JPS6184025A - Formation of film on surface of semiconductor element - Google Patents

Formation of film on surface of semiconductor element

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JPS6184025A
JPS6184025A JP59205253A JP20525384A JPS6184025A JP S6184025 A JPS6184025 A JP S6184025A JP 59205253 A JP59205253 A JP 59205253A JP 20525384 A JP20525384 A JP 20525384A JP S6184025 A JPS6184025 A JP S6184025A
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一雅 五十嵐
Naoki Inoue
直樹 井上
Katsuhiko Yamaguchi
勝彦 山口
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Abstract

PURPOSE:To obtain a polyimide thick film in a simple manner by a method wherein a diamino compound, consisting of the prescribed components A and B, and aromatic tetracarboxylic acid ester is dissolved into a solvent, the solvent is heated up, the heated solvent is coated on the surface of a semiconductor element and it is heated up again. CONSTITUTION:The equimolar amounts of diamino compound, consisting of 99-80mol% of component A of aromatic tetranucleus body diamine indicated by formula I and 1-20mol% of component B of diaminosiloxane indicated by formula B, and 3.3'.4.4'-biphenyl tetracarboxylic acid ester are dissolved into an insoluble solvent and a low molecular weight polymer solution, containing the imid-ring having the density of solid part of 20wt% or more at the viscosity of 100cps/25+ or -1 deg. is formed by heating the above-mentioned solution. This solution is coated on the surface of a substrate, the film forming component is hardened by heating and formed into a polyimide film. According to this method, a thick polyimide film can be formed on the surface of an element without performing a complicated coating work.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、半導体素子のP−N接合部の露出面等の素
子表面にポリイミド絶縁皮膜を形成する半導体素子表面
への皮膜形成方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a method for forming a polyimide insulating film on the surface of a semiconductor element, such as the exposed surface of a PN junction of a semiconductor element.

〔背景技術〕[Background technology]

従来、半導体素子のP−N接合部のジャンクション保護
膜あるいは半導体素子表面のパッシベーション膜等とし
て、耐湿性と密着性に優れるポリイミドシリコン、すな
わち、シロキサン変性ポリイミドが用いられてきた。と
ころが高圧大電流の半導体素子、特に高圧ダイオードに
は、角形チップ形状の半導体素子からなるダイオードが
あり、このP−N接合部のジャンクション保護膜として
、従来のシロキサン変性ポリアミド酸溶液の加熱硬化に
より得られるポリイミド膜を用いると、角形チップのエ
ツジの部分の膜厚が薄くなりすぎて放電する場合があり
、製品歩留が低下し、初期良品率の向上の点で問題があ
った。すなわち、第1図に示すような、通常用いられて
いる克復円筒状のメサ型半導体素子型のシリコンダイオ
ードでは、N型領域3aとP壁領域3bとをP−N接合
面5で接合してなる半導体素子4がリード線1a。
Conventionally, polyimide silicon, that is, siloxane-modified polyimide, which has excellent moisture resistance and adhesion, has been used as a junction protective film for a P-N junction of a semiconductor element or a passivation film on the surface of a semiconductor element. However, some high-voltage, large-current semiconductor devices, especially high-voltage diodes, are made of square chip-shaped semiconductor devices, and as a junction protective film for this P-N junction, a conventional siloxane-modified polyamic acid solution obtained by heat curing is used. If a polyimide film is used, the film thickness at the edge of the square chip may become too thin, resulting in discharge, resulting in a lower product yield and a problem in improving the initial good product rate. That is, in a normally used silicon diode of the mesa type semiconductor element type having a curved cylindrical shape as shown in FIG. The semiconductor element 4 is the lead wire 1a.

1bにハンダで接着され、これらがエポキシ樹脂等のモ
ールド材2で封止されている。半導体素子4の表面は、
リード線の一部を含んでポリイミド膜6で被覆されてい
る。ところが第2図のように半導体素子4が角形チップ
の場合、四隅のエツジ部分では、ポリイミド膜6は非常
に薄くなり、これがために放電し逆方向の漏れ電流が著
しく増大することがあった。これはポリイミド膜形成用
の塗布溶液であるシロキサン変性ポリアミド酸のポリイ
ミド形成成分濃度である固形分濃度が低いことに原因が
あった。
1b with solder, and these are sealed with a molding material 2 such as epoxy resin. The surface of the semiconductor element 4 is
A portion of the lead wire is covered with a polyimide film 6. However, when the semiconductor element 4 is a rectangular chip as shown in FIG. 2, the polyimide film 6 becomes very thin at the four corner edges, which may cause discharge and cause a significant increase in leakage current in the reverse direction. This was caused by the low solid content concentration, which is the concentration of polyimide forming components, of the siloxane-modified polyamic acid, which is a coating solution for forming a polyimide film.

一般に、ポリイミド絶縁皮膜の形成に用いられる塗布溶
液は、不活性溶剤中にポリアミド酸もしくはその誘導体
を溶解して構成されている。しかしながら、上記重合体
は、高分子量のため、実使用上溶解できる重合体濃度は
一般に5〜30重量%であり、さらに上記ダイオード等
へ塗布する場合には、ハケ塗り、ディスペンス法等の塗
布作業性をよくするため、さらに溶剤で希釈して溶液粘
度を通常50〜130センチポイズ(cps )に低下
させている。しかし、この粘度での重合体濃度は通常2
〜20重量%にも低下し、このため、角形チップのエツ
ジの部分は極めて薄肉となる。そこでエツジカバー性を
向上させるため複数回塗布によりエツジの部分に肉付け
する方法が試みられているが、この方法では工程の増加
となり作業性の低下を招く。少なくとも、−回の塗布で
充分なエツジカバーを実現するためには、塗布溶液が固
形分濃度の高い高濃度溶液であることが必要である。さ
らに、半導体素子のリード線への接着部分の段差が10
0μm以上あって最大皮膜厚みが100μm以上となっ
ても透明強靭な皮膜を形成できることも必要である。第
4図は個別半導体である高圧トランジスタの一実施例の
横断面図である。すなわち、放熱板の付いた恨メッキ銅
フレーム8の上にパワートランジスタ素子11が固定さ
れ、アルミニウムワイヤ9でリードフレームとボンディ
ングされており、この素子表面上に従来のポリアミド酸
もしくはその誘導体から形成されたポリイミド保護膜1
2が設けられ、これらがエポキシ樹脂等のモールド材1
0で封止されている。このポリイミド保護膜12は、主
に半4体の耐湿性向上の目的で使用され、通常5〜20
μm程度の膜厚で充分な特性を発揮するが、アルミニウ
ムワイヤ9のボンディング部(素子表面上)では、塗布
溶液の表面張力のため、100μm以上の肉厚となる場
合が多々あり、この肉厚部でポリイミド膜が透明皮膜と
ならず粉化する現象が生じていた。これは、従来のポリ
アミド酸系塗布溶液は厚膜形成能に欠けることに起因す
る。このように粉化したポリイミド膜では、絶縁耐電圧
が著しく低下し、リーク電流の増加、耐圧低下の原因と
なっていた。また、300μm以上の厚みのある半導体
素子の側面でも同様の問題が生じていた。
Generally, a coating solution used for forming a polyimide insulating film is composed of a polyamic acid or a derivative thereof dissolved in an inert solvent. However, since the above polymer has a high molecular weight, the concentration of the polymer that can be dissolved in practical use is generally 5 to 30% by weight, and furthermore, when applying to the above diode etc., the application process such as brush painting or dispensing method is required. To improve its properties, it is further diluted with a solvent to lower the solution viscosity, typically from 50 to 130 centipoise (cps). However, the polymer concentration at this viscosity is usually 2
As a result, the edge portion of the square chip becomes extremely thin. In order to improve edge coverage, attempts have been made to thicken the edges by applying them multiple times, but this method increases the number of steps and reduces workability. In order to achieve sufficient edge coverage with at least one coating, the coating solution needs to be a highly concentrated solution with a high solid content concentration. Furthermore, the difference in level at the adhesive part of the semiconductor element to the lead wire is 10
It is also necessary to be able to form a transparent and tough film even if the thickness is 0 μm or more and the maximum film thickness is 100 μm or more. FIG. 4 is a cross-sectional view of one embodiment of a high voltage transistor, which is a discrete semiconductor. That is, a power transistor element 11 is fixed on a plating copper frame 8 with a heat sink, and is bonded to a lead frame with an aluminum wire 9, and on the surface of this element is formed a conventional polyamide acid or its derivative. polyimide protective film 1
2 are provided, and these are molded with a molding material 1 such as epoxy resin.
It is sealed with 0. This polyimide protective film 12 is mainly used for the purpose of improving the moisture resistance of the half body, and is usually made of 5 to 20
Sufficient characteristics are exhibited with a film thickness of approximately μm, but the bonding portion of the aluminum wire 9 (on the element surface) often has a thickness of 100 μm or more due to the surface tension of the coating solution. In some cases, the polyimide film did not become a transparent film but turned into powder. This is due to the fact that conventional polyamic acid coating solutions lack the ability to form thick films. In the powdered polyimide film, the dielectric withstand voltage is significantly lowered, causing an increase in leakage current and a decrease in the withstand voltage. Further, a similar problem has occurred on the side surface of a semiconductor element having a thickness of 300 μm or more.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、煩
雑な塗布作業を行うことなく、厚膜のポリイミド皮膜を
形成しうる半導体素子表面への皮膜形成方法の提供をそ
の目的とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for forming a film on the surface of a semiconductor element, by which a thick polyimide film can be formed without performing complicated coating operations.

