(57)【要約】【課題】回路の端部におけるリーク電流の発生を抑制することができる絶縁膜を有する回路基板を提供する。【解決手段】  回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備え、  上記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部が絶縁膜で覆われており、  上記絶縁膜は、絶縁性樹脂と、平均粒子径０．１〜５．０μｍの樹脂フィラーとを含むコーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる、回路基板。【選択図】図２
2020113597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備え、
前記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部が絶縁膜で覆われており、
前記絶縁膜は、絶縁性樹脂と、平均粒子径０．１〜５．０μｍの樹脂フィラーとを含むコーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる、回路基板。
【請求項２】
前記絶縁膜の絶縁破壊電圧が、５０Ｖ／μｍ以上である、請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記コーティング材の２５℃における粘度が３０〜５００Ｐａ・ｓである、請求項１又は２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記コーティング材の２５℃におけるチキソトロピー係数が２．０〜１０．０である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項５】
前記絶縁性樹脂が、ポリアミド、ポリアミドイミド、及びポリイミドからなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の回路基板と、回路基板上に搭載された半導体素子とを有する、半導体デバイス。
【請求項７】
回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備える回路基板の製造方法であって、
回路を有する絶縁基板を準備すること、
前記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部に、絶縁性樹脂と、平均粒子径０．１〜５．０μｍの樹脂フィラーとを含むコーティング材を塗布すること、及び
前記コーティング材を加熱して、該コーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる絶縁膜を形成すること
を含む、回路基板の製造方法。
【請求項８】
回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備える回路基板、及び該回路基板の上に搭載された半導体素子を有する半導体デバイスの製造方法であって、
回路を有する絶縁基板を準備すること、
前記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部に、絶縁性樹脂と、平均粒子径０．１〜５．０μｍの樹脂フィラーとを含むコーティング材を塗布すること、
前記コーティング材を加熱して、該コーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる絶縁膜を形成すること、及び
前記回路の上に、半導体素子を搭載すること
を含む、半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回路基板及びその製造方法、半導体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの分野では、パッケージの小型化及び大電流化に伴い、年々、パワー密度が上昇している。パワー密度の上昇によってリーク電流が発生しやすくなることから、半導体デバイスの絶縁信頼性を確保することが困難となる場合がある。そのため、リーク電流が発生しやすい、回路基板の回路間、及び回路基板の沿面等では、より高い絶縁性が求められている。
【０００３】
回路基板の回路間及び沿面における絶縁性を確保する方法として、回路間の隙間を広げる、及び回路基板を支持する絶縁基板の縁を広げることが考えられる。しかし、これらの方法は、パッケージの小型化の妨げになる。
【０００４】
これに対し、パッケージの小型化と絶縁性とを両立するために、金属回路を支持する絶縁基板において、金属回路の端部から延出する絶縁基板表面の、全面又はその一部に、コーティング材を塗布して絶縁性を付与する方法が報告されている(特許文献１)。特許文献１は、コーティング材として、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、及びこれらの樹脂に無機フィラーを添加した材料を使用し、所定の部位にコーティング皮膜を設けることによってリーク電流の発生を抑制できることを明らかにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１６６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パワー密度の高いパッケージにおいて、回路基板の回路間、及び回路基板の沿面におけるリーク電流を十分に抑制するためには、所定の部位に高精度で塗布でき、かつ塗布後の形状保持性に優れるコーティング材が必要となる。また、コーティング材は、優れた絶縁性を有する膜を形成可能である必要もある。しかし、従来のコーティング材は、このような要望に対して十分に満足できるものはなく、さらなる改善が望まれている。
【０００７】
例えば、コーティング材としてポリイミド樹脂を使用する場合、一般的に、ポリイミド樹脂又はその前駆体であるポリアミック酸を溶剤に溶解させたワニスの状態で塗布し、硬化させることによって成膜する。しかし、一般的に、ポリイミド樹脂のワニス（コーティング材）はチキソ性が低く、低粘度である。
ワニスが低粘度である場合、塗布後の形状保持性に劣り、ワニスが流れやすい。そのことにより、目的の膜厚を形成できない、及び意図しない箇所への塗布などの問題が起こりやすい。一方、ワニスが高粘度であり、かつチキソ性が低い場合、ワニスの供給工程、及びディスペンサーでの塗布工程において、圧力損失が大きく、塗布自体が困難となる。
【０００８】
形状保持性と塗布性とを両立するための一般的な手法として、コーティング材にチキソ性を付与することが挙げられる。コーティング材がチキソ性を有することによって、コーティング材は、調製時及びディスペンス塗布時など、外力が加えられる状態においては、粘度が低くなる。一方、塗布後にコーティング材に外力がかからない状態においては、粘度が高くなり、形状を保持することが可能になる。このような観点から、コーティング材は、適切なチキソ性を有することが望ましい。
【０００９】
これに対し、コーティング材にチキソ性を付与する手法として、一般的に、ベース樹脂に対して、シリカフィラーなどの無機フィラーを加えることが知られている。しかし、無機フィラーを添加した場合、硬化後の塗膜内にフィラーが存在するため、電圧をかけた際に塗膜内のフィラーに沿って通電しやすく、膜の絶縁破壊電圧が低下しやすい。
【００１０】
このように、従来のコーティング材は、種々な要望に対して十分に満足できるものではなく、さらなる改善が望まれている。特に、近年のパッケージにおけるパワー密度の向上に対し、パッケージの絶縁信頼性をより高めることが可能なコーティング材が望まれている。
したがって、本開示は、上述の状況を鑑みて、所定の部位に高精度で塗布でき、塗布後の形状保持性に優れ、かつ優れた絶縁破壊電圧を有する膜を形成することができるコーティング材を使用し、リーク電流の発生が抑制された回路基板を提供する。また、そのような回路基板を使用して、絶縁信頼性に優れる半導体デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態は以下に関するが、本発明は以下に限定されず、様々な実施形態を含む。
