JP2002097182A - ホスホニウム化合物およびその製造方法、並びにその組成物 - Google Patents
ホスホニウム化合物およびその製造方法、並びにその組成物Info
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Abstract
た、硬化剤を実質的に使用しなくても加熱時に速やかに
硬化することができる半導体封止用エポキシ樹脂組成物
を提供する。 【解決手段】 下記一般式(1): 【化1】 で表されることを特徴とするホスホニウム化合物。その
製造方法、並びにその用途も開示する。
Description
化合物及びその製造方法、その用途に関するものであ
り、更に詳しくは、エポキシ樹脂の硬化剤と硬化触媒の
両方の作用を有し、酸無水物等のエポキシ樹脂硬化剤を
実質的に使用しなくても、速硬性のエポキシ樹脂を得る
ことができる新規なホスホニウム化合物及びその製造方
法、並びに、該ホスホニウム化合物を添加剤として用い
た、ダイオード、トランジスタ、IC、LSI、VLS
I等の電気素子の封止に有用なエポキシ樹脂組成物に関
するものである。
一般に注型法、低圧トランスファー成形法が用いられて
きた。注型法は、型枠の中に素子をセットし、液状樹脂
を注入した後に、加熱硬化させる。特徴として、設備投
資が少なくてすみ、少量多品種生産に適している。しか
し、硬化サイクルが1〜4時間と長く、作業効率が非常
に悪い。また、常圧で硬化させるので、脱泡工程が必要
である。また、低圧トランスファー成形法は、粉末材料
をタブレットにして、予熱溶解させた後に、素子をセッ
トした金型に圧入して加熱硬化させる。これは、現在大
量生産に用いられている方法で、信頼性が非常に高く、
装置、工程、材料などの技術は完成している。硬化条件
は、150〜180℃・5分以内で硬化できる。しかし、設備
投資が高く、予熱溶解させるので注入機に残存する樹脂
が発生し、樹脂の使用効率が低いと言う問題がある。
IM成形が検討されている。LIM成形は、液状樹脂を
用いて常温、低圧で金型に圧入する方法で、電気・電子
部品の破損が少ない、金型の摩耗が少ない、外装する樹
脂の薄肉化が可能、部品自体の小型化が可能、樹脂の使
用効率が高いなどの利点を有する。しかし、液状樹脂
は、一液性であることが必須条件で、速硬化性、ロング
ポットライフなどの厳しい条件が付帯されている。硬化
剤、硬化触媒がすでに混合された状態で販売されている
ので、室温で硬化し難く、加熱時に速硬化する熱潜在性
が強く求められる。
いられる酸無水物は、樹脂の保管時に吸湿や一部昇華が
みられるので望ましくなく、硬化時に酸性ガスが発生す
ることが多い。また、イミダゾールやアミンアダクトは
固体のものが多く、粘度が高く流動性に問題があり使用
できない。アミン系硬化剤は、常温でも硬化し易く、ポ
ットライフが短く使用できないと言う欠点がある。
ールやアミンアダクト等の硬化剤を含有しない一液性液
状エポキシ樹脂組成物が提案されている。例えば、特開
平8−213417号公報には、液状エポキシ樹脂、ま
たはエポキシ樹脂と希釈剤からなる硬化性液状混合物、
無機充填剤、芳香環からのα位の炭素原子にヘテロ原子
を有するオニウムのヘキサフルオロアンチモン酸塩およ
び内部離型剤を含む一液性液状エポキシ樹脂組成物、特
開平9−246435号公報には、液状エポキシ樹脂、
またはエポキシ樹脂と希釈剤からなる硬化性液状混合
物、無機充填剤、芳香環からのα位の炭素原子にヘテロ
原子を有するオニウムのヘキサフルオロリン酸塩または
テトラフルオロホウ酸塩、および内部離型剤を含む一液
性液状エポキシ樹脂組成物等が提案されている。
モンや砒素などの重金属や毒物は、今後ますます作業環
境の悪化や廃棄物中への環境負荷の問題などで使用する
ことが規制されつつある。また、フッ素などのハロゲン
を含む化合物は、得られる硬化物中にフッ素イオンが残
存し、電気特性を悪化させたり、金型を腐食させたりす
る問題がある。従って、本発明は、エポキシ樹脂の硬化
剤と硬化触媒の両方の作用を有し、酸無水物等のエポキ
シ樹脂硬化剤を実質的に使用しなくても、速硬性のエポ
キシ樹脂を得ることができる新規なホスホニウム化合物
及びその工業的に有利な製造方法、並びにその用途とし
て、エポキシ樹脂用添加剤及び該添加剤を含有する常温
における安定性(ポットライフ)が十分に長く、加熱時
に速やかに硬化することができるエポキシ樹脂組成物を
提供することを目的とする。
み、前記一般式(1)で表されるホスホニウム化合物
が、エポキシ樹脂の硬化剤及び硬化触媒の両方の作用を
有し、更に、該ホスホニウム化合物をエポキシ樹脂の添
加剤として配合したエポキシ樹脂は、常温における安定
性(ポットライフ)が十分に長く、実質的に酸無水物、
イミダゾールやアミンアダクト等の硬化剤を実質的に使
用しなくても加熱時に速やかに硬化すると言う知見に基
づいて完成したものである。即ち、本発明の第一の発明
は、下記一般式(1):
子、炭素数1〜18の直鎖または分岐鎖のアルキル基、
アルケニル基、ベンジル基、水酸基またはアミノ基置換
のアルキル基、置換または無置換のフェニル基を示し、
R1、R2、R3、R4はそれぞれが同一の基であっても異
なる基であってもよい。R5は水素原子またはメチル基
を示し、Aは、置換または無置換のベンゼン環、置換ま
たは無置換のシクロヘキサン環、置換または無置換のシ
クロヘキセン環、置換または無置換の炭素数2〜3の飽
