JP2000169538A - 液状フェノールノボラック樹脂の製造方法 - Google Patents

液状フェノールノボラック樹脂の製造方法

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JP2000169538A
JP2000169538A JP10346056A JP34605698A JP2000169538A JP 2000169538 A JP2000169538 A JP 2000169538A JP 10346056 A JP10346056 A JP 10346056A JP 34605698 A JP34605698 A JP 34605698A JP 2000169538 A JP2000169538 A JP 2000169538A
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JP
Japan
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phenol
compound
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mol
acid
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JP10346056A
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English (en)
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Katsuhiko Okazaki
勝彦 岡崎
Tadatoshi Fujinaga
匡敏 藤永
Kumi Mitsumoto
久未 光本
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Meiwa Plastic Industries Ltd
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Meiwa Kasei KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エポキシ樹脂の硬化剤として優れ
た流動性、低吸水性および耐熱性を併せて発揮できる液
状フェノールノボラック樹脂の製造方法を提供する。 【解決手段】 (A)フェノールと(B)オルソ
位が炭素数1〜4のアルキル基又はアリル基を持つフェ
ノール化合物、(C)ホルムアルデヒドおよび/または
(D)o−ヒドロキシベンズアルデヒドあるいはp−ヒ
ドロキシベンズアルデヒドを反応させることを特徴とす
る液状フェノールノボラック樹脂の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フェノール、オル
ソ位に炭素数1〜4のアルキル基又はアリル基を持つフ
ェノール化合物と、ホルムアルデヒド及び/またはo−
ヒドロキシベンズアルデヒドあるいはp−ヒドロキシベ
ンズアルデヒドを反応させて得られる液状フェノ−ルノ
ボラック樹脂の製造方法に関する。本発明で製造される
樹脂は、有機材料および無機材料の結合剤やエポキシ樹
脂の硬化剤として使用できる。特に、電気および電子産
業用、電子部品の封止用、積層板材料用のエポキシ樹脂
の硬化剤として好適に用いられ、流動性、低吸水性およ
び耐熱性などに優れた性質を持つ液状フェノールノボラ
ック樹脂として有用である。
【0002】
【従来の技術】電子材料用樹脂材料にはエポキシ樹脂が
多く用いられ、そのエポキシ樹脂の硬化剤としては各種
のフェノ−ルノボラック樹脂、アミン類、酸無水物が使
用される。特に半導体(IC)封止用エポキシ樹脂の硬
化剤としては、耐熱性、信頼性の面からフェノ−ル性ノ
ボラック樹脂が主に用いられる。近年、ICの高集積
化、パッケ−ジの小型、薄型化、また表面実装方式の適
用が進み、その封止用材料には耐熱衝撃性ならびに表面
実装作業時のソルダリング耐熱性を一層向上させること
が要求されている。このソルダリング耐熱性を左右する
大きな要因として、封止用樹脂材料の吸水性が挙げられ
る。すなわち、吸水した封止用材料は表面実装作業時の
高温下で水分気化による内圧が発生し、内部剥離やパッ
ケ−ジクラックの発生要因となり、ソルダリング耐熱特
性が劣ることになる。したがって、エポキシ樹脂硬化剤
として使用されるフェノ−ル性ノボラック樹脂は低吸水
性であることが特に要求される。
【0003】封止用材料の吸水性を低下させる方法とし