【００１２】
一実施形態は、回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備え、
上記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部が絶縁膜で覆われており、
上記絶縁膜は、絶縁性樹脂と、平均粒子径０．１〜５．０μｍの樹脂フィラーとを含むコーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる、回路基板に関する。
【００１３】
上記実施形態において、上記絶縁膜の絶縁破壊電圧は、５０Ｖ／μｍ以上であることが好ましい。また、上記コーティング材の２５℃における粘度は、３０〜５００Ｐａ・ｓであることが好ましい。上記コーティング材の２５℃におけるチキソトロピー係数は、２．０〜１０．０であることが好ましい。
【００１４】
上記実施形態において、上記絶縁性樹脂は、ポリアミド、ポリアミドイミド、及びポリイミドからなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
【００１５】
他の実施形態は、上記実施形態の回路基板と、回路基板上に搭載された半導体素子とを有する、半導体デバイスに関する。
【００１６】
他の実施形態は、回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備える回路基板の製造方法であって、
回路を有する絶縁基板を準備すること、
上記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部に、絶縁性樹脂と、平均粒子径０．１〜５．０μｍの樹脂フィラーとを含むコーティング材を塗布すること、及び
上記コーティング材を加熱して、該コーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる絶縁膜を形成することを含む、回路基板の製造方法に関する。
【００１７】
他の実施形態は、回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備える回路基板、及び該回路基板の上に搭載された半導体素子を有する半導体デバイスの製造方法であって、
回路を有する絶縁基板を準備すること、
上記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部に、絶縁性樹脂と、平均粒子径０．１〜５．０μｍの樹脂フィラーとを含むコーティング材を塗布すること、
上記コーティング材を加熱して、該コーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる絶縁膜を形成すること、及び
上記回路の上に、半導体素子を搭載することを含む、半導体デバイスの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、所定の部位に高精度で塗布でき、塗布後の形状保持性に優れ、かつ優れた絶縁破壊電圧を有する膜を形成することができるコーティング材を使用し、リーク電流の発生が抑制された回路基板を提供することができる。また、そのような回路基板を使用して、絶縁信頼性に優れる半導体デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、一実施形態に係る回路基板の部分構造を模式的に示す平面図である。
【図２】図２は、一実施形態に係る回路基板の部分構造を模式的に示す側面断面図である。
【図３】図３は、一実施形態に係る回路基板の部分構造を模式的に示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。
１．回路基板
一実施形態は、回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備え、上記回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部が絶縁膜で覆われており、上記絶縁膜は、絶縁性樹脂と、平均粒子径０．１〜５．０μｍの樹脂フィラーとを含むコーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる、回路基板に関する。
【００２１】
図１は、回路基板の一例を示す平面図である。図１において、参照符号１は絶縁基板、２は回路、３は絶縁膜を表す。図１に示す回路基板では、回路部分以外の絶縁基板の表面の全部が絶縁膜で覆われている。上記絶縁膜は、少なくとも上記回路の絶縁基板側の端部を覆っていればよく、回路基板において一部又は全部の回路の端部を覆っていてよい。
【００２２】
回路基板において、最もリーク電流が発生しやすい箇所は、回路の絶縁基板側の端部である。そのため、例えば、図２に示すように、絶縁膜３は、少なくとも、回路の絶縁基板側の端部２ａから延出する絶縁基板の縁を覆っていればよい。例えば、絶縁基板の両面に回路を有する厚銅基板では大電流を扱うため、絶縁基板の縁を経由してリーク電流が発生しやすい。そのため、通常、絶縁基板の縁幅を大きくすることでリーク電流の発生を抑制している。しかし、図２に示すように、少なくとも、回路の絶縁基板側の端部２ａから延出する絶縁基板の縁を絶縁膜で覆うことによって、絶縁基板の縁幅を大きくすることなく、リーク電流の発生を抑制することが可能となる。また、回路の他方の端部（回路上面側の端部）２ｂでのリーク電流の発生も考えられるため、回路の端部２ａに加えて、端部２ｂの一部を絶縁膜で覆ってもよい。
絶縁膜は、回路部分以外の絶縁基板の表面、例えば、少なくとも一部の回路と回路との間の絶縁基板の表面を覆っていてもよい。例えば、図３に示すように、絶縁膜３は、回路の少なくとも絶縁基板側の隣接する２つの端部２ａ（すなわち、回路の間）を覆っていてもよい。さらに、絶縁膜は、回路上面側の隣接する２つの端部２ｂの一部を覆っていてもよい。
【００２３】
一実施形態において、絶縁基板は、例えば、セラミック基板、樹脂基板、メタルベース基板であってよい。一実施形態において、絶縁基板は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板、及びガリウムナイトライド（ＧａＮ）基板であってもよい。ＳｉＣ基板、及びＧａＮ基板は、パワー半導体デバイスに好適に用いられる。本実施形態の回路基板では、少なくとも回路の絶縁基板側の端部が絶縁膜で覆われているため、リーク電流の発生が効果的に抑制される。そのため、上記回路基板を使用してパワー半導体を構成した場合でも、優れた絶縁信頼性を提供することができる。
【００２４】
回路基板における回路は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ等の金属膜、又は導電性ペーストから構成されていてよい。絶縁基板に対して、回路は直に接していても、又は接合層などを介して接していてもよい。一実施形態において、回路は、絶縁基板上に設けた金属膜をエッチングすることによって得られる金属回路であることが好ましい。回路は、絶縁基板の片面に限らず、他面にも形成されていてもよい。
【００２５】
絶縁信頼性の観点から、上記回路基板における絶縁膜の絶縁破壊電圧は、５０Ｖ／μｍ以上であることが好ましく、１００Ｖ／μｍ以上であることがより好ましく、１５０Ｖ／μｍ以上であることがさらに好ましい。絶縁膜の絶縁破壊電圧が５０Ｖ／μｍ以上であれば、従来よりもパワー密度が高い半導体デバイスにおいても、優れた絶縁信頼性を容易に得ることができる。
【００２６】