和炭化水素鎖、置換または無置換の炭素数2〜3の不飽
和炭化水素鎖、置換または無置換のピリジン環、置換ま
たは無置換のノルボルネン環を示し、nは、1〜3の整
数を示す。)で表されることを特徴とするホスホニウム
化合物を提供するものである。本発明の第二の発明は、
下記一般式(2):
と同義。)で表されるホスホニウム塩誘導体と、下記一
般式(3):
ルボン酸無水物とを反応させることを特徴とする前記一
般式(1)で表されるホスホニウム化合物の製造方法を
提供するものである。
(1)で表されるホスホニウム化合物を含有することを
特徴とするエポキシ樹脂用添加剤を提供するものであ
る。また、本発明の第四の発明は、前記エポキシ樹脂用
添加剤を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物
を提供するものであり、該エポキシ樹脂組成物は、
(A)液状エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂含有硬化性
液状混合物、(B)無機質充填剤、(C)前記エポキシ
樹脂用添加剤を含有することが好ましい。また、本発明
の第5の発明は、前記エポキシ樹脂組成物を含有するこ
とを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供
するものである。
前記一般式(1)で表されるホスホニウム化合物の式
中、R1、R2、R3、R4は、水素原子、炭素数1〜18
の直鎖または分岐鎖のアルキル基、アルケニル基、ベン
ジル基、水酸基またはアミノ基置換のアルキル基、置換
または無置換のフェニル基を示し、アルキル基として
は、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル
基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチ
ル基、sec−ブチル基、n−ヘキシル基、iso−ヘ
キシル基、n−ヘプチル基、iso−ヘプチル基、n−
オクチル基、iso−オクチル基、n−ドデシル基、i
so−ドデシル基、n−オクタデシル基、iso−オク
タデシル基等が挙げられる。また、R1、R2、R3、R4
は、それぞれが同一の基であっても、異なる基であって
もよい。また、前記一般式(1)で表されるホスホニウ
ム化合物の式中、R5は、水素原子又はメチル基であ
り、Aは、置換または無置換のベンゼン環、置換または
無置換のシクロヘキサン環、置換または無置換のシクロ
ヘキセン環、置換または無置換の炭素数2〜3の飽和炭
化水素鎖、置換または無置換の炭素数2〜3の不飽和炭
化水素鎖、置換または無置換のピリジン環、置換または
無置換のノルボルネン環を示し、nは、1〜3の整数を
示す。
れるホスホニウム化合物の製造方法について説明する。
本発明の前記一般式(1)で表されるホスホニウム化合
物の製造方法は、前記一般式(2)で表されるホスホニ
ウムベンゾトリアゾレート誘導体と、前記一般式(3)
で表される酸無水物とを反応させることにより得ること
ができる。前記一般式(2)で表されるホスホニウムベ
ンゾトリアゾレート誘導体の式中、R1、R2、R3、
R4、R5は、前記一般式(1)で表されるホスホニウム
化合物の式中のR1、R2、R3、R4、R5にそれぞれぞ
れ相当する基であり、R1、R 2、R3、R4は、水素原
子、炭素数1〜18の直鎖または分岐鎖のアルキル基、
アルケニル基、ベンジル基、水酸基またはアミノ基置換
のアルキル基、置換または無置換のフェニル基を示し、
アルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル
基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル
基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、n−ヘキシ
ル基、iso−ヘキシル基、n−ヘプチル基、iso−
ヘプチル基、n−オクチル基、iso−オクチル基、n
−ドデシル基、iso−ドデシル基、n−オクタデシル
基、iso−オクタデシル基等が挙げられる。また、R
1、R2、R3、R4は、それぞれが同一の基であっても、
異なる基であってもよい。また、前記一般式(2)で表
されるホスホニウムベンゾトリアゾレート誘導体の式
中、R5は、水素原子又はメチル基である。
ホニウム化合物の製造方法は、次のとおりである。
と同義。XはCl、Br、Iのハロゲンを表わす。) 上記の一般式にしたがい、等モルのホスホニウムハロゲ
ン化物、ベンゾトリアゾール化合物を水に溶かし、若干
過剰のアルカリ(NaOH、KOHなど)を加えて約6
0〜80℃に加熱する。遊離した生成物は、n−ブタノ
ール、ジクロロメタン、クロロホルム等の有機溶媒で抽
出し、純水で4〜5回洗浄する。以後減圧下に溶媒を除
去し、濃縮する。
ベンゾトリアゾレート誘導体の具体的な化合物として
は、例えば、テトラメチルホスホニウムベンゾトリアゾ
レート、テトラエチルホスホニウムベンゾトリアゾレー
ト、テトラ-n-プロピルホスホニウムベンゾトリアゾレ
ート、テトラ-n-ブチルホスホニウムベンゾトリアゾレ
ート、テトラ-n-オクチルホスホニウムベンゾトリアゾ
レート、テトラ-n-ドデシルホスホニウムベンゾトリア
ゾレート、テトラ-n-テトラデシルホスホニウムベンゾ
トリアゾレート、テトラ-n-オクタデシルホスホニウム
