electronic materials, it is preferable to avoid the use of solvents that tend to contain water, high boiling point solvents, non-volatile solvents, etc.

具体的な有機溶剤の例としては、例えばn-ヘキサン、n-オクタン、n-ノナンなどのアルカン化合物、1-オクテン、1-ノネン、1-デセンなどのアルケン化合物、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサンなどのシクロアルカン化合物、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソアミル、カプロン酸エチルなどのエステル化合物、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル化合物などが挙げられる。その中でもポリシラザンの溶解性や無機材質、有機材質への濡れ性などの観点からジブチルエーテルや酢酸イソアミルが特に好ましい。 Specific examples of organic solvents include alkane compounds such as n-hexane, n-octane, and n-nonane; alkene compounds such as 1-octene, 1-nonene, and 1-decene; cycloalkane compounds such as cyclohexane, methylcyclohexane, and dimethylcyclohexane; ester compounds such as n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, isoamyl acetate, and ethyl caproate; and ether compounds such as diethyl ether, dibutyl ether, and ethylene glycol diethyl ether. Among these, dibutyl ether and isoamyl acetate are particularly preferred from the viewpoints of the solubility of polysilazane and wettability to inorganic and organic materials.

前記ポリシラザン化合物と有機溶剤との混合比は、質量比で、0.1/99.9~20/80の範囲であり、好ましくは1/99~20/80であり、より好ましくは2.5/97.5~20/80の範囲である。この範囲内であれば、保存安定性や塗工性等が良好となり、一度に塗工できる厚みも厚くなるため好ましい。 The mixing ratio of the polysilazane compound to the organic solvent is in the range of 0.1/99.9 to 20/80 by mass, preferably 1/99 to 20/80, and more preferably 2.5/97.5 to 20/80. Within this range, the storage stability and coatability are good, and the thickness that can be applied at one time is also large, which is preferable.

[その他の添加物]
本発明の電子材料保護用コーティング剤にはポリシラザン化合物と有機溶剤の他にも硬化触媒やフィラーなどの添加物を含んでいても良い。例えば、マグネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、亜鉛、ガリウム、ジルコニウム、ニオブ、パラジウム、白金などの金属元素を含む均一もしくは不均一金属触媒、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、などの脂肪族アミン類、メチルアミノエタノール、ジメチルアミノエタノールなどの脂肪族アミノアルコール類、アニリン、フェニルエチルアミン、トルイジンなどの芳香族アミン類、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジンピラジンなどの複素環式アミン類などのアミン触媒、ヒュームドシリカ、ヒュームド二酸化チタン、ヒュームドアルミナ等の補強性無機充填材、溶融シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、二酸化チタン、酸化第二鉄、酸化亜鉛等の非補強性無機充填材、ヒドロシリル基、アルケニル基、アルコキシシリル基、エポキシ基から選ばれる官能性基を少なくとも2種、好ましくは2種又は3種含有するオルガノシロキサンオリゴマー、オルガノオキシシリル変性イソシアヌレート化合物およびその加水分解縮合物などの接着助剤、ジメチルシリコーンやフェニルシリコーンなどのシリコーンオイルなどが挙げられ必要な特性に応じて任意の割合で添加できる。
[Other additives]
The coating agent for protecting electronic materials of the present invention may contain additives such as a curing catalyst and a filler in addition to the polysilazane compound and the organic solvent. For example, homogeneous or heterogeneous metal catalysts containing metal elements such as magnesium, aluminum, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, zinc, gallium, zirconium, niobium, palladium, and platinum, aliphatic amines such as methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, and tetramethylethylenediamine, aliphatic amino alcohols such as methylaminoethanol and dimethylaminoethanol, aromatic amines such as aniline, phenylethylamine, and toluidine, pyrrolidine, piperidine, piperazine, pyrrole, pyrazole, imidazole, pyridine, pyridazine, and pyrimidine pyrazine. reinforcing inorganic fillers such as fumed silica, fumed titanium dioxide, and fumed alumina; non-reinforcing inorganic fillers such as fused silica, alumina, zirconium oxide, calcium carbonate, calcium silicate, titanium dioxide, ferric oxide, and zinc oxide; adhesion aids such as organosiloxane oligomers containing at least two, and preferably two or three, functional groups selected from hydrosilyl groups, alkenyl groups, alkoxysilyl groups, and epoxy groups, organooxysilyl-modified isocyanurate compounds and hydrolysis condensates thereof; and silicone oils such as dimethyl silicone and phenyl silicone, which can be added in any ratio depending on the required properties.