一般的に、無機フィラーを含むコーティング材を使用して形成された絶縁膜は、電圧をかけた時に膜内に存在するフィラーに沿って通電しやすく、膜の絶縁破壊電圧が低下しやすい。これに対し、本実施形態では、樹脂フィラーを使用することにより、絶縁破壊電圧の低下が抑制され、一定の膜厚において所望とする絶縁破壊電圧の値を得ることが容易である。このことは、理論によって拘束するものではないが、以下に起因すると考えられる。先ず、無機フィラーと比べて、樹脂フィラーは、樹脂との相溶性に優れる傾向がある。また、絶縁膜を形成するための加熱時に樹脂フィラーの少なくとも一部が溶融することで、樹脂と樹脂フィラーとの界面が生じ難くなり、均一性が向上する。膜の均一性が向上すると、膜内のフィラー界面に沿って流れる電流の値が低下することになるため、絶縁破壊電圧の低下の抑制が可能となる。樹脂フィラーの詳細については後述する。
【００２７】
一実施形態において、上記絶縁膜を形成するコーティング材は、２５℃における粘度が３０〜５００Ｐａ・ｓであることが好ましい。上記粘度は、５０〜４００Ｐａ・ｓであることがより好ましく、１００〜３００Ｐａ・ｓであることがさらに好ましい。
ここで、上記粘度は、コーティング材の全質量を基準として、不揮発成分（固形成分）の含有量が１〜２０％となるように溶剤に固形成分を溶解して得たコーティング材（ワニス）を使用して測定した値である。測定は、Ｅ型粘度計を使用して、例えば、２５℃、０．５ｒｐｍの条件下で実施される。より具体的には、上記粘度は、例えば、東機産業株式会社製の粘度計（ＲＥ型）を用いて測定することができる。測定値は、測定温度を２５℃±０．５℃に設定し、次いで、粘度計に１ｍＬ〜１．５ｍＬのコーティング材（ワニス）を入れ、測定開始から１０分後の粘度を記録した値であってよい。
【００２８】
０．５ｒｐｍで測定した粘度が３０Ｐａ・ｓ以上である場合、塗布時に適度な粘性があり、塗膜形状を保持しやすい。また、上記粘度が５００Ｐａ・ｓ以下であると、塗布時に塗布欠損などの不具合が発生しにくい。したがって、粘度を上記範囲内に調整することによって、優れた塗布性及び成膜性を容易に得ることができる。
一実施形態において、優れた塗布性が容易に得られる観点から、粘度は、５０Ｐａ・ｓを超えることが好ましく、１００Ｐａ・ｓを超えることがより好ましい。粘度が低すぎる場合、ワニスが所定の塗布範囲よりも濡れ広がり易くなり、取扱い難い場合がある。
【００２９】
一実施形態において、コーティング材（ワニス）の２５℃におけるチキソトロピー係数は、２．０〜１０．０であることが好ましい。上記チキソトロピー係数は、２〜７であることがより好ましく、２〜５であることがさらに好ましい。上記チキソトロピー係数が、上記範囲である場合、塗布性と、塗布後の形状保持性とを両立することが容易となる。上記チキソトロピー係数は、２５℃でＥ型粘度計を使用し、コーン回転数１ｒｐｍ条件で測定される粘度（Ｐａ・ｓ）を粘度Ａとし、同じくコーン回転数１０ｒｐｍの条件で測定される粘度（Ｐａ・ｓ）を粘度Ｂとしたとき、粘度Ａ／粘度Ｂの値として得られる。
【００３０】
一実施形態において、コーティング材の塗布後の形状保持性は、例えば、ディスペンス塗布によって得られる乾燥塗膜のアスペクト比（＝塗膜厚み／塗膜横幅）から評価することができる。十分な絶縁性が容易に得られる膜厚を形成する観点から、上記アスペクト比は、０．０２以上であることが好ましく、０．０３以上であることがより好ましく、０．０７以上であることがさらに好ましい。上記アスペクト比の測定は、例えば、ＵＬＶＡＣ，Ｉｎｃ社製のＤｅｋｔａｋ  ６Ｍ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｐｒｏｆｉｌｅｒを使用して実施することができる。上記アスペクト比は、例えば、塗膜横幅が１００〜２０００μｍの乾燥塗膜に対する塗膜厚みの比として算出された値であってよい。
【００３１】
一実施形態において、コーティング材から形成される絶縁膜の膜厚は特に制限されないが、５μｍ以上であることが好ましい。より優れた絶縁信頼性を得る観点から、上記膜厚は、２０μｍ以上であることがより好ましく、５０μｍ以上であることがさらに好ましい。一実施形態において、一般的な回路の厚みとの関係を考慮すると、上記膜厚は、５〜２００μｍであることが好ましい。塗布によって容易に厚膜を得る観点から、コーティング材の粘度は高い方が好ましい。一方、粘度を高めると塗布性が低下する傾向がある。これに対し、本実施形態では、適度な粘度とチキソ性とを有するコーティング材を使用して絶縁膜を形成するため、高精度で厚膜を得ることができる。
【００３２】
上記絶縁膜を形成するコーティング材は、絶縁性樹脂と、平均粒子径０．１〜５．０μｍの樹脂フィラーとを含む。以下、コーティング材の成分について説明する。
（絶縁性樹脂）
上記絶縁性樹脂は、当技術分野で絶縁性樹脂として周知の樹脂を使用することができる。一実施形態において、絶縁性樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリイミド樹脂は、優れた耐熱性、及び耐薬品性を有する点でも好ましい。なかでも、成膜時にイミド化の高温処理が必要ないという点で、ポリアミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂がより好ましく、高耐熱性という点でポリアミドイミド樹脂がさらに好ましい。
【００３３】
ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリイミド樹脂は、例えば、芳香族、脂肪族、又は脂環式ジアミン化合物と、カルボキシル基を２〜４つ有する多価カルボン酸との反応により得られる樹脂であってよい。ポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂は、上記反応によって前駆体（ポリアミック酸）を形成し、該前駆体を脱水閉環することによって得ることができる。
【００３４】
芳香族、脂肪族、又は脂環式ジアミン化合物としては、アリーレン基、不飽和結合を有していてもよいアルキレン基、又は、不飽和結合を有していてもよいシクロアルキレン基、あるいはこれらを組み合わせた基を有するジアミン化合物が挙げられる。これらの基は、炭素原子、酸素原子、硫黄原子、珪素原子、又はこれらの原子を組み合わせた基を介して結合していてもよい。また、アルキレン基の炭素骨格に結合する水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。耐熱性及び機械的強度の観点から、芳香族ジアミンが好ましい。
【００３５】
カルボキシル基を２〜４つ有する多価カルボン酸としては、ジカルボン酸又はその反応性酸誘導体、トリカルボン酸又はその反応性酸誘導体、テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。これらの化合物は、アリール基又は、環内に架橋構造や不飽和結合を有していてもよいシクロアルキル基にカルボキシル基が結合したジカルボン酸、トリカルボン酸又はそれらの反応性酸誘導体、あるいは、アリール基又は、環内に架橋構造や不飽和結合を有していてもよいシクロアルキル基にカルボキシル基が結合したテトラカルボン酸二無水物であってもよい。このようなジカルボン酸、トリカルボン酸、又はそれらの反応性酸誘導体、並びに、テトラカルボン酸二無水物は、単結合を介して、あるいは、炭素原子、酸素原子、硫黄原子、珪素原子、又はこれらの原子を組み合わせた基を介して結合していてもよい。また、アルキレン基の炭素骨格に結合する水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。
これらの化合物のなかでも、耐熱性及び機械的強度の観点から、テトラカルボン酸二無水物が好ましい。芳香族、脂肪族、又は脂環式ジアミン化合物と、カルボキシル基を２〜４つ有する多価カルボン酸との組み合わせは、反応性等に応じて適宜選択することができる。
【００３６】
ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリイミド樹脂は、当技術分野で周知の方法に従って製造することができる。例えば、一例として、ポリアミドイミド樹脂又はポリイミド樹脂を製造する方法を以下に説明する。
反応は、溶剤を使用せずに、又は、有機溶剤の存在下で行うことができる。反応温度は、２５℃〜２５０℃とすることが好ましく、反応時間は、バッチの規模、採用される反応条件などによって適宜選択することができる。
