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JP2801660B2 - Method for producing coating liquid for forming silica-based coating - Google Patents
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JP2801660B2 - Method for producing coating liquid for forming silica-based coating - Google Patents

Method for producing coating liquid for forming silica-based coating

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JP2801660B2
JP2801660B2 JP18904689A JP18904689A JP2801660B2 JP 2801660 B2 JP2801660 B2 JP 2801660B2 JP 18904689 A JP18904689 A JP 18904689A JP 18904689 A JP18904689 A JP 18904689A JP 2801660 B2 JP2801660 B2 JP 2801660B2
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Japan
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alkoxysilane
coating
silica
partially hydrolyzed
water
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通郎 小松
昭 中島
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触媒化成工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、シリカ系被膜形成用塗布液の製造方法に関
し、さらに詳しくは、ピンホール、クラックなどの欠陥
がなく、機械的強度に優れるとともに耐薬品性、耐湿
性、絶縁性に優れたシリカ系被膜形成用塗布液の製造方
法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a coating solution for forming a silica-based film, and more particularly, to a method having no defects such as pinholes and cracks, excellent mechanical strength and chemical resistance. The present invention relates to a method for producing a coating liquid for forming a silica-based film having excellent moisture resistance and insulation properties.

発明の技術的背景 シリカ系被膜は、ガラス、プラスチック、セラミック
または金属等の各種基材上に形成され、基材を腐食など
から保護する保護膜あるいは半導体基板上に形成される
絶縁膜などとして用いられる。
Technical background of the invention Silica-based coatings are formed on various substrates such as glass, plastic, ceramic or metal, and are used as a protective film for protecting the substrate from corrosion or an insulating film formed on a semiconductor substrate. Can be

従来のこれらのシリカ系被膜の形成方法としては、蒸
着法、CVD法、スパッタリング法などの気相法、または
シリカ系被膜形成用塗布液を基材に塗布し、加熱焼成し
てシリカ系被膜を形成する塗布法がある。このうち、塗
布法は、気相法に比べて被膜形成の操作が簡単であり、
基材の大きさに制約がないなどの利点がある。
Conventional methods for forming these silica-based coatings include a vapor-phase method such as a vapor deposition method, a CVD method, and a sputtering method, or a method for forming a silica-based coating by applying a coating liquid for forming a silica-based coating to a substrate and heating and baking the coating. There is a coating method to form. Among them, the coating method is easier to perform the film formation than the gas phase method,
There are advantages such as no restriction on the size of the substrate.

ところで従来シリカ系被膜形成用塗布液としては、テ
トラアルコキシシランあるいはトリアルコキシシランな
どのアルコキシシランをアルコール、ケトン、エステル
などの有機溶媒に溶解させてアルコキシシラン溶液を調
製し、このアルコキシシラン溶液に水を加えるとともに
アルカリ触媒または酸触媒を加えて、有機溶媒中でアル
コキシシランを部分加水分解してアルコキシシラン部分
加水分解物の縮重合物を生成させて製造されてきた。
By the way, as a coating solution for forming a conventional silica-based film, an alkoxysilane solution such as tetraalkoxysilane or trialkoxysilane is dissolved in an organic solvent such as alcohol, ketone or ester to prepare an alkoxysilane solution. And an alkali catalyst or an acid catalyst are added, and the alkoxysilane is partially hydrolyzed in an organic solvent to produce a condensation polymerized product of the partially hydrolyzed alkoxysilane.

しかしながら、このようにして得られたシリカ系被膜
形成用塗布液を基板に塗布して乾燥、焼成して被膜を形
成する場合、塗布直後の被膜中に残存するアルコキシシ
ランのアルキル基などの有機残基が焼成時に分解し、こ
のために、被膜にピンホールまたはボイド[有機残基が
分解して生ずる、Si−O−Si結合が不完全である、構造
的な欠陥あるいは細孔]が発生し、緻密な膜が形成でき
ず、耐薬品性などの点でいまだ満足すべきシリカ系膜が
得られない等の問題点があった。また、このようなボイ
ドは、大気中の水分を吸着し易く、このために、例えば
絶縁膜として用いる場合、絶縁性の低下という問題点が
生じてしまう。
However, when the coating liquid for forming a silica-based coating obtained in this manner is applied to a substrate, dried and fired to form a coating, organic residues such as alkyl groups of alkoxysilane remaining in the coating immediately after application are obtained. The radicals decompose during firing, resulting in pinholes or voids in the coating [organic residues decomposing, imperfect Si-O-Si bonds, structural defects or pores]. However, there was a problem that a dense film could not be formed, and a silica-based film still not satisfactory in chemical resistance and the like could not be obtained. In addition, such voids easily adsorb moisture in the air, and thus, when used as, for example, an insulating film, there is a problem that the insulating property is reduced.