ベンゾトリアゾレート、トリエチルオクチルホスホニウ
ムベンゾトリアゾレート、トリ-n-ブチルメチルホスホ
ニウムベンゾトリアゾレート、トリ-n-ブチルオクチル
ホスホニウムベンゾトリアゾレート、トリ-n-ブチルド
デシルホスホニウムベンゾトリアゾレート、トリ-n-ブ
チルヘキサデシルホスホニウムベンゾトリアゾレート、
トリ-n-ブチルベンジルホスホニウムベンゾトリアゾレ
ート、トリ-n-オクチルエチル n-ブチルベンジルホスホ
ニウムベンゾトリアゾレート、テトラフェニルホスホニ
ウムベンゾトリアゾレート、トリフェニルメチルホスホ
ニウムベンゾトリアゾレート、トリフェニルエチルホス
ホニウムベンゾトリアゾレート、トリフェニルブチルホ
スホニウムベンゾトリアゾレート、トリフェニルベンジ
ルホスホニウムベンゾトリアゾレート等を例示すること
ができる。
(3)で表されるカルボン酸無水物の式中、Aは、前記
一般式(1)で表されるホスホニウム化合物の式中のA
に相当する基であり、置換または無置換のベンゼン環、
置換または無置換のシクロヘキサン環、置換または無置
換のシクロヘキセン環、置換または無置換の炭素数2〜
3の飽和炭化水素鎖、置換または無置換の炭素数2〜3
の不飽和炭化水素鎖、置換または無置換のピリジン環、
置換または無置換のノルボルネン環を示す。
水物の具体的な化合物としては、無水フタル酸、無水4-
メチルフタル酸、無水3-ニトロフタル酸、無水4-ニトロ
フタル酸、無水3-フルオロフタル酸、無水4-カルボキシ
フタル酸(無水トリメット酸)、無水トリメット酸クロ
リド、無水テトラクロロフタル酸、無水テトラブロモフ
タル酸、無水ホモフタル酸、無水マレイン酸、無水フェ
ニルマレイン酸、無水2,3-ジメチルマレイン酸、無水コ
ハク酸、無水2,2-ジメチルコハク酸、無水ノネニルコハ
ク酸、無水ドデセニルコハク酸(1,3,5,7-テトラメチル
オクチニルコハク酸)、無水2-ドデセン-1-イルコハク
酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水グルタル
酸、無水3-エチル-3-メチルグルタル酸、無水2,2-ジメ
チルグルタル酸、無水3,3-ジメチルグルタル酸、無水3,
3-テトラメチレングルタル酸、無水2-フェニルグルタル
酸、無水3-メチルグルタル酸、無水ヘキサフルオログル
タル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸(無水cis-1,2-シク
ロヘキサンジカルボン酸)、無水4-メチルテトラヒドロ
フタル酸(無水cis-4-メチルシクロヘキセン-1,2-ジカ
ルボン酸)、無水テトラヒドロフタル酸(無水cis-4-シ
クロヘキセン-1,2-ジカルボン酸)、無水4-メチルヘキ
サヒドロフタル酸、6-メチル-4-シクロヘキセン-1,2,3-
トリカルボン酸-1,2-無水物、無水3,4,5,6-テトラヒド
ロフタル酸、無水3,6-exo-オキソ-1,2,3,6-テトラヒド
ロフタル酸、エンディック酸無水物(無水ナジック酸、
無水ハイミック酸、無水5-ノルボルネン-2,3-ジカルボ
ン酸)、無水1,4,5,6,7,7-ヘキサクロロ-5-ノルボルネ
ン-2,3-ジカルボン酸、無水メチルナジル酸(無水メチ
ルノルボルネン-2,3-ジカルボン酸)、クロレンド酸無
水物(無水ヘット酸)、無水endo-ビシクロ[2,2,2]オク
ト-5-エン-2,3-ジカルボン酸、無水2,3-ピリジンジカル
ボン酸、無水1,8-ナフタル酸、無水3-ニトロ-1,8-ナフ
タル酸、無水ピロメット酸、ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸無水物等を例示することができる。
原料の前記一般式(2)で表されるホスホニウムベンゾ
トリアゾレート誘導体に対する前記一般式(3)で表さ
れるカルボン酸無水物のモル比は、通常1〜3であり、
好ましくは1程度である。反応溶媒は、特に用いなくて
もよいが、アセトニトリルなどの二トリル類、アセト
ン、エチルメチルケトン、MIBKなどケトン類、ヘキ
サン、へプタンなどの飽和炭化水素類、ベンゼン、トル
エン、キシレンなどの芳香族炭化水素類等の1種又は2
種以上で用いることができる。反応温度は、用いる反応
溶媒の沸点にもよるが、室温〜100℃、好ましくは室
温〜50℃が望ましい。反応時間は、0.1〜12時
間、好ましくは0.5〜2時間が望ましい。反応後は、
特に精製を必要としないが、溶媒を真空もしくは常圧で
除去することにより目的とする前記一般式(1)で表さ
れるホスホニウム化合物を得ることができる。
ホニウム化合物は、エポキシ樹脂用添加剤として好適に
使用することができる。本発明のエポキシ樹脂組成物
は、前記一般式(1)で表されるホスホニウム化合物を
添加剤として含有するものであり、本発明において、該
添加剤とは、加熱によってエポキシ樹脂を硬化させ、ま
たエポキシ樹脂成分中に反応性希釈剤を配合する場合
は、エポキシ樹脂と反応性希釈剤とを硬化させる触媒と
して機能する潜在性触媒を意味するものである。
状エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂含有硬化性液状混合
物、(B)無機質充填剤、(C)前記エポキシ樹脂用添
加剤を含有するものであることが好ましい。本発明で用
いることができるエポキシ樹脂は、硬化性エポキシ樹脂