【００３７】
ポリイミド樹脂前駆体又はポリアミドイミド樹脂前駆体を脱水閉環してポリイミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂とする方法も特に制限はなく、一般的な方法を使用することができる。例えば、常圧又は減圧下において加熱によって脱水閉環する熱閉環法、触媒の存在下又は非存在下、無水酢酸等の脱水剤を使用する化学閉環法等を使用することができる。
【００３８】
熱閉環法は、脱水反応で生じる水を系外に除去しながら行うことが好ましい。脱水反応の時、反応液を加熱し、８０〜４００℃、好ましくは１００〜２５０℃の温度にしてもよい。また、ベンゼン、トルエン、キシレン等のような水と共沸するような溶剤を併用し、水を共沸除去してもよい。
熱閉環法はフィルムの状態（無溶剤の状態）で実施することもできる。加熱による閉環反応は、例えば２５０℃の温度で進行するが、３５０℃〜４００℃程度の温度下で実施した場合、ガラス転移温度等の物性を高めることができる。したがって、樹脂の耐熱性、及び反りの発生などの他の部材への影響を考慮して、加熱温度を適切に調整することが好ましい。
【００３９】
化学閉環法の場合、化学的脱水剤の存在下、０〜１２０℃、好ましくは１０〜８０℃の温度で反応を実施することが好ましい。化学的脱水剤としては、例えば、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水安息香酸等の酸無水物、ジシクロヘキシルカルボジイミド等のカルボジイミド化合物等を用いるのが好ましい。このとき、ピリジン、イソキノリン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、アミノピリジン、イミダゾール等の環化反応を促進する物質を併用することが好ましい。化学的脱水剤はジアミン化合物の総量に対して９０〜６００モル％、環化反応を促進する物質はジアミン化合物の総量に対して４０〜３００モル％の割合で使用される。また、トリフェニルホスファイト、トリシクロヘキシルホスファイト、トリフェニルホスフェート、リン酸、五酸化リン等のリン化合物、ホウ酸、無水ホウ酸等のホウ素化合物等の脱水触媒を用いてもよい。
【００４０】
一実施形態において、耐熱性樹脂は、例えば、下式（１）〜（１０）で表わされる構造単位を有する樹脂を含んでよい。
【００４１】
【化１】
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式（１）中、Ｘは、−ＣＨ２―、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＳＯ２−、又は、下記式（ａ）〜（ｉ）で表される基であり、式（ｉ）中、ｐは、１〜１００の整数である。
【００４２】
【化２】
2020113597.tif 000004
【００４３】
【化３】
2020113597.tif 000005
式（２）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ水素原子又は炭素数１〜６の炭化水素基であり、互いに同じでも異なっていてもよい。Ｘは、式（１）のＸと同じである。
【００４４】
【化４】
2020113597.tif 000006
式（３）中、Ｍは、下記式（ｃ）、（ｈ）、（ｉ）又は（ｊ）で表される基であり、式（ｉ）中、ｐは、１〜１００の整数である。
【００４５】
【化５】
2020113597.tif 000007
【００４６】
【化６】
2020113597.tif 000008
式（４）中、Ｘは、式（１）のＸと同じである。
【００４７】
【化７】
2020113597.tif 000009
式（５）中、Ｘは、式（１）のＸと同じである。
【００４８】
【化８】
2020113597.tif 000010
式（６）中、Ｒ３及びＲ４は、それぞれメチル基、エチル基、プロピル基、又はフェニル基であり、互いに同じでも異なっていてもよく、Ｘは、式（１）のＸと同じである。
【００４９】
【化９】
2020113597.tif 000011
【００５０】
【化１０】
2020113597.tif 000012
式（８）中、ｘ１は、０又は２であり、Ｘは、式（１）のＸと同じである。
【００５１】
【化１１】
2020113597.tif 000013
【００５２】
【化１２】
2020113597.tif 000014
【００５３】
一実施形態において、コーティング材を構成するために使用する、絶縁性樹脂は、室温において溶剤に可溶であることが好ましい。一方、樹脂フィラーは、少なくとも塗布時に室温において溶剤に不溶であることが好ましい。このことによって、優れた塗布性と、優れた塗布後の形状保持性とを得ることが容易となる。
ここで「室温において溶剤に可溶である」とは、室温において、樹脂に溶剤を加えて振とうさせて得られる溶液を目視で観察した時に、沈殿物がなく、濁りがなく、透明な状態であることを意味する。また、「室温において溶剤に不溶」とは、室温において樹脂が溶剤に溶けずに、固形成分が溶剤中に残存する状態であることを意味する。
上記室温は、概ね、１０〜４０℃の範囲であってよく、２０〜３０℃の範囲が好ましい。一実施形態において、上記溶液は、例えば、樹脂０．５〜２５ｍｇに対し、溶剤１００ｍｌを加え、これらを含む容器を手動で数十秒間にわたって振とうした後に得られる溶液であってよい。溶剤については後述する。
【００５４】
上記樹脂が室温において溶剤に可能である場合、室温下でコーティング材を容易に調製することができる。一方、室温での樹脂の溶剤への溶解性が低い場合でも、必要に応じて、加熱を行うことで効果的に樹脂を溶剤に溶かすことができる。例えば、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリイミド樹脂等の樹脂を溶剤に溶解させるために、フラスコ内に樹脂と溶剤を入れ、オイルバスなどで１００℃以上に加熱するプロセスを適用することもできる。
【００５５】
（樹脂フィラー）
一実施形態において、コーティング材に含まれる樹脂フィラーは、絶縁性樹脂から構成される、平均粒子径０．１〜５．０μｍの樹脂粒子であってよい。樹脂フィラーの平均粒子径は、０．５〜４．５μｍが好ましく、０．６〜４．０μｍがより好ましい。また、有機フィラーの最大粒子径は、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５．０μｍ以下である。平均粒子径が上記範囲内の樹脂フィラーを使用した場合、絶縁樹脂中に均一に分散させることが容易であり、チキソトロピー性、及び成膜性等の特性に優れたワニスが得られる。上記樹脂フィラーの平均粒子径及び最大粒子径は、株式会社島津製作所製の粒度分布測定装置ＳＡＬＤ−２２００を用いることにより測定することができる。
【００５６】
樹脂フィラーを構成する絶縁性樹脂は、ベース樹脂として使用する絶縁性樹脂と同じであっても、異なってもよい。但し、塗布時のコーティング材において、樹脂粒子の形態を維持できることを前提とする。
一実施形態において、樹脂フィラーは、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含む樹脂から構成されることが好ましい。これらの樹脂は、先に説明した方法と同様にして製造することができる。一実施形態において、樹脂フィラーは、ポリイミド樹脂から構成されることが好ましい。
【００５７】
例えば、樹脂フィラーは、下式（１１）〜（２０）で表わされる構造単位を有する樹脂から構成されてよい。
【００５８】
【化１３】
2020113597.tif 000015
式（１１）中、Ｙは、下記式（ａ）、（ｃ）又は（ｈ）で表される基である。
【００５９】
【化１４】
2020113597.tif 000016
【００６０】
【化１５】
2020113597.tif 000017
式（１２）中、Ｙは、式（１１）のＹと同じである。なお、＊の部分は、互いに結合している（以下、同様）。
【００６１】
