JP2007084814A - エポキシ樹脂組成物、半導体素子収納用中空パッケージ及び電子部品装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物、半導体素子収納用中空パッケージ及び電子部品装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】エポキシ樹脂組成物の硬化物中にC−O−Si結合を含むエポキシ樹脂組成物であって、好ましくは、
(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤を含有し、一般式(I−1)
R1 nSiR2 (4−n) (I−1)
で示されるシラン化合物及び/又はその部分縮合物を(A)及び/又は(B)に反応させて得られる化合物を含む。
(式中、nは0又は1で、R1は水素原子又は炭素数1〜18の置換又は非置換の炭化水素基であり、R2はフェノール性水酸基と反応可能な官能基で、ハロゲン原子、水酸基、置換又は非置換の、炭素数1〜18のオキシ基、炭素数0〜18のアミノ基及び炭素数1〜18のカルボニルオキシ基から独立に選ばれる。)
【選択図】なし
Description
(1).エポキシ樹脂組成物の硬化物中に、C−O−Si結合を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
(化1)
R1 nSiR2 (4−n) (I−1)
(式(I−1)中、nは0又は1であり、R1は、水素原子及び炭素数1〜18の置換又は非置換の炭化水素基からなる群より選ばれ、1以上のR2と結合して環状構造を形成してもよく、R2は、フェノール性水酸基と反応可能な官能基を示し、それぞれ独立して、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜18の置換又は非置換のオキシ基、炭素数0〜18の置換又は非置換のアミノ基、及び炭素数1〜18の置換又は非置換のカルボニルオキシ基からなる群より選ばれ、全てが同一でも異なってもよく、2以上のR2が互いに結合して環状構造を形成してもよい。)
(化2)
R1’(SiR2’ mR3’ (3−m))n (I−5)
(式(I−5)中、mは0又は1、nは2以上の整数であり、R1’は炭素数1〜18の置換又は非置換のn価の炭化水素基から選ばれ、R1’と結合する2つ以上のSiR2’ mR3’ (3−m)基は全てが同一でも異なっていてもよく、R2’は水素原子及び炭素数1〜18の置換又は非置換の炭化水素基からなる群より選ばれ、R1’又はR3’と結合して環状構造を形成してもよく、R3’は、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜18の置換又は非置換の一価のオキシ基、炭素数0〜18の置換又は非置換のアミノ基、及び炭素数1から18の置換又は非置換のカルボニルオキシ基からなる群より選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよく、2以上のR3’が互いに結合して環状構造を形成していてもよい。)
(化5)
R1 nSiR2 (4−n) (I−1)
(式(I−1)中、nは0又は1であり、R1は、水素原子及び炭素数1〜18の置換又は非置換の炭化水素基からなる群より選ばれ、1以上のR2と結合して環状構造を形成してもよく、R2は、フェノール性水酸基と反応可能な官能基を示し、それぞれ独立して、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜18の置換又は非置換のオキシ基、炭素数0〜18の置換又は非置換のアミノ基、及び炭素数1〜18の置換又は非置換のカルボニルオキシ基からなる群より選ばれ、全てが同一でも異なってもよく、2以上のR2が互いに結合して環状構造を形成してもよい。)
(化6)
R1’(SiR2’ mR3’ (3−m))n (I−5)
(式(I−5)中、mは0又は1、nは2以上の整数であり、R1’は炭素数1〜18の置換又は非置換のn価の炭化水素基から選ばれ、R1’と結合する2つ以上のSiR2’ mR3’ (3−m)基は全てが同一でも異なっていてもよく、R2’は水素原子及び炭素数1〜18の置換又は非置換の炭化水素基からなる群より選ばれ、R1’又はR3’と結合して環状構造を形成してもよく、R3’は、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜18の置換又は非置換の一価のオキシ基、炭素数0〜18の置換又は非置換のアミノ基、及び炭素数1から18の置換又は非置換のカルボニルオキシ基からなる群より選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよく、2以上のR3’が互いに結合して環状構造を形成していてもよい。)
(8).(A)エポキシ樹脂及び(B)硬化剤に存在する揮発性成分が、(A)エポキシ樹脂及び(B)硬化剤の全質量を基準として10質量%以下である前記(4)〜(7)のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
(10).さらに(D)無機充填剤を含有する前記(2)〜(9)のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
(11).前記(A)エポキシ樹脂が、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ジフェニルメタン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、サリチルアルデヒド型エポキシ樹脂、ナフトール類とフェノール類との共重合型エポキシ樹脂、及びアラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物からなる群より選択される少なくとも1種のエポキシ樹脂を含有する前記(2)〜(10)のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
(12).前記(1)〜(11)のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物によって成形されたことを特徴とする半導体素子収納用中空パッケージ。
(13).前記(12)に記載の中空パッケージに収納された半導体素子を備えることを特徴とする電子部品装置。
本発明によるエポキシ樹脂組成物は、硬化物中に、C−O−Si結合を含有することを特徴とする。その含有量は、特に制限されるものではないが、(A)エポキシ樹脂(以下、(A)成分ともいう。)と(B)硬化剤(以下、(B)成分ともいう。)の合計を母数として、0.1モル/kg以上含有していることが好ましく、0.5モル/kg以上含有していることがより好ましく、1.0モル/kg以上含有していることがさらに好ましい。
(a-1)下記一般式(I−1)で示されるシラン化合物及びその部分縮合物(以下、化合物(a-1)ともいう。)、
の中から選ばれる少なくとも一種類の化合物を(A)及び(B)の少なくとも一方に反応させて得られる化合物または、
(a-2)下記一般式(I−5)で示されるシラン化合物及びその部分縮合物(以下、化合物(a-2)ともいう。)、
の中から選ばれる少なくとも一種類の化合物を(A)及び(B)の少なくとも一方に反応させて得られる化合物
を含有するのが好ましい。
フェノール性水酸基を含有する化合物に、前記化合物(a-1)及び化合物(a-2)の中から選ばれる少なくとも一種類の化合物を反応させて得られる化合物