組成物におけるポリマー成分であり、常温で液状である
か、又は常温で液状または固体のものが希釈剤によって
希釈されて常温で液状を示す硬化性液状混合物である。
ここでエポキシ樹脂とは、1分子内に少なくとも2個の
エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全
般あり、触媒ないし硬化剤の存在下に硬化して樹脂状ポ
リマーを形成するものであれば、どのような分子構造の
ものでも差支えない。エポキシ樹脂は、1種を単独に用
いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、ここで
常温で液状とは、25〜40℃で流動性を有することを
いい、いわゆる半固状のものを包含するものである。ま
た、常温で液体のエポキシ樹脂と固体エポキシ樹脂との
実質的に均一な混合物で、混合後に常温で液状のもの
も、本発明の液状エポキシ樹脂に包含されものである。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂の平均分子量が約50
0以下のもの;ビスフェノールF型エポキシ樹脂;フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂の平均分子量が約57
0以下のもの;1,2−エポキシエチル−3,4−エポ
キシシクロヘキサン、3,4−エポキシシクロヘキシル
カルボン酸−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル、
アジピン酸ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロ
ヘキシルメチル)のような脂環式エポキシ樹脂;ヘキサ
ヒドロフタル酸ジグリシジル、3−メチルヘキサヒドロ
フタル酸ジグリシジル、ヘキサヒドロテレフタル酸ジグ
リシジルのようなグリシジルエステル型エポキシ樹脂;
ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、トリ
グリシジル−p−アミノフェノール、テトラグリシジル
−m−キシリレンジアミン、テトラグリシジルビス(ア
ミノメチル)シクロヘキサンのようなグリシジルアミン
型エポキシ樹脂;ならびに1,3−ジグリシジル−5−
メチル−5−エチルヒダントインのようなヒダントイン
型エポキシ樹脂等を例示することができる。
物の主成分としては、前記の液状エポキシ樹脂のほか
に、固体エポキシ樹脂を用いることもできる。用いるこ
とができる固体エポキシ樹脂としては、ビスフェノール
A型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、
ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリ
シジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エ
ポキシ樹脂、トリアジン型エポキシ樹脂、ヒダントイン
型エポキシ樹脂等を例示することができる。
しは分散させて、系が流動性を保ち得るものであれば特
に限定はなく、前記した本発明のエポキシ樹脂用添加剤
成分による硬化反応にあずかる反応性希釈剤でも、非反
応性希釈剤でもよい。反応性希釈剤は、1分子中に1個
または2個以上のエポキシ基を有する常温で比較的低粘
度のエポキシ化合物であり、目的に応じて、エポキシ基
以外に、他の重合性官能基、たとえばビニル、アリルな
どのアルケニル基;またはアクリロイル、メタクリロイ
ルなどの不飽和カルボン酸残基を有していてもよい。こ
のような反応性希釈剤としては、n−ブチルグリシジル
エーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フ
ェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテ
ル、p−sec −ブチルフェニルグリシジルエーテル、ス
チレンオキシド、α−ピネンオキシドのようなモノエポ
キシド化合物;アリルグリシジルエーテル、メタクリル
酸グリシジル、1−ビニル−3,4−エポキシシクロヘ
キサンのような他の官能基を有するモノエポキシド化合
物;(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテ
ル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチ
ルグリコールジグリシジルエーテルのようなジエポキシ
ド化合物;トリメチロールプロパントリグリシジルエー
テル、グリセリントリグリシジルエーテルのようなトリ
エポキシド化合物等を例示することができる。
トラリンのような高沸点芳香族炭化水素;グリセリン;
2−メチルシクロヘキサノールのような高沸点アルコー
ル;フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、リン酸ジ
ブチルベンジル等の可塑剤を例示することができる。
40重量%以下の量を用いることが好ましい。また硬化
性液状組成物全体の10重量%以下、好ましくは2重量
%以下の範囲であれば、キシレン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトンのような、より低沸点の有
機溶媒を用いてもよく、このような有機溶媒の使用は、
硬化の際の発泡や肉やせを生じやすいので、できるだけ