て、封止用樹脂材料に非吸水性のシリカなどの充填材を
増量する方法がある。この場合、ベ−スの樹脂材料の粘
度が高いと充填材の高充填性が損なわれるので、硬化剤
として用いるフェノール性ノボラック樹脂の粘度はより
低いことが望まれる。
【0004】他方、封止材を流動性のある一液性とし
て、常温でポティングならびにディッピングして、浸透
圧で半導体やダイオード等を封止する方式も行なわれて
いる。この場合には、液状のエポキシ樹脂と液状の酸無
水物、アミン、アミド等の硬化剤が用いられ、フェノー
ルノボラック硬化剤は半固形もしくは固形のもの又は溶
剤に溶解したフェノールノボラック樹脂が用いられてい
る。このような半固形もしくは固形のフェノールノボラ
ック樹脂を用いた封止材は、流動性が悪く、溶剤を用い
たものは硬化後、封止材中に溶剤が取り込まれるため性
能に悪影響を及ぼす。
【0005】又、酸無水物を用いて、無溶媒の封止剤を
構成することも試みられているが、硬化した封止剤が、
熱水の存在、たとえばプレッシャークッカー試験の条件
で加水分解を起こして、生成した酸がアルミニウムを腐
食させるために、耐湿寿命の低下を招いている。又、ア
ミン、アミド基は信頼性面から好ましくない。このよう
な問題点を解決するために、流動性があり、低吸水性な
らびに耐熱性を有するフェノールノボラック樹脂が要望
されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記にかか
げた従来の問題点を解決し、優れた流動性と低吸水性お
よび耐熱性を発揮する液状フェノールノボラック樹脂の
製造方法を提供することを目的としたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
(A)フェノール(B)オルソ位に炭素数1〜4のアル
キル基又はアリル基を持つフェノール化合物と、(C)
ホルムアルデヒド 及び/または
(D)o−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキ
シベンズアルデヒドを反応させることを特徴とする液状
フェノールノボラック樹脂の製造方法。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明に使用する化合物は(A)フェノールおよび
(B)オルソ位に炭素数1〜4のアルキル基またはアリ
ル基を持つフェノール化合物である。オルソ位に炭素数
1〜4のアルキル基を持つフェノール化合物としては、
オルソクレゾール(o−クレゾール)、オルソエチルフ
ェノール(o−エチルフェノール)、オルソイソプロピ
ルフェノール(o−イソプロピルフェノール)、2-tert
-ブチルフェノール、o-sec-ブチルフェノールなどが挙
げられる。また、オルソ位にアリル基を持つフェノール
化合物としては、オルソアリルフェノール(o−アリル
フェノール)が挙げられる。これらのフェノール化合物
は単独又は併用して用いることができる。
【0009】本発明で使用する(A)および(B)化合
物の配合割合(B)/((A)+(B))は、モル割合
で5〜95モル%、好ましくは10〜90モル%、より
好ましくは10〜80モル%である。5モル%より少な
い場合でも液状フェノールノボラック樹脂は得られる
が、得られた樹脂の粘度は高くなる傾向があり、半固形
もしくは固形となりやすい。95モル%より多くても液
状フェノールノボラック樹脂は得られるが、製造コスト
が高くなる。
【0010】次に、本発明に使用する(C)ホルムアル
デヒドは通常市販品が使用され、ホルムアルデヒド水溶
液であるホルマリン(ホルマリン水溶液)、パラホルム
アルデヒド、トリオキサン等を挙げることができるが、
安価なホルマリン水溶液が好ましい。本発明のホルムア
ルデヒドは、液状フェノールノボラック樹脂でメチレン
基架橋を形成する。
【0011】一方の架橋基となる(D)o−ヒドロキシ
ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒドは
市販品が使用される。これらの化合物は本発明では、主
にo−ヒドロキシフェニルメチレン基架橋またはp−ヒ
ドロキシフェニルメチレン基架橋となり液状フェノール
ノボラック樹脂を形成する。これらo−ヒドロキシベン
ズアルデヒドおよびp−ヒドロキシベンズアルデヒドは
単独でも併用して用いても良い。なお、o−ヒドロキシ
フェニルメチレン基架橋またはp−ヒドロキシフェニル
メチレン基架橋は、メチレン基架橋の一つの水素をo−
ヒドロキシフェニル基またはp−ヒドロキシフェニル基
で置換したものである。
