JPH0733430B2 - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH0733430B2 JP62133518A JP13351887A JPH0733430B2 JP H0733430 B2 JPH0733430 B2 JP H0733430B2 JP 62133518 A JP62133518 A JP 62133518A JP 13351887 A JP13351887 A JP 13351887A JP H0733430 B2 JPH0733430 B2 JP H0733430B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエポキシ樹脂組成物に関し、より詳細には柔軟
性に優れ且つ高ガラス転移点を有する硬化物を得ること
が可能なエポキシ樹脂組成物に関する。
(従来技術) エポキシ樹脂をノボラック型フェノール樹脂を用いて硬
化させるエポキシ樹脂系成形材料は、接着性、耐湿性等
の特性に優れていることから、例えば半導体封止材料等
として多く使用されている。
然しながらこの種の成形材料においては、成形硬化時の
収縮等によって内部応力が発生し、このためチップサイ
ズが大きくなるにつれて樹脂やチップにクラックを生じ
たり、ホンディングワイヤー断線したりする等の問題を
生じている。
この様な問題を解決するための手段として、成形材料中
にシリコン樹脂やポリブタジエン等の可撓化剤を配合
し、封止用樹脂の低弾性率化(柔軟化)を図ることが知
られている。
(従来技術の問題点) 然しながら従来公知の上記方法では、硬化樹脂のガラス
転移温度が急激に降下するため、これに伴って高温領域
における電気的特性が低下し、信頼性の高いモールド製
品を得ることが困難となっている。また硬化物の機械的
強度も低下するという欠点を有している。
従って本発明は、柔軟性(低弾性率)を有するとともに
高いガラス転移温度を有する硬化物を得ることが可能な
エポキシ樹脂組成物を提供することを技術的課題とす
る。
(問題点を解決するための手段) 本発明のエポキシ樹脂組成物は、 (A)下記一般式、 式中、 R1乃至R3は、水素原子又は炭素原子数6下のアルキル
基、 R4乃至R11は、水素原子、炭素原子数6以下のアルキル
基又はハロゲン原子であり、 これらR1乃至R11の各基は互いに同一の基であってもよ
い、 で表わされるフェノール誘導体と、エピクロルヒドリン
との縮合反応により得られる三官能性エポキシ化合物、 及び、 (B)ノボラック型フェノール樹脂 必須成分として含有するものである。
(作 用) 本発明は、エポキシ樹脂として前記一般式で表わされる
フェノール誘導体から得られる特定の三官能性エポキシ
樹脂を用いることに重要な特徴がある。
即ち、この様な三官能性エポキシ樹脂を使用し、これと
ノボラック型フェノール樹脂を組み合わせることによっ
て、後述する実施例に示す通り、硬化物の低弾性率化
(柔軟化)及び高ガラス転移点化を図ることが可能とな
り、またその強度低下も有効に抑制されるのである。
尚、本発明において成分(B)として用いるノボラック
型フェノール樹脂は、硬化剤としての役割を有するもの
である。
(発明の好適な態様) (A)エポキシ樹脂 本発明において用いるエポキシ樹脂は、下記一般式
(I)、 式中、 R1乃至R3は、水素原子又は炭素原子数6下のアルキル
基、 R4乃至R9は、水素原子、炭素原子数6以下のアルキル基
又はハロゲン原子であり、 これらR1乃至R11の各基は互いに同一の基であってもよ
い、 で表わされるトリスフェノール類と、エピクロルヒドリ
ンとを適当なエーテル化触媒の存在下にエーテル化し、
次いで脱ハロゲン化水素することによって製造される。
この三官能性エポキシ樹脂は、前記一般式(I)で表わ
されるトリスフェノールの構造から理解される様に、4
個のベンゼン環が一個の炭素原子を介して分岐状に連結
しているという化学構造上の特徴を有しており、エポキ
シ当量が198乃至400及び軟化点が50乃至120℃の範囲に
ある。
この様なエポキシ樹脂としては、具体的には、1−〔α
−メチル−α−(4′−グリシドキシフェニル)エチ
ル〕−4−〔α′,α′−ビス(4″−グリシドキシフ
ェニル)エチル〕ベンゼン、 1−〔α−メチル−α−(2′−メチル−4′−グリシ
ドキシ−5′−三級ブチルフェニル)エチル〕−4−
〔α′,α′−ビス(2″−メチル−4″−グリシドキ
シ−5″−三級ブチルフェニル)エチル〕ベンゼン、 1−〔α−メチル−α−(3′,5′−ジメチル−4′−
グリシドキシフェニル)エチル〕−4−〔α′,α′−
ビス(3″,5″−ジメチル−4″−グリシドキシフェニ
ル)エチル〕ベンゼン、 1−〔α−メチル−α−(3′−三級ブチル−4′−グ
リシドキシフェニル)エチル〕−4−〔α′,α′−ビ