【化１６】
2020113597.tif 000018
【００６２】
【化１７】
2020113597.tif 000019
式（１４）中、Ｚは、−ＣＨ２―、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＳＯ２−、又は、下記式（ａ）あるいは（ｄ）で表される基である。
【００６３】
【化１８】
2020113597.tif 000020
【００６４】
【化１９】
2020113597.tif 000021
【００６５】
【化２０】
2020113597.tif 000022
式（１６）中、Ｚは、式（１４）のＺと同じである。
【００６６】
【化２１】
2020113597.tif 000023
【００６７】
【化２２】
2020113597.tif 000024
【００６８】
【化２３】
2020113597.tif 000025
【００６９】
【化２４】
2020113597.tif 000026
式（２０）中、Ｘは、式（１）のＸと同じであり、ｎ及びｍはそれぞれ独立に１以上の整数を示す。ｎとｍの比（ｎ／ｍ）は、８０／２０〜３０／７０であることが好ましく、７０／３０〜５０／５０であることがより好ましい。
【００７０】
絶縁性樹脂と樹脂フィラーとの配合比は特に制限されず、任意の配合量であってよい。一実施形態において、樹脂フィラーの配合量は、絶縁性樹脂１００質量部に対して、１０〜３００質量部の割合であることが好ましい。樹脂フィラーの上記配合量は、１０〜２００質量部であることがより好ましい。絶縁性樹脂１００質量部に対して、樹脂フィラーの配合量を１０質量部より多くした場合、ワニスにおいて好ましいチキソトロピー性を得ることが容易となる。一方、上記樹脂フィラーの配合量を３００質量部よりも少なくした場合、ワニスから形成される絶縁膜の物性の低下を容易に抑制することができる。
【００７１】
（溶剤）
一実施形態において、コーティング材は、上記絶縁性樹脂及び樹脂フィラーに溶剤を追加したワニスであってもよい。塗布時のワニスにおいて、溶剤に対して絶縁性樹脂が可溶となり、かつ樹脂フィラーが不溶となることを前提として、種々の溶剤を選択することができる。一実施形態において、ワニスを構成する溶剤は、ポリアミドイミド樹脂等の絶縁性樹脂の製造時に使用した反応溶剤と同じであってもよい。２種以上の溶剤を組合せて使用することによって、ワニスにおける絶縁性樹脂及び樹脂フィラーの溶解性を適切に調整することが容易となる。
【００７２】
一実施形態において、絶縁性樹脂は、室温において、第１の溶剤（Ａ１）と第２の溶剤（Ａ２）との混合溶剤に可溶であり、樹脂フィラーは、室温において第１の溶剤（Ａ１）と第２の溶剤（Ａ２）との混合溶剤に不溶であるように、２種以上の溶剤を選択して使用することが好ましい。
【００７３】
上記実施形態によるワニスにおいて、樹脂フィラーは、第１の溶剤（Ａ１）、第２の溶剤（Ａ２）、及び絶縁性樹脂との混合溶液中に分散し、フィラーとして作用する。このことによって、高精度の塗布及び塗布後の形状保持性を実現するために適切なチキソトロピー値を有するワニスを容易に調整することができる。さらに、塗布後に、絶縁性樹脂が溶解する温度までコーティング材を加熱すると、樹脂フィラーも溶解して、フィラーの形態は消失すると考えられるため、フィラーを含有するコーティング材であっても膜の絶縁破壊電圧の低下が抑制される。このような観点から、一実施形態において、ワニスの塗布後に、例えば６０℃以上、好ましくは６０〜２００℃、より好ましくは１００〜１８０℃に加熱した場合に、ワニス中の樹脂フィラーは上記混合溶剤に可溶となることが好ましい。
【００７４】
第１の溶剤（Ａ１）及び第２の溶剤（Ａ２）として使用できる溶剤の具体例として、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル等のポリエーテルアルコール系溶剤、
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジプロピルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジプロピルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル等のエーテル系溶剤、
ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルスルホン、スルホラン等の含硫黄系溶剤、
酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチロセロソルブアセテート等のエステル系溶剤、
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶剤、
Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等の含窒素系溶剤、
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−ヘプタラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン系溶剤、
ブタノール、オクチルアルコール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール系溶剤、
フェノール、クレゾール、キシレノール等のフェノール系溶剤等が挙げられる。
【００７５】
一実施形態において、第１の溶剤（Ａ１）及び第２の溶剤（Ａ２）の組み合わせ（混合溶剤）の例として、以下（ａ）〜（ｃ）が挙げられる。
（ａ）第１の溶剤（Ａ１）：Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド等の上記含窒素系溶剤；ジメチルスルホキシド等の上記含硫黄系溶剤；γ−ブチロラクトン等の上記ラクトン系溶剤；キシレノール等の上記フェノール系溶剤と、第２の溶剤（Ａ２）：ジエチレングリコールジメチルエーテル等の上記エーテル系溶剤；シクロヘキサノン等の上記ケトン系溶剤；ブチルセロソルブアセテート等の上記エステル系溶剤；ブタノール等の上記アルコール系溶剤；キシレン等の上記芳香族炭化水素系溶剤との組み合わせ。
（ｂ）第１の溶剤（Ａ１）：テトラエチレングリコールジメチルエーテル等の上記エーテル系溶剤；シクロヘキサノン等の上記ケトン系溶剤と、第２の溶剤（Ａ２）：ブチルセロソルブアセテート、酢酸エチル等の上記エステル系溶剤；ブタノール等の上記アルコール系溶剤、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等の上記ポリエーテルアルコール系溶剤；キシレン等の上記芳香族炭化水素系溶剤との組み合わせ。
（ｃ）第１の溶剤（Ａ１）：１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノン等の上記含窒素系溶剤と、第２の溶剤（Ａ２）：γ−ブチロラクトン系溶剤との組み合わせ。
【００７６】
第１の溶剤（Ａ１）及び第２の溶剤（Ａ２）の組み合わせは、上記例示に限定されず、先に挙げた種々の溶剤の中から、絶縁性樹脂及び樹脂フィラーの種類に応じて適宜選択して使用することができる。
一実施形態において、第１の溶剤（Ａ１）は、好ましくは、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等の含窒素系溶剤、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルスルホン、スルホラン等の含硫黄系溶剤、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−ヘプタラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶剤、ブタノール、オクチルアルコール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール系溶剤等が挙げられる。