少ない添加量にすることが好ましい。
いられる無機充填剤は、組成物が硬化する際に収縮を小
さくするとともに、硬化後の封止材に適した機械的性質
や熱伝導性を与え、膨張係数を小さくするもので、粉砕
シリカ、球状シリカを包含する溶融シリカ、煙霧質シリ
カ、沈殿シリカ、結晶性シリカのようなシリカ粉末のほ
か;アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化アンチモ
ン、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、水酸化マグネシウム、ガラスビーズ、窒化ホウ素、
炭化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒
化ケイ素、窒炭化ケイ素、炭化チタン、窒化チタンなど
の粉末が用いられ、成形された封止層の膨張係数を小さ
くする効果があり、比較的高純度のものを比較的容易に
入手でき、未硬化の系の見掛粘度の上昇が少ないことか
ら、溶融シリカが好ましい。これらの無機充填剤の形状
は、特に制限はなく、球状、繊維状、角状の何れであっ
てもよく、平均粒径が1〜50μmのものが特に好まし
く用いられる。無機充填剤の使用量は、エポキシ樹脂、
またはエポキシ樹脂と反応性希釈剤の合計量100重量
部に対して、通常50〜1,000重量部、好ましくは
200〜500重量部が好ましい。50重量部未満では
十分な効果が得られず、1,000重量部を越えて配合
すると、組成物の流動性が乏しくなり、成形しにくくな
るので好ましくない。
使用量は、エポキシ樹脂100重量部に対して通常0.
01〜10重量部、好ましくは0.01〜2重量部であ
る。この理由は、0.01重量部より添加量が少なくな
ると硬化速度が遅くなり、実用的な硬化速度が得られな
くなり、一方、10重量部より大きくなると未硬化状態
でのエポキシ樹脂組成物の安定性及び硬化体の物性が低
下するので好ましくない。
えて、配合後の液状エポキシ樹脂組成物の液体としての
取り扱いや硬化物性等に差し支えない程度であれば、必
要に応じて、硬化剤、マイクロカプセル化潜在性硬化
剤、硬化触媒と併用することができる。併用することが
できる硬化剤としては、特に制限はなく、広く公知のも
のを使用することができ、例えば、ビスフェノールA、
ビスフェノールF、ビスフェノールAD、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、ナフトールノボラック樹脂、臭素化ビス
フェノールA、臭素化フェノールノボラック樹脂などの
種々のフェノール類や、種々フェノール類と、ベンズア
ルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、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などの各種のフェノール樹脂
類、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサ
ヒドロ無水フタル酸、3−メチルテトラヒドロ無水フタ
ル酸、4−メチルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラブ
ロモ無水フタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、無
水ドデシニルコハク酸、無水ジクロルコハク酸、無水メ
チルナジック酸、無水ピロメリック酸、無水クロレンデ
ィク酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の酸無
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、ジアンジアミド類等を例示することができ、これら
は1種又は2種以上で用いられる。
潜在性硬化剤としては、所定の温度以上の加温によって
硬化促進剤としての機能を発揮するものであり、その構
成は反応性の高い硬化剤をコアとし、少なくともそのコ
アである硬化剤が反応するまではエポキシ樹脂と反応し
ない材料をシェルとしたものである。このようなマイク
ロカプセル型潜在性硬化剤のコア成分として使用できる
硬化剤としては、アミン類、ポリアミド類、イミダゾー
ル類、尿素類、ヒドラジド類等、あるいはこれらの化合
物のエポキシアダクト等があり、特にイミダゾール類は
硬化樹脂の耐熱性に優れるため好ましい。また、シェル
成分としては高分子量のエポキシ樹脂やポリウレタン樹
脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナ
イロン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニ
リデン等があげられ、これらのマイクロカプセル型潜在
性硬化剤は1種又は2種以上で用いられる。
トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ
ス(ジメトキシフェニル)ホスフィン、トリス(ヒドロ
キシプロピル)ホスフィン、トリス(シアノエチル)ホ
スフィンなどのホスフィン化合物、テトラフェニルホス
ホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリブチルホ
スホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリシアノ
エチルホスホニウムテトラフェニルボレートなどのホス
ホニウム塩、2−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、2
−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メ
チルイミダゾール、2、4−ジシアノ−6−[2−メチ
ルイミダゾリル−(1)]−エチル−S−トリアジン、
2、4−ジシアノ−6−[2−ウンデシルイミダゾリル
−(1)]−エチル−S−トリアジンなどのイミダゾー
ル類、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウ
ムトリメリテート、2−メチルイミダゾリウムイソシア
ヌレート、2−エチル−4−メチルイミダゾリウムテト
ラフェニルボレート、2−エチル−1,4−ジメチルイ
ミダゾリウムテトラフェニルボレートなどのイミダゾリ
ウム塩、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)
フェノール、ベンジルメチルアミン、テトラメチルブチ
ルグアニジン、N−メチルピペラジン、2−ジメチルア
ミノ−1−ピロリンなどのアミノ類、トリエチルアンモ
ニウムテトラフェニルボレートなどのアンモニウム塩、
1,5−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセ
ン、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)−5−ノネ
ン、1,4−ジアザビシクロ(2,2,2)−オクタン
などのジアザビシクロ化合物、それらジアザビシクロ化
合物テトラフェニルボレート、フェノール塩、フェノー
ルノボラック塩、2−エチルヘキサン酸塩等が挙げら
れ、これらの硬化触媒は1種または2種以上で用いられ
る。なお、これらの硬化触媒はマイクロカプセルで被覆
処理したものを用いてもよい。
として、内部離型剤を配合させることができる。用いる
ことができる内部離型剤としては、シリコーン油、フッ
素系界面活性剤、ワックス類、流動パラフィン、ステア
リン酸金属塩等を例示することができる。離剥剤の使用
量は、エポキシ樹脂100重量部に対して、通常は0.
05〜10重量部、好ましくは0.5〜3重量部であ
る。この理由は、使用量が0.05より小さくなると硬
化後に十分な離剥性が得られず、また、10重量部より
大きくなると、例えば、半導体封止用として使用した場
合に、表面が滑りやすくなったり、マーキング性が悪く
なったりすることから好ましくない。本発明のエポキシ
樹脂組成物には、その他、カップリング剤、湿潤剤、レ
ベリング剤、チキソトロピック性付与剤、消泡剤、難燃
剤、着色剤等が添加されいても差し支えない。
るため、常温〜40℃の温度で、ニーダ等の攪拌装置を
用いて、各成分を均一に混合することによって容易に調
製することができ、該調製したエポキシ樹脂組成物を、
電気部品を挿入した型に、射出成形またはトランスファ
ー成形により封入し、通常100〜200℃、好ましく
は120〜180℃で封止層を成形、硬化させることが
できる。硬化時間は特に限定させず、樹脂組成、封止体
の寸法、形状、成形温度に応じて任意に設計することが
でき、ゲルタイムとしては100℃で1500秒以内、
好ましくは、900秒以内であり、130℃で500秒
以内、好ましくは200秒以内、150℃で300秒以
内、好ましくは100秒以内である。
子の樹脂封止用の組成物として使用することができる
他、精密電子部品、精密電気部品、摺動材料、自動車部
品、航空宇宙材料、耐熱積層板、マウント剤、注型材料
分野、耐熱接着剤、耐熱塗料等の分野においても使用す
ることができる。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 テトラ-n-ブチルホスホニウム ベンゾトリアゾレート3
7.8 g (0.1 mol)と4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸1
6.8 g (0.1 mol)をアセトン150mlに溶解させ、室温
で混合攪拌した。わずかに発熱が認められ、エバポレー
ターで濃縮することにより、微黄色粘凋液体54.6 gを得
た。FT-IRなどの分析より、酸無水物が解裂しカルボン
酸アニオンになり、生成物はテトラ-n-ブチルホスホニ
ウム 2-(ベンゾトリアゾール-1-イルカルボニル)-4-メ
チルシクロヘキサン-1-カルボキシレートであった(試
料A)。
(m, 19H), 1.84-3.28 (m, 12H), 7.19-7.22 (m, 2H),
7.88-7.91 (m, 2H)31 P-NMR (CDCl3, ppm); 33.42 (s) FT-IR (neat, cm-1); 2958, 2931, 2872, 1786, 1621,
1464, 1381, 1227, 1203, 1098, 1001, 945, 919, 805,
747 FAB-MS (Pos., m/z); 259
ヘキサン-1,2-ジカルボン酸無水物を用いて、実施例1
と同様にして合成した(試料B)。
1.11-1.90 (m, 22H), 2.03-2.37 (m, 12H), 7.23-7.38