〔発明の開示〕[Disclosure of the invention]

上記の目的を達成するため、この発明の半導体素子表面
への皮膜形成方法は、素子表面にポリイミド皮膜形成用
溶液が塗工された半導体素子を準備する工程と、ポリイ
ミド皮膜形成用溶液中の皮膜形成成分を加熱硬化させて
ポリイミド皮膜化する工程を備えた半導体素子表面への
皮膜形成方法であって、上記ポリイミド皮膜形成用?u
 f&として、下記のA成分99〜80モル%およびB
成分1〜20モル%からなるジアミノ化合物と芳香族テ
トラカルボン酸エステルとを不活性溶媒に等モルもしく
は略等モル溶解し加熱処理することにより得られたイミ
ド環含有低分子量重合体溶液を用いるという構成をとる
In order to achieve the above object, the method of forming a film on the surface of a semiconductor element of the present invention includes the steps of preparing a semiconductor element whose surface is coated with a solution for forming a polyimide film, and forming a film in the solution for forming a polyimide film. A method for forming a film on the surface of a semiconductor element, comprising a step of heating and curing a forming component to form a polyimide film. u
As f&, 99 to 80 mol% of the following A component and B
An imide ring-containing low molecular weight polymer solution obtained by dissolving equimolar or approximately equimolar diamino compound and aromatic tetracarboxylic acid ester consisting of 1 to 20 mol% of components in an inert solvent and heating the solution is used. Take composition.

A : (al下記の一般式(1)で表される芳香族4
核体ジアミン (bl上記(alおよびB成分以外の分子内にケイ素原
子を含まないジアミン からなるジアミン。
A: (al) Aromatic 4 represented by the following general formula (1)
Nuclear diamine (bl) A diamine consisting of a diamine that does not contain a silicon atom in the molecule other than the above (al and B components).

ただし、(alと(blの相互のモル比は100:O〜
70:30である。
However, the mutual molar ratio of (al and (bl) is 100:O~
It is 70:30.

B:下記の一般式(2)で示されるジアミノシロキサン すなわち、この発明は、有機溶媒に対する親和性をもつ
前記一般式(1)の芳香族4核体ジアミンと、半導体素
子表面に対する接着性の高い上記一般式(2)のジアミ
ノシロキサンとを併用し、これらジアミンと、ジアミン
に対して鋭敏に反応する芳香族テトラカルボン酸二無水
物ではなく、それよりもやや反応性の低いエステルとを
不活性溶媒中に溶解し加熱処理を施すことにより、ポリ
アミド酸よりも著しく低分子量体であって、イミド環を
有しているにもかかわらず溶解性の極めてよい分子量2
00000以下の、イミド環を含む重合体(縮合部分が
全てイミド化したポリイミド、一部未閉環部分を残し残
余がイミド化したポリイミド−ポリアミド酸構造のポリ
マーもしくはオリゴマー)を生成させ、ポリイミド皮膜
形成用溶液の高濃度化を図り、半導体素子表面に形成す
るポリイミド膜の厚膜形成を可能にするものである。
B: Diaminosiloxane represented by the following general formula (2) That is, this invention uses an aromatic tetranuclear diamine represented by the general formula (1) that has an affinity for organic solvents, and a diaminosiloxane that has high adhesiveness to the surface of a semiconductor element. By using diaminosiloxane of the general formula (2) above in combination, these diamines and esters, which are slightly less reactive than aromatic tetracarboxylic dianhydrides, which are sensitive to diamines, are inactivated. By dissolving it in a solvent and subjecting it to heat treatment, it is possible to obtain a molecular weight substance 2 that has a significantly lower molecular weight than polyamic acid and has extremely good solubility despite having an imide ring.
00,000 or less, containing an imide ring (polyimide in which all the condensed parts are imidized, polymers or oligomers with a polyimide-polyamic acid structure in which the remainder is imidized with some unclosed parts), and used for forming polyimide films. This makes it possible to increase the concentration of the solution and form a thick polyimide film on the surface of a semiconductor element.

上記、イミド環含有低分子量重合体溶液(ポリイミド皮
膜形成用溶液)の処理対象となる半導体素子表面とは、
通常、P−N接合部の露出面を意味する。しかし、この
露出面にガラスパッシベーション膜等が形成されている
場合も含まれる。
The semiconductor element surface to be treated with the imide ring-containing low molecular weight polymer solution (polyimide film forming solution) is as follows:
Usually refers to the exposed surface of the P-N junction. However, this also includes a case where a glass passivation film or the like is formed on this exposed surface.

このイミド環含有低分子量重合体溶液は、上記式(11
で表される芳香族4核体ジアミン(A成分)と上記式(
2)で表されるジアミノシロキサン(B成分)を用いて
構成される。芳香族4核体ジアミンとして好適なものは
、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル〕プロパンがあげられる。それ以外の好ましい代表例
として、2.2−ビス〔3−メチル−4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル〕プロパン、2.2−ビス〔3−
クロロ−4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロ
パン、1.1−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル〕エタン、1.1−ビス〔3−メチル−4・−(
4−アミノフェノキシ)フェニルコメタン、1,1−ビ
ス〔3−クロロ−4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル〕エタン、1,1−ビス〔3,5−ジメチル−4−(
4−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、ビスC4−
(4−アミノフェノキシ)フェニルコメタン、ビス〔3
−メチル−4−(4−アミノフェノキシ)フェニルコメ
タン、ビス〔3−クロロ−4−(4−アミノフェノキシ
)フェニル〕エタン、ビス〔3,5−ジメチル−4−(
4−アミノフェノキシ)フェニルコメタン等があげられ
る。
This imide ring-containing low molecular weight polymer solution has the above formula (11
Aromatic tetranuclear diamine (A component) represented by the above formula (
Constructed using diaminosiloxane (component B) represented by 2). Suitable aromatic tetranuclear diamines include 2,2-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)propane.Other preferred representative examples include 2,2-bis[3-methyl -4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[3-
Chloro-4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 1.1-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)ethane, 1.1-bis[3-methyl-4・-(
4-aminophenoxy)phenylcomethane, 1,1-bis[3-chloro-4-(4-aminophenoxy)phenyl]ethane, 1,1-bis[3,5-dimethyl-4-(
4-Aminophenoxy)phenyl]ethane, bisC4-
(4-aminophenoxy)phenylcomethane, bis[3
-Methyl-4-(4-aminophenoxy)phenylcomethane, bis[3-chloro-4-(4-aminophenoxy)phenyl]ethane, bis[3,5-dimethyl-4-(
Examples include 4-aminophenoxy)phenylcomethane.