から選ばれるC−O−Si結合を有する化合物を少なくとも1種類含有することがより好ましい。
フェノール性水酸基を含有する化合物に前記化合物(a-1)及び化合物(a-2)の中から選ばれる少なくとも一種類の化合物を反応させて得られる化合物とは、例えば同じく一般式(I−1)で示されるシラン化合物の場合、フェノール性水酸基部位がシラン化合物のR2と置換し、脱R2HによりAr−O−Siが生成した化合物であり、これをエポキシ樹脂組成物に含有させた場合、樹脂組成物の硬化時に、(A)エポキシ樹脂におけるアルコール性水酸基と反応し、R−O−Siが生成すると考えられる。
(ここで、R−O−Siは脂肪族炭素に−OSiが結合した基、Ar−O−Siはアリールオキシシリル基を示す。)
R1 nSiR2 (4−n) (I−1)
(式(I−1)中、nは0又は1であり、R1は、水素原子及び炭素数1〜18の置換又は非置換の炭化水素基からなる群より選ばれ、1以上のR2と結合して環状構造を形成してもよく、R2は、フェノール性水酸基と反応可能な官能基を示し、それぞれ独立して、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜18の置換又は非置換のオキシ基、炭素数0〜18の置換又は非置換のアミノ基、及び炭素数1〜18の置換又は非置換のカルボニルオキシ基からなる群より選ばれ、全てが同一でも異なってもよく、2以上のR2が互いに結合して環状構造を形成してもよい。)
(化8)
R1’(SiR2’ mR3’ (3−m))n (I−5)
(式(I−5)中、mは0又は1、nは2以上の整数であり、R1’は炭素数1〜18の置換又は非置換のn価の炭化水素基から選ばれ、R1’と結合する2つ以上のSiR2’ mR3’ (3−m)基は全てが同一でも異なっていてもよく、R2’は水素原子及び炭素数1〜18の置換又は非置換の炭化水素基からなる群より選ばれ、R1’又はR3’と結合して環状構造を形成してもよく、R3’は、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜18の置換又は非置換の一価のオキシ基、炭素数0〜18の置換又は非置換のアミノ基、及び炭素数1から18の置換又は非置換のカルボニルオキシ基からなる群より選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよく、2以上のR3’が互いに結合して環状構造を形成していてもよい。)
フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリフルオロシラン、フェニルアセトキシシラン、フェニルビス(ジメチルアミノ)クロロシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、メチルアセトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリクロロシラン、エチルアセトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルアセトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のn=1のシラン化合物が挙げられる。
また、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジメシチルジメトキシシラン等の置換又は非置換のジアリールジアルコキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、デシルメチルジエトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等の置換又は非置換のジアルキルジアルコキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ビニルフェニルジエトキシシラン等のアリールアルキルジアルコキシシラン、ジフェニルシランジオール等の置換又は非置換のジアリールシランジオール、ジフェニルジクロロシラン、ジトリルジクロロシラン、ジメシチルジクロロシラン等の置換又は非置換のジアリールジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ドデシルメチルジクロロシラン、ジビニルジクロロシラン、ジイソプロピルジクロロシラン等の置換又は非置換のジアルキルジクロロシラン、フェニルエチルジクロロシラン、フェニルメチルジクロロシラン等の置換又は非置換のアリールアルキルジクロロシラン、ジメチルジアセトキシシラン等のジアルキルジアセトキシシラン、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン、ビス(ジメチルアミノ)ジエチルシラン等の置換又は非置換のジアルキルジアミノシラン、ビス(ジメチルアミノ)ジフェニルシラン等の置換又は非置換のジアリールジアミノシラン、フェニルメチルビス(ジメチルアミノ)シラン、ヘキサメチルシクロトリシラザン等の環状シラン化合物、ジメチルメトキシクロロシラン等のジアルキルアルコキシクロロシラン等が挙げられる。
これら具体例は、いずれも工業製品又は試薬として入手可能である。上記一般式(I−3)で示される化合物は、工業製品又は試薬として購入可能な化合物を用いても、公知の方法で合成した化合物を用いても構わない。これらシラン化合物の中でも、シラン化合物とフェノール化合物及び/又はアルコール性水酸基を有するエポキシ樹脂を反応させて得られる化合物の製造の簡便さ等の観点から、R2がオキシ基であるシラン化合物が好ましい。
(化9)
2≡Si−R2+H2O→≡Si−O−Si≡+2R2H (A)
(式(A)中、R2は一般式(I−1)と共通。)
本発明で使用可能なシラン化合物は、上述のようにそれらが部分的に縮合した化合物を含めばよく、その一部は縮合せずに上記一般式(I−1)で示される化合物のままであってよい。
より具体的には、上記一般式(I−1)で示されるシラン化合物において、R2として例示した「炭素数0〜18の置換又は非置換のアミノ基」が挙げられる。
(化10)
2≡Si−R3’+H2O→≡Si−O−Si≡+2R3’H (B)
(式(B)中、R3’は一般式(I−5)と共通。)
(a-1)下記一般式(I−1)で示されるシラン化合物、その部分縮合物と、(a-2)下記一般式(I−5)で示されるシラン化合物及びその部分縮合物との中から選ばれる少なくとも一種類の化合物と、
(b)フェノール化合物とを反応させることによって製造することが可能である。
R1 nSiR2 (4−n) (I−1)
(式(I−1)中、nは0又は1であり、R1は、水素原子及び炭素数1〜18の置換又は非置換の炭化水素基からなる群より選ばれ、1以上のR2と結合して環状構造を形成してもよく、R2は、フェノール性水酸基と反応可能な官能基を示し、それぞれ独立して、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜18の置換又は非置換のオキシ基、炭素数0〜18の置換又は非置換のアミノ基、及び炭素数1〜18の置換又は非置換のカルボニルオキシ基からなる群より選ばれ、全てが同一でも異なってもよく、2以上のR2が互いに結合して環状構造を形成してもよい。)
R1’(SiR2’ mR3’ (3−m))n (I−5)