【0012】本発明で使用する(C)ホルムアルデヒド
と(D)o−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロ
キシベンズアルデヒドの配合割合(D)/((C)+
(D))は、モル割合で70モル%以下、好ましくは5
0モル%以下、より好ましくは5〜50モル%である。
70モル%より多い場合では、得られた樹脂の粘度が高
く、25℃で半固形もしくは固形となる。
【0013】本発明で使用するフェノール化合物
((A)+(B))と架橋基となる化合物((C)+
(D))の配合割合は、通常、フェノール化合物は架橋
基となる化合物にたいし3倍モル以上であればよい。好
ましくは5〜10倍モルである。3倍モルより少ない
と、架橋が進み、得られる樹脂が半固形もしくは固形と
なり流動性が失われる。また、余りに多すぎると、未反
応の原料が多くなり、経済的でない。
【0014】本発明の液状フェノールノッボラック樹脂
の製造は、通常次のようにして行われる。即ち、上記の
フェノール、フェノール化合物、ホルムアルデヒドおよ
びo−ヒドロキシベンズアルデヒドあるいはp−ヒドロ
キシベンズアルデヒドの架橋剤、および合成触媒を所定
の配合割合で一括して反応器に仕込み所定の温度で、所
定の反応率まで反応した後、未反応成分の除去工程を経
て目的の生成物を得る。特殊な製造方法としては、フェ
ノールあるいは一つのフェノール化合物と一つの架橋剤
および合成触媒とで前もってプレ反応させた後、それぞ
れを併せて反応させて目的とする液状フェノールノボラ
ック樹脂を得ることも可能である。
【0015】このとき、合成触媒としては、酸が用いら
れ蓚酸、パラトルエンスルホン酸、ジメチル硫酸等の有
機酸、塩酸、硫酸等の無機酸を使用することができる。
触媒の使用量は、フェノール化合物に対し0.01重量
%〜1重量%の範囲で選択し使用される。少ないと反応
速度が遅く、多すぎると反応が急激に進行して反応をコ
ントロールすることができないなどの問題がある。
【0016】反応温度は、使用する化合物の配合割合に
もよるが、通常50℃〜200℃、好ましくは70℃〜
180℃、より好ましくは80℃〜180℃である。あ
まりに低いと重合が進まず、余りに高いと反応の制御が
難しくなり、目的の液状フェノールノボラック樹脂を得
ることが困難となる。
【0017】反応時間は、反応温度に影響されるが、通
常は10時間以内である。
【0018】反応圧力は、通常は常圧下でおこなわれる
が、若干の加圧ないし減圧下でも行うことができる。
【0019】反応後、未反応フェノール化合物等は、通
常、減圧下で除去することにより目的物である液状フェ
ノールノボラック樹脂を得ることができる。
【0020】本発明で得られる液状フェノールノボラッ
ク樹脂は、25℃で液体状態を呈するものであり、25
℃で粘度が500ポイズ以下、好ましくは400ポイズ
以下、より好ましくは350ポイズ以下の樹脂である。
また、本発明で得られる液状フェノールノボラック樹脂
の数平均分子量については、特に限定されず、25℃で
液体状態を呈するものであればよいが、ポリスチレン換
算で算出されたもので400以下が好ましい。
【0021】以上、本発明で得られる液状フェノールノ
ボラック樹脂の一般式(1)を示した。
【0022】
【化1】
【0023】即ち、本発明で得られる液状フェノールノ
ボラック樹脂は、樹脂骨格成分がフェノールとオルソ位
に炭素数1〜4のアルキル基又はアリル基を持つフェノ
ール化合物からなり、架橋基がメチレン基および/また
はo−ヒドロキシフェニルメチレン基あるいはp−ヒド
ロキシフェニルメチレン基からなる樹脂である。好まし
くは、樹脂骨格成分において、オルソ位に炭素数1〜4
のアルキル基又はアリル基を持つフェノール化合物の組
成割合が全体の5〜95モル%、好ましくは10〜90
モル%、より好ましくは10〜80モル%の液状フェノ
ールノボラック樹脂である。あるいは、架橋基におい
て、o−ヒドロキシフェニルフェニルメチレン基あるい
はp−ヒドロキシフェニルメチレン基の組成割合が全体
の70モル%以下、好ましくは50モル%以下、より好
ましくは5〜50モル%である液状フェノールノボラッ
ク樹脂である。
【0024】本発明で得られる液状フェノールノボラッ
ク樹脂は、有機材料および無機材料の結合剤やエポキシ
樹脂の硬化剤として使用できる。その用途としては、電
気および電子産業用、電子部品の封止用、積層板材料用
のエポキシ樹脂の硬化剤として好適に用いられ、主に半
導体の封止剤に適し、特に、チップサイズパッケージな
どの半導体封止剤に適する。