(m, 2H), 7.90-7.95 (m, 2H)31 P-NMR (CDCl3, ppm); 30.56 (s) FT-IR (neat, cm-1); 2959, 2933, 2872, 1741, 1566,
1464, 1410, 1205, 1099, 1006, 1006, 1006, 1006, 96
8, 906, 776, 749 FAB-MS (Pos., m/z); 259
s-Δ4-テトラヒドロフタル酸を用いて、実施例1と同様
にして合成した(試料C)。
1.31-1.33 (m, 18H), 1.95-3.24 (m, 12H), 5.53-5.71
(m, 2H), 7.11-7.15 (m, 2H), 7.79-7.84 (m, 2H)31 P-NMR (CDCl3, ppm); 30.49 (s) FT-IR (neat, cm-1); 3023, 2960, 2932, 2873, 1746,
1567, 1464, 1402, 1205, 1098, 1005, 970, 808, 776,
749 FAB-MS (Pos., m/z); 259
レイン酸を用いて、実施例1と同様にして合成した(試
料D)。
(m, 18H), 1.87-1.92 (m, 8H), 7.06-7.11 (m, 2H),
7.78-7.83 (m, 2H)31 P-NMR (CDCl3, ppm); 30.27 (s) FT-IR (neat, cm-1); 2960, 2933, 2872, 1579, 1464,
1383, 1308, 1204, 1097, 1004, 968, 919, 776, 749 FAB-MS (Pos., m/z); 259
タル酸を用いて、実施例1と同様にして合成した(試料
E)。
1.37-1.44 (m, 16H), 2.11-2.21 (m, 8H), 7.27-7.34
(m, 2H), 7.48-7.52 (m, 2H), 7.91-7.95 (m, 2H),8.40
-8.44 (m, 2H)31 P-NMR (CDCl3, ppm); 33.78 (s) FT-IR (neat, cm-1); 3065, 2961, 2933, 2873, 1850,
1788, 1774, 1588, 1560, 1466, 1404, 1381,1257, 120
5, 1098, 1005, 938, 899, 776, 750, 715 FAB-MS (Pos., m/z); 259
ハク酸を用いて、実施例1と同様にして合成した(試料
F)。
1.42-1.45 (m, 18H), 2.10-2.21 (m, 10H), 7.27-7.31
(m, 2H), 7.89-7.93 (m, 2H),31 P-NMR (CDCl3, ppm); 33.71 (s) FT-IR (neat, cm-1); 2961, 2935, 2872, 1642, 1464,
1410, 1204, 1098, 1005, 968, 920, 809, 749, 641, 5
47 FAB-MS (Pos., m/z); 259
7.8 g (0.1 mol)と4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸3
3.6 g (0.2 mol)をアセトン150mlに溶解させ、室温
で混合攪拌した。わずかに発熱が認められ、エバポレー
ターで濃縮することにより、微黄色粘凋液体75.2 gを得
た(試料G)。
(m, 22H), 2.17-2.28 (m, 16H), 7.27-7.35 (m, 2H),
7.92-7.96 (m, 2H)31 P-NMR (CDCl3, ppm); 33.78 (s) FT-IR (neat, cm-1); 2957, 2871, 1788, 1747, 1605,
1458, 1377, 1206, 1098, 1005, 945, 913, 749, 624 FAB-MS (Pos., m/z); 259
ヘキサンジカルボン酸無水物を用いて、実施例7と同様
にして合成した(試料H)。
1.00-2.11 (m, 28H), 2.17-3.26 (m, 16H), 7.27-7.35
(m, 2H), 7.92-7.95 (m, 2H)31 P-NMR (CDCl3, ppm); 33.76 (s) FT-IR (neat, cm-1); 2958, 2933, 2871, 1788, 1743,
1604, 1452, 1380, 1203, 1104, 1005, 930, 908, 822,
749 FAB-MS (Pos., m/z); 259
トラヒドロフタル酸を用いて、実施例7と同様にして合
成した(試料I)。
39-1.45 (m, 20H), 2.17-3.10 (m, 16H), 5.53-5.70
(m, 4H), 7.28-7.33 (m, 2H), 7.89-7.93 (m, 2H),31 P-NMR (CDCl3, ppm); 33.78 (s) FT-IR (neat, cm-1); 3026, 2960, 2932, 2873, 1793,
1748, 1569, 1465, 1406, 1319, 1205, 1096,1005, 95
7, 901, 750, 664 FAB-MS (Pos., m/z); 259
レイン酸を用いて、実施例7と同様にして合成した(試
料J)。
1.378 (t, J = 5.3 Hz, 16H), 2.05-2.18 (m, 12H), 7.