なお、上記一般式(1)で表される芳香族4核体ジアミ
ンのうちの30モル%までは、従来の分子内にケイ素原
子を含まないジアミンをA成分の一部として用いること
ができる。それ以上の使用は、得られるポリイミド皮膜
形成用溶液(以下「皮膜形成液」と略す)の厚膜形成能
が損なわれるようになるので止める必要がある。このよ
うな従来のジアミンを例示すると、メタフェニレンジア
ミン、バラフェニレンジアミン等の1核体ジアミン、4
.4゛−ジアミノジフェニルメタン、4,4”−ジアミ
ノジフェニルエーテル、2.2” −ビス(4−アミノ
フェニル)プロパン、3.3” −ジアミノジフェニル
スルホン、4,4′ −ジアミノジフェニルスルホン、
4.4’  −ジアミノジフェニルスルフィド、ベンジ
ジン、ベンジジン−3゜3′−ジスルホン酸、ベンジジ
ン−3−モノスルホン酸、ベンジジン−3−モノカルボ
ン酸、3゜3′ −ジメトキシベンジジン等の2核体ジ
アミン、4−4″−ジアミノ−p−ターフェニル、1゜
4−ビス(m−アミノフェノキシ)ベンゼン、1.4−
ビス(p−アミノフェノキシ)ベンゼン、1.4−ビス
(m−アミノスルホニル)ベンゼン、1.4−ビス(p
−アミノフェニルスルホニル)ベンゼン、1,4−ビス
(m−アミノフェニルチオエーテル)ベンゼン、1,4
−ビス(p−アミノフェニルチオエーテル)ベンゼン等
の3核体ジアミン、4.4′ −ジアミノジフェニルエ
ーテル−3−カルボンアミド、3.4゛ −ジアミノジ
フェニルエーテル−4−カルボンアミド、3,4゛ −
ジアミノジフェニルエーテル−3゛ −カルボンアミド
、3.3゛ −ジアミノジフェニルエーテル−4−カル
ボンアミド等のジアミノカルボンアミド化合物、4.4
″ −(4−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、
4.4° −(3−アミノフェノキシ)ジフェニルスル
ホン、4.4′ −(4−7ミノフエノキシ)ジフェニ
ルスルフィド、4.4’  −(4−アミノフェノキシ
)ビフェニル等の一般式(1)に含まれない4核体ジア
ミンやヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミ
ン等の脂肪族ジアミン、1.4−ジアミノシクロヘキサ
ン、イソホロンジアミン、4.4’  −ジアミノジシ
クロヘキシルメタン等の脂環族ジアミンがあげられる。
Note that up to 30 mol% of the aromatic tetranuclear diamine represented by the above general formula (1) can be a conventional diamine that does not contain a silicon atom in its molecule as part of the A component. Use beyond this point must be stopped because the ability of the resulting polyimide film-forming solution (hereinafter abbreviated as "film-forming solution") to form a thick film will be impaired. Examples of such conventional diamines include mononuclear diamines such as metaphenylenediamine and paraphenylenediamine;
.. 4′-diaminodiphenylmethane, 4,4″-diaminodiphenyl ether, 2.2″-bis(4-aminophenyl)propane, 3.3″-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone,
4. Dinuclear diamines such as 4'-diaminodiphenylsulfide, benzidine, benzidine-3°3'-disulfonic acid, benzidine-3-monosulfonic acid, benzidine-3-monocarboxylic acid, and 3°3'-dimethoxybenzidine , 4-4″-diamino-p-terphenyl, 1°4-bis(m-aminophenoxy)benzene, 1.4-
Bis(p-aminophenoxy)benzene, 1.4-bis(m-aminosulfonyl)benzene, 1.4-bis(p
-aminophenylsulfonyl)benzene, 1,4-bis(m-aminophenylthioether)benzene, 1,4
- trinuclear diamine such as bis(p-aminophenylthioether)benzene, 4.4' -diaminodiphenyl ether-3-carbonamide, 3.4' -diaminodiphenyl ether-4-carbonamide, 3,4' -
Diaminocarbonamide compounds such as diaminodiphenyl ether-3'-carbonamide, 3.3'-diaminodiphenyl ether-4-carbonamide, 4.4
″-(4-aminophenoxy)diphenylsulfone,
Included in general formula (1) such as 4.4°-(3-aminophenoxy)diphenylsulfone, 4.4′-(4-7minophenoxy)diphenylsulfide, 4.4′-(4-aminophenoxy)biphenyl, etc. Examples include aliphatic diamines such as tetranuclear diamines, hexamethylene diamine, and heptamethylene diamine, and alicyclic diamines such as 1,4-diaminocyclohexane, isophorone diamine, and 4,4'-diaminodicyclohexylmethane.

上記一般式(2)で表されるジアミノシロキサン(B成
分)は、生成ポリイミド膜の、半導体素子に対する密着
性を向上させるため、密着性向上剤として用いられる。
The diaminosiloxane (component B) represented by the above general formula (2) is used as an adhesion improver in order to improve the adhesion of the produced polyimide film to the semiconductor element.

しかしながら、多量に使用すると生成ポリイミド膜の耐
熱性等が損なわれるようになるため、その使用量は、ジ
アミノ化合物全体の1〜20モル%に設定する必要があ
る。好ましいのは1〜4モル%である。すなわち、ジア
ミノ   −シロキサンの使用量が20モル%を超える
と、生成ポリイミド皮膜の耐熱性および耐湿性が低下し
、逆に1モル%未満になると、半導体素子に対する密着
性に劣るようになるからである。このようなジアミノシ
ロキサンの代表例はつぎのとおりである。
However, if a large amount is used, the heat resistance etc. of the produced polyimide film will be impaired, so the amount used needs to be set at 1 to 20 mol% of the total diamino compound. The preferred amount is 1 to 4 mol%. In other words, if the amount of diamino-siloxane used exceeds 20 mol%, the heat resistance and moisture resistance of the resulting polyimide film will decrease, and if it is less than 1 mol%, the adhesion to the semiconductor element will become poor. be. Representative examples of such diaminosiloxanes are as follows.

CH,CH3 CH,C)!。CH,CH3 CH, C)! .

C)13   CH:I Cb Hs  Cb It 5 CHz   CH3 CbHs  OCH3CbHs この発明は、このようなA成分、B成分からなるジアミ
ノ化合物と反応させる酸類として、芳香族テトラカルボ
ン酸エステルを用いる。このような芳香族テトラカルボ
ン酸エステルとしては、通常、分子量200〜700程
度のものが用いられる。この種のエステルは、例えば、
芳香族テトラカルボン酸二無水物と、炭素数4以下のm
個アルコールとを反応させてつくられる。このようなア
ルコールを例示すると、メタノール、エタノール、n−
プロパツール、 5ec−プロパツール、  n −ブ
タノール、 see −ブタノール、 tert−ブタ
ノールがあげられる。これらのアルコールのなかでも、
メタノール、エタノール、n−プロパツール。
C) 13 CH:I Cb Hs Cb It 5 CHz CH3 CbHs OCH3CbHs In this invention, an aromatic tetracarboxylic acid ester is used as the acid to be reacted with the diamino compound consisting of the A component and the B component. As such an aromatic tetracarboxylic acid ester, one having a molecular weight of about 200 to 700 is usually used. This type of ester is e.g.
Aromatic tetracarboxylic dianhydride and m having 4 or less carbon atoms
It is made by reacting with alcohol. Examples of such alcohols include methanol, ethanol, n-
Examples include propatool, 5ec-propatool, n-butanol, see-butanol, and tert-butanol. Among these alcohols,
Methanol, ethanol, n-propertool.