このため、ピンホールあるいはボイドなどが発生する
ことがなく、緻密であって、機械的強度、耐薬品性、耐
湿性、絶縁性などに優れたシリカ系被膜を形成すること
ができるような、シリカ系被膜形成用塗布液の出現が望
まれている。
For this reason, it is possible to form a silica-based coating that is dense and has excellent mechanical strength, chemical resistance, moisture resistance, and insulating properties without generating pinholes or voids. The emergence of a coating solution for forming a system coating is desired.

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に鑑みて完成された
ものであって、ピンホールあるいはボイドなどが発生す
ることがなく、緻密であって、機械的強度、耐薬品性、
耐湿性、絶縁性などに優れ、さらに比誘電率の低いシリ
カ系被膜を形成することができるようなシリカ系被膜形
成用塗布液の製造方法を提供することを目的としてい
る。
Object of the Invention The present invention has been completed in view of the prior art as described above, does not generate pinholes or voids, is dense, mechanical strength, chemical resistance,
An object of the present invention is to provide a method for producing a coating liquid for forming a silica-based film, which is excellent in moisture resistance, insulation properties and the like and can form a silica-based film having a low relative dielectric constant.

発明の概要 本発明に係るアルコキシシラン部分加水分解物の縮重
合物を含むシリカ系被膜形成用塗布液の製造方法は、 一般式 R1 nSi(OR24-n (式中、R1は炭化水素基であり、R2は炭素数1〜4のア
ルキル基であり、nは0〜3である)で示されるアルコ
キシシランを、有機溶媒、水およびアルカリ触媒の存在
下で部分加水分解し、 次いで得られた部分加水分解液を、水および酸触媒の
存在下でさらに部分加水分解することを特徴としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION A method for producing a coating solution for forming a silica-based film containing a condensation polymerized product of an alkoxysilane partial hydrolyzate according to the present invention is represented by the general formula: R 1 n Si (OR 2 ) 4-n (wherein R 1 Is a hydrocarbon group, R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n is 0 to 3), in the presence of an organic solvent, water and an alkali catalyst. Then, the obtained partially hydrolyzed liquid is further partially hydrolyzed in the presence of water and an acid catalyst.

発明の具体的説明 以下本発明に係るシリカ系被膜形成用塗布液の製造方
法について具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, a method for producing a coating solution for forming a silica-based film according to the present invention will be specifically described.

本発明で用いられるアルコキシシランは、 一般式 R1 nSi(OR24-n (式中、R1は炭化水素基であり、R2は炭素数1〜4のア
ルキル基であり、nは0〜3である)で示される。
The alkoxysilane used in the present invention has a general formula R 1 n Si (OR 2 ) 4-n (wherein R 1 is a hydrocarbon group, R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, Is 0 to 3).

R1の炭化水素基としては、具体的には、メチル基、エ
チル基、ビニル基などが挙げられる。
Specific examples of the hydrocarbon group for R 1 include a methyl group, an ethyl group, and a vinyl group.

このようなアルコキシシランとしては、具体的には、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、モノメ
チルトリメトキシシラン、モノメチルトリエトキシシラ
ン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシ
ラン、モノエチルトリメトキシシラン、モノエチルトリ
エトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチル
ジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニル
トリエトキシシランなどが用いられる。
As such an alkoxysilane, specifically,
Tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, monomethyltrimethoxysilane, monomethyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, monoethyltrimethoxysilane, monoethyltriethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, vinyltriethoxysilane Methoxysilane, vinyltriethoxysilane and the like are used.

これらのアルコキシシランは、単独でまたは混合して
用いられる。
These alkoxysilanes are used alone or in combination.

上記のようなアルコキシシランを溶解するための有機
溶媒としては、具体的には、メタノール、エタノール、
プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、メチル
セロソルブ、エチルセロソルブなどのエチレングリコー
ルエーテル類、エチレングリコール、プロピレングリコ
ールなどのグリコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、乳
酸メチル等のエステル類などが用いられる。
As the organic solvent for dissolving the alkoxysilane as described above, specifically, methanol, ethanol,
Alcohols such as propanol and butanol, ethylene glycol ethers such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve, glycols such as ethylene glycol and propylene glycol, and esters such as methyl acetate, ethyl acetate and methyl lactate are used.

これらの有機溶媒は、単独でまたは混合して用いられ
る。
These organic solvents are used alone or as a mixture.

アルカリ触媒としては、具体的には、アンモニア、ア
ミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カル
シウム等の金属水酸化物など水溶液中でアルカリ性を示
す化合物が用いられる。
As the alkali catalyst, specifically, a compound exhibiting alkalinity in an aqueous solution such as ammonia, an amine, a metal hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or calcium hydroxide is used.

本発明では、まず、上記のようなアルコキシシラン
を、有機溶媒、水およびアルカリ触媒の存在下で部分加
水分解する。
In the present invention, first, the above alkoxysilane is partially hydrolyzed in the presence of an organic solvent, water and an alkali catalyst.