一実施形態において、絶縁性樹脂及び樹脂フィラーが、それぞれ独立して、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、又は、ポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂の前駆体から選ばれる少なくとも１種である場合、第１の溶剤（Ａ１）としては、特にγ−ブチロラクトンが好ましい。
【００７７】
一実施形態において、第２の溶剤（Ａ２）は、好ましくは、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジプロピルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジプロピルエーテル、テトラエチレングリコールジブチルエーテル等のエーテル系溶剤、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル等のポリエーテルアルコール系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチロセロソルブアセテート等のエステル系溶剤等が挙げられる。
一実施形態において、絶縁性樹脂及び樹脂フィラーが、それぞれ独立して、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、又は、ポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂の前駆体から選ばれる少なくとも１種である場合、第２の溶剤（Ａ２）としては、ポリエーテルアルコール系溶剤、エステル系溶剤、又はエステル系溶剤が好ましい。
【００７８】
一実施形態において、ワニスの取扱い性を向上させる観点から、ワニスにおいて、第１の溶剤（Ａ１）の沸点と、第２の溶剤（Ａ２）の沸点との差が、１０〜１００℃であることが好ましく、１０℃〜５０℃であることがより好ましく、１０℃〜３０℃であることがさらに好ましい。また、第１の溶剤（Ａ１）と、第２の溶剤（Ａ２）の双方の沸点は、塗布時のワニスの可使時間を長くできる観点から、１００℃以上であることが好ましく、１５０℃以上であることがより好ましい。
【００７９】
一実施形態において、第１の溶剤（Ａ１）と第２の溶剤（Ａ２）との混合比率は、絶縁性樹脂及び樹脂フィラーの種類、第１の溶剤（Ａ１）及び第２の溶剤（Ａ２）に対する溶解度又は使用量などに依存する。そのため、これらを考慮して適宜調整することが好ましい。例えば、ワニスの流動性、樹脂膜の解像度、形状保持性、及び、表面の平坦性を高度にバランスよく得る観点から、混合比率（Ａ１：Ａ２）は、好ましくは６：４〜９：１であってよい。上記混合比率は、より好ましくは６．５：３．５〜８．５：１．５であってよく、さらに好ましくは７：３〜８：２であってよい。
【００８０】
一実施形態において、ワニスにおいて、絶縁性樹脂及び樹脂フィラーの総量１００質量部に対して、第１の溶剤（Ａ１）と第２の溶剤（Ａ２）との混合溶剤を、１００〜３５００質量部配合することが好ましく、１５０〜１０００質量部配合することがより好ましい。ワニスにおける溶剤の配合量を上記範囲内に調整した場合、塗布性の観点で適切な粘度を容易に得ることができる。
【００８１】
一実施形態として、ワニスにおける、絶縁性樹脂、樹脂フィラー、及び溶剤の組合せの具体例として以下が挙げられる。
第１の溶剤（Ａ１）：ラクトン系溶剤、又は含窒素系溶剤を含む。
第２の溶剤（Ａ２）：エーテル系溶剤、又は、エステル系溶剤を含む。
絶縁性樹脂：式（１）で表される樹脂を含む。
樹脂フィラー：式（２０）、又は、式（１６）で表される構造単位を有する樹脂を含む。
【００８２】
また、他の具体例として以下が挙げられる。
第１の溶剤（Ａ１）：エーテル系溶剤、又はケトン系溶剤を含む。
第２の溶剤（Ａ２）：エステル系溶剤、アルコール系溶剤、ポリエーテルアルコール系溶剤、又は芳香族炭素水素系溶剤を含む。
絶縁性樹脂：下式（２１）及び（２２）で表わされる構造単位を有する樹脂、又は、先に記載した式（６）で表わされる構造単位を有するポリシロキサンイミドを含む。
【００８３】
【化２５】
2020113597.tif 000027
【００８４】
【化２６】
2020113597.tif 000028
式（２２）中、Ｚ１は、−Ｏ−、−ＣＯ−、又は、下記式（ｄ）、（ｅ）、（ｋ）あるいは（ｌ）で表される基である。Ｒ５及びＲ６は、それぞれ下記式（ｍ）又は（ｎ）で表される基であり、互いに同じでも異なっていてもよい。ｐは、１〜１００の整数である。
【００８５】
【化２７】
2020113597.tif 000029
【００８６】
【化２８】
2020113597.tif 000030
【００８７】
樹脂フィラー：先に記載した式（１）のＸが、後述する下式（ａ）又は（ｂ）で表される基である場合の構造単位を有するポリエーテルアミドイミド、又は、先に記載した式（５）〜（９）で表わされるポリイミド（但し、上記式（５）、（６）、（８）中のＸが、下記式（ａ）である場合を除く。）を含む。
【００８８】
【化２９】
2020113597.tif 000031
【００８９】
上記コーティング材（ワニス）は、上記原料の他に、必要に応じて、カップリング剤等の添加剤、及び樹脂改質剤などの追加成分を添加してもよい。ワニスが、追加成分を含む場合、ワニス中の樹脂（固形成分）の総量１００質量部に対して、追加成分の配合量は５０質量部以下であることが好ましい。上記追加成分の配合量を５０質量部以下とすることによって、得られる塗膜の物性低下を抑制することが容易となる。
【００９０】
（コーティング材（ワニス）の調製方法）
コーティング材は、原料を当技術分野で周知の方法に従って混合することによって製造することができる。コーティング材の製造時の原料の投入順序は特に制限されない。例えば、上記コーティング材の原料をまとめて混合してもよく、また、最初に、第２の溶剤（Ａ１）及び第２の溶剤（Ａ２）を混合し、この混合溶剤に絶縁性樹脂を加えて混合し、次いで、第１の溶剤（Ａ１）、第２の溶剤（Ａ２）、及び絶縁性樹脂の混合溶液に対して、樹脂フィラーを加えてもよい。一実施形態において、原料の混合は、第１の溶剤（Ａ１）、第２の溶剤（Ａ２）、及び絶縁性樹脂の混合溶液を、樹脂フィラーが十分に溶解する温度まで加熱し、さらに撹拌等によって実施することもできる。この場合、原料が十分に混合した後、緩やかに冷却し樹脂を析出させることで所望とするコーティング材を得ることができる。
【００９１】
２．回路基板の製造方法
一実施形態は、回路と、該回路を支持する絶縁基板とを備える回路基板の製造方法に関する。上記製造方法は、回路を有する絶縁基板を準備すること、回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部に、絶縁性樹脂と、平均粒子径０．１〜５．０μｍの樹脂フィラーとを含むコーティング材を塗布すること、及び、上記コーティング材（塗膜）を加熱して、該コーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる絶縁膜を形成することを含む。
【００９２】
回路を有する絶縁基板は、当技術分野で周知の方法に従って製造することができる。例えば、絶縁基板上に設けた金属膜をエッチングによって所定の回路パターンに加工して形成することができる。又は、絶縁基板上に導電性ペーストを印刷法によって所定の回路パターンに印刷することによって形成することができる。回路基板として市販されているものを使用することもできる。
【００９３】
上記コーティング材の塗布方法は、特に制限されないが、例えば、スプレー塗布法、ポッティング法、ディッピング法、スピンコート法、ディスペンス法等が挙げられる。作業性等の観点からは、ディッピング法、ディスペンス法による塗布が好ましい。回路の厚さ及び回路間の幅を考慮して、コーティング材の塗布量を調整することが好ましい。例えば、一実施形態において、シリンジを使用して、コーティング材の吐出量が５秒間に０．２〜０．３ｇとなるように圧力を調整することが好ましい。
【００９４】