5ec−ブタノールを用いることが好ましく、最も好ま
しいのはメタノール、エタノールである。上記−価アル
コールと反応させる芳香族テトラカルボン酸二無水物の
代表的なものを例示すると、ピロメリット酸二無水物、
3,3′、4.4” −ベンゾフェノンテトラカルボン
酸二無水物、3,3’、4.4” −ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物、2,3.3’ 、4’ −ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,6.7−ナフ
タレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5.6−ナ
フタレンテトラカルボン酸二無水物、1.4,5.8−
ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2.2゛ −ビ
ス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパンニ無水物
、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホンニ無
水物、3,4,9.10−ペリレンテトラカルボン酸二
無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテ
ルニ無水物、2,2° −(2,3−ジカルボキシフェ
ニル)プロパンニ無水物、■、1′−ビス(2,3−ジ
カルボキシフェニル)エタンニ無水物、ベンゼン−1,
2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、2.3.6.
7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,
7.8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物があ
げられる。
It is preferable to use 5ec-butanol, and methanol and ethanol are most preferable. Representative examples of aromatic tetracarboxylic dianhydrides to be reacted with the above-mentioned alcohol include pyromellitic dianhydride,
3,3',4.4''-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4.4''-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3.3',4'-biphenyltetracarboxylic acid Dianhydride, 2,3,6.7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5.6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1.4,5.8-
Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2.2'-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propanihydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfone dianhydride, 3,4,9.10-perylene Tetracarboxylic dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)ether dianhydride, 2,2°-(2,3-dicarboxyphenyl)propanihydride, ■, 1'-bis(2,3- dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, benzene-1,
2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, 2.3.6.
7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,
7.8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride is mentioned.

エステル化は、芳香族テトラカルボン酸二無水物に対し
て過剰量のアルコールを反応容器に加え、アルコールの
沸点で加熱還流し、無水物基1個に対してアルコールを
少なくとも1個以上反応させた構造の芳香族テトラカル
ボン酸ジエステル以上の多エステルとし、反応終了後に
過剰のアルコールを留去することにより行うことができ
る。
Esterification was performed by adding an excess amount of alcohol to the aromatic tetracarboxylic dianhydride to a reaction vessel, heating to reflux at the boiling point of the alcohol, and reacting at least one alcohol with one anhydride group. This can be carried out by using a polyester having a structure of aromatic tetracarboxylic acid diester or higher, and distilling off excess alcohol after the reaction is completed.

上記芳香族テトラカルボン酸エステルのうち、特に好適
なものは、3,3”、4.4’  −ビフェニルテトラ
カルボン酸ジメチルエステルおよび3.3’ 、4.4
’  −ビフェニルテトラカルボン酸ジエチルエステル
である。これら好適なエステルは、通常は酸無水物基を
有していない、そして、これらの芳香族テトラカルボン
酸エステルを用いた場合、最も厚膜のポリイミド膜が形
成でき、しかも、形成されたポリイミド膜は、ポリアミ
ド酸を経由して得られる同一構造のポリイミド膜と同等
の特性を備えている。もちろん上記のエステル以外の他
の二無水物エステルを使用する場合でも厚膜形成ができ
るが、加熱条件をより緩和して行う等の手段をとること
が好ましい。
Among the above aromatic tetracarboxylic acid esters, particularly preferred are 3,3'',4.4'-biphenyltetracarboxylic acid dimethyl ester and 3.3'',4.4
'-biphenyltetracarboxylic acid diethyl ester. These suitable esters usually do not have an acid anhydride group, and when these aromatic tetracarboxylic acid esters are used, the thickest polyimide film can be formed, and the formed polyimide film has the same properties as a polyimide film with the same structure obtained via polyamic acid. Of course, it is possible to form a thick film even when dianhydride esters other than the above-mentioned esters are used, but it is preferable to take measures such as relaxing the heating conditions.

この発明は、まず、上記の原料を用い、例えばつぎのよ
うにして皮膜形成液を製造する。すなわち1式(1)で
表される芳香族4核体ジアミンを中心とするA成分99
〜20モル%および式(2)で表されるジアミノシロキ
サンからなるB成分1〜20モル%の組成のジアミノ化
合物と、芳香族テトラカルボン酸エステルとを等モルも
しくは略等モル不活性溶媒中に、室温または70°C以
下の温度で溶解し、均一透明溶液にしたのち、80〜2
00℃に加熱し、脱アルコール反応により重縮合を進め
る。その結果、目的とする皮膜形成液が得られる。この
ようにして得られた皮膜形成液は、イミド環含有重合体
が低分子量であり、しかもその重合体中に、溶媒親和性
の高い芳香族4核体ジアミンが導入されているため、ポ
リイミド形成成分である上記重合体を高濃度で溶解しう
る。この皮膜形成液中のポリイミド形成成分濃度である
固形分濃度(上記重合体濃度)は、使用する用途によっ
て種々変わり得るが、目安としては塗布溶液の溶液粘度
を100cps(25±0.1℃において)に調整した
ときの固形分濃度が20重量%以上になるようにするこ
とが好ましい。
In this invention, first, a film-forming liquid is manufactured using the above raw materials, for example, in the following manner. That is, A component 99 centered on aromatic tetranuclear diamine represented by formula (1)
~20 mol% and a diamino compound having a composition of 1 to 20 mol% of component B consisting of diaminosiloxane represented by formula (2) and an aromatic tetracarboxylic acid ester in an equimolar or approximately equimolar inert solvent. , after dissolving at room temperature or a temperature below 70°C to make a homogeneous transparent solution, 80-2
The mixture is heated to 00°C to proceed with polycondensation by dealcoholization reaction. As a result, the desired film-forming liquid is obtained. The film forming solution obtained in this way has a low molecular weight imide ring-containing polymer, and furthermore, aromatic tetranuclear diamine with high solvent affinity is introduced into the polymer, so that polyimide formation is possible. The component polymer described above can be dissolved at a high concentration. The solid content concentration (the above-mentioned polymer concentration), which is the concentration of the polyimide-forming component in this film-forming solution, can vary depending on the application, but as a guide, the solution viscosity of the coating solution is 100 cps (at 25 ± 0.1 °C). ) is preferably adjusted so that the solid content concentration is 20% by weight or more.

なお、上記不活性溶媒溶液に対する加熱処理は、上記の
ように80〜200℃の温度で行うことが好ましい。加
熱を上記温度条件で行うことにより分子量が2100〜
200000の低分子量の、イミド環を含む重合体が得
られるようになる。ここで、上記分子量は、ポリスチレ
ンを基?J物質とし、展開?各課としてテトラヒドロフ
ランを用いるゲルパーミェーションクロマトグラフィー
により求めた重量平均分子量を示している。また、芳香
族テトラカルボン酸エステルのエステル基の種類によっ
ては、まれに脱アルコール化反応の反応速度が速(なり
、イミド環を含む重合体の分子量が200000にとど
まらずそれ以上に高分子量化し、不活性溶媒に不溶化す
ることも起こりうる。そのような場合には、反応を低温
で行う等により対処することができる。
Note that the heat treatment of the inert solvent solution is preferably performed at a temperature of 80 to 200°C as described above. By heating under the above temperature conditions, the molecular weight is 2100~
A polymer containing an imide ring and having a low molecular weight of 200,000 is obtained. Here, the above molecular weight is based on polystyrene? J substance and expansion? Each section shows the weight average molecular weight determined by gel permeation chromatography using tetrahydrofuran. In addition, depending on the type of ester group in the aromatic tetracarboxylic acid ester, the reaction rate of the dealcoholization reaction is sometimes fast (as a result, the molecular weight of the polymer containing an imide ring is not only 200,000 but also higher than that). Insolubilization in an inert solvent may also occur. In such a case, it can be dealt with by conducting the reaction at a low temperature, etc.