本発明の電子材料保護用コーティング剤を塗布する方法としては、例えば、チャンバードクターコーター、一本ロールキスコーター、リバースキスコーター、バーコーター、リバースロールコーター、正回転ロールコーター、ブレードコーター、ナイフコーターなどのロールコート法やスピンコート法、ディスペンス法、ディップ法、スプレー法、転写法、スリットコート法等が挙げられる。 Methods for applying the coating agent for protecting electronic materials of the present invention include, for example, roll coating methods using a chamber doctor coater, single roll kiss coater, reverse kiss coater, bar coater, reverse roll coater, forward rotation roll coater, blade coater, knife coater, etc., spin coating methods, dispensing methods, dipping methods, spraying methods, transfer methods, slit coating methods, etc.

塗布対象となる基材としては電子材料自体やその周辺部材として使用されるものであれば特に制約はない。例えばシリコーン基板、ガラス基板、金属基板、樹脂基板、樹脂フィルム等が挙げられ、必要であれば半導体素子を形成する過程での半導体膜や回路などの設けられた基板などに塗布されてもよい。塗膜の厚さは、基材との線膨張率差や晒される温度により異なるが、一般的には、硬化膜厚で、100~50,000nm、好ましくは500~10,000nmとされる。 There are no particular restrictions on the substrate to which the coating is applied, so long as it is used as an electronic material itself or a peripheral component thereof. Examples include silicone substrates, glass substrates, metal substrates, resin substrates, and resin films, and if necessary, the coating may be applied to substrates on which semiconductor films or circuits are provided in the process of forming semiconductor elements. The thickness of the coating varies depending on the difference in linear expansion coefficient with the substrate and the temperature to which it is exposed, but generally the cured thickness is 100 to 50,000 nm, and preferably 500 to 10,000 nm.

こうしてコーティング剤の塗布によりポリシラザン樹脂塗膜を形成した後、該塗膜の硬化のため塗膜を加熱・乾燥処理することが好ましい。この工程は、塗膜中に含まれる溶媒の完全除去と、ポリシラザンからポリシロキサン結合への交換反応を促進するための硬化反応を目的とするものである。 After forming a polysilazane resin coating film by applying the coating agent in this way, it is preferable to heat and dry the coating film in order to harden it. The purpose of this process is to completely remove the solvent contained in the coating film and to promote a hardening reaction that promotes the exchange reaction from polysilazane to polysiloxane bonds.

加熱・乾燥温度は通常室温(25℃)~300℃、好ましくは70℃~200℃の範囲内である。加熱・乾燥工程の好ましい処理方法として、加熱処理や水蒸気加熱処理、UV処理が挙げられる。ペルヒドロポリシラザンを硬化する場合はエキシマ光処理などの方法もあるが、有機基を含むポリシラザンが含まれる場合は有機基がエキシマ光のエネルギーにより切断され、硬化膜の硬度が増してしまう恐れがある。有機基の含有量は耐クラック性に大きく影響するため設計値とのギャップが生まれクラックや剥離などの不良を引き起こす原因となるためエキシマ光による硬化は避けた方が良い。 The heating and drying temperature is usually between room temperature (25°C) and 300°C, preferably between 70°C and 200°C. Preferred methods for the heating and drying process include heat treatment, steam heating treatment, and UV treatment. When curing perhydropolysilazane, methods such as excimer light treatment can be used, but if the polysilazane contains organic groups, the organic groups may be cleaved by the energy of the excimer light, increasing the hardness of the cured film. The content of organic groups has a large effect on crack resistance, so it is best to avoid curing with excimer light, as this can create a gap with the design value and cause defects such as cracks and peeling.

以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例で部は質量部を示す。 The present invention will be specifically explained below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. Note that in the following examples, parts indicate parts by weight.