上記コーティング材の塗布後の加熱は、特に限定されず、例えば、防爆乾燥機、ホットプレート等の方法によって実施することができる。
【００９５】
一実施形態において、乾燥時の加熱は、１００℃の温度で、さらに、例えば１８０〜２５０℃の温度で加熱する２段階で実施することが好ましい。他の実施形態において、乾燥時の加熱は、１００℃の温度で、さらに、例えば２５０℃〜３５０℃の温度で加熱する２段階で実施することが好ましい。
【００９６】
３．半導体装置及びその製造方法
一実施形態は、上記実施形態の回路基板と、回路基板上に搭載された半導体素子とを有する、半導体デバイスに関する。半導体デバイスは、さらに半導体素子を覆う封止層を有することが好ましい。本実施形態の半導体デバイスは、回路基板においてリーク電流の発生が抑制されるため、高い絶縁信頼性を得ることができる。
半導体デバイスは、上記実施形態の回路基板を使用することを除き、当業者に周知の技術に従い構成することができる。例えば、回路基板への半導体素子の搭載において、接着剤又は接着フィルムを使用して半導体素子を回路基板に固定することができる。また、ワイヤボンディングによって半導体素子を回路基板に電気的に接続することができる。半導体素子は、例えば、シリコンウェハ、シリコンカーバイドウェハ等から構成することができる。
【００９７】
半導体デバイスは、当技術分野で周知の方法に従って製造することができる。一実施形態において、製造方法は、上記実施形態の回路基板を準備することを含んでもよい。
したがって、一実施形態において、半導体デバイスの製造方法は、
回路を有する絶縁基板を準備すること、
回路の絶縁基板側の端部の少なくとも一部に、絶縁性樹脂と、平均粒子径０．１〜５．０μｍの樹脂フィラーとを含むコーティング材を塗布すること、
上記コーティング材を加熱して、該コーティング材の乾燥塗膜又は硬化塗膜からなる絶縁膜を形成すること、及び
上記回路の上に、半導体素子を搭載することを含んでよい。
上記製造方法は、さらに、半導体素子を覆う封止層を設けることを含んでもよい。封止層は、例えば、樹脂封止材を使用して形成することができる。
【実施例】
【００９８】
以下、本発明についてより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されることなく、種々の実施形態を含んでよい。
【００９９】
１．耐熱性樹脂及び樹脂フィラーの合成
（合成例１）
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び油水分離機付き冷却管を取り付けた５リットルの４つ口フラスコに、窒素気流下、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（以下、ＢＡＰＰという）を６５０．９０ｇ（１．５９モル）、及び１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（以下、ＢＹ１６−８７１という）を４３．８０ｇ（０．１８モル）入れ、さらにＮ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰという）を３６０９．８６ｇ加えて溶解し溶液を得た。次に、この溶液に、２０℃を超えないように冷却しながら、無水トリメリット酸クロライド（以下、ＴＡＣという）３８４．３６ｇ（１．８３モル）を加えた。
得られた溶液を室温で１時間撹拌した後、２０℃を超えないように冷却しながら、溶液にトリエチルアミン（以下、ＴＥＡとする）２１５．９０ｇ（２．１４モル）を加えて、室温（２５℃）で１時間反応させてポリアミック酸溶液を調製した。さらに、ポリアミック酸溶液の脱水反応を１８０℃で６時間行い、ポリアミドイミド樹脂溶液を製造した。このポリアミドイミド樹脂溶液を水に注いで得られる沈殿物を分離、粉砕、及び乾燥することによって、ポリアミドイミド樹脂粉末（ＰＡＩ−１）を得た。得られたポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ−１）のＭｗは、７７，０００であった。
【０１００】
なお、Ｍｗの測定の詳細な条件は、以下のとおりである。
検出器：日本分光（株）製ＵＶ検出器  ８７５−ＵＶ
カラム：昭和電工（株）製Ｓｈｏｄｅｘ溶剤置換分離カラムＧＰＣ  ＫＤ−８０６Ｍ
溶離液：Ｈ３ＰＯ４（０．０６モル／Ｌ）含有ＮＭＰ
温度：２５℃
流量：１．０ｍＬ／分
【０１０１】
（合成例２）
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び油水分離機付き冷却管を取り付けた１リットルの４つ口フラスコに、窒素気流下、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（以下、ＢＴＤＡという）を９６．７ｇ（０．３モル）、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（以下、ＤＤＥという）を５５．４ｇ（０．２８５モル）、ＢＹ１６−８７１を３．７３ｇ（０．０１５モル）、及び１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノン（以下、ＤＭＰＵという）を３６３ｇ入れて、溶液を得た。この溶液を７０〜９０℃で約６時間撹拌した後、冷却して反応を止め、ポリイミド樹脂前駆体の耐熱性樹脂溶液（ＰＩ−１）を得た。得られた溶液中のポリイミド樹脂前駆体（ＰＩ−１）のＭｗは、１５，０００であった。Ｍｗの測定は、合成例１と同様に実施した。
【０１０２】
（合成例３）
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び油水分離機付き冷却管を取り付けた１リットルの４つ口フラスコに、窒素気流下、ＢＡＰＰを６９．７２ｇ（１７０．１ミリモル）、及び、ＢＹ１６−８７１を４．６９ｇ（１８．９ミリモル）入れ、ＮＭＰを６９３．５２ｇ加えて溶解し溶液を得た。次に、この溶液に、２０℃を超えないように冷却しながら、ＴＡＣ２５．０５ｇ（１１９．０ミリモル）及び３，４，３’，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（以下ＢＴＤＡとする）２５．４７ｇ（７９．１ミリモル）を加えた。
上記溶液を室温で１時間撹拌した後、２０℃を超えないように冷却しながらＴＥＡ  １４．４２ｇ（１４２．８ミリモル）を加えて、室温で１時間反応させてポリアミック酸溶液を調製した。得られたポリアミック酸溶液について、さらに１８０℃で脱水反応を６時間行い、ポリイミド樹脂溶液を製造した。このポリイミド樹脂溶液を水に注いで得られる沈殿物を分離、粉砕、及び乾燥してポリイミド樹脂粉末（ＰＡＩＦ−１）を得た。得られたポリイミド樹脂（ＰＡＩＦ−１）のＭｗは、４２，０００であった。
【０１０３】
（合成例４）
温度計、撹拌機、窒素導入管、油水分離機付き冷却管を取り付けた１リットルの４つ口フラスコに、窒素気流下、ＢＴＤＡを９６．７ｇ（０．３モル）、ＢＡＰＰを６１．５ｇ（０．１５モル）、ＤＤＥを２７．０ｇ（０．１３５モル）、ＢＹ１６−８７１を３．７３ｇ（０．０１５モル）、ＤＭＰＵを１３３．２５ｇ、及びγ−ＢＬを３０８．５９ｇ仕込み、溶液を得た。この溶液を７０〜９０℃で５時間撹拌したところ、溶液中にポリイミド前駆体フィラーが析出した。その後、溶液を冷却して反応を止め、ポリイミド樹脂前駆体の耐熱性樹脂フィラー溶液（ＰＩＦ−１）を得た。得られた溶液中のポリイミド樹脂前駆体（ＰＩＦ−１）のＭｗは、３４，０００であった。
【０１０４】
３．コーティング材（ワニス）の調製
（調製例１）
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び冷却管を取り付けた０．５リットルの４つ口フラスコに、窒素気流下、第１の溶剤（Ａ１）としてγ−ブチロラクトン（以下、γ−ＢＬという）を９２．４ｇ、第２の溶剤（Ａ２）としてトリエチレングリコールジメチルエーテル（以下、ＤＭＴＧとする）を３９．６ｇ、絶縁性樹脂として合成例１で得たポリアミドイミド樹脂粉末（ＰＡＩ−１）を３０．８ｇ、及び樹脂フィラーとして合成例３で得たポリイミド樹脂粉末（ＰＡＩＦ−１）を１３．２ｇ加えて溶液を得た。この溶液を撹拌しながら１８０℃まで昇温し、１８０℃で２時間撹拌後、加熱を停止した。
