JP2011252037A - エポキシ樹脂組成物、該エポキシ樹脂組成物を用いた半導体封止材料及び積層板 - Google Patents
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Abstract
【課題】架橋基にビフェニレン構造を有するフェノールノボラック樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物を提供するとともに、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物、前記エポキシ樹脂組成物を用いた半導体素子封止材、前記エポキシ樹脂組成物を用いたプリント基板等を提供すること。
【解決手段】架橋基にビフェニレン構造を有するフェノールノボラック樹脂とエポキシ樹脂と硬化促進剤とを含有するエポキシ樹脂組成物とする。前記エポキシ樹脂組成物は、さらに無機充填剤を含有することが好ましい。また、前記エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子封止材、プリプレグ、プリント基板とすることができる。
【選択図】なし
【解決手段】架橋基にビフェニレン構造を有するフェノールノボラック樹脂とエポキシ樹脂と硬化促進剤とを含有するエポキシ樹脂組成物とする。前記エポキシ樹脂組成物は、さらに無機充填剤を含有することが好ましい。また、前記エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子封止材、プリプレグ、プリント基板とすることができる。
【選択図】なし
Description
本発明は、エポキシ樹脂組成物、該組成物を用いて作成した硬化物、ワニス溶液、プリプレグ、プリント配線板用積層板、半導体素子を封止してなる半導体装置に関するものである。
エポキシ樹脂組成物は、作業性及びその硬化物の優れた電気特性、耐熱性、接着性、耐湿性等により電気・電子部品、構造用材料、接着剤、塗料等の分野で幅広く用いられている。
しかし近年、電気・電子材料分野においてはその発展に伴い、フィラーを高充填させるための低粘度化をはじめ、難燃性、耐熱性、耐湿性、密着性、誘電特性等の諸特性の一層の向上が求められている。
例えば、近年は鉛フリーのハンダの使用によるリフロー温度の上昇に伴う耐熱性に対する要求が高くなってきている。
また、環境問題への対策として、焼却時にダイオキシンを発生させる可能性のあるハロゲンや、発がん性の疑いのあるアンチモンを含まない難燃性を兼ね備えたエポキシ樹脂組成物の開発も望まれている。
さらに、耐水性に優れ、高ガラス転移温度で接着性のよいエポキシ樹脂組成物も望まれており、これを達成するために、耐水性や保存安定性に優れたフェノール系硬化剤で、低溶融粘度、高ガラス転移温度、低吸湿性、高密着性、速硬化、及び難燃性を兼ね備えたものが望まれている。
そこで、難燃性、耐熱性、低吸湿性、接着性などを向上させるために、ビス(アルコキシメチル)ビフェニルあるいはビス(ハロゲン化メチル)ビフェニルと、フェノール類とを反応させて得られるフェノールノボラック樹脂に関しては、ビス(メトキシメチル)ビフェニル化合物の各異性体またはそれらの混合物を使用したビフェニレン架橋フェノールノボラック樹脂が開示されている(特許文献1)。
これらビフェニレン架橋を有するフェノールノボラック樹脂をエポキシ樹脂用硬化剤として用いたエポキシ樹脂組成物からは、吸水性(吸湿性)、難燃性、機械特性、接着特性の優れた硬化物が得られる。
しかしながら、従来技術によるビフェニレン架橋フェノールノボラック樹脂は、フェノールノボラック樹脂と比較し、硬化速度が遅いという問題がある。硬化速度が遅いと硬化時間が長くなる為、各用途に使用する場合の生産性あるいは生産コストに悪影響を及ぼす。また、これらビフェニレン架橋フェノールノボラック樹脂は、従来のフェノールノボラック樹脂に対してガラス転移温度が低下するという問題点もある。
そこで吸水性(吸湿性)、難燃性を満足し、さらに高ガラス転移温度を示し、硬化速度の速いビフェニレン架橋フェノールノボラック樹脂が要望されている。
このガラス転移温度を上げるための手段としては、水酸基濃度を高くすることが有効であり、そのため、いわゆる多官能タイプが多く用いられている。その代表的な例としてトリフェノールメタン型のフェノール樹脂が挙げられる。(例えば特許文献2および3)
これらのトリフェノールメタン型のフェノール系重合体は、ガラス転移温度が高く、そのため各種の信頼性に優れるという特長を有する。
これらのトリフェノールメタン型のフェノール系重合体は、ガラス転移温度が高く、そのため各種の信頼性に優れるという特長を有する。
しかしながら、トリフェノールメタン型ノボラックは易燃であるという問題がある。易燃であると電子材料用のエポキシ樹脂硬化剤として使用したときの信頼性が劣る。
そこでこれら難燃性を保持したまま良好な耐熱性を兼ね備えたフェノールノボラック樹脂をエポキシ樹脂硬化剤として用いたエポキシ樹脂組成物が要望されている。