[実施例1]
重量平均分子量が6,500であるペルヒドロポリシラザン7部、重量平均分子量が1,100であるモノメチルポリシラザン3部および溶剤としてジブチルエーテル90部を混合し、ポリシラザンのジブチルエーテル溶液を調製した。調製した溶液に最外層が銅ペースト処理された5mm×2mm×1.5mmHサイズのコンデンサーをディッピングし、大気中100℃、10分間乾燥することでポリシラザン塗膜を得た。次に、このコンデンサーを大気中150℃で48h加熱し、ポリシラザン塗膜を硬化させてガラス質コーティングを施した。
[Example 1]
A polysilazane dibutyl ether solution was prepared by mixing 7 parts of perhydropolysilazane having a weight average molecular weight of 6,500, 3 parts of monomethylpolysilazane having a weight average molecular weight of 1,100, and 90 parts of dibutyl ether as a solvent. A 5 mm x 2 mm x 1.5 mmH size capacitor with the outermost layer treated with copper paste was dipped into the prepared solution, and dried at 100°C in air for 10 minutes to obtain a polysilazane coating film. Next, the capacitor was heated at 150°C in air for 48 hours to harden the polysilazane coating film and apply a glassy coating.

[実施例2]
重量平均分子量が6,500であるペルヒドロポリシラザン5部、重量平均分子量が1,100であるモノメチルポリシラザン5部および溶剤としてジブチルエーテル90部を混合し、ポリシラザンのジブチルエーテル溶液を調製した。調製した溶液に最外層が銅ペースト処理された5mm×2mm×1.5mmHサイズのコンデンサーをディッピングし、大気中100℃、10分間乾燥することでポリシラザン塗膜を得た。次に、このコンデンサーを大気中150℃で48h加熱し、ポリシラザン塗膜を硬化させてガラス質コーティングを施した。
[Example 2]
5 parts of perhydropolysilazane with a weight average molecular weight of 6,500, 5 parts of monomethylpolysilazane with a weight average molecular weight of 1,100, and 90 parts of dibutyl ether as a solvent were mixed to prepare a dibutyl ether solution of polysilazane. A 5 mm x 2 mm x 1.5 mmH size capacitor with the outermost layer treated with copper paste was dipped into the prepared solution, and dried at 100°C in air for 10 minutes to obtain a polysilazane coating film. Next, the capacitor was heated at 150°C in air for 48 hours to harden the polysilazane coating film and apply a glassy coating.

[実施例3]
重量平均分子量が6,500であるペルヒドロポリシラザン3部、重量平均分子量が1,100であるモノメチルポリシラザン7部および溶剤としてジブチルエーテル90部を混合し、ポリシラザンのジブチルエーテル溶液を調製した。調製した溶液に最外層が銅ペースト処理された5mm×2mm×1.5mmHサイズのコンデンサーをディッピングし、大気中100℃、10分間乾燥することでポリシラザン塗膜を得た。次に、このコンデンサーを大気中150℃で48h加熱し、ポリシラザン塗膜を硬化させてガラス質コーティングを施した。
[Example 3]
A polysilazane dibutyl ether solution was prepared by mixing 3 parts of perhydropolysilazane having a weight average molecular weight of 6,500, 7 parts of monomethylpolysilazane having a weight average molecular weight of 1,100, and 90 parts of dibutyl ether as a solvent. A 5 mm x 2 mm x 1.5 mmH size capacitor with the outermost layer treated with copper paste was dipped into the prepared solution, and dried at 100°C in air for 10 minutes to obtain a polysilazane coating film. Next, the capacitor was heated at 150°C in air for 48 hours to harden the polysilazane coating film and apply a glassy coating.

[比較例1]
重量平均分子量が6,500であるペルヒドロポリシラザン10部および溶剤としてジブチルエーテル90部を混合し、ポリシラザンのジブチルエーテル溶液を調製した。調製した溶液に最外層が銅ペースト処理された5mm×2mm×1.5mmHサイズのコンデンサーをディッピングし、大気中100℃、10分間乾燥することでポリシラザン塗膜を得た。次に、このコンデンサーを大気中150℃で48h加熱し、ポリシラザン塗膜を硬化させてガラス質コーティングを施した。
[Comparative Example 1]
10 parts of perhydropolysilazane with a weight average molecular weight of 6,500 and 90 parts of dibutyl ether as a solvent were mixed to prepare a dibutyl ether solution of polysilazane. A capacitor with a size of 5 mm x 2 mm x 1.5 mmH and whose outermost layer was treated with copper paste was dipped into the prepared solution, and dried at 100°C in air for 10 minutes to obtain a polysilazane coating film. Next, the capacitor was heated at 150°C in air for 48 hours to harden the polysilazane coating film and provide a glassy coating.