(式(I−5)中、mは0又は1、nは2以上の整数であり、R1’は炭素数1〜18の置換又は非置換のn価の炭化水素基から選ばれ、R1’と結合する2つ以上のSiR2’ mR3’ (3−m)基は全てが同一でも異なっていてもよく、R2’は水素原子及び炭素数1〜18の置換又は非置換の炭化水素基からなる群より選ばれ、R1’又はR3’と結合して環状構造を形成してもよく、R3’は、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜18の置換又は非置換の一価のオキシ基、炭素数0〜18の置換又は非置換のアミノ基、及び炭素数1から18の置換又は非置換のカルボニルオキシ基からなる群より選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよく、2以上のR3’が互いに結合して環状構造を形成していてもよい。)
なお、式(I−2)及び(I−3)中、Arの詳細は先に説明した通りである。
レゾルシン、カテコール、ヒドロキノン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、置換又は非置換のビフェノール等の1分子内に2つのフェノール性水酸基を有する化合物(すなわち、2価フェノール化合物);
フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類及び/又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド類とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂;
フェノール類及び/又はナフトール類とジメトキシパラキシレンやビス(メトキシメチル)ビフェニルから合成されるフェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂;
パラキシリレン及び/又はメタキシリレン変性フェノール樹脂;
メラミン変性フェノール樹脂;
テルペン変性フェノール樹脂;
フェノール類及び/又はナフトール類とジシクロペンタジエンから共重合により合成される、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型ナフトール樹脂;
シクロペンタジエン変性フェノール樹脂;
多環芳香環変性フェノール樹脂;
ビフェニル型フェノール樹脂;
トリフェニルメタン型フェノール樹脂;および
上記樹脂の2種以上を共重合して得たフェノール樹脂
などの分子内に2以上のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物が挙げられる。上記フェノール化合物の1種を単独で使用しても、それら化合物の2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記一般式(I−1a)で示されるフェノール化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、カテコール、2,3−ジヒドロキシナフタレンが挙げられる。
上記一般式(I−1b)で示されるフェノール化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、2,2´−ビフェノール、1,1´−ビ−2−ナフトールが挙げられる。
上記一般式(I−1c)で示されるフェノール化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、2,2´−ジヒドロキシジフェニルメタン、2,2´−ジヒドロキシ−5,5´−ジメチルジフェニルメタン、2,2´−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、2,2´−ジヒドロキシジフェニルエーテル、2,2´−ジヒドロキシジフェニルスルフォンが挙げられる。
上記一般式(I−1d)で示されるフェノール化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、1,8−ジヒドロキシナフタレンが挙げられる。
2以上のR6、R7、R8、又はR10が結合して環状構造を形成する場合、それらが結合するベンゼン環と併せて、ナフタレン環となることが好ましい。
具体的には、0.9〜1.1が好ましく、0.95〜1.05がより好ましい。
(a)特定のシラン化合物のうちR2又は/及びR3’がハロゲン原子であるシラン化合物及び/又はその部分縮合物と、(b)フェノール化合物とを反応させた場合は、必要に応じて加熱及び/又は減圧留去、洗浄、ろ過等によって、副生成物のハロゲン化水素を除去する;
(a)のうちR2又は/及びR3’が水酸基であるシラン化合物及び/又はその部分縮合物と、(b)フェノール化合物とを反応させた場合は、必要に応じて加熱及び/又は減圧留去、洗浄、ろ過等によって、副生成物の水を除去する;
(a)のうちR2又は/及びR3’がオキシ基であるシラン化合物及び/又はその部分縮合物と、(b)フェノール化合物とを反応させた場合は、必要に応じて加熱及び/又は減圧留去、洗浄、ろ過等によって、副生成物のアルコール又はアリールオールを除去する;
(a)のうちR2又は/及びR3’がアミノ基であるシラン化合物及び/又はその部分縮合物と、(b)フェノール化合物とを反応させた場合は、必要に応じて加熱及び/又は減圧留去、洗浄、ろ過等によって、副生成物のアンモニア又はアミンを除去する;
(a)のうちR2又は/及びR3’がカルボニルオキシ基であるシラン化合物及び/又はその部分縮合物と、(b)フェノール化合物とを反応させた場合は、必要に応じて加熱及び/又は減圧留去、洗浄、ろ過等によって、副生成物のカルボン酸を除去する。
それらのフェノールノボラック塩などの環状アミジニウム塩及び
これらの化合物に無水マレイン酸、1,4−ベンゾキノン、2,5−トルキノン、1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルベンゾキノン、2,6−ジメチルベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−1,4−ベンゾキノン、フェニル−1,4−ベンゾキノン等のキノン化合物、ジアゾフェニルメタンなどのπ結合をもつ化合物を付加してなる分子内分極を有する化合物、
ピリジン、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の三級アミン類及びこれらの誘導体、
2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール類、
テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート、
2−エチル−4−メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N−メチルモルホリン・テトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩、
トリフェニルホスフィン、ジフェニル(p−トリル)ホスフィン、トリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(アルキル・アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルコキシフェニル)ホスフィン、トリアルキルホスフィン、ジアルキルアリールホスフィン、アルキルジアリールホスフィン等の有機ホスフィン類などのホスフィン化合物、