本発明の目的は、吸水性(吸湿性)、機械特性、接着特性を有しながら、従来技術のビフェニレンと比較し、高いガラス転移温度および難燃性を有し、硬化速度の速い架橋基にビフェニレン構造を有するフェノールノボラック樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物を提供するとともに、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物、前記エポキシ樹脂組成物を用いた半導体素子封止材、前記エポキシ樹脂組成物を用いたプリント基板等を提供することにある。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、フェノール類に二価フェノール、またはナフトール類を少なくとも1成分含むビフェニレン架橋フェノールノボラック樹脂をエポキシ樹脂硬化剤として用いたエポキシ樹脂組成物が有効であることを見出し、本発明に至った。
本発明によれば、耐熱性、難燃性に優れ、且つ、低吸水性(低吸湿性)、機械特性、接着特性も優れ、また硬化性も高いエポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置、プリント基板用積層板を得ることができる。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明のエポキシ樹脂組成物に使用される下記一般式(1)で表されるフェノールノボラック樹脂(A)、及び下記一般式(2)で表されるフェノールノボラック樹脂(B)の製造方法としては特に制限は無く、下記一般式(3)で表されるビフェニル化合物と、二価フェノール類、またはナフトール類を少なくとも1成分含有するフェノール類混合物を反応させることで得られる。
(式中nは0〜10で、m1、m2、m3はそれぞれ1または2を表すが、m1、m2、m3が全て1または全て2の場合は除く。)
(式中、R1〜R3は炭素数1〜8のアルキル基または炭素数1〜8のアルコキシ基、R4〜R9は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を表す。i,kは1〜3の整数を表し、j,p,qは0〜2の整数を表し、iとjとの合計は4以下である。また、m及びnは0〜20の整数である。)
(式中Xは、炭素原子数1〜4のアルコキシル基又はハロゲン原子を表す。)
(式中nは0〜10で、m1、m2、m3はそれぞれ1または2を表すが、m1、m2、m3が全て1または全て2の場合は除く。)
(式中、R1〜R3は炭素数1〜8のアルキル基または炭素数1〜8のアルコキシ基、R4〜R9は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を表す。i,kは1〜3の整数を表し、j,p,qは0〜2の整数を表し、iとjとの合計は4以下である。また、m及びnは0〜20の整数である。)
(式中Xは、炭素原子数1〜4のアルコキシル基又はハロゲン原子を表す。)
本発明のエポキシ樹脂組成物に用いるエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、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、ハロゲン化エポキシ樹脂など分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂等が挙げられる。これらエポキシ樹脂は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
好ましいエポキシ樹脂としては、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物に用いる硬化促進剤(C)としては、エポキシ樹脂をフェノール樹脂で硬化させる為の公知の硬化促進剤を用いることができる。前記硬化促進剤としては、例えば、有機ホスフィン化合物及びそのボロン塩、3級アミン、4級アンモニウム塩、イミダゾール類及びのテトラフェニルボロン塩などを挙げることができるが、この中でも硬化性や耐湿性の面からトリフェニルホスフィンが好ましい。
また、前記エポキシ樹脂組成物により高流動性が必要な場合には、加熱処理にて活性が発現する熱潜在性の硬化促進剤が好ましく、中でもテトラフェニルホスフォニウム・テトラフェニルボレートなどのテトラフェニルホスフォニウム誘導体が好ましい。
本発明のエポキシ樹脂組成物で使用される無機充填剤としては非晶性シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、硫酸バリウムなどが使用でき、特に非晶性シリカ、結晶性シリカなどが好ましい。
前記無機充填剤の粒径としては特に制限は無いが、充填率を考慮すると0.01μm以上、150μm以下であることが望ましい。