次いで、上記溶液を撹拌しながら放冷し、６０℃でγ−ＢＬを１６．８ｇ、及びＤＭＴＧを７．２ｇ加えて、１時間撹拌した。得られた溶液を冷却した後、室温（２５℃）で目視にて確認したところ、黄色であった。
上記黄色の溶液をろ過器ＫＳＴ−４７（アドバンテック株式会社製）に充填し、シリコーンゴム製ピストンを挿入し、室温下（２５℃）、３．０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧ろ過して、コーティング材（ワニス）１を得た。ワニス１における、第１の溶剤（Ａ１）と第２の溶剤（Ａ２）と質量比（Ａ１）：（Ａ２）は、７：３であった。
【０１０５】
（調製例２）
温度計、撹拌機、窒素導入管、及び油水分離機付き冷却管を取り付けた１リットルの４つ口フラスコに、窒素気流下、絶縁性樹脂として合成例２で得た耐熱性樹脂溶液（ＰＩ−１）３００ｇと、樹脂フィラーとして合成例４で得た耐熱性樹脂フィラー溶液（ＰＩＦ−１）４００ｇとを仕込み、５０〜７０℃で２時間撹拌し、耐熱性樹脂が溶解し、樹脂フィラーが分散しているコーティング材（ワニス）２を得た。このワニスを室温(２５℃)で目視にて確認したところ、黄色であった。
ワニス２は、各樹脂溶液に由来して、第１の溶剤（Ａ１）としてＤＭＰＵを含み、及び第２の溶剤（Ａ２）としてγ−ＢＬを含み、（Ａ１）：（Ａ２）の質量比は、１：２であった。
【０１０６】
（調製例３）
１５０ｍＬの軟膏容器に、合成例１で得たポリアミドイミド粉末（ＰＡＩ−１）１５ｇ、及びジエチレングリコールジメチルエーテル（以下、ＤＭＤＧという）８５ｇを入れ、室温（２５℃）で撹拌し、ＰＡＩ−１を完全に溶解させた。その後、この溶液にシリカ（日本アエロジル株式会社製、ＡＥＲＯＳＩＬＲ９７２）を（２３．２ｇ）加え、ガラス棒で撹拌した後に、ディスパーで２０００ｒｐｍ／１０分の条件で撹拌し、さらに自公転ミキサー（株式会社シンキー製、ＡＲＶ−９３０）を用いて、１４００ｒｐｍ／２０秒の条件で撹拌し、黄色の溶液を得た。
得られた黄色の溶液をろ過器ＫＳＴ−４７（アドバンテック株式会社製）に充填し、シリコーンゴム製ピストンを挿入し、３．０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧ろ過してコーティング材（ワニス）３を得た。
【０１０７】
（調製例４）
１５０ｍＬの軟膏容器に、ＤＭＤＧを８５ｇ、及び絶縁性樹脂として合成例１で得たポリアミドイミド樹脂粉末（ＰＡＩ−１）を１５ｇ加えた。これらを振とう機を用いて１昼夜にわたって振とうし、絶縁性樹脂を完全に溶解させた。得られた溶液を、室温（２５℃）で目視にて確認したところ、黄色透明であった。
上記黄色透明な溶液をろ過器ＫＳＴ−４７（アドバンテック株式会社製）に充填し、シリコーンゴム製ピストンを挿入し、３．０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧ろ過してコーティング材（ワニス）４を得た。
【０１０８】
４．コーティング材（ワニス）の特性
調製例１〜４で得た各ワニスについて、以下に従い測定を行った。各測定で得られた結果を表１に示す。
【０１０９】
（平均粒子径の測定方法）
（１）試料の調製
先ず、スライドガラス（ＭＡＴＳＵＮＡＭＩ株式会社製、サイズ：７６ｍｍ×２６ｍｍ、厚さ：１．２ｍｍ）を２枚重ねて、セルホルダに設置し、ブランク測定を行った。次いで、高濃度サンプル測定用セル（セル厚み：１．７ｍｍ、測定部深さ：０．３ｍｍ）の測定部に、約１．０ｍＬの樹脂ペーストを乗せ、樹脂ペーストが濡れ広がるようにスライドガラスで挟み込み、測定部にレーザーが当たるようにセルホルダに設置した。
【０１１０】
（２）測定
株式会社島津製作所製のレーザー回折式粒度分布測定装置「ＳＡＬＤ−２２００」を用い、以下の条件下で粒度分布を測定した。
屈折率：１．７０〜０．２０ｉ、測定吸光度範囲の最大値：０．２００及び最小値：０．０１０、センサ使用開始位置の設定値：２０、温度：２５℃
【０１１１】
（３）平均粒子径の算出
粒度分布における積算値５０％（体積基準）を平均粒子径とした。
【０１１２】
（粘度及びＴＩ）
粘度は、２５℃において、東機産業製のＥ型粘度計を用いて測定した。チキソトロピー係数（ＴＩ）は、２５℃において、東機産業製のＥ型粘度計を用いて、コーン回転数１ｒｐｍ及び１０ｒｐｍで測定した時の各粘度を測定し、これらの粘度の比から算出した。具体的には、コーン回転数１ｒｐｍ条件で測定される粘度（Ｐａ・ｓ）を粘度Ａとし、同じくコーン回転数１０ｒｐｍの条件で測定される粘度（Ｐａ・ｓ）を粘度Ｂとしたとき、粘度Ａ／粘度Ｂの値をＴＩとした。
【０１１３】
（不揮発成分の測定）
不揮発成分は、各ワニスを１５０℃で１時間加熱し、さらに２５０℃で２時間加熱した前後の質量の比から算出した。
【０１１４】
（塗膜プロファイル）
各ワニスをシリコンミラーウエハ上にエアーディスペンスにより塗布した。次いで、調製例１及び２のワニスについては８０℃で１０分間、さらに２００℃で１時間乾燥した。一方、調製例３及び４のワニスについては５０℃で１０分間、さらに２００℃で１時間乾燥した。乾燥後に得られたそれぞれの膜の膜厚及び線幅をブルカー製のＤｅｋｔａｋを用いて測定した。なお、膜厚はプロファイルにおける膜厚が一番厚い部分を測定した。
上記エアーディスペンスの条件は、以下のとおりである。
シリンジ：武蔵エンジニアリング製の５０ｍＬシリンジＰＳＹ−５０Ｆ
シリンジのノズル：武蔵エンジニアリング製ＳＮＡ−１８ＧＢ
圧力：各ワニスの吐出量が５秒間に０．２〜０．３ｇになるように設定した。
シリンジの移動速度：２０ｍｍ／秒。
クリアランス：塗布が途切れず、かつ形状が乱れないクリアランスに設定した。
【０１１５】
（絶縁破壊電圧）
導電性金属板（Ni）の上に、乾燥膜厚が１０μｍになるように、各ワニスを塗布し、次いで乾燥することによって、測定用サンプルを作製した。
乾燥は、ワニス１については、８０℃で１０分間、さらに２００℃で１時間の条件で実施した。また、ワニス２については、１００℃で３０分間、さらに３５０℃で１時間の条件で実施した。一方、ワニス３及びワニス４の乾燥については、５０℃で１０分間、さらに２００℃で１時間の条件で実施した。
上述のようにして作製した各測定用サンプルを、それぞれ一対の電極で挟み、絶縁破壊電圧値を測定した。測定は、ＪＩＳＣ２１１０を参考にして、油中において、昇圧速度を０．５ｋＶ／秒、測定温度を室温（２５℃）、電極形状をφ２０ｍｍの球とする条件下で実施した。
【０１１６】
【表１】
2020113597.tif 000032
【０１１７】
表１から分かるように、本発明の実施例に相当するワニス１及びワニス２は適度な粘度を有することで塗布性に優れる。また、これらのワニスはアスペクト比で示されるように、塗布後に大きく濡れ広がることなく塗布形状を保持し、形状保持性に優れる。さらに、２３０Ｖ／μｍを超える絶縁破壊電圧を実現することができる。一方、ワニス３及びワニス４は比較例に相当する。樹脂フィラーではなく無機フィラーを含むワニス３では、絶縁破断電圧の値が著しく低下した。また、フィラーを含まないワニス４では、絶縁破壊電圧の値は高いが、粘度が大きく低下して、塗膜形状を保持することが困難であった。
【０１１８】
以上のことから、本発明によれば、回路を有する絶縁基板の所定の箇所に樹脂フィラーを含む特定のコーティング材を使用して高精度に絶縁膜を形成することが可能であり、その結果、優れた絶縁信頼性を有する回路基板を提供可能となることが分かる。
【符号の説明】
【０１１９】
１  絶縁基板
２  回路
２ａ  回路の絶縁基板側の端部
２ｂ  回路の他方の端部
３  絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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