ス(3″−三級ブチル−4″−グリシドキシフェニル)
エチル〕ベンゼン、 1−〔α−メチル−α−(3′−メチル−4′−グリシ
ドキシ−5′−三級ブチルフェニル)エチル〕−4−
〔α′,α′−ビス(3″−メチル−4″−グリシドキ
シ−5″−三級ブチルフェニル)エチル〕ベンゼン、 1−〔α−メチル−α−(2′,5′−ジメチル−4′−
グリシドキシフェニル)エチル〕−4−〔α′,α′−
ビス(2″,5″−ジメチル−4″−グリシドキシフェニ
ル)エチル〕ベンゼン、 等を上げることができる。
上述した三官能性エポキシ樹脂において、グリシドキシ
基、即ち式(I)におけるフェノール性水酸基は、それ
ぞれフェニル基のパラ位に結合していることが望まし
く、R1乃至R4の各々は、炭素数4以下のアルキル基、特
にメチル基であり、R4乃至R9の各々は水素原子、メチル
基或いは第三級ブチル基であることが望ましい。
また本発明を損わない範囲内において、他のエポキシ樹
脂、例えばo−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂を
併用することも可能である。このノボラック型エポキシ
樹脂は、前記三官能性エポキシ樹脂100重量部当たり5
重量部以上、特に10重量部以上の割合で使用される。
(B)ノボラック型フェノール樹脂 本発明においては、前記三官能性エポキシ樹脂(A)と
ともに、硬化剤としてノボラック型フェノール樹脂を使
用する。
このフェノール樹脂は、フェノール或いはo−クレゾー
ル、p−クレゾール、t−ブチルフェノール、クミルフ
ェノール、ドニルフェノール等のアルキル置換フェノー
ル類と、ホルムアルデヒドとを酸性触媒下に縮合して得
られるものであって、特に水酸基当量が100乃至150、及
び軟化点が60乃至110℃の範囲にあるものが好適に使用
される。
かかるフェノール樹脂は、前記三官能性エポキシ樹脂10
0重量部当たり20乃至157重量部、特に40乃至100重量部
の割合で配合される。
他の配合例 本発明のエポキシ樹脂組成物は、前述した三官能性エポ
キシ樹脂及びノボラック型フェノール樹脂を必須成分と
するものであるが、これ以外にそれ自体公知の各種配合
剤、例えば硬化促進剤、充填剤、離型剤、着色剤、難燃
剤、カップリング剤等を配合することができる。
硬化促進剤としては、2−メチル−4−メチルイミダゾ
ール、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メ
チルイミダゾールアジン等のイミダゾール類、二塩基酸
ヒドラジド等のヒドラジド化合物、三フッ化ホウ素−ア
ミン錯化合物等を挙げることができ、これらは三官能性
エポキシ樹脂100重量部当たり0.1乃至20重量部の割合で
使用される。
充填剤としては、シリカ、アルミナ、タルク、マイカ、
重質炭酸カルシウム、カオリン、けいそう土、アスベス
ト、グラファイト、ボロン、シリコンカーバイト、カー
ボン繊維、ガラス繊維等を挙げることができ、これらは
前述した(A)及び(B)成分の合計量100重量部当た
り50乃至900重量部の割合で使用される。
離型剤としては、カルナバワックス、モンタンワック
ス、エステルワックス、ステアリン酸、ステアリン酸カ
ルシウム、ステアリン酸亜鉛、12−ヒドロキシステアリ
ン酸、12−ヒドロキシステアリン酸カルシウム等を挙げ
ることができ、これらは(A)及び(B)成分の合計量
100重量部当たり0.1乃至10重量部の割合で使用すること
ができる。
着色剤としては、カーボンブラック等を挙げることがで
き、これらは(A)及び(B)成分の合計量100重量部
当たり0.01乃至5重量部の割合で使用することができ
る。
難燃剤としては、酸化アンチモン或いはテトラブロムビ
スフェノールAの如きハロゲン化多価フェノール等を使
用することができ、これらは前記(A)及び(B)成分
の合計量100重量部当たり12乃至25重量部の割合で使用
される。
更にカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン等のシラン化合物等が、前記
(A)及び(B)成分の合計量当たり0.1乃至10重量部
の割合で使用することができる。
樹脂組成物 本発明の樹脂組成物は、上述した各種配合成分を、通常
二軸押出機或いは二本ロール類を用いて約80乃至120℃
の温度で混練することにより調製される。
かくして得られた本発明のエポキシ樹脂組成物は、例え
ば混練後、冷却して粉砕し、各種成形材料として使用に
供せされる。
(発明の効果) かかる本発明のエポキシ樹脂組成物からは、以下の実施
例に示す通り、低弾性率で且つ高いガラス転移温度を有
するとともに、強度等の機械的特性にも優れた硬化成形
物を得ることができ、信頼性の高いモールド製品が得ら
れる。