本発明に用いられる無機充填剤の配合割合については特に制限は無いが、エポキシ樹脂組成物中の70重量%〜95重量%、好ましくは75重量%〜90重量%、より好ましくは80重量%〜90重量%である。
無機充填剤の割合が上記範囲外であるとエポキシ樹脂組成物の硬化物の吸水率が増加し好ましくない。また、無機充填剤の割合が多すぎると半導体封止用エポキシ樹脂組成物の流動性を損なわれる恐れがある。
その他、本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて、離型剤、着色剤、カップリング剤、難燃剤等を添加または予め反応して用いることができる。また、これら添加剤の配合割合は公知のエポキシ樹脂組成物における割合と同様でよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、フェノールノボラック樹脂(A)、またはフェノールノボラック樹脂(B)、エポキシ樹脂(C)、硬化促進剤(D)、無機充填剤(E)、更に必要に応じて(A)、(B)以外の硬化剤、添加剤等を、例えばミキサー等を使用して均一に混合し、加熱ロール、ニーダー、又は押し出し機等の混練機を用いて溶融混練し、冷却、粉砕することにより製造できる。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、この他必要に応じて、メラミン、イソシアヌル酸化合物等の窒素系難燃剤、赤リン、リン酸化合物、有機リン化合物等のリン系難燃剤を難燃助剤として適宜添加することができる。
(半導体封止材)
本発明の半導体封止材には、一般式(1)で表されるフェノールノボラック樹脂(A)、一般式(2)で表されるフェノールノボラック樹脂(B)以外にもフェノール系化合物、アミン系化合物、酸無水物系化合物、アミド系化合物等を併用することが出来る。
併用できる化合物としては、半導体封止材に従来使用される公知のものを使用することができ、具体例としては、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリアルキレングリコールポリアミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン等のアミン系硬化剤、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンとより合成されるポリアミド樹脂等のアミド系硬化剤、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等の酸無水物系硬化剤、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型ノボラック樹脂、ビスフェノールF型ノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、ビフェニル変性フェノールアラルキル樹脂、フェノールトリメチロールメタン樹脂、テトラフェニロールエタン樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトール−フェノール共縮ノボラック樹脂、ナフトール−クレゾール共縮ノボラック樹脂、ビフェニル変性フェノール樹脂、アミノトリアジン変性フェノール樹脂等を始めとするフェノール樹脂系硬化剤、及びこれらの変性物、イミダゾ−ル、BF3−アミン錯体、並びにグアニジン誘導体などが挙げられるが特にこれらに限定されうるものではない。
本発明の半導体封止材には、一般式(1)で表されるフェノールノボラック樹脂(A)、一般式(2)で表されるフェノールノボラック樹脂(B)以外にもフェノール系化合物、アミン系化合物、酸無水物系化合物、アミド系化合物等を併用することが出来る。
併用できる化合物としては、半導体封止材に従来使用される公知のものを使用することができ、具体例としては、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリアルキレングリコールポリアミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン等のアミン系硬化剤、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンとより合成されるポリアミド樹脂等のアミド系硬化剤、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等の酸無水物系硬化剤、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型ノボラック樹脂、ビスフェノールF型ノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、ビフェニル変性フェノールアラルキル樹脂、フェノールトリメチロールメタン樹脂、テトラフェニロールエタン樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトール−フェノール共縮ノボラック樹脂、ナフトール−クレゾール共縮ノボラック樹脂、ビフェニル変性フェノール樹脂、アミノトリアジン変性フェノール樹脂等を始めとするフェノール樹脂系硬化剤、及びこれらの変性物、イミダゾ−ル、BF3−アミン錯体、並びにグアニジン誘導体などが挙げられるが特にこれらに限定されうるものではない。