また、芳香族テトラカルボン酸エステルおよびジアミノ
化合物を溶解する上記不活性溶媒とは、上記エステルお
よびジアミノ化合物と反応せず、しかも上記生成低分子
量重合体を溶解しうるを機溶媒のことである。そのよう
な不活性溶媒の一例として、N−メチル−2−ピロリド
ン、N、N”−ジメチルホルムアミド、N、N’  −
ジメチルアセトアミド、N、N’  −ジメチルスルホ
キシド、ヘキサメチルホスホルアミド等の高極性塩基性
溶媒があげられる。もちろんこれ以外の溶媒、例えばテ
トラヒドロフラン、アセトフェノン、シクロヘキサノン
、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジオキサ
ンも用いることができる。また、これらの溶媒と、トル
エン、キシレン、ベンゾニトリル、ベンゼン、フェノー
ルのような汎用溶媒を併用することもできる。しかし、
その使用量は生成重合体の溶解度を低下させない範囲に
抑制する必要がある。
Further, the above-mentioned inert solvent that dissolves the aromatic tetracarboxylic acid ester and diamino compound refers to an organic solvent that does not react with the above-mentioned ester and diamino compound and is capable of dissolving the produced low molecular weight polymer. Examples of such inert solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N,N"-dimethylformamide, N,N'-
Examples include highly polar basic solvents such as dimethylacetamide, N,N'-dimethylsulfoxide, and hexamethylphosphoramide. Of course, other solvents such as tetrahydrofuran, acetophenone, cyclohexanone, triethylene glycol dimethyl ether, and dioxane can also be used. Moreover, these solvents can also be used in combination with general-purpose solvents such as toluene, xylene, benzonitrile, benzene, and phenol. but,
The amount used must be controlled within a range that does not reduce the solubility of the produced polymer.

つぎに、上記のようにして得られた皮膜形成液を用い、
下記のようにして半導体素子表面にポリイミド皮膜を形
成する。すなわち、上記皮膜形成液を半導体素子表面に
塗工する。この場合、通常は素子表面だけでなく、その
近傍部分にも上記皮膜形成液は塗工される。そして、こ
の皮膜形成液は高濃度液であるため、−回の塗布で厚肉
の塗布層を形成できる。ついで、これを200〜350
℃に加熱する。その結果、皮膜形成液中の低分子量重合
体が重合してポリイミド化がなされ厚膜のポリイミド膜
が形成される。なお、上記皮膜形成液中には、まれに未
反応上ツマ−が含まれることがあるが、この未反応モノ
マーは、上記塗膜に対する200〜350°Cの加熱の
際、低分子量重合体(ポリマーとオリゴマー)と反応す
るため、特別に除去する必要はない。そして、上記のよ
うにして半導体素子表面に形成されたポリイミド膜は、
ポリイミド本来の良好な耐熱性、耐薬品性1機械的特性
および卓越した電気絶縁性を有する。したがって、従来
公知の各種用途に応用しうる。
Next, using the film forming liquid obtained as above,
A polyimide film is formed on the surface of a semiconductor element as follows. That is, the film forming liquid is applied to the surface of the semiconductor element. In this case, the film forming liquid is usually applied not only to the element surface but also to the vicinity thereof. Since this film-forming liquid is a highly concentrated liquid, a thick coating layer can be formed by applying it twice. Next, add this to 200-350
Heat to ℃. As a result, the low molecular weight polymer in the film forming solution is polymerized and converted into polyimide, forming a thick polyimide film. It should be noted that the film-forming solution may occasionally contain unreacted monomers, but these unreacted monomers are converted into low-molecular-weight polymers ( (polymer and oligomer), so there is no need to specifically remove it. The polyimide film formed on the surface of the semiconductor element as described above is
Polyimide has good heat resistance, chemical resistance, mechanical properties, and excellent electrical insulation properties. Therefore, it can be applied to various conventionally known uses.

なお、上記皮膜形成液は、厚膜形成性に優れていると同
時に成形性にも優れていることから、各種充填剤を分散
したペーストのバインダーとしても有用である。すなわ
ち、銀粉、金粉、パラジウム粉等の導電性充填剤を分散
してなる耐熱性導電性ペーストのバインダーとして、チ
ップボンディング用、電子部品の電極用等に使用できる
。また、ウラン、トリウム含量が5 ppb以下のを機
または無機質フィラーを分散して、ソフトエラー防止ス
クリーン印刷用ペーストとしても使用できる。
The above film forming liquid is also useful as a binder for pastes in which various fillers are dispersed, since it is excellent in not only thick film forming properties but also moldability. That is, it can be used as a binder for a heat-resistant conductive paste made by dispersing conductive fillers such as silver powder, gold powder, palladium powder, etc. for chip bonding, electrodes of electronic components, etc. Furthermore, by dispersing organic or inorganic fillers containing uranium or thorium of 5 ppb or less, it can also be used as a screen printing paste for preventing soft errors.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明は、前記一般式(1)の芳香族
4核体ジアミンと一般式(2)のジアミノシロキサンを
併用し、これらジアミンと、芳香族テトラカルボン酸エ
ステルとを反応させることによりつくられた、高濃度の
イミド環含有低分子量重合体溶液をポリイミド皮膜形成
用溶液として用いるため、この溶液の一回の塗布、加熱
処理により厚膜のポリイミド膜を半導体素子表面に形成
しうるようになる。したがって、従来のように溶液を何
回も塗り重ねる手間が不要になる。すなわち、角形のエ
ツジ部が薄膜になるため何回もの塗り重ねを要していた
従来の角形チップ形状の半導体素子に対しても、−回の
塗布でそのエツジ部の膜厚を充分な厚さに仕上げうるよ
うになる。また、これまでのポリアミド酸溶液では粉化
現象を生じるため実現不可能であった100μmを超え
る厚膜のポリイミド膜を容易に形成しうるようになる。
As described above, the present invention uses the aromatic tetranuclear diamine of the general formula (1) and the diaminosiloxane of the general formula (2) together, and allows these diamines to react with an aromatic tetracarboxylic acid ester. Since the high concentration imide ring-containing low molecular weight polymer solution prepared by is used as a solution for forming a polyimide film, a thick polyimide film can be formed on the surface of a semiconductor element by one application of this solution and heat treatment. It becomes like this. Therefore, there is no need to apply the solution many times as in the past. In other words, even for conventional prismatic chip-shaped semiconductor devices, which required multiple coatings to form a thin film on the edges of the prismatic areas, it is possible to achieve a sufficient film thickness on the edges with just one coating. You will be able to finish it. Furthermore, it becomes possible to easily form a polyimide film thicker than 100 μm, which was impossible to achieve with conventional polyamic acid solutions because of the powdering phenomenon.

特に、この発明は、上記ジアミンと芳香族テトラカルボ
ン酸エステルをそのまま溶解し、これをポリイミド皮膜
形成用溶液として用いるのではなく、かなり反応させて
から用いるため、半導体素子表面に対しての塗布後の加
熱処理の際、芳香族テトラカルボン酸エステルから遊離
するアルコールが殆どない。したがって、ポリイミド膜
に、遊離アルコールの大気中への逃散の際に生ずる微小
孔が生じないという優れた効果が得られる。このように
、この発明によれば、−回の塗布で半導体素子上に10
0μm以上の透明ポリイミド絶縁膜を形成しうる。した
がって、ダイオード、トランジスタの保護膜以外にもサ
イクリスタさらにはIC,LSI等の集積回路の厚膜が
必要とされる保護膜の形成に有用である。特に、VLS
Iのメモリーセルのα線シールド膜は、通常20〜70
μmの膜厚が要求され、この厚み出しのために従来はポ
リアミド酸もしくはその誘導体からなる塗布溶液を多量
にスピンナー法やポツティング法で塗布していたのであ
るが、ポリイミド膜が粉化しないように塗布量を厳しく
制御し、また塗布精度を管理する等高度で複雑な工程を
要していた。しかし、この発明によれば、−回の塗布で
所定の膜厚のものを形成することができるため、上記の
ような高度で複雑な工程が不要になり、全体の工程の簡
素化ならびに作業の簡素化を実現しうるようになる。
In particular, in this invention, the diamine and aromatic tetracarboxylic acid ester are not dissolved as they are and used as a solution for forming a polyimide film, but are used after a considerable reaction. During the heat treatment, almost no alcohol is liberated from the aromatic tetracarboxylic acid ester. Therefore, an excellent effect is obtained in that the polyimide film does not have micropores that occur when free alcohol escapes into the atmosphere. As described above, according to the present invention, 10 coats can be coated on a semiconductor device in - times of coating.
A transparent polyimide insulating film with a thickness of 0 μm or more can be formed. Therefore, in addition to protective films for diodes and transistors, the present invention is useful for forming protective films for cyclers and integrated circuits such as ICs and LSIs that require thick films. In particular, VLS
The α-ray shielding film of the memory cell of I is usually 20 to 70
A film thickness of micrometers is required, and in order to achieve this thickness, conventionally a large amount of a coating solution made of polyamic acid or its derivatives was applied using a spinner method or potting method, but in order to prevent the polyimide film from turning into powder, This required sophisticated and complicated processes such as strictly controlling the amount of coating and managing coating accuracy. However, according to the present invention, it is possible to form a film with a predetermined thickness in just one coating time, which eliminates the need for the above-mentioned sophisticated and complicated processes, simplifying the overall process and making the work easier. It becomes possible to realize simplification.