24-7.28 (m, 2H), 7.87-7.91 (m, 2H)31 P-NMR (CDCl3, ppm); 33.58 (s) FT-IR (neat, cm-1); 2960, 2933, 2872, 1775, 1711,
1589, 1464, 1381, 1205, 1097, 1003, 968, 919, 750, FAB-MS (Pos., m/z); 259
タル酸を用いて、実施例7と同様にして合成した(試料
K)。
1.38-1.45 (m, 16H), 2.14-2.24 (m, 8H), 7.27-7.57
(m, 4H), 7.91-8.02 (m, 6H), 8.41-8.46 (m, 2H)31 P-NMR (CDCl3, ppm); 33.75 (s) FT-IR (neat, cm-1); 3070, 2961, 2934, 2873, 1850,
1789, 1774, 1691, 1588, 1559, 1466, 1354, 1258, 12
07, 1099, 1004, 901, 778, 737 FAB-MS (Pos., m/z); 259
ハク酸を用いて、実施例7と同様にして合成した(試料
L)。
1.45-1.50 (m, 20H), 2.14-2.25 (m, 12H), 7.27-7.39
(m, 2H), 7.88-7.93 (m, 2H)31 P-NMR (CDCl3, ppm); 33.75 (s) FT-IR (neat, cm-1); 2961, 2934, 2873, 1783, 1717,
1562, 1465, 1410, 1383, 1206, 1048, 1004, 906, 751 FAB-MS (Pos., m/z); 259
ポキシ社製)100部に対し、前記で調製した添加剤試
料を各々5部添加し、ポットライフ及び100、13
0、150℃の温度におけるゲルタイムを測定した。ゲ
ルタイム測定装置は、PS−962(東洋精機社製)を
用いた。なお、ポットライフは、組成物500gを40
℃に保ち、25℃における粘度が1000cpsになる
までの日数を測定した。
(油化シェルエポキシ社製)、平均粒子径30μm、最
大粒径130μmの溶融シリカとを混合し、次いで上記
で調製したエポキシ樹脂用添加剤試料A、B、Cとカル
ナウバックバックスを添加して、均一になるまで常温で
混合することにより、エポキシ樹脂組成物を調製した。
次いで、半導体用の低圧トランスファー成形機により、
半導体の封止を試みた。なお、半導体の封止条件は以下
のとおりである。温度を150℃に設定した金型のキャ
ビティの所定部位に半導体素子を配設し、表2に示した
配合割合に調製したエポキシ樹脂組成物を、圧力42k
g/cm 2、成形サイクル40秒の条件でキャビティに
移送し、該サイクルタイム内で硬化させて半導体の封止
層を形成させた。その結果、エポキシ樹脂組成物は完全
に硬化して優れた封止層を形成しバリの発生はなかっ
た。
化合物は、エポキシ樹脂の硬化剤及び硬化促進剤の両方
の作用を有する新規なホスホニウム化合物であり、該ホ
スホニウム化合物をエポキシ樹脂用添加剤として液状エ
ポキシ樹脂に添加したものは、常温における安定性(ポ
ットライフ)が十分に長く、また、酸無水物、イミダゾ
ールやアミンアダクト等の硬化剤を実質的に使用しなく
ても加熱時に速やかに硬化することができ、特に半導体
封止用エポキシ樹脂組成物として有用である。
Claims (6)
- 【請求項1】 下記一般式(1): 【化1】 (式中、R1、R2、R3、R4は水素原子、炭素数1〜1
8の直鎖または分岐鎖のアルキル基、アルケニル基、ベ
ンジル基、水酸基またはアミノ基置換のアルキル基、置
換または無置換のフェニル基を示し、R1、R2、R3、
R4はそれぞれが同一の基であっても異なる基であって
もよい。R5は水素原子またはメチル基を示し、Aは、
置換または無置換のベンゼン環、置換または無置換のシ
クロヘキサン環、置換または無置換のシクロヘキセン
環、置換または無置換の炭素数2〜3の飽和炭化水素
鎖、置換または無置換の炭素数2〜3の不飽和炭化水素
鎖、置換または無置換のピリジン環、置換または無置換
のノルボルネン環を示し、nは1〜3の整数を示す。)
で表されることを特徴とするホスホニウム化合物。 - 【請求項2】 下記一般式(2): 【化2】 (式中、R1、R2、R3、R4、R5は前記と同義。)で
表されるホスホニウムベンゾトリアゾレート誘導体と、
下記一般式(3): 【化3】 (式中、Aは前記と同義。)で表されるカルボン酸無水
物とを反応させることを特徴とする請求項1記載のホス
ホニウム化合物の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1記載のホスホニウム化合物を含
有することを特徴とするエポキシ樹脂用添加剤。 - 【請求項4】 前記エポキシ樹脂用添加剤を含有するこ
とを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項5】 (A)液状エポキシ樹脂またはエポキシ
樹脂含有硬化性液状混合物、(B)無機質充填剤、
(C)前記エポキシ樹脂用添加剤を含有する請求項4記
載のエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項6】 請求項4又は5記載のエポキシ樹脂組成
物を含有することを特徴とする半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。
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