この際アルコキシシランは、反応混合液中で、SiO2
して3〜25重量%好ましくは5〜20重量%の量で用いら
れることが望ましい。
Here alkoxysilane in the reaction mixture, as SiO 2 3 to 25 wt% preferably is preferably used in an amount of 5 to 20 wt%.

水は、アルコキシシランのSi−OR基1モルに対して0.
1〜2モル好ましくは0.5〜1モルの量で用いられる。水
の量がアルコシシシランのSi−OR基1モルに対して0.1
モル未満であると、アルコキシシランの加水分解が不充
分となる傾向が生じ、一方2モルを超えるとアルコキシ
シランの加水分解速度が速くなりすぎて、アルコキシシ
ランの縮重合度をコントロールすることが困難となる傾
向が生ずる。
Water is added in an amount of 0.1 to 1 mol of Si-OR group of alkoxysilane.
It is used in an amount of 1-2 mol, preferably 0.5-1 mol. The amount of water is 0.1 mol per mol of Si-OR group of alkoxysilane.
When the amount is less than 2 moles, the hydrolysis of the alkoxysilane tends to be insufficient. On the other hand, when the amount exceeds 2 moles, the hydrolysis rate of the alkoxysilane becomes too fast, and it is difficult to control the degree of condensation polymerization of the alkoxysilane. Tend to occur.

アルカリ触媒は、反応混合物のpHが6〜12好ましくは
7〜10となるような量で用いることが望ましい。反応混
合物のpHが高くなるほどアルコキシシランの加水分解速
度が速くなり、水の添加量を減少させることができ、ま
た部分加水分解速度を低くすることができる。
The alkali catalyst is desirably used in such an amount that the pH of the reaction mixture is from 6 to 12, preferably from 7 to 10. The higher the pH of the reaction mixture, the faster the hydrolysis rate of the alkoxysilane, the smaller the amount of water added, and the lower the partial hydrolysis rate.

アルコキシシランの部分加水分解反応は、10〜100℃
好ましくは20〜60℃の温度で行なうことが望ましい。ま
た上記の反応時間は、反応温度によって大きく変化する
が、通常0.5〜5時間好ましくは1〜3時間程度であ
る。
The partial hydrolysis reaction of alkoxysilane is performed at 10 to 100 ° C.
Preferably, the reaction is carried out at a temperature of 20 to 60 ° C. The above reaction time varies greatly depending on the reaction temperature, but is usually about 0.5 to 5 hours, preferably about 1 to 3 hours.

上記のようにしてアルカリ触媒の存在下にアルコキシ
シランの部分加水分解反応を行なうと、アルコキシシラ
ンは部分加水分解され、アルコキシシラン部分加水分解
物の縮重合物が生成する。この縮重合物の分子量(ポリ
スチレン換算重量平均分子量)は、100〜5,000好ましく
は500〜2,000であることが好ましい。
When a partial hydrolysis reaction of alkoxysilane is performed in the presence of an alkali catalyst as described above, the alkoxysilane is partially hydrolyzed to generate a condensation polymer of the partially hydrolyzed alkoxysilane. The molecular weight (weight average molecular weight in terms of polystyrene) of this polycondensate is preferably from 100 to 5,000, more preferably from 500 to 2,000.

この際生成するアルコキシシラン部分加水分解物の縮
重合物の分子量が100未満であると、最終的に得られる
シリカ系被膜中に有機残基(たとえばOR基)が残存し、
緻密な被膜が形成されない傾向が生じ、一方5,000を超
えると最終的に得られるシリカ系被膜が多孔質となりや
すくなる傾向が生ずる。
If the molecular weight of the polycondensate of the alkoxysilane partial hydrolyzate generated at this time is less than 100, organic residues (eg, OR groups) remain in the silica-based coating finally obtained,
A dense coating tends not to be formed, while if it exceeds 5,000, the silica-based coating finally obtained tends to be porous.

本発明では、次に、上記のようにしてアルコキシシラ
ンを有機溶媒、水およびアルカリ触媒の存在下で部分加
水分解して得られた反応混合物に、酸触媒を添加して残
存するアルコキシシランの部分加水分解を行なう。
In the present invention, the reaction mixture obtained by partially hydrolyzing alkoxysilane in the presence of an organic solvent, water and an alkali catalyst as described above is added with an acid catalyst, and the remaining alkoxysilane is partially removed. Perform hydrolysis.

酸触媒としては、具体的には、塩酸、硝酸、硫酸など
の無機酸、酢酸、シュウ酸などの有機酸が用いられる。
Specific examples of the acid catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid, and organic acids such as acetic acid and oxalic acid.