また、この発明は、透明電極を含むガラス基板からなる
液晶セルの液晶配向膜、積層板、各種絶縁皮膜にも応用
しうる。
Further, the present invention can be applied to liquid crystal alignment films of liquid crystal cells made of glass substrates including transparent electrodes, laminates, and various insulating films.

つぎに、実施例について説明する。Next, examples will be described.

なお、以下の実施例において、溶液粘度および固形分濃
度はつぎのようにして測定した。
In addition, in the following examples, solution viscosity and solid content concentration were measured as follows.

(1)   ン容ン夜粘度 E型回転粘度計で、25±0.1℃で測定した。(1) Total viscosity Measurement was performed using an E-type rotational viscometer at 25±0.1°C.

(2)固形分濃度 ここに、W、;シャーレの重量(g) W2 :試料とシャーレの重量(g) w、:150℃で60分さらに200℃で60分乾燥し
た後の試料とシャーレ の重量(g) 〔実施例1〕 攪拌装置、冷却管および温度計を付したフラスコ中に、
3.3’、4.4°−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物29.4g(0,1モル)とメタノール160g(
5モル)を加え、64〜65℃で6時間、反応系が透明
となるまで加熱還流した。その後過剰のメタノールを留
去し、さらに減圧下でメタノール残分を完全に留去した
。得られたエステル化物は、酸価が311であり、IR
スペクトルから3.3′、 4.4’−ビフェニルテト
ラカルボン酸ジメチルエステルであることが確認された
。つぎに、このようにして得られた3、3′、 4.4
’−ビフェニルテトラカルボン酸ジメチルエステル35
.8g(0,1モル)と、2.2−ビス(4−(4−ア
ミノフェノキシ)フェニル〕プロパン39.57 g 
(0,0965モル)とビス(3−アミノプロピル)テ
トラメチルジシロキサン0、87 g  (0,003
5モル)とをN−メチル−2−とロリトン69.8 g
中に加え、40℃で2時間攪拌して透明溶液とし、引き
続いて80℃で20時間攪拌を続は透明粘稠溶液(皮膜
形成液)とした。このようにして得られた皮膜形成液は
、固形分濃度が50.3%であり、溶液粘度が4000
 cpsであった。
(2) Solid content concentration Where, W,; Weight of Petri dish (g) W2: Weight of sample and Petri dish (g) w,: Weight of sample and Petri dish after drying at 150°C for 60 minutes and further at 200°C for 60 minutes. Weight (g) [Example 1] In a flask equipped with a stirrer, a cooling tube and a thermometer,
29.4 g (0.1 mol) of 3.3',4.4°-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 160 g of methanol (
5 mol) was added thereto, and the mixture was heated under reflux at 64 to 65° C. for 6 hours until the reaction system became transparent. Thereafter, excess methanol was distilled off, and the methanol residue was further completely distilled off under reduced pressure. The obtained esterified product has an acid value of 311 and an IR
From the spectrum, it was confirmed that it was 3.3', 4.4'-biphenyltetracarboxylic acid dimethyl ester. Next, 3, 3', 4.4 obtained in this way
'-Biphenyltetracarboxylic acid dimethyl ester 35
.. 8 g (0.1 mol) and 39.57 g of 2,2-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)propane.
(0,0965 mol) and bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane 0,87 g (0,003
5 mol) and N-methyl-2- and Loliton 69.8 g
The solution was stirred at 40° C. for 2 hours to obtain a transparent solution, and then stirred at 80° C. for 20 hours to obtain a transparent viscous solution (film-forming liquid). The film forming liquid thus obtained has a solid content concentration of 50.3% and a solution viscosity of 4000%.
It was cps.

つぎに、上記の皮膜形成液を水中に投じ、生成再沈ポリ
マーを減圧乾燥したのち赤外吸収スペクトル測定をした
ところ、第6図に示すように、1780cm−’および
1720cm−’にイミド基にもとづく〉C=Oの特性
吸収帯が現れていた。この結果から上記ポリマーは、イ
ミド環を含む重合体であることが確認された。
Next, the above film-forming solution was poured into water, the resulting reprecipitated polymer was dried under reduced pressure, and then an infrared absorption spectrum was measured. A characteristic absorption band of C=O appeared. From this result, it was confirmed that the above polymer contained an imide ring.

〔実施例2〕 実施例1と同様な反応容器に、3.3’、4.4”−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物29.4g(0,1
モル)とn−プロパツール300g(5モル)を加え、
97℃で4時間、反応系が透明となるまで加熱還流した
。その後過剰のn−プロパツールを留去し、3.3’、
4.4°−ビフェニルテトラカルボン酸ジn−プロピル
エステルを合成した。ついで、得られた3、3″、4.
4”−ビフェニルテトラカルボン酸ジn−プロピルエス
テル41.4 gに、2.2−ビス〔4゜(4−アミノ
フェノキシ)フェニル〕プロパン38゜95g(0,0
95モル)とビス(3−アミノプロピル)テトラメチル
ジシロキサン1.24 g (0,005モル)とN−
メチル−2−ピロリドン81.6gとを加え、60℃で
2時間攪拌したのち、105℃で2時間、さらに150
℃で1時間攪拌し、目的とする皮膜形成液をつくった。
[Example 2] Into the same reaction vessel as in Example 1, 29.4 g of 3.3',4.4''-biphenyltetracarboxylic dianhydride (0,1
mol) and 300 g (5 mol) of n-propatool,
The mixture was heated to reflux at 97° C. for 4 hours until the reaction system became transparent. After that, excess n-propertool was distilled off, and 3.3'
4.4°-Biphenyltetracarboxylic acid di-n-propyl ester was synthesized. Then, the obtained 3, 3″, 4.
To 41.4 g of 4''-biphenyltetracarboxylic acid di-n-propyl ester, 38.95 g of 2,2-bis[4°(4-aminophenoxy)phenyl]propane (0,0
95 mol) and 1.24 g (0,005 mol) of bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane and N-
After adding 81.6 g of methyl-2-pyrrolidone and stirring at 60°C for 2 hours, the mixture was stirred at 105°C for 2 hours, and then stirred at 150°C for 2 hours.
The mixture was stirred at ℃ for 1 hour to prepare the desired film-forming solution.

得られた皮膜形成液の固形分濃度は50.5%、溶液粘
度は4900 cpsであった。
The solid content concentration of the obtained film-forming liquid was 50.5%, and the solution viscosity was 4900 cps.

つぎに、上記のようにして得られた皮膜形成液を水中に
投入し、生成再沈ポリマーを減圧乾燥したのち赤外吸収
スペクトル測定をしたところ、第7図に示すように、1
780cm−’および1720c111− ’にイミド
基にもとづ< >C=Oの特性吸収帯が現れていた。こ
れより、上記ポリマーは、イミド環を含む重合体である
ことが確認された。
Next, the film-forming solution obtained as described above was poured into water, and the resulting reprecipitated polymer was dried under reduced pressure, and then an infrared absorption spectrum was measured.As shown in FIG.
Characteristic absorption bands of <>C=O based on imide groups appeared at 780 cm-' and 1720c111-'. From this, it was confirmed that the above polymer was a polymer containing an imide ring.