又はこれらホスフィン化合物と有機ボロン類との錯体や、これらホスフィン化合物と無水マレイン酸、1,4−ベンゾキノン、2,5−トルキノン、1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルベンゾキノン、2,6−ジメチルベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−1,4−ベンゾキノン、フェニル−1,4−ベンゾキノン等のキノン化合物、ジアゾフェニルメタンなどのπ結合をもつ化合物を付加してなる、分子内分極を有する化合物、
これらホスフィン化合物と4−ブロモフェノール、3−ブロモフェノール、2−ブロモフェノール、4−クロロフェノール、3−クロロフェノール、2−クロロフェノール、4−ヨウ化フェノール、3−ヨウ化フェノール、2−ヨウ化フェノール、4−ブロモ−2−メチルフェノール、4−ブロモ−3−メチルフェノール、4−ブロモ−2,6−ジメチルフェノール、4−ブロモ−3,5−ジメチルフェノール、4−ブロモ−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、4−クロロ−1−ナフトール、1−ブロモ−2−ナフトール、6−ブロモ−2−ナフトール、4−ブロモ−4´−ヒドロキシビフェニル等のハロゲン化フェノール化合物を反応させた後に、脱ハロゲン化水素の工程を経て得られる分子内分極を有する化合物(例えば特開2004−156035号公報及び特開2004−156036号公報記載。)等のホスホニウム化合物などが挙げられる。
ホスフィン化合物、ホスホニウム化合物、環状アミジン化合物、及び環状アミジニウム塩からなる群より選ばれるのがより好ましく、中でも、一般式(I−4)で示されるホスホニウム化合物又はその分子間塩を触媒として用いることがより好ましい。
3級ホスフィンとして、トリス−(p−メトキシフェニル)ホスフィン、トリス−(o−メトキシフェニル)ホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、トリ−o−トリルホスフィン、トリ−m−トリルホスフィン、ビス−(p−メトキシフェニル)フェニルホスフィン、ビス−(o−メトキシフェニル)ホスフィン、ジ−p−トリルフェニルホスフィン、ジ−o−トリルフェニルホスフィン、ジ−m−トリルフェニルホスフィン、ジフェニル−(p−メトキシフェニル)ホスフィン、ジフェニル−(o−メトキシフェニル)ホスフィン、ジフェニル−p−トリルホスフィン、ジフェニル−o−トリルホスフィン、ジフェニル−m−トリルホスフィン、トリフェニルホスフィン等のトリアリールホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン、シクロヘキシルジフェニルホスフィン、ブチルジフェニルホスフィン、オクチルジフェニルホスフィン等のアルキルジアリールホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、ジオクチルフェニルホスフィン等のジアルキルアリールホスフィンなどが挙げられる。
また、これら3級ホスフィンと4−ブロモフェノール、3−ブロモフェノール、2−ブロモフェノール、4−クロロフェノール、3−クロロフェノール、2−クロロフェノール、4−ヨウ化フェノール、3−ヨウ化フェノール、2−ヨウ化フェノール、4−ブロモ−2−メチルフェノール、4−ブロモ−3−メチルフェノール、4−ブロモ−2,6−ジメチルフェノール、4−ブロモ−3,5−ジメチルフェノール、4−ブロモ−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、4−クロロ−1−ナフトール、1−ブロモ−2−ナフトール、6−ブロモ−2−ナフトール、4−ブロモ−4´−ヒドロキシビフェニル等のハロゲン化フェノール化合物を反応させた後に、脱ハロゲン化水素の工程を経て得られる分子内分極を有する化合物(例えば特開2004−156035号公報及び特開2004−156036号公報記載。)などが挙げられる。
本発明において使用可能なC−O−Si結合を含有する(A)成分以外の(A)エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であればよく、特に限定されるものではない。例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂をはじめとするフェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のフェノール類及び/又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック樹脂をエポキシ化したノボラック型エポキシ樹脂;
ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、アルキル置換又は非置換のビフェノール、スチルベン系フェノール類等のジグリシジルエーテル(ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂)、
ブタンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のアルコール類のグリシジルエーテル;
フタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸等のカルボン酸類のグリシジルエステル型エポキシ樹脂;
アニリン、イソシアヌル酸等の窒素原子に結合した活性水素をグリシジル基で置換したもの等のグリシジル型又はメチルグリシジル型のエポキシ樹脂;
分子内のオレフィン結合をエポキシ化して得られるビニルシクロヘキセンジエポキシド、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、2−(3,4−エポキシ)シクロヘキシル−5,5−スピロ(3,4−エポキシ)シクロヘキサン−m−ジオキサン等の脂環型エポキシ樹脂;
パラキシリレン及び/又はメタキシリレン変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル;
テルペン変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル;
ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル;
シクロペンタジエン変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル;
多環芳香環変性フェノール樹脂のグリシジルエーテル;
ナフタレン環含有フェノール樹脂のグリシジルエーテル;
ハロゲン化フェノールノボラック型エポキシ樹脂;
ハイドロキノン型エポキシ樹脂;
トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂;
オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂;
ジフェニルメタン型エポキシ樹脂;
フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物;
硫黄原子含有エポキシ樹脂
等が挙げられ、これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
下記一般式(II)で示されるエポキシ樹脂の中でもR8のうち酸素原子が置換している位置を4及び4´位とした時の3,3´,5,5´位がメチル基でそれ以外が水素原子であるYX−4000H(ジャパンエポキシレジン株式会社製商品名)、全てのR8が水素原子である4,4´−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ビフェニル、全てのR8が水素原子の場合及びR8のうち酸素原子が置換している位置を4及び4´位とした時の3,3´,5,5´位がメチル基でそれ以外が水素原子である場合の混合品であるYL−6121H(ジャパンエポキシレジン株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
