JP2902357B2 - マイクロエレクトロニクス接着剤における使用のためのグリシジルオキシフェニル基を末端とした可撓性鎖からなるエポキシ樹脂 - Google Patents

マイクロエレクトロニクス接着剤における使用のためのグリシジルオキシフェニル基を末端とした可撓性鎖からなるエポキシ樹脂

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、急速硬化することができ、且
つ、イオン汚染が低いかまたは全くイオン汚染されてい
ないマイクロエレクトロニクス接着剤における使用のた
めの可撓性エポキシ化合物、および、その合成法に関す
る。
【０００２】半導体集積回路の製造における１つの工程
は、シリコンチップまたはダイを接着剤で、金属導線が
延びている銅フレームに結合することである。結合した
ダイおよび導線フレームアセンブリーはポリマーシーラ
ントで封入され、封入部から延びている金属導線の手段
により外部回路に接続される。
【０００３】エポキシ配合物はその優れた接着強度のた
めにダイ結合または封入接着剤として好ましい。従来か
ら使用されているエポキシはその強度のために芳香族エ
ポキシであるが、これは生来、硬く、そして脆い。製造
の間に、接着剤および基板は繰り返しの熱サイクルを受
ける。もし接着剤と基板が大きく異なる熱膨張率を有す
るならば、熱サイクルの応力は接着剤の破壊、基板の曲
げ、またはダイの破壊をもたらす可能性がある。この
為、マイクロエレクトロニクスで使用される接着剤に要
求される重要な基準は、接着剤が、熱サイクルを吸収す
るために強度があり且つ可撓性であることである。
【０００４】第二の重要な基準は、接着剤が組み立て加
工ラインの速度に見合う速度で急速に硬化することがで
きることである。要求される急速硬化時間は、通常、約
１７５℃〜２００℃で３０〜６０秒間であり、それはス
ナップ硬化（急速硬化）として知られている。接着剤の
強度、可撓性および急速硬化性の基準のこの組み合わせ
は、１種の接着剤では達成することが困難である。
【０００５】エポキシ配合物は、イオン汚染、特にナト
リウムおよび塩化物イオン汚染されておらず、そして結
合した塩素がないことも重要である。これらの汚染物は
半導体デバイス中の金属導線の腐蝕をもたらし、最終的
にはデバイスの破壊をもらしうる。
【０００６】可撓性を付与するために、エポキシは脂肪
族軟化剤と共反応させることができるが、これは、しか
しながら、芳香族部分のレベルが低下するから接着剤強
度が下がる。軟化剤の添加は、また、軟化剤がエポキシ
当たりに高い分子量を有するから、急速硬化性を低下さ
せる。更に、脂肪族および芳香族エポキシが硬化すると
きに、反応速度の違いのために共反応することができ
ず、硬化の前に低分子量の化合物が揮発し、そして高分
子量の化合物が完全には硬化できない。時々、遅い硬化
配合物でさえ問題になる、このファクターの組み合わせ
は急速硬化配合物では致命的である。
【０００７】これらの問題の幾つかを解決するための可
能な手段として、同一ポリマー主鎖に芳香族部分と脂肪
族部分を組み合わせることが知られているが、この種の
現在入手可能なポリマーは高い芳香族部分／脂肪族部分
の比を有し、それは可撓性をなくすものである。更に、
これらの材料の調製方法は、高い塩素汚染をもたらし、
それはマイクロエレクトロニクス用途では有害である。
このポリマーは、また、高い粘度を有し、それは希釈剤
として溶剤の添加を必要とする。急速硬化の間に、硬化
は、時々、溶剤の完全な蒸発よりも速く、それは硬化し
た接着剤中にボイドをもたらし、マイクロエレクトロニ
クスチップまたはデバイスを破損する可能性がある。こ
の為、溶剤を必要としない低い粘度の材料が好ましい。
【０００８】また、ダイをリードフレームに結合させる
接着剤の重量損失が最小である（脱気がない）ことが電
子デバイスの製造において必要である。このことは、ダ
イのリードフレームへの硬化、および、ワイヤーボンデ
ィング加工（約２００℃）の間の後硬化の間、または回
路が封入されまたは成形されるときに重要である。硬化
または後硬化の間の重量損失は最小にすべきであり、そ
れにより、接着剤から生じる揮発分はダイ表面上に再付
着しない。あらゆる再付着は成形加工の間のダイの上部
の剥離をもたらしうる。更に、成形加工後で、ハンダの
再流動の間の脱気はパッケージにクラックを起こしうる
圧力上昇をもたらしうる。
【０００９】可撓性化合物に強度を付与すること、およ
び、急速硬化および熱安定性（高温での重量損失を低く
すること）に関連する問題は、マイクロエレクトロニク
ス工業がより大きなダイサイズに移行しているので、増
幅される。この為、強度を有し、且つ、急速硬化ダイ結