[比較例2]
重量平均分子量が6,500であるペルヒドロポリシラザン2部および溶剤としてジブチルエーテル98部を混合し、ポリシラザンのジブチルエーテル溶液を調製した。調製した溶液に最外層が銅ペースト処理された5mm×2mm×1.5mmHサイズのコンデンサーをディッピングし、大気中100℃、10分間乾燥することでポリシラザン塗膜を得た。次に、このコンデンサーを大気中150℃で48h加熱し、ポリシラザン塗膜を硬化させてガラス質コーティングを施した。
[Comparative Example 2]
A polysilazane dibutyl ether solution was prepared by mixing 2 parts of perhydropolysilazane with a weight average molecular weight of 6,500 and 98 parts of dibutyl ether as a solvent. A 5 mm x 2 mm x 1.5 mmH capacitor with the outermost layer treated with copper paste was dipped into the prepared solution and dried at 100°C in air for 10 minutes to obtain a polysilazane coating film. Next, the capacitor was heated at 150°C in air for 48 hours to harden the polysilazane coating film and provide a glassy coating.

[比較例3]
重量平均分子量が1,100であるモノメチルポリシラザン10部および溶剤としてジブチルエーテル90部を混合し、ポリシラザンのジブチルエーテル溶液を調製した。調製した溶液に最外層が銅ペースト処理された5mm×2mm×1.5mmHサイズのコンデンサーをディッピングし、大気中100℃、10分間乾燥することでポリシラザン塗膜を得た。次に、このコンデンサーを大気中150℃で48h加熱し、ポリシラザン塗膜を硬化させてガラス質コーティングを施した。
[Comparative Example 3]
10 parts of monomethylpolysilazane with a weight average molecular weight of 1,100 and 90 parts of dibutyl ether as a solvent were mixed to prepare a dibutyl ether solution of polysilazane. A capacitor with a size of 5 mm x 2 mm x 1.5 mmH and whose outermost layer was treated with copper paste was dipped into the prepared solution, and dried at 100°C in air for 10 minutes to obtain a polysilazane coating film. Next, the capacitor was heated at 150°C in air for 48 hours to harden the polysilazane coating film and apply a glassy coating.

[比較例4]
重量平均分子量が6,500であるペルヒドロポリシラザン9部、重量平均分子量が1,100であるモノメチルポリシラザン1部および溶剤としてジブチルエーテル90部を混合し、ポリシラザンのジブチルエーテル溶液を調製した。調製した溶液に最外層が銅ペースト処理された5mm×2mm×1.5mmHサイズのコンデンサーをディッピングし、大気中100℃、10分間乾燥することでポリシラザン塗膜を得た。次に、このコンデンサーを大気中150℃で48h加熱し、ポリシラザン塗膜を硬化させてガラス質コーティングを施した。
[Comparative Example 4]
9 parts of perhydropolysilazane with a weight average molecular weight of 6,500, 1 part of monomethylpolysilazane with a weight average molecular weight of 1,100, and 90 parts of dibutyl ether as a solvent were mixed to prepare a dibutyl ether solution of polysilazane. A 5 mm x 2 mm x 1.5 mmH size capacitor with the outermost layer treated with copper paste was dipped into the prepared solution, and dried at 100°C in air for 10 minutes to obtain a polysilazane coating film. Next, the capacitor was heated at 150°C in air for 48 hours to harden the polysilazane coating film and apply a glassy coating.

[比較例5]
重量平均分子量が6,500であるペルヒドロポリシラザン1部、重量平均分子量が1,100であるモノメチルポリシラザン9部および溶剤としてジブチルエーテル90部を混合し、ポリシラザンのジブチルエーテル溶液を調製した。調製した溶液に最外層が銅ペースト処理された5mm×2mm×1.5mmHサイズのコンデンサーをディッピングし、大気中100℃、10分間乾燥することでポリシラザン塗膜を得た。次に、このコンデンサーを大気中150℃で48h加熱し、ポリシラザン塗膜を硬化させてガラス質コーティングを施した。
[Comparative Example 5]
A polysilazane dibutyl ether solution was prepared by mixing 1 part of perhydropolysilazane having a weight average molecular weight of 6,500, 9 parts of monomethylpolysilazane having a weight average molecular weight of 1,100, and 90 parts of dibutyl ether as a solvent. A 5 mm x 2 mm x 1.5 mmH size capacitor with the outermost layer treated with copper paste was dipped into the prepared solution, and dried at 100°C in air for 10 minutes to obtain a polysilazane coating film. Next, the capacitor was heated at 150°C in air for 48 hours to harden the polysilazane coating film and apply a glassy coating.