【0025】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0026】実施例1 フェノール940g(10モル)、o−クレゾール10
80g(10モル)、37%ホルマリン324g(4モ
ル)及び蓚酸20gを三つ口フラスコに入れ、100℃
で5時間反応させた後,160℃まで昇温して脱水し
た。引き続き、160℃、40torrの減圧下で未反
応成分を除去し、730gの液状フェノールノボラック
樹脂を得た。得られた樹脂の粘度は、25℃で300ポ
イズであった。得られた液状フェノールノボラック樹脂
の評価方法は、以下の通りである。 (1)数平均分子量 GPC測定装置(東ソー社製HLC−802A型)を用
い、分子量分布を測定し、ポリスチレン換算により数平
均分子量を計算した。 (2)粘度測定 JIS K6909に準じてB型粘度計で測定した。 (3)OH当量の測定 試料2〜3gを無水酢酸1.25gでアセチル化し、ア
セチル化後の酢酸を水酸化カリウムで滴定し、OH当量
を求めた。(アセチル化法)
【0027】実施例2〜10 反応成分ならびにその使用量を表1に示した通りに変え
実施例1に準じて液状フェノールノボラック樹脂を合成
した。得られた樹脂の物性を表1に併せて示した。
【0028】比較例1〜6 反応成分ならびにその使用量を表2に示した通りに変え
実施例1に準じて液状フェノールノボラック樹脂を合成
した。得られた樹脂の物性は表2に併せて示した。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明により、入手
が容易な原料を使用して液状フェノールノボラック樹脂
を製造することができる。該樹脂はエポキシ樹脂の硬化
剤として優れた流動性を示し、低吸水特性、耐熱性を発
揮する樹脂硬化物を提供する。得られた樹脂は上記の特
性から、液状封止材に適用でき封止剤として、特に半導
体用の封止剤に使用することができる。
フロントページの続き (72)発明者 光本 久未 山口県宇部市大字小串1988番地の20 明和 化成株式会社内 Fターム(参考) 4J033 CA02 CA03 CA05 CA10 CA11 CA12 CA29 CB01 CB03 CC03 CC08 CC09 HA03 HA12 HB06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)フェノール(B)オルソ位に炭素数
    1〜4のアルキル基又はアリル基を持つフェノール化合
    物と、 (C)ホルムアルデヒド 及び/
    または(D)o−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒ
    ドロキシベンズアルデヒドを反応させることを特徴とす
    る液状フェノールノボラック樹脂の製造方法。
  2. 【請求項2】(A)と(B)の配合割合(B)/
    ((A)+(B))が5〜95モル%で、(C)と
    (D)の配合割合(D)/((C)+(D))が70モ
    ル%以下で反応させることを特徴とする請求項1記載の
    液状フェノールノボラック樹脂の製造方法。
  3. 【請求項3】樹脂骨格成分がフェノールとオルソ位に炭
    素数1〜4のアルキル基又はアリル基を持つフェノール
    化合物からなり、架橋基がメチレン基および/またはo
    −ヒドロキシフェニルメチレン基あるいはp−ヒドロキ
    シフェニルメチレン基からなる請求項1または2記載の
    液状フェノールノボラック樹脂の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009051874A (ja) * 2007-08-23 2009-03-12 Ube Ind Ltd 耐熱性液状フェノールノボラック樹脂、その製造方法ならびにその硬化物
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CN101906197B (zh) * 2009-06-05 2012-02-29 威海经济技术开发区天成化工有限公司 合成邻甲酚系线型酚醛树脂的方法
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KR101870647B1 (ko) 2014-07-18 2018-06-25 쇼와 덴코 가부시키가이샤 포지티브형 감광성 수지 조성물

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