本発明によるエポキシ樹脂組成物で、C−O−Si結合を含有する(B)硬化剤を使用した場合、例えばエポキシ樹脂と、(B)成分の−ArO−Si結合部位又は/及び−ArOHとが反応することによって、硬化が進行することになる。本発明によるエポキシ樹脂組成物において、(B)成分が−ArO−Si結合部位を有する場合、(A)エポキシ樹脂と、(B)成分との配合比率は、(A)エポキシ樹脂における全エポキシ基の数と(B)成分における−ArO−Si結合の数及び本発明による(B)成分における未反応フェノール性水酸基の数の合計との比率、すなわち、[(本発明による(B)成分における−ArO−Si結合の数)+(本発明による(B)成分における未反応フェノール性水酸基数)]/[エポキシ樹脂中の全エポキシ基数]で、0.5〜2.0の範囲に設定されることが好ましい。上記配合比率は、0.7〜1.5の範囲に設定することがより好ましく、0.8〜1.3の範囲に設定することがさらに好ましい。
上記配合比率が0.5未満となると、エポキシ樹脂の硬化が不充分となり、硬化物の耐熱性、耐湿性及び電気特性が劣る傾向がある。一方、上記配合比率が2.0を超えると、硬化剤成分が過剰となり、硬化効率が低下するだけでなく、硬化樹脂中に多量のフェノール性水酸基が残るため、パッケージの電気特性及び耐湿性は低下する傾向がある。
[(C−O−Si結合を含有する(B)成分の−ArO−Si結合の数)+(C−O−Si結合を含有する(B)成分における未反応フェノール性水酸基数)+(併用するフェノール化合物のフェノール性水酸基数)]/[エポキシ樹脂中のエポキシ基数]
で、0.5〜2.0の範囲に設定されることが好ましい。上記配合比率は、0.7〜1.5の範囲に設定することがより好ましく、0.8〜1.3の範囲に設定することがさらに好ましい。上記配合比率が0.5未満となると、エポキシ樹脂の硬化が不充分となり、硬化物の耐熱性、耐湿性及び電気特性が劣る傾向がある。一方、上記配合比率が2.0を超えると、硬化剤成分が過剰となり、硬化効率が低下するだけでなく、硬化樹脂中に多量のフェノール性水酸基が残るため、パッケージの電気特性及び耐湿性は低下する傾向がある。
フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類及び/又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド類とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂;
フェノール類及び/又はナフトール類とジメトキシパラキシレンやビス(メトキシメチル)ビフェニルから合成されるフェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂;
パラキシリレン及び/又はメタキシリレン変性フェノール樹脂;
メラミン変性フェノール樹脂;
テルペン変性フェノール樹脂;
フェノール類及び/又はナフトール類とジシクロペンタジエンから共重合により合成される、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型ナフトール樹脂;
シクロペンタジエン変性フェノール樹脂;
多環芳香環変性フェノール樹脂;
ビフェニル型フェノール樹脂;
トリフェニルメタン型フェノール樹脂;
これら化合物の2種以上を共重合して得たフェノール樹脂
などが挙げられ、これらを単独で併用しても2種以上を組み合わせて併用してもよい。
上記一般式(XIII)で示されるフェノール樹脂の中でも、i=0、k=0であるXL−225、XLC(三井化学株式会社製商品名)、MEH−7800(明和化成株式会社商品名)等が市販品として入手可能である。
上記一般式(XIV)で示されるフェノール樹脂の中でも、j=0、R27のk=0、R28のk=0であるSN−170(新日鐵化学株式会社商品名)等が市販品として入手可能である。
下記一般式(XVI)で示されるフェノール樹脂の中でもi=0、k=0であるMEH−7500(明和化成株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
下記一般式(XVII)で示されるフェノール樹脂の中でもi=0、k=0、q=0であるHE−510(エア・ウォーター・ケミカル株式会社製商品名)等が市販品として入手可能である。
下記一般式(XVIII)で示されるフェノール樹脂の中でもi=0、R35が全て水素原子であるタマノル758、759(荒川化学工業株式会社製商品名)、HP−850N(日立化成工業株式会社商品名)等が市販品として入手可能である。
本発明によるエポキシ樹脂組成物では、必要に応じて硬化剤促進剤を配合してもよい。
使用可能な硬化促進剤としては、例えば、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7等のジアザビシクロアルケンなどの環状アミジン化合物、
その誘導体、
それらのフェノールノボラック塩などの環状アミジニウム塩及び
これらの化合物に無水マレイン酸、1,4−ベンゾキノン、2,5−トルキノン、1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルベンゾキノン、2,6−ジメチルベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−1,4−ベンゾキノン、フェニル−1,4−ベンゾキノン等のキノン化合物、ジアゾフェニルメタンなどのπ結合をもつ化合物を付加してなる分子内分極を有する化合物、
トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の三級アミン類及びこれらの誘導体、
2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール類、
テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート、
2−エチル−4−メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N−メチルモルホリン・テトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩、
トリフェニルホスフィン、ジフェニル(p−トリル)ホスフィン、トリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(アルキル・アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルコキシフェニル)ホスフィン、トリアルキルホスフィン、ジアルキルアリールホスフィン、アルキルジアリールホスフィン等の有機ホスフィン類などのホスフィン化合物、
又はこれら有機ホスフィン類と有機ボロン類との錯体や、これら有機ホスフィン類と無水マレイン酸、1,4−ベンゾキノン、2,5−トルキノン、1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルベンゾキノン、2,6−ジメチルベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−1,4−ベンゾキノン、フェニル−1,4−ベンゾキノン等のキノン化合物、ジアゾフェニルメタンなどのπ結合をもつ化合物を付加してなる、分子内分極を有する化合物、