〔実施例3〕 3.3’ 、4.4’−ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物に代えて、3.3’ 、4.4”−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸二無水物を同モル使用した。それ以
外は実施例1と同様にして固形分濃度50.0%、溶液
粘度1800 cpsの皮膜形成液をつくった。
[Example 3] Instead of 3.3', 4.4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, the same mole of 3.3', 4.4''-benzophenonetetracarboxylic dianhydride was used. A film forming solution having a solid content concentration of 50.0% and a solution viscosity of 1800 cps was prepared in the same manner as in Example 1 except for this.

つぎに、上記のようにして得られた皮膜形成液を水中に
投入し、生成再沈ポリマーを減圧乾燥したのち赤外吸収
スペクトル測定をしたところ、第8図に示すように、1
780an−’および1720C1ll −’にイミド
基にもとづ< >C=Oの特性吸収帯が見られイミド環
を含む重合体であることが確認された。
Next, the film-forming solution obtained as described above was poured into water, and the resulting reprecipitated polymer was dried under reduced pressure, and then an infrared absorption spectrum was measured. As shown in FIG.
A characteristic absorption band of <>C═O based on the imide group was observed in 780an-' and 1720C1ll-', and it was confirmed that they were polymers containing imide rings.

〔実施例4〕 2.2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル
〕プロパン41.0g(0,1モル)に代えて、2.2
−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロ
パン33.62g(0,082モル)とビス(3−アミ
ノプロピル)テトラメチルジシロキサン4.47 g(
0,018モル)を用いた。それ以外は実施例1と同様
にして、固形分濃度50.0%、溶液粘度1300 c
psの皮膜形成液を得た。
[Example 4] Instead of 41.0 g (0.1 mol) of 2.2-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)propane, 2.2
-33.62 g (0,082 mol) of bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane and 4.47 g (0,082 mol) of bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane (
0,018 mol) was used. Other than that, the same procedure as in Example 1 was carried out, with a solid content concentration of 50.0% and a solution viscosity of 1300 c.
A ps film forming solution was obtained.

つぎに、上記のようにして得られた皮膜形成液を水中に
投入し、生成再沈ポリマーを減圧乾燥したのち赤外吸収
スペクトル測定をしたところ、第9図に示すように、1
780an−’および1720cm−’にイミド基にも
とづ< >C=Oの特性吸収帯が見られイミド環を含む
重合体であることが確認された。
Next, the film-forming solution obtained as described above was poured into water, and the resulting reprecipitated polymer was dried under reduced pressure, and then an infrared absorption spectrum was measured.As shown in FIG.
Characteristic absorption bands of <>C═O based on imide groups were observed at 780an-' and 1720cm-', confirming that the polymer contained imide rings.

〔比較例1〕 芳香族テトラカルボン酸二無水物をエステル化せず、そ
のまま用いた。すなわち、実施例1と同様の反応容器に
、3,3′、4.4’−ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物29.4g(0,1モル)と2,2−ビス(4−
(4−アミノフェノキジン フェニル〕プロパン39.
57g (0,0965モル)とビス(3−アミノプロ
ピル)テトラメチルジシロキサン0.87g(0,00
35モル)とN−メチル−2−ピロリドン279、4 
gとを加え、30℃以下(特に室温付近ないしそれに近
い温度)の温度に保ちながら攪拌した。これによって重
合反応はすみやかに進行して反応系の粘度が上昇し、固
形分濃度19.9%、溶液粘度2000000  cp
s以上のポリアミド酸溶液を得た。つぎに、これを60
℃に保って加熱・熟成を行い溶液粘度を3000 cp
sまで低下させ、引き続きN−メチル−2−ピロリドン
で溶液粘度が105 cpsになるように希釈した。こ
のポリアミド酸溶液の固形分濃度は10.5%であった
[Comparative Example 1] Aromatic tetracarboxylic dianhydride was not esterified and used as it was. That is, 29.4 g (0.1 mol) of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 2,2-bis(4-
(4-aminophenokidine phenyl)propane 39.
57 g (0,0965 mol) and 0.87 g (0,00 mol) of bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane
35 mol) and N-methyl-2-pyrrolidone 279,4
g and stirred while maintaining the temperature at 30° C. or lower (particularly at or near room temperature). As a result, the polymerization reaction proceeds quickly and the viscosity of the reaction system increases, resulting in a solid content concentration of 19.9% and a solution viscosity of 2,000,000 cp.
A polyamic acid solution of s or more was obtained. Next, add this to 60
Heat and age the solution at 3000 cp while keeping it at ℃.
The solution was then diluted with N-methyl-2-pyrrolidone to a solution viscosity of 105 cps. The solid content concentration of this polyamic acid solution was 10.5%.

〔比較例2〕 実施例1と同様の反応容器に、実施例1で得られた3、
3“、4.4’−ビフェニルテトラカルボン酸ジメチル
エステル35.8g(0,1モル)と4.4′−ジアミ
ノジフェニルエーテル19.3g(0,0965モル)
とビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサ
ン0.87g(0,0035モル)とをN−メチル−2
−ピロリドン49.6 g中に加え、40 ’Cで2時
間攪拌して完全に溶解し、引き続いて80°Cで20時
間攪拌し透明粘稠溶液とした。この重合体溶液は固形分
濃度49.8%、溶液粘度は2000 cpsであった
[Comparative Example 2] In a reaction vessel similar to Example 1, 3 obtained in Example 1,
3", 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dimethyl ester 35.8 g (0,1 mol) and 4,4'-diaminodiphenyl ether 19.3 g (0,0965 mol)
and 0.87 g (0,0035 mol) of bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane in N-methyl-2
- Added to 49.6 g of pyrrolidone and stirred at 40'C for 2 hours to completely dissolve, followed by stirring at 80'C for 20 hours to form a clear viscous solution. This polymer solution had a solid content concentration of 49.8% and a solution viscosity of 2000 cps.

つぎに、実施例1〜4および比較例1〜2で得られた塗
布溶液を、角形チップ形状を有する高圧シリコンダイオ
ードのP−N接合面上に、リードフレームの一部を含ん
ではけ塗りで塗布し、乾燥、硬化後樹脂モールド材で封
止して半導体装置とした。第1表に、その乾燥、硬化条
件、初期特性(順方向電圧、良品率、逆方向耐電圧良品
率・−・・・−・・−・−試料100ケ中の良品数で示
す)および121℃、  2atmのスチーム・プレッ
シャー・クツカー試験(PCTと略す)後の逆方向漏れ
電流良品率の測定結果を示す。
Next, the coating solutions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 were brushed onto the P-N junction surface of a high-voltage silicon diode having a square chip shape, including a part of the lead frame. After coating, drying and curing, the semiconductor device was sealed with a resin molding material. Table 1 shows its drying, curing conditions, initial characteristics (forward voltage, good product rate, reverse withstand voltage good product rate, number of good products out of 100 samples), and 121 The measurement results of the reverse leakage current yield rate after steam pressure Kutsuker test (abbreviated as PCT) at ℃ and 2 atm are shown.