特に硬化時の収縮等に起因する内部応力の発生が抑制さ
れるため、半導体封止用材料として有用である。
(実施例) 実施例1 下記処方に従って各成分を、2本ロールを用いて100℃
の温度で5分間混練し、次いで冷却粉砕して成形材料を
得た。配合処方 ・1−〔α−メチル−α(4′−グリシドキシフェニ
ル)エチル〕−4−〔α′,α−ビス(4″−グリシド
キシフェニル)エチル〕ベンゼン 100重量部 (エポキシ当量 269) ・ノボラック型フェノール樹脂 38 〃 (軟化点 97℃) ・2−エチル−4−エチル−イミダゾールアジン 2 〃 (硬化促進剤) ・無定形シリカ 495 〃 ・カーボンブラック 1 〃 ・シランカップリング剤 2.5〃 (KBM−403,信越化学(株)製)・カルナバワックス 2 〃 この成形材料を、トランスファー成形機を用いて70kg/c
m2,160℃,5分間の条件で成形し、4mm厚のシートを作成
した。
次いで該シートを、160℃,8時間ポストキュアし、JIS K
6911に基づくテストピースを作成した。
このテストピースについて、JIS K 6911に従ってその曲
げ強度、曲げ弾性率及びガラス転移温度を測定した。そ
の結果を第1表に示す。
実施例2 下記処方を用いた以外は実施例1と全く同様にして成形
材料を調製し、曲げ強度等の各種物性を測定した。
結果は第1表に示す。配合処方 ・1−〔α−メチル−α(4′−グリシドキシフェニ
ル)エチル〕−4−〔α′,α−ビス(4″−グリシド
キシフェニル)エチル〕ベンゼン 50重量部 (エポキシ当量 269) ・o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂 50 〃 (エポキシ当量215) ・ノボラック型フェノール 43 〃 (軟化点 97℃) 実施例3 下記処方を用いた以外は実施例1と全く同様にして成形
材料を調製し、曲げ強度等の各種物性を測定した。
結果は第1表に示す。配合処方 ・1−〔α−メチル−α(4′−グリシドキシフェニ
ル)エチル〕−4−〔α′,α−ビス(4″−グリシド
キシフェニル)エチル〕ベンゼン 30重量部 (エポキシ当量 269) ・o−クレゾール型ノボラック型エポキシ樹脂 70 〃 (エポキシ当量215) ・ノボラック型フェノール 47 〃 (軟化点 97℃) 比較例1 下記処方を用いた以外は実施例1と全く同様にして成形
材料を調製し、曲げ強度等の各種物性を測定した。結果
は第1表に示す。配合処方 ・o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂 100重量部 (エポキシ当量215) ・ノボラック型フェノール樹脂 45重量部 (軟化点 97℃) ・2−エチル−4−メチル−イミダゾールアジン 2 〃 ・無定形シリカ 495 〃 ・カーボンブラック 1 〃 ・シランカップリング剤 2.5〃 (KBM−403,信越化学(株)製)・カルナバワックス 2 〃 比較例2 カルボキシル基末端ポリブタジエンゴム(HYCAR CTB 20
00×162,宇部興産(株)製)を8.6部加えた以外は比較
例1と全く同様にして成形材料を調製し、各種物性を測
定した。結果を第1表に示す。
比較例3 カルボキシル基末端ポリブタジエンアクリロニトリルゴ
ム(HYCAR CTBN 1300×8,宇部興産(株)製)を8.6部加
えた以外は、比較例1と全く同様にして成形材料を調製
し、各種物性を測定した。結果を第1表に示す。
以上の実施例及び比較例の結果から、エポキシ樹脂にゴ
ム成分を添加することによって硬化成形物の低弾性率化
を試みた場合には、強度が低下し且つガラス転移点温度
も低下するが、本発明に従い、特定の二官能性エポキシ
樹脂を用いた場合には、強度及びガラス転移温度の低下
が有効に抑制されていることが理解される。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)下記一般式、 式中、 R1乃至R3は、水素原子又は炭素原子数6以下のアルキル
    基、 R4乃至R11は、水素原子、炭素原子数6以下のアルキル
    基又はハロゲン原子であり、 これらR1乃至R11の各基は互いに同一の基であってもよ
    い、 で表わされるフェノール誘導体と、エピクロルヒドリン
    との縮合反応により得られる三官能性エポキシ樹脂、 及び、 (B)ノボラック型フェノール樹脂 とから成ることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】前記ノボラック型フェノール樹脂は、前記
    エポキシ樹脂100重量部当たり20乃至157重量部の割合で
    使用される特許請求の範囲第1項記載の組成物。
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