JP2005002351A - 半導体封止用硬化性エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 4,4'−ジヒドロキシ−3,3',5,5'−テトラメチルビフェニルとエピハロヒドリンとをアルカリ金属化合物の存在下に反応させて得られるエポキシ樹脂組成物であって、テトラメチルジフェノキノンの含有量が0.3重量%以下及び下記構造式1で表されるグリシジル化合物の含有量が0.3重量%以下であることを特徴とするテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂組成物とエポキシ樹脂用硬化剤を必須成分として配合して成る半導体封止用硬化性エポキシ樹脂組成物。
【化1】
【選択図】 なし
Description
一般的に、工業的に製造され使用されているエポキシ樹脂は、その主成分自体が分子量分布を持っており、さらに各種の不純物を含んだ多くの成分の混合物(組成物)である。それら不純物の大部分はエポキシ樹脂の原料から持ち込まれたり、製造工程で副反応等により生成し、樹脂中に残存しているものである。
ところがビフェニル型エポキシ樹脂組成物は、主に最先端の半導体封止材用として用いられるため、さらなる特性の向上が求められてきた。
本発明は、以下に示される各発明の製造方法によって製造される下記各発明のテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂組成物を必須成分として含有する半導体封止用硬化性エポキシ樹脂組成物とその硬化物に関する。
(5) 下記構造式2で表されるフェノール化合物の含有量が0.3重量%以下である4,4'−ジヒドロキシ−3,3',5,5'−テトラメチルビフェニルとエピハロヒドリンとをアルカリ金属化合物の存在下に反応させることを特徴とする、下記構造式1で表されるグリシジル化合物の含有量が0.3重量%以下であるテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂組成物の製造方法。
また、前記構造式2で表されるフェノール化合物の含有量が、0.5重量%以下である必要があり、好ましくは0.3重量%以下であり、より好ましくは0.2重量%以下である。
さらに好ましくは、テトラメチルジフェノキノンの含有量と前記構造式2で表されるフェノール化合物の含有量の合計量が0.8重量%以下であり、好ましくは0.5重量%以下であり、より好ましくは0.3重量%以下である。
原料となる4,4'−ジヒドロキシ−3,3',5,5'−テトラメチルビフェニル中のテトラメチルジフェノキノンや前記構造式2で表されるフェノール化合物の含量を低減する方法等に制約はないが、製造反応条件の最適化や加熱処理、抽出、洗浄、再結晶等の精製操作が通常用いられる。
その反応は一般的な条件でも可能だが、その反応の代表的な例を、以下に詳述する。
反応終了後、不溶性の副生塩を濾別して除くか、水洗により除去したのち、未反応のエピハロヒドリンを減圧留去して除くと、目的のエポキシ樹脂組成物が得られる。
また、この反応においては、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムブロミドなどの第四級アンモニウム塩;ベンジルジメチルアミン、2,4,6−(トリスジメチルアミノメチル)フェノールなどの第三級アミン;2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾールなどのイミダゾール類;エチルトリフェニルホスホニウムイオダイドなどのホスホニウム塩;トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類等の触媒を用いてもよい。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物には、本発明の高性能エポキシ樹脂組成物以外のエポキシ樹脂も配合することができる。その併用できるエポキシ樹脂としては、特に指定は無く、本発明の高性能エポキシ樹脂組成物以外のエポキシ樹脂であれば、どのようなエポキシ樹脂でも使用可能である。
その使用できる硬化剤としては、たとえば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、テトラブチルビスフェノールA、ハイドロキノン、レゾルシン、メチルレゾルシン、ビフェノール、テトラメチルビフェノール、ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシジフェニルエーテル、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、ナフトールノボラック樹脂、重質油変性フェノール樹脂、臭素化フェノールノボラック樹脂などの種々の多価フェノール類、及び種々のフェノール類とヒドロキシベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、グリオキザールなどの種々のアルデヒド類との縮合反応で得られる多価フェノール樹脂等の各種のフェノール樹脂類、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸、メチルナジック酸等の酸無水物類、ジエチレントリアミン、イソホロンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド等のアミン類などなどが挙げられる。
硬化剤成分としてエポキシ基の重合を開始するタイプの硬化剤を使用する場合は、全エポキシ樹脂成分100重量部に対して、0.1〜10重量部が好ましく、より好ましくは、0.3〜5重量部である。
その無機充填剤の種類としては、たとえば、溶融シリカ、結晶性シリカ、ガラス粉、アルミナ、炭酸カルシウムなどがあげられる。その形状としては、破砕型又は球状である。各種の無機充填剤は、単独で又は、2種以上混合して用いられる。その使用量は、組成物全体の30〜95重量%であり、好ましくは50〜95重量%、より好ましくは70〜93重量%である。
また、硬化促進剤は、エポキシ樹脂中のエポキシ基と硬化剤中の活性基との反応を促進する化合物である。
それらの硬化促進剤は、単独で又は、2種以上混合して用いられ、その使用量は、全エポキシ樹脂成分に対して、0.1〜7重量%である。
温度計、撹拌装置、冷却管を備えた内容量2Lの三つ口フラスコに、表1に示した量のテトラメチルジフェノキノン及び前記構造式2で表されるフェノール化合物を含有するそれぞれ純度の異なる4,4'−ジヒドロキシ−3,3',5,5'−テトラメチルビフェニル121g、エピクロルヒドリン555g、及び2−プロパノール200gを仕込み、50℃に昇温して溶解させたのち、48.5重量%の水酸化ナトリウム水溶液91gを1時間かけて滴下した。その間に徐々に昇温し、滴下終了時には系内が70℃になるようにした。その後、70℃で30分間保持して反応を行わせた。その反応終了後、水洗して副生塩及び過剰の水酸化ナトリウムを除去した。次いで、生成物から減圧下で過剰のエピクロルヒドリン及び2−プロパノールを留去して、粗製エポキシ樹脂組成物を得た。
これらのエポキシ樹脂組成物のテトラメチルジフェノキノンの含有量、構造式1で表されるグリシジル化合物の含有量、エポキシ当量及び色相を表1に示した。
表2に示したように、エポキシ樹脂成分として、実施例1〜3又は比較例1、2で製造したテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂組成物、硬化剤成分として、フェノールアラルキル樹脂、無機充填剤として溶融シリカ粉末、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン、離型剤としてカルナバワックス、シランカップリング剤としてエポキシシランを用いて、各硬化性エポキシ樹脂組成物を配合した。
次いで、各配合物をミキシングロールを用いて70〜130℃の温度で5分間溶融混合した。得られた各溶融混合物はシート状に取り出し、粉砕して各成形材料を得た。
実施例4〜6で製造した硬化性エポキシ樹脂組成物は、比較例3、4で製造した硬化性エポキシ樹脂組成物に較べて耐熱性及び電気特性に優れていた。
Claims (5)
- エポキシ樹脂用硬化剤がフェノール樹脂類であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体封止用硬化性エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の半導体封止用硬化性エポキシ樹脂組成物に、さらに硬化促進剤及び無機充填剤を必須成分として配合して成ることを特徴とする半導体封止用硬化性エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の半導体封止材用硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化して得られる半導体封止用硬化物。
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