[比較例6]
重量平均分子量が1,800であるペルヒドロポリシラザン5部、重量平均分子量が1,100であるモノメチルポリシラザン5部および溶剤としてジブチルエーテル90部を混合し、ポリシラザンのジブチルエーテル溶液を調製した。調製した溶液に最外層が銅ペースト処理された5mm×2mm×1.5mmHサイズのコンデンサーをディッピングし、大気中100℃、10分間乾燥することでポリシラザン塗膜を得た。次に、このコンデンサーを大気中150℃で48h加熱し、ポリシラザン塗膜を硬化させてガラス質コーティングを施した。
[Comparative Example 6]
5 parts of perhydropolysilazane with a weight average molecular weight of 1,800, 5 parts of monomethylpolysilazane with a weight average molecular weight of 1,100, and 90 parts of dibutyl ether as a solvent were mixed to prepare a dibutyl ether solution of polysilazane. A 5 mm x 2 mm x 1.5 mmH size capacitor with the outermost layer treated with copper paste was dipped into the prepared solution, and dried at 100°C in air for 10 minutes to obtain a polysilazane coating film. Next, the capacitor was heated at 150°C in air for 48 hours to harden the polysilazane coating film and apply a glassy coating.

[比較例7]
重量平均分子量が54,000であるペルヒドロポリシラザン5部、重量平均分子量が1,100であるモノメチルポリシラザン5部および溶剤としてジブチルエーテル90部を混合し、ポリシラザンのジブチルエーテル溶液を調製した。調製した溶液に最外層が銅ペースト処理された5mm×2mm×1.5mmHサイズのコンデンサーをディッピングし、大気中100℃、10分間乾燥することでポリシラザン塗膜を得た。次に、このコンデンサーを大気中150℃で48h加熱し、ポリシラザン塗膜を硬化させてガラス質コーティングを施した。
[Comparative Example 7]
5 parts of perhydropolysilazane with a weight average molecular weight of 54,000, 5 parts of monomethylpolysilazane with a weight average molecular weight of 1,100, and 90 parts of dibutyl ether as a solvent were mixed to prepare a dibutyl ether solution of polysilazane. A 5 mm x 2 mm x 1.5 mmH size capacitor with the outermost layer treated with copper paste was dipped into the prepared solution, and dried at 100°C in air for 10 minutes to obtain a polysilazane coating film. Next, the capacitor was heated at 150°C in air for 48 hours to harden the polysilazane coating film and apply a glassy coating.

[参考例1]
最外層が銅ペースト処理された5mm×2mm×1.5mmHサイズのコンデンサーを用意した。
[Reference Example 1]
A capacitor having a size of 5 mm×2 mm×1.5 mmH and an outermost layer treated with copper paste was prepared.

[リフロー試験]
実施例、比較例および参考例で作製したコンデンサーサンプルに対し株式会社タムラ製作所社製リフロー装置を用いてリフロー試験を行った。リフロー条件は150℃、200℃、220℃、260℃、265℃と段階的に加熱された距離2mの炉内を速度0.35m/分のコンベアで1回通過させた。その後、外観を確認した。
[Reflow test]
A reflow test was carried out on the capacitor samples produced in the Examples, Comparative Examples and Reference Examples using a reflow device manufactured by Tamura Corporation. The reflow conditions were that the samples were passed once through a 2 m long furnace heated stepwise to 150°C, 200°C, 220°C, 260°C and 265°C on a conveyor at a speed of 0.35 m/min. The appearance was then confirmed.

[硫化試験]
硫化試験は実施例、比較例および参考例で作製したコンデンサーサンプルに対し上記のリフロー試験を行った後に実施した。試験方法は、それぞれ硫黄粉末と共に密閉容器に入れ、対流式乾燥機で80℃、100時間加熱した後に銅ペースト部分の変化を顕微鏡で観察した。
[Sulfuration test]
The sulfuration test was carried out on the capacitor samples produced in the examples, comparative examples, and reference examples after the above-mentioned reflow test. The test method was to place each sample in a sealed container together with sulfur powder, heat it in a convection dryer at 80°C for 100 hours, and then observe the change in the copper paste portion under a microscope.