酸触媒は、反応混合物のpHが0〜6好ましくは1〜5
となるような量で用いられる。
The acid catalyst is used when the pH of the reaction mixture is 0-6, preferably 1-5.
It is used in such an amount that

アルコキシシランの部分加水分解反応は、pHが低くな
るほど速くなるため、反応系のpH、水の量、部分加水分
解温度を適宜コントロールすることが好ましい。
Since the partial hydrolysis reaction of the alkoxysilane becomes faster as the pH becomes lower, it is preferable to appropriately control the pH of the reaction system, the amount of water, and the partial hydrolysis temperature.

上記のようにして酸触媒の存在下にアルコキシシラン
を部分加水分解するに際して、反応混合液に必要に応じ
て水を添加してもよく、また新たなアルコキシシランを
添加してもよい。
When the alkoxysilane is partially hydrolyzed in the presence of an acid catalyst as described above, water may be added to the reaction mixture as needed, or new alkoxysilane may be added.

酸触媒によるアルコキシシランの部分加水分解反応
は、10〜100℃好ましくは20〜60℃の温度で行なうこと
が望ましい。また上記の反応時間は、反応温度によって
大きく変化するが、通常0.5〜5時間好ましくは1〜3
時間程度である。
The partial hydrolysis reaction of alkoxysilane with an acid catalyst is desirably performed at a temperature of 10 to 100 ° C, preferably 20 to 60 ° C. The above reaction time varies greatly depending on the reaction temperature, but is usually 0.5 to 5 hours, preferably 1 to 3 hours.
About an hour.

このようにしてアルカリ触媒の存在下にアルコキシシ
ランを部分加水分解し、次いで酸触媒の存在下にアルコ
キシシランを部分加水分解すると、アルコキシシラン部
分加水分解物の縮重合物を含むシリカ系被膜形成用塗布
液が得られるが、この塗布液を基板上に塗布し、次いで
乾燥、焼成すれば基板上に被膜が形成される。このアル
コキシシラン部分加水分解物の縮重合物の分子量は、通
常100〜10,000であり、好ましくは500〜5,000であるこ
とが望ましい。なお該塗布液を基板上に塗布するには、
スプレー法、スピンコート法、ディップコート法、ロー
ルコート法、スクリーン印刷法、転写印刷法など通常の
方法を採用することができる。
In this way, the alkoxysilane is partially hydrolyzed in the presence of an alkali catalyst, and then the alkoxysilane is partially hydrolyzed in the presence of an acid catalyst to form a silica-based coating containing a condensation polymer of the alkoxysilane partially hydrolyzed product. A coating solution is obtained. This coating solution is applied on a substrate, dried and fired to form a film on the substrate. The molecular weight of the condensation polymerization product of the alkoxysilane partial hydrolyzate is usually 100 to 10,000, preferably 500 to 5,000. In order to apply the coating liquid on the substrate,
Conventional methods such as spraying, spin coating, dip coating, roll coating, screen printing, and transfer printing can be employed.

上記の焼成温度は、通常300〜900℃好ましくは450〜8
00℃程度である。
The above firing temperature is usually 300 to 900 ° C., preferably 450 to 8
It is about 00 ° C.

上記のような本発明に係るシリカ系被膜形成用塗布液
を用いて形成されるシリカ系被膜は、ピンホール、クラ
ックなどの欠陥がなく、緻密であって、機械的強度に優
れるとともに耐薬品性、耐湿性、絶縁性にも優れてい
る。本発明で上記のような緻密なシリカ系被膜が得られ
るのは、アルコキシシランをアルカリ触媒次いで酸触媒
の存在下で部分加水分解することによって、有機残基の
含量が少ない塗布液が得られ、この塗布液による被膜を
焼成する際に、これらの残基が分解して生ずるボイドの
発生が抑制されるためであろうと考えられる。
The silica-based coating formed using the coating solution for forming a silica-based coating according to the present invention as described above is free from defects such as pinholes and cracks, is dense, has excellent mechanical strength, and has chemical resistance. Also excellent in moisture resistance and insulation. In the present invention, a dense silica-based coating as described above can be obtained by partially hydrolyzing alkoxysilane in the presence of an alkali catalyst and then an acid catalyst, thereby obtaining a coating liquid having a low content of organic residues, It is considered that, when the coating is baked with the coating solution, generation of voids caused by decomposition of these residues is suppressed.

本発明で形成されるシリカ系被膜の膜厚は、目的によ
って種々の膜厚の被膜が形成されるが、比較的厚い被
膜、例えば5000Å以上の膜厚を有するシリカ系被膜が必
要な場合には、アルコキシシランとして、テトラアルコ
キシシランと、モノメチルトリメトキシシランなどのト
リアルコキシシランあるいはジメチルジメトキシシラン
などのジアルコキシシランとの混合物を用いることが好
ましい。なお膜厚が5000Å未満であるようなシリカ系被
膜を得るには、アルコキシシランとして、テトラメトキ
シシラン、テトラエトキシシランなどのテトラアルコキ
シシランを用いることが好ましい。
The thickness of the silica-based coating formed in the present invention, various thickness of the coating is formed depending on the purpose, a relatively thick coating, for example, if a silica-based coating having a thickness of 5000 Å or more is required As the alkoxysilane, it is preferable to use a mixture of a tetraalkoxysilane and a trialkoxysilane such as monomethyltrimethoxysilane or a dialkoxysilane such as dimethyldimethoxysilane. In order to obtain a silica-based coating having a thickness of less than 5000 °, it is preferable to use a tetraalkoxysilane such as tetramethoxysilane or tetraethoxysilane as the alkoxysilane.