これら有機ホスフィン類と4−ブロモフェノール、3−ブロモフェノール、2−ブロモフェノール、4−クロロフェノール、3−クロロフェノール、2−クロロフェノール、4−ヨウ化フェノール、3−ヨウ化フェノール、2−ヨウ化フェノール、4−ブロモ−2−メチルフェノール、4−ブロモ−3−メチルフェノール、4−ブロモ−2,6−ジメチルフェノール、4−ブロモ−3,5−ジメチルフェノール、4−ブロモ−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、4−クロロ−1−ナフトール、1−ブロモ−2−ナフトール、6−ブロモ−2−ナフトール、4−ブロモ−4´−ヒドロキシビフェニル等のハロゲン化フェノール化合物を反応させた後に、脱ハロゲン化水素して得られる分子内分極を有する化合物(例えば特開2004−156035号公報及び特開2004−156036号公報記載。)等のホスホニウム化合物などが挙げられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、(D)無機充填剤を必要に応じてさらに配合することができる。本発明において用いられる(D)無機充填剤としては、一般に封止用成形材料に用いられるものであってよく、特に限定されるものではない。例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、シリカゲル、多孔質シリカ、ガラス、ゼオライト、アルミナ、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸カルシウム、窒化珪素、窒化アルミ、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、ジルコン、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニア、タルク、クレイ、マイカ等の微粉未、又はこれらを球形化したビーズなどが挙げられる。さらに、難燃効果のある無機充填剤としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、マグネシウムと亜鉛の複合水酸化物等の複合金属水酸化物、硼酸亜鉛などが挙げられる。中でも、線膨張係数低減の観点からは溶融シリカが、高熱伝導性の観点からはアルミナが好ましい。これら無機充填剤の1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明によるエポキシ樹脂組成物では、必要に応じて上述の成分(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)硬化促進剤、(D)無機充填剤に加えて、以下に例示するカップリング剤、イオン交換体、離型剤、応力緩和剤、難燃剤、着色剤といった各種添加剤を追加してもよい。しかし、本発明によるエポキシ樹脂組成物には、以下の添加剤に限定することなく、必要に応じて当技術分野で周知の各種添加剤を追加してもよい。
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、樹脂成分と無機充填剤との接着性を高めるために、必要に応じて、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等の各種シラン系化合物、チタン系化合物、アルミニウムキレート類、アルミニウム/ジルコニウム系化合物等の公知のカップリング剤を添加することができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、陰イオン交換体を必要に応じて配合することができる。特にエポキシ樹脂組成物を封止用成形材料として用いる場合には、封止される素子を備える電子部品装置の耐湿性及び高温放置特性を向上させる観点から、陰イオン交換体を配合することが好ましい。本発明において用いられる陰イオン交換体としては特に制限はなく、従来公知のものを用いることができるが、例えば、ハイドロタルサイト類や、マグネシウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ビスマスから選ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、下記一般式(XIX)で示されるハイドロタルサイトが好ましい。
(化38)
Mg1−XAlX(OH)2(CO3)X/2・mH2O …… (XIX)
(一般式(XIX)において0<X≦0.5、mは正の数)
これらの陰イオン交換体の配合量は、ハロゲンイオンなどの陰イオンを捕捉できる十分量であれば特に制限はないが、(A)エポキシ樹脂に対して0.1〜30質量%の範囲が好ましく、1〜5質量%がより好ましい。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、成形時に金型との良好な離型性を持たせるため離型剤を配合してもよい。本発明において用いられる離型剤としては特に制限はなく従来公知のものを用いることができる。例えば、カルナバワックス、モンタン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス、酸化ポリエチレン、非酸化ポリエチレン等のポリオレフィン系ワックス等が挙げられ、これらの1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、酸化型又は非酸化型のポリオレフィン系ワックスが好ましく、その配合量としては(A)エポキシ樹脂に対して0.01〜10質量%が好ましく、0.1〜5質量%がより好ましい。ポリオレフィン系ワックスの配合量が0.01質量%未満では離型性が不十分な傾向があり、10質量%を超えると接着性が阻害される可能性がある。ポリオレフィン系ワックスとしては、例えば市販品ではヘキスト社製のH4、PE、PEDシリーズ等の数平均分子量が500〜10000程度の低分子量ポリエチレンなどが挙げられる。また、ポリオレフィン系ワックスに他の離型剤を併用する場合、その配合量は(A)エポキシ樹脂に対して0.1〜10質量%が好ましく、0.5〜3質量%がより好ましい。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、シリコーンオイル、シリコーンゴム粉末等の応力緩和剤などを必要に応じて配合することができる。応力緩和剤を配合することにより、パッケージの反り変形量、パッケージクラックを低減させることができる。使用できる応力緩和剤としては、一般に使用されている公知の可とう剤(応力緩和剤)であれば特に限定されるものではない。一般に使用されている可とう剤としては、例えば、シリコーン系、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系等の熱可塑性エラストマー、NR(天然ゴム)、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンパウダー等のゴム粒子、メタクリル酸メチル−スチレン−ブタジエン共重合体(MBS)、メタクリル酸メチル−シリコーン共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸ブチル共重合体等のコア−シェル構造を有するゴム粒子等が挙げられ、これらを単独で用いても2種以上組み合わせて用いてもよい。中でも、シリコーン系可とう剤が好ましく、シリコーン系可とう剤としては、エポキシ基を有するもの、アミノ基を有するもの、これらをポリエーテル変性したものが挙げられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、難燃性を付与するために必要に応じて難燃剤を配合することができる。本発明において用いられる難燃剤としては特に制限はなく、例えば、ハロゲン原子、アンチモン原子、窒素原子又はリン原子を含む公知の有機若しくは無機の化合物、金属水酸化物などが挙げられ、これらの1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。難燃剤の配合量は、難燃効果が達成されれば特に制限はないが、(A)エポキシ樹脂に対して1〜30質量%が好ましく、2〜15質量%がより好ましい。
