JP2010070605A - 液状エポキシ樹脂組成物、硬化物、その製造方法、及びプリント配線基板用樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ノボラック型エポキシ樹脂(A)、メタクリル酸及び無水メタクリル酸に代表される酸基含有ラジカル重合性単量体(B)の合計100質量部に対して、前記ノボラック型エポキシ樹脂(A)を55〜95質量部、前記酸基含有ラジカル重合性単量体(B)を5〜55質量部となる割合となる割合で含有する液状エポキシ樹脂組成物をイン・サイチュー反応させる。
【選択図】なし
Description
本発明の液状エポキシ樹脂組成物は、前記した通り、ノボラック型エポキシ樹脂(A)、酸基含有ラジカル重合性単量体(B)、及びラジカル重合開始剤(C)を必須成分とするものであり、これを一度に反応させること、即ち、エポキシ基と酸基との反応と、ラジカル重合性基の重合反応とを特に反応工程として区別することなく両反応を同時乃至連続的に行うことを特徴としている。このようにイン・サイチュー反応により硬化させることで、硬化前においては流動性が著しく高くなる一方で、硬化物における耐熱性が飛躍的に向上させることができる。この点につき更に敷衍すれば、本発明におけるイン・サイチュー反応で得られる硬化物は、該ノボラック型エポキシ樹脂(A)と酸基含有ラジカル重合性単量体(B)とを予め反応させてビニルエステル化したのち、これをラジカル重合させる場合に比べて、耐熱性を一層高めることができるのであり、その結果、硬化前においては優れた流動性を発現すると共に、硬化後においては従来にない耐熱性を発現するものとなる。
ここで用いるフェノール類(x1)は、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、o−イソプロピルフェノール、m−プロピルフェノール、p−プロピルフェノール、p−sec−ブチルフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−シクロヘキシルフェノール、p−クロロフェノール、o−ブロモフェノール、m−ブロモフェノール、p−ブロモフェノール等のフェノール類、α−ナフトール、β−ナフトール等のナフトール類、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール等のキシレノール類等の一価フェノール類;レゾルシン、カテコール、ハイドロキノン、2,2−ビス(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1’−ビス(ジヒドロキシフェニル)メタン、1,1’−ビス(ジヒドロキシナフチル)メタン、テトラメチルビフェノール、ビフェノール、ヘキサメチルビフェノール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、1,8−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン等のナフタレンジオール類等の二価フェノール類;トリスヒドロキシフェニルメタン等の三価フェノール類が挙げられる。
具体的には、フェノール類(x1)、及びアルデヒド類(x2)を無触媒あるいは触媒存在下で反応させる方法が挙げられる。この際、系のpHは3.0〜9.0の範囲であることが好ましい。また、各原料の反応順序も特に制限はなく、
具体的には、ノボラック型フェノール樹脂と所定量のエピハロヒドリンとの溶解混合物にアルカリ金属水酸化物を添加し、または添加しながら上記の温度条件下に、好ましくは2〜5時間反応させる方法、またこの方法により得られたエポキシ樹脂を更に触媒下で1,1'−ビ−2−ナフトールを反応させる方法などを挙げることができる。
このようにして得られるノボラック型エポキシ樹脂(A)は、特に、150℃でのICI溶融粘度が0.1〜60dPa・sの範囲にあるものが、ワニスにした際の粘度が低く、かつ、硬化物における耐熱性とのバランスに優れる点から好ましい。同様の観点から、該ノボラック型エポキシ樹脂(A)は、その軟化点が55〜110℃の範囲であることが好ましい。
一方、炭酸ジアルキルとしては反応性の点から炭酸ジメチルが挙げられる。
また、前記エポキシ樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。これらのエポキシ樹脂の中でも、特に低粘度である点では、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂が好ましく、難燃性に優れる点では、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル変性ノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。これらのエポキシ樹脂の使用量は、ノボラック型エポキシ樹脂(A)100質量部に対して5〜80質量部の範囲であることが好ましい。