(半導体装置)
本発明の半導体装置は、上述したエポキシ樹脂組成物の硬化物を用いて半導体素子を封止することにより得られる。
本発明の半導体装置は、上述したエポキシ樹脂組成物の硬化物を用いて半導体素子を封止することにより得られる。
前記半導体装置は、例えば、該半導体素子を搭載したりリードフレーム等を金属キャビティ内に設置した後に、本発明のエポキシ樹脂組成物をトランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の成形方法で成形し、120℃から300℃程度の温度で加熱等により前記エポキシ樹脂組成物を硬化させることにより得られる。
本発明の半導体封止材で封止する半導体素子としては、特に限定されるものではないが、例えば集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子等が挙げられる。
本発明の半導体装置の形態としては特に限定されるものではないが、例えばクワッド・フラット・パッケージ(QFP)、スモール・アウトライン・パッケージ(SOP)、スモール・アウトライン・Jリード・パッケージ(SOJ)、薄型スモール・アウトライン・パッケージ(TSOP)、薄型クワッド・フラット・パッケージ(TQFP)、テープ・キャリア・パッケージ(TCP)、ボール・グリッド・アレイ(BGA)、チップ・サイズ・パッケージ(CSP)等が挙げられる。
上記トランスファーモールドなどの成形方法で封止された半導体装置は、そのまま、或いは120℃から200℃程度の温度で、10分から10時間程度の時間をかけて完全硬化させた後、電子機器等に搭載される。
本発明のエポキシ樹脂組成物を金属箔、織布、不織布等の基材に、ナイフコート、ロールコート、スプレーコート等の塗布により、基材と樹脂とを成形してなる樹脂付きシートを製造することができる。
(プリント基板)
本発明のエポキシ樹脂組成物を、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルやジメチルホルムアミド等の溶媒に溶解してなるワニス溶液を製造することができる。前記ワニス溶液には、プリント基板等に用いられる公知の添加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を、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルやジメチルホルムアミド等の溶媒に溶解してなるワニス溶液を製造することができる。前記ワニス溶液には、プリント基板等に用いられる公知の添加剤を添加することができる。
前記ワニス溶液を、ガラス等の多孔質ガラス基材やガラス繊維、紙、アラミド繊維等に塗布、含浸、加熱(半硬化)することでプリント基板用プリプレグを製造することができる。
前記プリント基板用プリプレグを複数枚積層し、必要に応じて加圧や加熱を行い、積層板を製造することができる。
また、前記積層板、前記プリプレグ、前記プリプレグと前記樹脂付きシートとの積層体から選ばれる1種の片面または両面に金属箔を重ね合わせた後に、これを通常の条件で加熱・加圧して金属張積層板を製造することができる。
前記金属張積層板の金属層をエッチング処理することにより、回路パターンを形成し、プリント配線板を製造することができる。
前記プリント配線板の少なくとも片面にプリプレグおよび金属箔を重ね合わせ、これを例えば180℃、4MPaの圧力で60分間加熱するという通常の方法により、多層プリント配線板を製造することができる。さらに、前記プリント配線板や前記多層プリント配線板にドリル等でスルーホールを形成し、スルーホールメッキを行った後、所定の回路を形成することもできる。
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。尚、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
合成例で得られたフェノールノボラック樹脂の評価方法を以下に示す。
軟化点:JIS K 6910に基づく環球法軟化点測定を用いて測定した。
軟化点:JIS K 6910に基づく環球法軟化点測定を用いて測定した。
合成例1
温度計、仕込み・留出口、冷却器および攪拌機を備えた容量1000容量部のガラス製フラスコにフェノール169.2部(1.8モル)、レゾルシン22部(0.2モル)、4、4’−ビスメトキシメチルビフェニル112.6部(0.465モル)及び50重量%硫酸0.10部を4つ口フラスコに入れ、窒素気流下、内温110℃〜140℃にて3h、さらに165℃にて3h反応させ、95℃まで冷却した。冷却後、90℃以上の純水250部を投入し、水洗した。その後、内温を160℃まで昇温し、減圧−スチーミング処理にて未反応成分を除去した。得られたフェノールノボラック樹脂Aの軟化点は78.8℃であった。