(以下余白) 実施例1〜4で作製したポリイミド形成用塗布溶液を用
いると、第3図に示すように、角形のエツジの部分もポ
リイミド膜で厚く被覆でき、このため、エツジでの放電
を防止でき、初期良品率の向上を実現できるようになる
。また、第5図に示すように、上記実施例で得られた溶
液を高圧トランジスタの絶縁皮膜として適用した場合に
も、同様の効果が認められた。また、上記実施例1〜4
、比較例1〜2により得られた塗布溶液を、その溶液を
構成する溶剤で順次希釈し所定濃度における粘度(25
±1℃に測定)を測定してグラフ化し第10図に示した
。直線aは実施例1.bは実施例2.cは実施例3.d
は実施例4のそれを示し、直線eは比較例1.fは比較
例2のそれを示す。第10図から明らかなように、実施
例の溶液は比較例のそれと比べて著しく固形分濃度が高
いことがわかる。なお、比較例2は固形分濃度は高いが
、生成ポリイミド膜が不透明状となり実用に耐えない。
(Left below) When the polyimide forming coating solution prepared in Examples 1 to 4 is used, the edges of the rectangular shape can also be covered thickly with a polyimide film, as shown in FIG. This can be prevented and the initial good product rate can be improved. Further, as shown in FIG. 5, similar effects were observed when the solution obtained in the above example was applied as an insulating film of a high voltage transistor. In addition, the above Examples 1 to 4
The coating solutions obtained in Comparative Examples 1 and 2 were sequentially diluted with the solvents constituting the solution, and the viscosity (25
(measured at ±1°C) and graphed it as shown in Figure 10. Straight line a corresponds to Example 1. b is Example 2. c is Example 3. d
indicates that of Example 4, and straight line e indicates that of Comparative Example 1. f indicates that of Comparative Example 2. As is clear from FIG. 10, it can be seen that the solutions of Examples have significantly higher solid content concentrations than those of Comparative Examples. Although Comparative Example 2 has a high solid content concentration, the resulting polyimide film becomes opaque and cannot be put to practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(A)、第2図(A)はそれぞれ従来の半導体装
置の一例の縦断面図、第1図(B)、第2図(B)はそ
の横断面図、第4図は従来の半導体装置の他の例の縦断
面図、第3図(A)はこの発明の方法を用いてつくられ
た半導体装置の一例の説明図、第3図(B)はその横断
面図、第5図は同じくこの発明の方法を用いてつくられ
た半導体装置の他の例の縦断面図、第6図ないし第9図
は実施例で得られたポリイミドの赤外吸収スペクトル図
、第10図は塗布溶液の固形分濃度−溶液粘度線図であ
る。 特許出願人 日東電気工業株式会社 代理人  弁理士 西 藤 征 彦 第1図 第2図 第3図 第4図 4シ 第5図 固廿多づ);J度(’/、)  − 第10図 6、補正の内容 手続補正書(自発 昭和60年2月18日 昭和59刷イ商藻205253号 2、発明の名称 半導体素子表面への皮膜形成方法 3、番鉦をする者 事(牛との関係  特許出願人 住所 が則葎末市且稲1丁目1番2号 名称(396)日頼妃1拭鰍 イ儒土方三部 4、代理人 明細書 (1)明細書第18頁第19行目、「99〜20モル%
、jとあるを「99〜80モル%」と訂正する。
1(A) and 2(A) are longitudinal cross-sectional views of an example of a conventional semiconductor device, FIG. 1(B) and FIG. 2(B) are cross-sectional views thereof, and FIG. 4 is a conventional semiconductor device. FIG. 3(A) is an explanatory diagram of an example of a semiconductor device manufactured using the method of the present invention, FIG. 3(B) is a cross-sectional view thereof, and FIG. The figure is a longitudinal cross-sectional view of another example of a semiconductor device similarly manufactured using the method of the present invention, Figures 6 to 9 are infrared absorption spectra of polyimide obtained in Examples, and Figure 10 is a coating It is a solid content concentration-solution viscosity diagram of a solution. Patent Applicant Nitto Electric Industry Co., Ltd. Agent Patent Attorney Yukihiko Nishifuji 6. Contents of the amendment Procedural amendment (self-initiated February 18, 1985, published in 1985, Shōmo 205253 No. 2, Title of the invention Method for forming a film on the surface of a semiconductor device 3, Person who makes a gong (with a cow) Related Patent Applicant Address: 1-1-2, Noriyoshi, Sueichi, and Ina (396) Hiyorihi 1, Fukuyani, Yu, Hijikata, 3rd Department, 4, Agent's Specification (1) Specification, page 18, line 19 eyes, "99-20 mol%
, j is corrected to "99 to 80 mol%."

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)素子表面にポリイミド皮膜形成用溶液が塗工され
た半導体素子を準備する工程と、ポリイミド皮膜形成用
溶液中の皮膜形成成分を加熱硬化させてポリイミド皮膜
化する工程を備えた半導体素子表面への皮膜形成方法で
あつて、上記ポリイミド皮膜形成用溶液として、下記の
A成分99〜80モル%およびB成分1〜20モル%か
らなるジアミノ化合物と芳香族テトラカルボン酸エステ
ルとを不活性溶媒に等モルもしくは略等モル溶解し加熱
処理することにより得られたイミド環含有低分子量重合
体溶液を用いることを特徴とする半導体素子表面への皮
膜形成方法。 A:(a)下記の一般式(1)で表される芳香族4核体
ジアミン ▲数式、化学式、表等があります▼………(1) 〔式(1)中、R_1、R_2は水素、炭素1〜4のア
ルキル基またはCF_3であり、互いに同じであつても
異なつていてもよい。R_3、R_4、R_5、R_6
は水素、ハロゲンまたは炭素数1〜4のアルキル基であ
り、互いに同じであつても異なつていてもよい。〕 (b)上記(a)およびB成分以外の分子内にケイ素原
子を含まないジアミンからなるジアミン。 ただし、(a)と(b)の相互のモル比は100:0〜
70:30である。 B:下記の一般式(2)で示されるジアミノシロキサン ▲数式、化学式、表等があります▼………(2) 〔式(2)中、R_7は二価の有機基、R_8は一価の
有機基であり、nは1〜1000の整数である。〕
(1) A semiconductor element surface comprising the steps of preparing a semiconductor element whose surface is coated with a polyimide film-forming solution, and heating and curing film-forming components in the polyimide film-forming solution to form a polyimide film. A method for forming a film on a polyimide film, in which a diamino compound consisting of 99 to 80 mol% of component A and 1 to 20 mol% of component B and an aromatic tetracarboxylic acid ester are mixed in an inert solvent as the polyimide film forming solution. 1. A method for forming a film on the surface of a semiconductor device, the method comprising using a solution of a low molecular weight polymer containing an imide ring obtained by dissolving the imide ring-containing low molecular weight polymer in equimolar or approximately equimolar amounts in a liquid and heat-treating the solution. A: (a) Aromatic tetranuclear diamine represented by the general formula (1) below▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼……(1) [In formula (1), R_1 and R_2 are hydrogen , a C1-C4 alkyl group, or CF_3, which may be the same or different from each other. R_3, R_4, R_5, R_6
are hydrogen, halogen, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and may be the same or different. (b) A diamine that does not contain a silicon atom in its molecule other than the components (a) and B above. However, the mutual molar ratio of (a) and (b) is 100:0 ~
It is 70:30. B: Diaminosiloxane represented by the general formula (2) below ▲ Numerical formulas, chemical formulas, tables, etc. are available ▼ ...... (2) [In formula (2), R_7 is a divalent organic group, and R_8 is a monovalent organic group. It is an organic group, and n is an integer of 1 to 1000. ]
(2)芳香族テトラカルボン酸エステルが、3,3′、
4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸エステルである
特許請求の範囲第1項記載の半導体素子表面への皮膜形
成方法。
(2) Aromatic tetracarboxylic acid ester is 3,3′,
The method for forming a film on the surface of a semiconductor device according to claim 1, wherein the film is formed of 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid ester.
(3)イミド環含有低分子量重合体溶液が、溶液粘度を
100cps(25±1℃)に調整したときの固形分濃
度が20重量%以上になるように設定されている特許請
求の範囲第1項または第2項記載の半導体素子表面への
皮膜形成方法。
(3) The imide ring-containing low molecular weight polymer solution is set such that the solid content concentration is 20% by weight or more when the solution viscosity is adjusted to 100 cps (25±1°C) The method for forming a film on the surface of a semiconductor element according to item 1 or 2.
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