本発明に使用できる単官能(メタ)アクリレートとしては例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、3−メトキシブチル、アミル、イソアミル、2−エチルヘキシル、オクチル、イソオクチル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ドデシル、トリデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ステアリル、イソステアリル、シクロヘキシル、ベンジル、メトキシエチル、ブトキシエチル、フェノキシエチル、ノニルフェノキシエチル、グリシジル、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル、イソボルニル、ジシクロペンタニル、ジシクロペンテニル、ジシクロペンテニロキシエチル等の置換基を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。
半導体パッケージ成形としては、該組成物を注型、或いはトランスファー成形機、射出成形機などを用いて成形し、さらに50〜200℃で2〜10時間に加熱することにより成形物である本発明の半導体装置を得ることができる。
1)ワニス粘度:30℃にてB型粘度計(東機産業(株)製「TVB−10型粘度計」Mタイプ)を使用して測定した。
2)動的粘弾性測定(DMA):硬化物をダイヤモンドカッターで幅5mm、長さ50mmに切り出し、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製「DMS6100」を用いて、測定温度範囲:室温〜300℃、昇温速度:3℃/分、周波数:1Hz(正弦波)、歪振幅:10μm、硬化物の両持ち曲げによる動的粘弾性を測定した。tanδ最大値の温度をTgとした。
o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC(株)製「エピクロンN−695」、エポキシ当量:214g/eq、ICI粘度30dPa・s(150℃)、軟化点95℃):673gを1L四つ口フラスコ中で120℃に加熱溶融し、ハイドロキノン:1.0gを添加後、撹拌しながらスチレン:327gを徐々に加えて溶解し、樹脂溶液を得た。
このようにして得られた樹脂溶液1の118.1gにメタクリル酸31.9g、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業(株)製「2E4MZ−CN」)1.5g、1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン(日油(株)製「パーヘキサHC」)1.5gを加えて撹拌混合して固形分濃度52質量%のワニスを得、このワニスのワニス粘度を測定した。
次いで、得られたワニスを厚さ3mmのスペーサー(シリコーンチューブ)をガラス板で挟んだ型の間隙に流し込み、200℃で1時間保持して硬化物を得、これを用いて上記方法にて動的粘弾性を測定し、Tgを求めた。
ワニス粘度及びTgの値を表1に示す。
o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC(株)製「エピクロンN−695」、エポキシ当量:214g/eq、ICI粘度30dPa・s(150℃)、軟化点95℃):580gを1L四つ口フラスコ中で120℃に加熱溶融し、ハイドロキノン:1.0gを添加後、撹拌しながらスチレン:212gを徐々に加えて溶解した。次いで無水メタクリル酸:208gを添加して徐冷しながら撹拌混合し、樹脂溶液を得た。
このようにして得られた樹脂溶液の150gにメタクリル酸:9.0g、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業(株)製「2E4MZ−CN」)1.5g、1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン(日油(株)製「パーヘキサHC」)1.5gを加え、室温で撹拌混合し固形分濃度54質量%のワニスを得、このワニスのワニス粘度を測定した。
次いで、得られたワニスを厚さ3mmのスペーサー(シリコーンチューブ)をガラス板で挟んだ型の間隙に流し込み、100℃で1時間加熱後、200℃で1時間加熱し硬化物を得、これを用いて上記方法にて動的粘弾性を測定し、Tgを求めた。
ワニス粘度及びTgの値を表1に示す。
フェノールノボラック型エポキシ樹脂(DIC製「エピクロンN−775」、エポキシ当量:188g/eq、ICI粘度7.7dPa・s(150℃)、軟化点75℃)548gを1L四つ口フラスコ中で120℃に加熱溶融し、ハイドロキノン1.0gを添加後、撹拌しながらスチレン:228gを徐々に加えて溶解した。次いで無水メタクリル酸:224gを添加して徐冷しながら撹拌混合し、樹脂溶液2を得た。
このようにして得られた樹脂溶液の150gにメタクリル酸9.0g、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業(株)製「2E4MZ−CN」)1.5g、1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン(日油(株)製「パーヘキサHC」)1.5gを加え、室温で撹拌混合して固形分濃度51質量%のワニスを得、このワニスのワニス粘度を測定した。