温度計、仕込み・留出口、冷却器および攪拌機を備えた容量1000容量部のガラス製フラスコにフェノール169.2部(1.8モル)、レゾルシン22部(0.2モル)、4、4’−ビスメトキシメチルビフェニル112.6部(0.465モル)及び50重量%硫酸0.10部を4つ口フラスコに入れ、窒素気流下、内温110℃〜140℃にて3h、さらに165℃にて3h反応させ、95℃まで冷却した。冷却後、90℃以上の純水250部を投入し、水洗した。その後、内温を160℃まで昇温し、減圧−スチーミング処理にて未反応成分を除去した。得られたフェノールノボラック樹脂Aの軟化点は78.8℃であった。
合成例2
温度計、仕込み・留出口、冷却器および攪拌機を備えた容量1000容量部のガラス製フラスコにフェノール178.6部(1.90モル)、レゾルシン11部(0.10モル)、4、4’−ビスメトキシメチルビフェニル112.6部(0.465モル)及び50%硫酸0.10部を4つ口フラスコに入れ、窒素気流下、内温110℃〜140℃にて3h、さらに165℃にて3h反応させ、95℃まで冷却した。冷却後、90℃以上の純水250部を投入し、水洗した。その後、内温を160℃まで昇温し、減圧−スチーミング処理にて未反応成分を除去した。得られたフェノールノボラック樹脂Bの軟化点は74℃であった。
温度計、仕込み・留出口、冷却器および攪拌機を備えた容量1000容量部のガラス製フラスコにフェノール178.6部(1.90モル)、レゾルシン11部(0.10モル)、4、4’−ビスメトキシメチルビフェニル112.6部(0.465モル)及び50%硫酸0.10部を4つ口フラスコに入れ、窒素気流下、内温110℃〜140℃にて3h、さらに165℃にて3h反応させ、95℃まで冷却した。冷却後、90℃以上の純水250部を投入し、水洗した。その後、内温を160℃まで昇温し、減圧−スチーミング処理にて未反応成分を除去した。得られたフェノールノボラック樹脂Bの軟化点は74℃であった。
合成例3
温度計、仕込み・留出口、冷却器および攪拌機を備えた容量1000容量部のガラス製フラスコにフェノール169.2部(1.8モル)、レゾルシン22部(0.2モル)、4、4’−ビスメトキシメチルビフェニル207.7部(0.858モル)及び50重量%硫酸0.15部を4つ口フラスコに入れ、窒素気流下、内温110℃〜140℃にて3h、さらに165℃にて3h反応させ、95℃まで冷却した。冷却後、90℃以上の純水250部を投入し、水洗した。その後、内温を160℃まで昇温し、減圧−スチーミング処理にて未反応成分を除去した。得られたフェノールノボラック樹脂Cの軟化点は90.3℃であった。
温度計、仕込み・留出口、冷却器および攪拌機を備えた容量1000容量部のガラス製フラスコにフェノール169.2部(1.8モル)、レゾルシン22部(0.2モル)、4、4’−ビスメトキシメチルビフェニル207.7部(0.858モル)及び50重量%硫酸0.15部を4つ口フラスコに入れ、窒素気流下、内温110℃〜140℃にて3h、さらに165℃にて3h反応させ、95℃まで冷却した。冷却後、90℃以上の純水250部を投入し、水洗した。その後、内温を160℃まで昇温し、減圧−スチーミング処理にて未反応成分を除去した。得られたフェノールノボラック樹脂Cの軟化点は90.3℃であった。
合成例4
温度計、仕込み・留出口、冷却器および攪拌機を備えた容量1000容量部のガラス製フラスコにフェノール564部(6.0モル)、1−ナフトール173部(1.2モル)、4,4’−ビスメトキシメチルビフェニル484部(2モル)及び硫酸ジエチル15.4部を4つ口フラスコに入れ、窒素気流下、内温110℃〜140℃にて3h、さらに165℃にて3h反応させ、95℃まで冷却した。冷却後、90℃以上の純水250部を投入し、水洗した。その後、内温を160℃まで昇温し、減圧−スチーミング処理にて未反応成分を除去した。得られたフェノールノボラック樹脂Dの軟化点は74℃であった。
温度計、仕込み・留出口、冷却器および攪拌機を備えた容量1000容量部のガラス製フラスコにフェノール564部(6.0モル)、1−ナフトール173部(1.2モル)、4,4’−ビスメトキシメチルビフェニル484部(2モル)及び硫酸ジエチル15.4部を4つ口フラスコに入れ、窒素気流下、内温110℃〜140℃にて3h、さらに165℃にて3h反応させ、95℃まで冷却した。冷却後、90℃以上の純水250部を投入し、水洗した。その後、内温を160℃まで昇温し、減圧−スチーミング処理にて未反応成分を除去した。得られたフェノールノボラック樹脂Dの軟化点は74℃であった。
合成例5