また、カーボンブラック、有機染料、有機顔料、酸化チタン、鉛丹、ベンガラ等の公知の着色剤を配合しても良い。
〔合成例〕
(合成例1)
500mlのセパラブルフラスコに、2,2´−ビフェノール(東京化成工業株式会社製試薬)200g(1.07mol)及びトルエン215mlを投入し、約100℃に加熱して溶解させ溶液とした。そのまま約100℃に維持しながら、溶液にテトラエトキシシラン(信越化学工業株式会社製LS−2430)112g(0.54mol)を約60分かけて滴下した。反応は、副生成物となるエタノールを、溶媒として用いたトルエンとの共沸混合物として反応系外に除去しながら、約6時間続けた。反応溶液を、一晩にわたり室温(25℃)で放置し、ろ過、乾燥を行い188gの固体の生成物を得た。
500mlのセパラブルフラスコに、2,2´−ビフェノール(東京化成工業株式会社製試薬)119g(0.64mol)及びトルエン319mlを投入し、約100℃に加熱して溶解させ溶液とした。そのまま約100℃に維持しながら、溶液にテトラメトキシシランの部分縮合物(多摩化学工業株式会社製Mシリケート51)30gを約30分かけて滴下した。反応は、副生成物となるメタノールを、溶媒として用いたトルエンとの共沸混合物として反応系外に除きながら、約7時間続けた。反応溶液を、一晩にわたり室温(25℃)で放置し、固体分をろ過及び乾燥することによって69gの生成物を得た。
500mlのセパラブルフラスコに、2,2´−ビフェノール(東京化成工業株式会社製試薬)150g(0.804mol)及びトルエン180mlを投入し、約100℃に加熱して溶解させ溶液とした。そのまま約100℃に維持しながら、溶液にトリフェニルホスフィンと1,4−ベンゾキノンとの付加反応物1g(0.0027mol)を加え、続いてビス(トリエトキシシリル)エタン(アヅマックス株式会社販売試薬)95g(0.268mol)を約30分かけて滴下した。副生成物となるエタノールを、溶媒として用いたトルエンとの共沸混合物として反応系外に除去し、反応系中のトルエン量が少なくなってきたら、更にトルエンを加え共沸混合物として反応系外に除去しながら、約26時間反応を続けた。反応終了後、アスピレータを用いて約80℃でトルエンを減圧除去し、フッ素樹脂コートした金属製の容器に出し、室温(25℃)まで冷却することで163gの固体の生成物を得た。
本実施例で得られた生成物の1H−NMRスペクトルを図4に示す。1H−NMR測定の結果から、原料であるビス(トリエトキシシリル)エタンのエトキシ基及び副生成物であるエタノール由来のシグナルが、反応開始時を基準として2.7%であることを確認した。
本実施例で得られた生成物のIRスペクトルを図5に示す。IR測定の結果から、生成物には850〜1000cm−1にSi−OAr基に特徴的な吸収帯が確認された。以上の結果から、生成物は上記一般式(XX)の単位構造を有していると推測される。
500mlのセパラブルフラスコに、2,2´−ビフェノール(東京化成工業株式会社製試薬)200g(1.07mol)及びトルエン180mlを投入し、約100℃に加熱して溶解させ溶液とした。そのまま約100℃に維持しながら、溶液にトリフェニルホスフィンと1,4−ベンゾキノンとの付加反応物1g(0.0027mol)を加え、続いてビス(トリエトキシシリル)エタン(アヅマックス株式会社販売試薬)95g(0.268mol)を約30分かけて滴下した。副生成物となるエタノールを、溶媒として用いたトルエンとの共沸混合物として反応系外に除去し、反応系中のトルエン量が少なくなってきたら、更にトルエンを加え共沸混合物として反応系外に除去しながら、約14時間反応を続けた。反応終了後、アスピレータを用いて約80℃でトルエンを減圧除去し、フッ素樹脂コートした金属製の容器に出し、室温(25℃)まで冷却することで166gの固体の生成物を得た。
本実施例で得られた生成物の1H−NMRスペクトルを図6に示す。1H−NMR測定の結果から、原料であるビス(トリエトキシシリル)エタンのエトキシ基及び副生成物であるエタノール由来のシグナルが、生成物には含まれていないことを確認した。
IR測定の結果を図7に示す。IR測定の結果から、生成物には850〜1000cm−1にSi−OAr基に特徴的な吸収帯が確認された。以上の結果から、生成物は上記一般式(XX)の単位構造を有していると推測される。
500mlのセパラブルフラスコに、2,2´−ビフェノール(東京化成工業株式会社製試薬)195g(1.05mol)及びトルエン174mlを投入し、約100℃に加熱して溶解させ溶液とした。そのまま約100℃に維持しながら、溶液にビス(トリメトキシシリルエチル)ベンゼン(アヅマックス株式会社販売試薬)98g(0.262mol)を約1時間かけて滴下した。副生成物となるエタノールを、溶媒として用いたトルエンとの共沸混合物として反応系外に除去し、反応系中のトルエン量が少なくなってきたら、更にトルエンを加え共沸混合物として反応系外に除去しながら、約33時間反応を続けた。反応終了後、アスピレータを用いて約80℃でトルエンを減圧除去し、フッ素樹脂コートした金属製の容器に出し、室温(25℃)まで冷却することで218gの固体の生成物を得た。
本実施例で得られた生成物の1H−NMRスペクトルを図8に示す。1H−NMR測定の結果から、原料であるビス(トリメトキシシリルエチル)ベンゼンのメトキシ基及び副生成物であるメタノール由来のシグナルが、生成物には含まれていないことを確認した。
本実施例で得られた生成物のIRスペクトルを図9に示す。IR測定の結果から、生成物には850〜1000cm−1にSi−OAr基に特徴的な吸収帯が確認された。以上の結果から、生成物は上記一般式(XX)の単位構造を有していると推測される。
(1)1H−NMR
約10mgの化合物を約1mlの重アセトンに溶かして溶液とし、溶液をφ5mmの試料管に入れ、ブルカーバイオスピン社製AV−300Mを用いて測定した。シフト値は溶媒に微量含まれるCHD2C(=O)CD3(2.04ppm)を基準とした。
(2)IR
Bio−Rad社製FTS 3000MXを用い、KBr法に従って測定した。
(実施例1〜5、比較例1〜2)
エポキシ樹脂としては、エポキシ当量168、軟化点68℃のサリチルアルデヒド型エポキシ樹脂(エポキシ樹脂1:ジャパンエポキシレジン株式会社製商品名1032H60)、を用意した。
硬化促進剤としては、トリフェニルホスフィンと1,4−ベンゾキノンとの付加反応物(硬化促進剤1)を用意した。
(1)吸水率
エポキシ樹脂組成物を上記条件で直径50mm×厚さ3mmの円板に成形し、後硬化を行った後に初期質量を測定した。その後、85℃/85%RHの恒温恒湿層に放置し、24、72、168、336、504及び1008時間後に取り出し、質量を測定して増加率を求めて吸水率(%)とした。