テトラアルコキシシランと、トリアルコキシシランあ
るいはジアルコキシシランとは、最初から混合して用い
てもよく、またたとえばアルカリ触媒による部分加水分
解工程はテトラアルコキシシランのみを用いて行ない、
酸触媒による部分加水分解工程に際して、トリアルコキ
シシランあるいはジアルコキシシランを添加してもよ
い。
Tetraalkoxysilane and trialkoxysilane or dialkoxysilane may be mixed and used from the beginning, and for example, the partial hydrolysis step using an alkali catalyst is performed using only tetraalkoxysilane,
In the partial hydrolysis step using an acid catalyst, trialkoxysilane or dialkoxysilane may be added.

テトラアルコキシシランと、トリアルコキシシランあ
るいはジアルコキシシランとの混合割合は、テトラアル
コキシシラン:トリアルコキシシラン:ジアルコキシシ
ランが0.5〜4.5:5〜9:0〜2(SiO2としての重量比)で
あることが望ましい。
The mixing ratio of tetraalkoxysilane and trialkoxysilane or dialkoxysilane is 0.5 to 4.5: 5 to 9: 0 to 2 (weight ratio as SiO 2 ) of tetraalkoxysilane: trialkoxysilane: dialkoxysilane. Desirably.

テトラアルコキシシランの量が多くなると、得られる
シリカ系被膜は、耐熱性、耐湿性には優れるが、厚い膜
厚を有するシリカ系被膜を形成するとクラックが発生し
やすくなる傾向が生じ、一方トリアルコキシシランある
いはジアルコキシシランの量が多くなると、得られるシ
リカ系被膜は耐熱性、耐湿性に劣る傾向が生ずる。
When the amount of tetraalkoxysilane is increased, the resulting silica-based coating is excellent in heat resistance and moisture resistance, but when a silica-based coating having a large film thickness is formed, cracks tend to occur easily. When the amount of silane or dialkoxysilane increases, the resulting silica-based coating tends to have poor heat resistance and moisture resistance.

以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
ら実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1 テトラエトキシシラン(多摩化学工業製エチルシリケ
ート−28,SiO2換算テトラエトキシシラン濃度28重量
%)357gと、水120gと、IPA 523gとを混合・撹拌し、次
いで1%NH3水を添加してpH8に調整した。得られた混合
液を50℃に1時間保って、テトラエトキシシランの部分
加水分解を行なった。部分加水分解後に得られるアルコ
キシシラン部分加水分解物の縮重合物は、ポリスチレン
換算の分子量が800であった。
Example 1 357 g of tetraethoxysilane (ethyl silicate-28, manufactured by Tama Chemical Industries, tetraethoxysilane concentration in terms of SiO 2 of 28% by weight), 120 g of water, and 523 g of IPA were mixed and stirred, and then 1% NH 3 water was added. It was adjusted to pH 8 by addition. The obtained mixture was kept at 50 ° C. for 1 hour to partially hydrolyze tetraethoxysilane. The polycondensate of the partially hydrolyzed alkoxysilane obtained after the partial hydrolysis had a molecular weight of 800 in terms of polystyrene.

次いでこの反応混合液に濃硝酸を添加してpH2に調整
した後、30℃に12時間保って、テトラエトキシシランの
部分加水分解をさらに行なって、シリカ系被膜形成用塗
布液を調製した。この塗布液中のテトラエトキシシラン
部分加水分解物の縮重合物の分子量は、2,000であっ
た。
Next, concentrated nitric acid was added to the reaction mixture to adjust the pH to 2, and the mixture was maintained at 30 ° C. for 12 hours to further partially hydrolyze tetraethoxysilane to prepare a coating solution for forming a silica-based film. The molecular weight of the polycondensation product of the partially hydrolyzed tetraethoxysilane in this coating solution was 2,000.