次いで、得られたワニスを厚さ3mmのスペーサー(シリコーンチューブ)をガラス板で挟んだ型の間隙に流し込み、100℃で1時間加熱後、200℃で1時間加熱し硬化物を得、これを用いて上記方法にて動的粘弾性を測定し、Tgを求めた。
ワニス粘度及びTgの値を表1に示す。
メタクリル酸242gを四つ口フラスコ中に仕込み、ハイドロキノン:0.4gを添加後、100℃に加熱し、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC製エピクロンN−695、エポキシ当量:214、)600gを徐々に加え溶解し、続いてトリフェニルホスフィン:1.68gを添加して120〜125℃で3時間反応させる。反応終了後、スチレン:292gを加えて徐冷しながら均一に溶解させて樹脂溶液を得た。
このようにして得られた樹脂溶液の150gに1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業(株)製「2E4MZ−CN」)1.5g、1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン(日油(株)製「パーヘキサHC」)1.5gを加え、室温で撹拌混合して固形分濃度82質量%のワニスを得、このワニスのワニス粘度を測定した。
次いで、得られたワニスを厚さ3mmのスペーサー(シリコーンチューブ)をガラス板で挟んだ型の間隙に流し込み、100℃で1時間加熱後、200℃で1時間加熱し硬化物を得、これを用いて上記方法にて動的粘弾性を測定し、Tgを求めた。
ワニス粘度及びTgの値を表1に示す。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「エピクロン850S」エポキシ当量188g/eq.)78.8gを四つ口フラスコ中に仕込み、メチルテトラハイドロフタル酸無水物(DIC株式会社製「エピクロンB−570」酸無水物当量166g/eq.)71.3g、ジメチルベンジルアミン1.5gを均一に撹拌混合して固形分濃度52質量%のワニスを得、このワニスのワニス粘度を測定した。
次いで、得られたワニスを厚さ3mmのスペーサー(シリコーンチューブ)をガラス板で挟んだ型の間隙に流し込み、110℃で1時間保持して硬化させ、型から硬化物を取り出した後、更に、165℃に昇温し、165℃に到達した後、該温度で2時間保持して硬化を行い、得られた硬化物を試験片として用い、動的粘弾性を測定し、Tgを求めた。
ワニス粘度及びTgの値を表1に示す。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「エピクロン850S」エポキシ当量188g/eq.)のジメタクリレート105gを四つ口フラスコ中に仕込み、スチレンモノマー45g、1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン(日油(株)製「パーヘキサHC」)1.5gを加え、均一に混合して固形分濃度69質量%のワニスを得、このワニスのワニス粘度を測定した。
次いで、得られたワニスを厚さ3mmのスペーサー(シリコーンチューブ)をガラス板で挟んだ型の間隙に流し込み、100℃で1時間保持して硬化させ、型から硬化物を取り出した後、更に、170℃に昇温し、170℃に到達した後、該温度で1時間保持して硬化を行い、得られた硬化物を試験片として用い、動的粘弾性を測定し、Tgを求めた。
ワニス粘度及びTgの値を表1に示す。
Claims (7)
- ノボラック型エポキシ樹脂(A)、酸基含有ラジカル重合性単量体(B)、及びラジカル重合開始剤(C)を必須成分とすることを特徴とする液状エポキシ樹脂組成物。
- ノボラック型エポキシ樹脂(A)、酸基含有ラジカル重合性単量体(B)の合計100質量部に対して、前記ノボラック型エポキシ樹脂(A)を55〜95質量部、前記酸基含有ラジカル重合性単量体(B)を5〜55質量部となる割合となる割合で含有する請求項1記載の液状エポキシ樹脂組成物。
- 酸基含有ラジカル重合性単量体(B)が、(メタ)アクリル酸又は無水メタクリル酸である請求項1又は2記載のエポキシ樹脂組成物。
- 上記(A)〜(C)の各成分に加え、更に前記(B)の他のラジカル重合性単量体(D)を含有する請求項1、2又は3記載の液状エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1〜4の何れか1つに記載の液状エポキシ樹脂組成物をイン・サイチュー反応させることにより得られる硬化物。
- 請求項1〜4の何れか1つに記載の液状エポキシ樹脂組成物をイン・サイチュー反応させることを特徴とする硬化物の製造方法。
- 請求項1〜4の何れか1つに記載の液状エポキシ樹脂組成物からなるプリント配線基板用樹脂組成物。
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