実施例、比較例および参考例をまとめたものを表1に示す。なお、外観上で特に問題がない場合は〇、それ以外は不良モードを記載した。

Figure 0007495862000007
The results of the Examples, Comparative Examples, and Reference Examples are summarized in Table 1. In addition, when there was no particular problem in appearance, a rating of ◯ was given, and otherwise a rating of defective mode was given.
Figure 0007495862000007

実施例および比較例のうち、比較例1、6を除く全てのサンプルで硬化後にクラックや剥離などの外観不良は発生しなかった。比較例1、6で硬化後にクラックが発生した原因はコーティング膜の耐クラック性が乏しく、硬化収縮による応力に耐えきれなかったためと考えられる。また、比較例1、2、4、6および7ではリフロー試験後にコーティング膜にクラックや剥離が確認された。これはコンデンサーとコーティング膜の線膨張差が原因であると推測される。一方、実施例1~3および比較例3、5ではリフロー後もコーティング膜に不良は発生しなかった。リフロー試験後に硫化試験を行うと比較例および参考例のすべてのサンプルで銅ペースト部分の硫化による黒変が確認された。クラックや剥離が生じたサンプルについてはコーティングがガスバリア膜として機能しないため当然の結果である。比較例3、5についてはコーティング膜に不良は生じなかったがコーティング膜自体のガスバリア性が不十分であったことが示唆される。これらのことから本発明のコーティング膜は電子材料部品に必須な耐リフロー性を有し、かつ、高い耐硫化性能を示すことが言える。 In the examples and comparative examples, all samples except Comparative Examples 1 and 6 did not suffer from defects in appearance such as cracks or peeling after curing. The reason why cracks occurred after curing in Comparative Examples 1 and 6 is thought to be because the coating film had poor crack resistance and could not withstand the stress caused by cure shrinkage. In Comparative Examples 1, 2, 4, 6, and 7, cracks and peeling were confirmed in the coating film after the reflow test. This is presumably due to the difference in linear expansion between the capacitor and the coating film. On the other hand, in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 3 and 5, no defects occurred in the coating film even after reflow. When a sulfurization test was performed after the reflow test, blackening due to sulfurization of the copper paste part was confirmed in all samples of the comparative examples and reference examples. For samples in which cracks and peeling occurred, this is a natural result because the coating does not function as a gas barrier film. For Comparative Examples 3 and 5, no defects occurred in the coating film, but it is suggested that the gas barrier properties of the coating film itself were insufficient. From these facts, it can be said that the coating film of the present invention has reflow resistance essential for electronic material parts and exhibits high sulfurization resistance.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. The above-described embodiment is merely an example, and anything that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits similar effects is included within the technical scope of the present invention.

Claims (2)

(A)下記(A-1)および(A-2)からなる異なる構造を有する2種類のポリシラザン化合物の混合物、及び
(A-1)下記式(1)
Figure 0007495862000008
(式中、R炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基である)
で示される繰り返し単位からなり、重量平均分子量が3,000~50,000の範囲内であるポリシラザン化合物、
(A-2)下記式(2)
Figure 0007495862000009
(式中、R炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基であり、Rは炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる基である)
で示される繰り返し単位からなるポリシラザン化合物、
(B)有機溶剤
を含む電子材料保護用コーティング剤であり、前記(A-1)成分と前記(A-2)成分との混合比率が、質量比で7/3~3/7の範囲を満たすものであることを特徴とする電子材料保護用コーティング剤。
(A) a mixture of two types of polysilazane compounds having different structures, consisting of the following (A-1) and (A-2), and (A-1) a polysilazane compound represented by the following formula (1):
Figure 0007495862000008
(wherein R 1 is a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms ).
and a weight average molecular weight of the polysilazane compound having a repeating unit represented by the formula:
(A-2) The following formula (2)
Figure 0007495862000009
(In the formula, R2 is a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and R3 is a group selected from an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.)
A polysilazane compound having a repeating unit represented by the formula:
(B) A coating agent for protecting electronic materials, which contains an organic solvent, and is characterized in that a mixing ratio of the component (A-1) to the component (A-2) satisfies a range of 7/3 to 3/7 in terms of mass ratio.
前記(A)成分と前記(B)成分との混合比が0.1/99.9~20/80を満たすものであることを特徴とする請求項1に記載の電子材料保護用コーティング剤。 The coating agent for protecting electronic materials according to claim 1, characterized in that the mixing ratio of the (A) component to the (B) component is 0.1/99.9 to 20/80.
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