実施例2 テトラエトキシシラン(多摩化学工業製エチルシリケ
ート−40,SiO2換算テトラエトキシシラン濃度40重量
%)250gと、水60gと、エチルセロソルブ690gとを混合
・撹拌し、1%のモノエタノールアミンを添加してpH9
に調整した。得られた混合液を50℃に2時間保って、テ
トラエトキシシランの部分加水分解を行なった。部分加
水分解後に得られるアルコキシシラン部分加水分解物の
縮重合物は、分子量が500であった。
Example 2 250 g of tetraethoxysilane (ethyl silicate-40, manufactured by Tama Chemical Industries, concentration of tetraethoxysilane in terms of SiO 2 of 40% by weight), 60 g of water and 690 g of ethyl cellosolve were mixed and stirred, and 1% monoethanolamine was added. To pH 9
Was adjusted. The obtained mixture was kept at 50 ° C. for 2 hours to partially hydrolyze tetraethoxysilane. The polycondensation product of the partially hydrolyzed alkoxysilane obtained after the partial hydrolysis had a molecular weight of 500.

次いでこの反応混合液に濃塩酸を添加してpH1に調整
した後、50℃に2時間保って、テトラエトキシシランの
部分加水分解をさらに行なって、シリカ系被膜形成用塗
布液を調製した。この塗布液中のテトラエトキシシラン
部分加水分解物の縮重合物の分子量は、2,500であっ
た。
Subsequently, concentrated hydrochloric acid was added to the reaction mixture to adjust the pH to 1, and the mixture was kept at 50 ° C. for 2 hours to further partially hydrolyze tetraethoxysilane to prepare a coating solution for forming a silica-based film. The molecular weight of the polycondensation product of the partially hydrolyzed tetraethoxysilane in this coating solution was 2,500.

実施例3 テトラメトキシシラン(多摩化学工業製メチルシリケ
ート−51,SiO2換算テトラメトキシシラン濃度51重量
%)98gと、水90gと、プロピレングリコールモノプロピ
ルエーテル812gとを混合・撹拌し、トリエタノールアミ
ンを添加してpH7に調整した。得られた混合液を50℃に3
0分間保って、テトラメトキシシランの部分加水分解を
行なった。部分加水分解後に得られるアルコキシシラン
部分加水分解物の縮重合物は、分子量が2000であった。
Example 3 98 g of tetramethoxysilane (methyl silicate-51, manufactured by Tama Chemical Industry, tetramethoxysilane concentration in terms of SiO 2 of 51% by weight), 90 g of water and 812 g of propylene glycol monopropyl ether were mixed and stirred, and triethanolamine was added. Was added to adjust to pH7. Bring the resulting mixture to 50 ° C for 3
After holding for 0 minutes, partial hydrolysis of tetramethoxysilane was performed. The condensation-polymerized product of the partially hydrolyzed alkoxysilane obtained after the partial hydrolysis had a molecular weight of 2,000.

次いでこの反応混合液にリン酸を添加してpH2に調整
した後、30℃に1時間保って、テトラメトキシシランの
部分加水分解をさらに行なって、シリカ系被膜形成用塗
布液を調製した。この塗布液中のテトラメトキシシラン
部分加水分解物の縮重合物の分子量は、3,200であっ
た。
Next, phosphoric acid was added to the reaction mixture to adjust the pH to 2, and the mixture was maintained at 30 ° C. for 1 hour to further partially hydrolyze tetramethoxysilane to prepare a coating solution for forming a silica-based film. The molecular weight of the polycondensation product of the partially hydrolyzed tetramethoxysilane in this coating solution was 3,200.

実施例4 実施例3で用いたメチルシリケート−51 118gと、水7
2gと、エチルセロソルブ556gとを混合・撹拌し、0.1%N
H3水を添加してpH7に調整した。得られた混合液を50℃
に1時間保って、テトラメトキシシランの部分加水分解
を行なった。部分加水分解後に得られるアルコキシシラ
ン部分加水分解物の縮重合物は分子量が1200であった。
Example 4 118 g of methyl silicate-51 used in Example 3 and water 7
2 g and 556 g of ethyl cellosolve are mixed and stirred, and 0.1% N
And adjusted to pH7 by the addition of H 3 water. The obtained mixture is kept at 50 ° C
For 1 hour to partially hydrolyze tetramethoxysilane. The polycondensation product of the partially hydrolyzed alkoxysilane obtained after the partial hydrolysis had a molecular weight of 1200.

次いでこの反応混合液に酢酸を添加してpH4に調整し
た後、ジメチルジメトキシシラン30gと、メチルトリメ
トキシシラン170gと、水54gとを撹拌しながら添加し、5
0℃に3時間保ってさらにアルコキシシランの部分加水
分解を行なって、シリカ系被膜形成用塗布液を調製し
た。この塗布液中のアルコキシシラン部分加水分解物の
縮重合物の分子量は、2,200であった。
Next, acetic acid was added to the reaction mixture to adjust the pH to 4, and then 30 g of dimethyldimethoxysilane, 170 g of methyltrimethoxysilane, and 54 g of water were added with stirring, and then added.
The mixture was kept at 0 ° C. for 3 hours to further partially hydrolyze the alkoxysilane to prepare a coating solution for forming a silica-based film. The molecular weight of the polycondensate of the partially hydrolyzed alkoxysilane in this coating solution was 2,200.