温度計、仕込み・留出口、冷却器および攪拌機を備えた容量1000容量部のガラス製フラスコにフェノール470部(5.0モル)、4,4’−ビスメトキシメチルビフェニル302.5部(1.25モル)及び50%硫酸0.28部を4つ口フラスコに入れ、窒素気流下、内温110℃〜140℃にて3h、さらに165℃にて3h反応させ、95℃まで冷却した。冷却後、90℃以上の純水250部を投入し、水洗した。その後、内温を160℃まで昇温し、減圧−スチーミング処理にて未反応成分を除去した。得られたフェノールノボラック樹脂Eの軟化点は70℃であった。
温度計、仕込み・留出口、冷却器および攪拌機を備えた容量1000容量部のガラス製フラスコにフェノール470部(5.0モル)、4,4’−ビスメトキシメチルビフェニル302.5部(1.25モル)及び50%硫酸0.28部を4つ口フラスコに入れ、窒素気流下、内温110℃〜140℃にて3h、さらに165℃にて3h反応させ、95℃まで冷却した。冷却後、90℃以上の純水250部を投入し、水洗した。その後、内温を160℃まで昇温し、減圧−スチーミング処理にて未反応成分を除去した。得られたフェノールノボラック樹脂Eの軟化点は70℃であった。
実施例1〜4[EMC(Epoxy Moldering Compoundの合成]
合成例1〜4で得られたフェノールノボラック樹脂A〜Dとエポキシ樹脂、硬化促進剤、無機充填剤を下記表1に示す配合で加え、これらを、90℃〜120℃の条件で混練機を用いて混練後、粉砕し本発明のエポキシ樹脂組成物を得た。
合成例1〜4で得られたフェノールノボラック樹脂A〜Dとエポキシ樹脂、硬化促進剤、無機充填剤を下記表1に示す配合で加え、これらを、90℃〜120℃の条件で混練機を用いて混練後、粉砕し本発明のエポキシ樹脂組成物を得た。
得られたエポキシ樹脂組成物を用いてタブレットを作成し、トランスファー成形機にて試験片を作成し、180℃、8hrのポストキュアを行いEMC試験片を得た。
各種物性の試験方法は次の通り。
比較例1
フェノールノボラック樹脂として、合成例5で得られたフェノール樹脂Eを用いた以外は、実施例1と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得た。
フェノールノボラック樹脂として、合成例5で得られたフェノール樹脂Eを用いた以外は、実施例1と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得た。
(1)熱特性:TMA法(Thermal Mechanical Analysis、熱機械分析法)(昇温速度3℃/分)
低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、注入圧力6.8MPa、保圧時間600秒の条件でEMC組成物を注入し、4mm×10mm×10mmの試験片を得た。得られた試験片を用いてTMAによるガラス転移温度:Tgの評価を行った。評価結果を表1に示す。
低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、注入圧力6.8MPa、保圧時間600秒の条件でEMC組成物を注入し、4mm×10mm×10mmの試験片を得た。得られた試験片を用いてTMAによるガラス転移温度:Tgの評価を行った。評価結果を表1に示す。
実施例1〜4及び比較例1で使用したエポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤、硬化触媒、無機充填剤について以下に示す。
1.硬化剤
フェノール樹脂A・・・合成例1で得られたフェノールノボラック樹脂A
フェノール樹脂B・・・合成例2で得られたフェノールノボラック樹脂B
フェノール樹脂C・・・合成例3で得られたフェノールノボラック樹脂C
フェノール樹脂D・・・合成例4で得られたフェノールノボラック樹脂D
フェノール樹脂E・・・合成例5で得られたフェノールノボラック樹脂E
2.エポキシ樹脂
ビフェニル型エポキシ樹脂(jER製「YX−4000」エポキシ当量:187g/eq)
3.硬化促進剤(硬化触媒)
トリフェニルホスフィン(TPP)
4.無機充填剤
シリカ((株)龍森製「MSR−2212」)
1.硬化剤
フェノール樹脂A・・・合成例1で得られたフェノールノボラック樹脂A
フェノール樹脂B・・・合成例2で得られたフェノールノボラック樹脂B
フェノール樹脂C・・・合成例3で得られたフェノールノボラック樹脂C
フェノール樹脂D・・・合成例4で得られたフェノールノボラック樹脂D
フェノール樹脂E・・・合成例5で得られたフェノールノボラック樹脂E
2.エポキシ樹脂
ビフェニル型エポキシ樹脂(jER製「YX−4000」エポキシ当量:187g/eq)
3.硬化促進剤(硬化触媒)
トリフェニルホスフィン(TPP)
4.無機充填剤
シリカ((株)龍森製「MSR−2212」)
実施例5〜8(プリプレグの実施例)
合成例1〜4で得られたフェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、硬化触媒と希釈溶媒としてメチルエチルケトンを表2に示した配合割合で混合し、樹脂分65%のワニスを作製した。