Claims (13)
- エポキシ樹脂組成物の硬化物中に、C−O−Si結合を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
- (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物であって、(a-1)下記一般式(I−1)で示されるシラン化合物及びその部分縮合物の中から選ばれる少なくとも一種類の化合物を、(A)及び(B)の少なくとも一方に反応させて得られる化合物を含有する請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
(化1)
R1 nSiR2 (4−n) (I−1)
(式(I−1)中、nは0又は1であり、R1は、水素原子及び炭素数1〜18の置換又は非置換の炭化水素基からなる群より選ばれ、1以上のR2と結合して環状構造を形成してもよく、R2は、フェノール性水酸基と反応可能な官能基を示し、それぞれ独立して、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜18の置換又は非置換のオキシ基、炭素数0〜18の置換又は非置換のアミノ基、及び炭素数1〜18の置換又は非置換のカルボニルオキシ基からなる群より選ばれ、全てが同一でも異なってもよく、2以上のR2が互いに結合して環状構造を形成してもよい。) - (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物であって、(a-2)下記一般式(I−5)で示されるシラン化合物及びその部分縮合物の中から選ばれる少なくとも一種類の化合物を、(A)及び(B)の少なくとも一方に反応させて得られる化合物を含有する請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
(化2)
R1’(SiR2’ mR3’ (3−m))n (I−5)
(式(I−5)中、mは0又は1、nは2以上の整数であり、R1’は炭素数1〜18の置換又は非置換のn価の炭化水素基から選ばれ、R1’と結合する2つ以上のSiR2’ mR3’ (3−m)基は全てが同一でも異なっていてもよく、R2’は水素原子及び炭素数1〜18の置換又は非置換の炭化水素基からなる群より選ばれ、R1’又はR3’と結合して環状構造を形成してもよく、R3’は、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜18の置換又は非置換の一価のオキシ基、炭素数0〜18の置換又は非置換のアミノ基、及び炭素数1から18の置換又は非置換のカルボニルオキシ基からなる群より選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよく、2以上のR3’が互いに結合して環状構造を形成していてもよい。) - (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物であって、(B)硬化剤はアリールオキシシリル(ArO−Si)結合を分子内に2つ以上有する化合物を含有する請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
- アリールオキシシリル(ArO−Si)結合を分子内に2つ以上有する化合物におけるアリールオキシシリル結合の全数を基準として、上記一般式(I−2)及び上記一般式(I−3)の少なくとも一方の構造部位を形成するアリールオキシシリル結合が、30%以上である請求項5に記載のエポキシ樹脂組成物。
- アリールオキシシリル(ArO−Si)結合を分子内に2つ以上有する化合物が、
(a)(a-1)下記一般式(I−1)で示されるシラン化合物、その部分縮合物、(a-2)下記一般式(I−5)で示されるシラン化合物及びその部分縮合物から選ばれる少なくとも一種と、
(b)フェノール化合物
とを反応させて得られる請求項4〜6のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
(化5)
R1 nSiR2 (4−n) (I−1)
(式(I−1)中、nは0又は1であり、R1は、水素原子及び炭素数1〜18の置換又は非置換の炭化水素基からなる群より選ばれ、1以上のR2と結合して環状構造を形成してもよく、R2は、フェノール性水酸基と反応可能な官能基を示し、それぞれ独立して、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜18の置換又は非置換のオキシ基、炭素数0〜18の置換又は非置換のアミノ基、及び炭素数1〜18の置換又は非置換のカルボニルオキシ基からなる群より選ばれ、全てが同一でも異なってもよく、2以上のR2が互いに結合して環状構造を形成してもよい。)
(化6)
R1’(SiR2’ mR3’ (3−m))n (I−5)
(式(I−5)中、mは0又は1、nは2以上の整数であり、R1’は炭素数1〜18の置換又は非置換のn価の炭化水素基から選ばれ、R1’と結合する2つ以上のSiR2’ mR3’ (3−m)基は全てが同一でも異なっていてもよく、R2’は水素原子及び炭素数1〜18の置換又は非置換の炭化水素基からなる群より選ばれ、R1’又はR3’と結合して環状構造を形成してもよく、R3’は、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜18の置換又は非置換の一価のオキシ基、炭素数0〜18の置換又は非置換のアミノ基、及び炭素数1から18の置換又は非置換のカルボニルオキシ基からなる群より選ばれ、全てが同一でも異なっていてもよく、2以上のR3’が互いに結合して環状構造を形成していてもよい。) - (A)エポキシ樹脂及び(B)硬化剤に存在する揮発性成分が、(A)エポキシ樹脂及び(B)硬化剤の全質量を基準として10質量%以下である請求項4〜7のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
- さらに(C)硬化促進剤を含有する請求項2〜8のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
- さらに(D)無機充填剤を含有する請求項2〜9のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
- 前記(A)エポキシ樹脂が、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ジフェニルメタン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、サリチルアルデヒド型エポキシ樹脂、ナフトール類とフェノール類との共重合型エポキシ樹脂、及びアラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物からなる群より選択される少なくとも1種のエポキシ樹脂を含有する請求項2〜10のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
- 請求項1〜11のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物によって成形されたことを特徴とする半導体素子収納用中空パッケージ。
- 請求項12に記載の中空パッケージに収納された半導体素子を備えることを特徴とする電子部品装置。
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