実施例5 実施例3で用いたメチルシリケート−51 118gと、水7
2gと、プロピレングリコールモノプロピルエーテル491g
とを混合・撹拌し、0.1%NH3水を添加してpH7に調整し
た。得られた混合液を50℃に1時間保って、テトラメト
キシシランの部分加水分解を行なった。部分加水分解後
に得られるアルコシシシラン部分加水分解物の縮重合物
は、分子量が1000であった。
Example 5 118 g of methyl silicate-51 used in Example 3 and water 7
2 g and propylene glycol monopropyl ether 491 g
Were mixed and stirred, and adjusted to pH 7 by adding 0.1% NH 3 water. The obtained mixture was kept at 50 ° C. for 1 hour to partially hydrolyze tetramethoxysilane. The polycondensation product of the partially hydrolyzed alkoxysilane obtained after the partial hydrolysis had a molecular weight of 1,000.

次いでこの反応混合液に酢酸を添加してpH5に調整し
た後、メチルトリメトキシシラン205gと、水54gとを撹
拌しながら添加し、50℃に1時間保って、さらにアルコ
キシシランの部分加水分解を行なって、シリカ系被膜形
成用塗布液を調製した。この塗布液中のアルコキシシラ
ン部分加水分解物の縮重合物の分子量は、2,800であっ
た。
Next, acetic acid was added to the reaction mixture to adjust the pH to 5, then 205 g of methyltrimethoxysilane and 54 g of water were added with stirring, and the mixture was kept at 50 ° C. for 1 hour to further partially hydrolyze the alkoxysilane. Then, a coating solution for forming a silica-based film was prepared. The molecular weight of the condensation polymerized product of the partially hydrolyzed alkoxysilane in this coating solution was 2,800.

比較例1 エチルシリケート−28 357gと、水240gと、エタノー
ル403gとを混合・撹拌しながら、濃硝酸を添加してpH1
に調整した。得られた混合液を50℃に1時間保ってテト
リエトキシシランの部分加水分解を行なって、シリカ系
被膜形成用塗布液を調製した。この塗布液に含まれるア
ルコキシシラン部分加水分解物の縮重合物は、分子量が
1500であった。
Comparative Example 1 While mixing and stirring 357 g of ethyl silicate-28, 240 g of water, and 403 g of ethanol, concentrated nitric acid was added thereto to adjust the pH to 1.
Was adjusted. The obtained mixture was kept at 50 ° C. for 1 hour to partially hydrolyze tetriethoxysilane to prepare a coating solution for forming a silica-based film. The condensation polymerization product of the partially hydrolyzed alkoxysilane contained in this coating solution has a molecular weight of
1500.

比較例2 ジメチルジメトキシシラン30gと、メチルトリメトキ
シシラン170gと、メチルシリケート−51 118gと、水126
gとを混合・撹拌した後、酢酸を添加してpH4に調整した
後、50℃に10時間保って、アルコキシシランの部分加水
分解を行なって、シリカ系被膜形成用塗布液を調製し
た。この塗布液に含まれるアルコキシシラン部分加水分
解物の縮重合物は、分子量が2200であった。
Comparative Example 2 30 g of dimethyldimethoxysilane, 170 g of methyltrimethoxysilane, 118 g of methylsilicate-51 and 126 g of water
After stirring and mixing with g, acetic acid was added to adjust the pH to 4, and then the mixture was kept at 50 ° C. for 10 hours to partially hydrolyze the alkoxysilane to prepare a coating solution for forming a silica-based film. The polycondensation product of the alkoxysilane partial hydrolyzate contained in this coating solution had a molecular weight of 2,200.

以上の実施例および比較例で得られた塗布液を、ガラ
ス基板にスピンコート法で塗布し、150℃、10分間乾燥
した後、空気中で350℃、30分間焼成した。得られた被
膜の膜厚は、実施例(1)〜(3)および比較例(1)
では2,000Åであり、実施例(4)、(5)および比較
例(2)では5,000Åであった。
The coating solutions obtained in the above Examples and Comparative Examples were applied to a glass substrate by a spin coating method, dried at 150 ° C. for 10 minutes, and baked in air at 350 ° C. for 30 minutes. The thicknesses of the obtained coatings were determined in Examples (1) to (3) and Comparative Example (1).
In Example (4), (5) and Comparative Example (2), it was 5,000.

得られた被膜について、次の項目について評価した。 The obtained coating was evaluated for the following items.

(1)クラック:膜面を目視にて観察。(1) Crack: The film surface was visually observed.

(2)耐煮沸性:沸騰水に1時間浸漬後の膜の剥離の有
無を観察。
(2) Boiling resistance: Observation of peeling of the film after immersion in boiling water for 1 hour.