合成例1〜4で得られたフェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、硬化触媒と希釈溶媒としてメチルエチルケトンを表2に示した配合割合で混合し、樹脂分65%のワニスを作製した。
このワニスを厚さ0.2mmのガラスクロスに含浸させ、130℃、10分の条件で加熱乾燥することで樹脂含有率50%のプリプレグを得た。
比較例2
フェノールノボラック樹脂として、フェノール樹脂Eを用いた以外は、実施例5と同様にして、プリプレグを得た。
フェノールノボラック樹脂として、フェノール樹脂Eを用いた以外は、実施例5と同様にして、プリプレグを得た。
実施例5〜8及び比較例2で使用したエポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤、硬化触媒、希釈溶媒について以下に示す。
5.硬化剤
フェノール樹脂A・・・合成例1で得られたフェノールノボラック樹脂A
フェノール樹脂B・・・合成例2で得られたフェノールノボラック樹脂B
フェノール樹脂C・・・合成例3で得られたフェノールノボラック樹脂C
フェノール樹脂D・・・合成例4で得られたフェノールノボラック樹脂D
フェノール樹脂E・・・合成例5で得られたフェノールノボラック樹脂E
6.エポキシ樹脂
ビフェニル型エポキシ樹脂(jER製「YX−4000」エポキシ当量:187g/eq)
7.硬化促進剤(硬化触媒)
2−エチル−4−メチルイミダゾール(2E4MZ)
8.希釈溶媒
メチルエチルケトン
5.硬化剤
フェノール樹脂A・・・合成例1で得られたフェノールノボラック樹脂A
フェノール樹脂B・・・合成例2で得られたフェノールノボラック樹脂B
フェノール樹脂C・・・合成例3で得られたフェノールノボラック樹脂C
フェノール樹脂D・・・合成例4で得られたフェノールノボラック樹脂D
フェノール樹脂E・・・合成例5で得られたフェノールノボラック樹脂E
6.エポキシ樹脂
ビフェニル型エポキシ樹脂(jER製「YX−4000」エポキシ当量:187g/eq)
7.硬化促進剤(硬化触媒)
2−エチル−4−メチルイミダゾール(2E4MZ)
8.希釈溶媒
メチルエチルケトン
実施例9
実施例5のプリプレグを6枚重ねて35μmの電解銅箔で挟み込み、圧力30kgf/cm2、170℃で10分間プレス処理を行い、さらに170℃で5時間加熱することで銅張積層板を得た。
実施例5のプリプレグを6枚重ねて35μmの電解銅箔で挟み込み、圧力30kgf/cm2、170℃で10分間プレス処理を行い、さらに170℃で5時間加熱することで銅張積層板を得た。
Claims (12)
- 下記一般式(1)で表されるフェノールノボラック樹脂(A)、及び/又は下記一般式(2)で表されるフェノールノボラック樹脂(B)と、エポキシ樹脂(C)と、硬化促進剤(D)とを含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
(式中nは0〜10の整数を表し、m1、m2、m3はそれぞれ1又は2を表すが、m1、m2、m3が全て1または全て2の場合は除く。)
(式中、R1〜R3は炭素数1〜8のアルキル基または炭素数1〜8のアルコキシ基、R4〜R9は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を表す。i,kは1〜3の整数を表し、j,p,qは0〜2の整数を表し、iとjとの合計は4以下である。また、m及びnは0〜20の整数である。) - 無機充填剤(E)を含むことを特徴とする請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
- 請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物を含む半導体封止材。
- 請求項4に記載の半導体封止剤を硬化した硬化物により封止されていることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物を基材に塗布、成形してなる樹脂付きシート。
- 請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物を溶媒に溶解してなるワニス溶液。
- 請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物、または請求項7に記載のワニス溶液に基材を含浸、乾燥させてなるプリプレグ。
- 請求項8に記載のプリプレグを積層してなる積層板。
- 請求項8に記載のプリプレグと、金属箔及び/または請求項6に記載の樹脂付きシートとを加熱圧縮し、積層形成することより得られる金属張積層板。
- 請求項10に記載の金属張積層板に回路パターンを形成してなるプリント配線板。
- 請求項8に記載のプリプレグと請求項11に記載のプリント配線板を加熱圧縮してなる多層プリント配線板。
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