(3)耐アルカリ性:50℃の5%NaOH水溶液に10分間浸
漬後の膜の剥離の有無を観察。
(3) Alkali resistance: Observation of peeling of the film after immersion in a 5% NaOH aqueous solution at 50 ° C. for 10 minutes.

(4)鉛筆硬度:JIS K−5400による。(4) Pencil hardness: according to JIS K-5400.

(5)屈折率:エリプソメーターによる。(5) Refractive index: by ellipsometer.

結果を表−1に示す。 The results are shown in Table 1.

表−1から、本発明の塗布液を用いて形成された被膜
は、耐煮沸性評価による耐湿性、耐アルカリ性評価によ
る耐薬品性に優れており、また、テトラアルコキシシラ
ンのみによる塗布液を用いて形成された被膜(実施例1
〜3)の屈折率が比較例1の被膜と比べて高いことから
もわかるとおり、ピンホールがほとんどなく、緻密な被
膜が形成されていることがわかる。
From Table 1, the film formed using the coating solution of the present invention is excellent in moisture resistance by boiling resistance evaluation, chemical resistance by alkali resistance evaluation, and using a coating solution only with tetraalkoxysilane. (Example 1)
As can be seen from the fact that the refractive indexes of (3) to (3) are higher than that of the coating of Comparative Example 1, it is understood that there is almost no pinhole and a dense coating is formed.

また、比誘電率も従来の塗布液による被膜(比較例)
に比べて低いことがわかる。
In addition, the relative dielectric constant of the film using a conventional coating solution (comparative example)
It turns out that it is low compared with.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一般式 R1 nSi(OR24-n (式中、R1は炭化水素基であり、R2は炭素数1〜4のア
ルキル基であり、nは0〜3である)で示されるアルコ
キシシランの1種または2種以上を、有機溶媒、水およ
びアルカリ触媒の存在下で部分加水分解し、 次いで得られた部分加水分解液を、水および酸触媒の存
在下でさらに部分加水分解することを特徴とする、アル
コキシシラン部分加水分解物の縮重合物を含むシリカ系
被膜形成用塗布液の製造方法。
A compound represented by the general formula: R 1 n Si (OR 2 ) 4 -n (wherein R 1 is a hydrocarbon group, R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n is 0 to 3) Is partially hydrolyzed in the presence of an organic solvent, water and an alkali catalyst, and then the obtained partially hydrolyzed solution is subjected to the hydrolysis in the presence of water and an acid catalyst. A method for producing a coating liquid for forming a silica-based film, comprising a condensation polymerized product of an alkoxysilane partially hydrolyzed product.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2904317B2 (en) * 1991-10-11 1999-06-14 信越化学工業株式会社 Method for producing organopolysiloxane resin
JPH09143420A (en) * 1995-09-21 1997-06-03 Asahi Glass Co Ltd Low dielectric constant resin composition
TWI234787B (en) 1998-05-26 2005-06-21 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Silica-based coating film on substrate and coating solution therefor
JP4662000B2 (en) * 1999-09-29 2011-03-30 Jsr株式会社 Film forming composition, film forming method, and insulating film
JP4568959B2 (en) * 2000-05-22 2010-10-27 Jsr株式会社 Silicone-containing composition and film-forming composition
JP4572444B2 (en) * 2000-05-22 2010-11-04 Jsr株式会社 Film forming composition, film forming method, and silica-based film
JP4530113B2 (en) * 2000-07-06 2010-08-25 Jsr株式会社 Method for producing film-forming composition, film-forming composition, film-forming method, and silica-based film
JP4697363B2 (en) * 2000-08-21 2011-06-08 Jsr株式会社 Film forming composition and insulating film forming material
JP4655343B2 (en) * 2000-08-28 2011-03-23 Jsr株式会社 Film forming composition and insulating film forming material
KR100765382B1 (en) * 2006-07-18 2007-10-12 (주)신우상역 Coating Layer Structure of Heating Cookware
JPWO2008066060A1 (en) * 2006-11-30 2010-03-04 Jsr株式会社 Method for producing polymer, composition for forming insulating film, silica-based insulating film and method for producing the same
KR101596906B1 (en) 2009-02-27 2016-03-07 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 Organic electroluminescent element
EP2447303A4 (en) 2009-06-24 2012-10-10 Asahi Kasei E Materials Corp CONDENSATION PRODUCT OF POLYSILOXANE
JP5882583B2 (en) * 2010-02-04 2016-03-09 東京応化工業株式会社 Silica-based film forming material for air gap formation and air gap forming method
JP2012251119A (en) * 2011-06-07 2012-12-20 Ulvac Japan Ltd Porous silica precursor composition and method for preparing the same, porous silica film and method for preparing the same, and semiconductor element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2796521A1 (en) 2013-04-26 2014-10-29 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Low-Temperature, Fast Curing Coating Composition and Cured Article
US9683131B2 (en) 2013-04-26 2017-06-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Low-temperature, fast curing coating composition and cured article

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