合接着剤中に配合されることができる、改良された可撓
性エポキシを継続的に必要とすることになる。
【００１０】本発明は、急速硬化性ダイ結合接着剤、封
入剤およびコーティングを配合するために使用されるこ
とができる可撓性エポキシ樹脂に関する。汚染物が容易
に除去されることができる時期である合成初期にエピク
ロロヒドリンを使用する合成経路によりエポキシは調製
される。それにより、イオン汚染物レベルは、より高い
レベルの不純物を含む従来技術の組成物と比較して、約
０．１重量％以下の低いレベルである。これは産業上の
用途のための有意な差異である。更に、この合成経路で
は、様々な樹脂の混合物とは異なり、明らかな化学構造
体の調製が可能である。
【００１１】エポキシ樹脂は、室温で液体であり、そし
て硬化後に１００℃以下のＴｇを有する。
【００１２】別の態様において、本発明はマイクロエレ
クトロニクス用途における使用のためのこれらのエポキ
シで製造される接着剤に関する。これらの化合物の可撓
性はエポキシが導電性材料、例えば、銀フレークと配合
され、そしてシリコンチップを金属リードフレーム基板
に結合するために使用されるときに保持される。硬化時
のエポキシは３００ｍｍ以上の高い曲率半径を示す（曲
率半径が大きいほど、チップの曲げが小さく、それによ
り、可撓性接着剤であることを意味する。）。
【００１３】硬化したエポキシは、また、ダイ剪断強度
として測定して良好な接着強度を示す。ダイ剪断は金属
基板から結合しているチップを除去するために必要な力
の測定値であり、これらの化合物では、急速硬化条件下
で硬化したときに１０ＭＰａ以上である。このエポキシ
は、急速硬化し、且つ、可撓性または強度の損失を示さ
ない接着剤へと配合されることができる。好ましくは、
配合物は、２０〜１００重量部の可撓性エポキシおよび
８０〜０重量部の芳香族Ｏ−グリシジルエーテル（合計
で１００部）、硬化剤、導電性充填剤および、所望によ
り、１００部のエポキシ樹脂当たりに２０〜５０部（ｐ
ｐｈｒ）のフェノール硬化剤を含むであろう。
【００１４】エポキシ樹脂の構成組成は、可撓性を提供
するために中程度の長さのアルキレンまたはアルキレン
オキシ繰り返し単位のオリゴマー主鎖を含むが、有用な
接着特性を生じるために十分な架橋密度を維持しなけれ
ばならない。この可撓性主鎖は、片側末端または両側末
端が１個以上のエポキシ官能基を有する芳香族部分であ
る。この為、この化合物は２個以下の芳香族部分を有
し、それは末端でのみ存在する。ポリマー主鎖中の芳香
族部分の数および位置を制限することは、芳香族部分に
より、硬化した材料に付与された強度を維持し、そし
て、脂肪族部分により、硬化した材料に付与された可撓
性を最大にする。これらの化合物の合成経路の議論およ
び既知の合成経路の議論は本発明の化合物の構造を更に
解明するであろう。
【００１５】可撓性エポキシ樹脂への合成経路は知られ
ており、そして二量化された脂肪酸のグリシジルエステ
ルおよびグリシジルを末端とするポリウレタン（または
グリシジルカルバメート）の使用を含む。現在のエレク
トロニクスデバイス製造に必要な急速硬化条件下で硬化
したときに、カルボニル基に直接結合しているオキシラ
ニルメトキシ部分（上記の両方の場合に）は、高温（２
００℃付近）で決定的に重量損失するので、これらの材
料はこの用途に関しては劣っている。これは大きな欠点
である。というのは、急速硬化が２００℃付近で行わ
れ、そしてダイ／ヘッドフレームアセンブリーが、ワイ
ヤーボンディング加工の間およびハンダ再流動加工の間
の成形後に２００〜２５０℃の温度にさらされるからで
ある。電子デバイスの製造時の別の問題は、デバイス製
造工程の全体にわたって、激しい脱気（揮発分の開放）
が最小でなければならないことである。本発明の化合物
は急速硬化性および３００℃の温度にまで大きく改良さ
れた熱安定性を有する。
【００１６】可撓性エポキシ樹脂への他の合成経路は知
られており、ここで、樹脂はエピクロロヒドリンと可撓
性主鎖を含むジフェノール化合物から調製される。これ
らの化合物は、高い塩素汚染物を有する（通常＞０．２
％）。マイクロエレクトロニクス用途では、腐蝕性イオ
ン（有機結合した塩素を含む）の全ての源を低減するこ
とが必要である。
【００１７】急速硬化、低応力、低揮発分および高純度
という要求されている特徴を達成するために、次のシー
ケンスが本発明において用いられた。エポキシ官能基が
エピクロロヒドリンの反応により芳香環上に作られる。
小さい分子上でこのことを行うと、当業界において知ら
れているカセイアルカリによる後処理および蒸留または
再結晶による精製が容易になる。芳香環は１個より多く
のエポキシ基を有してよく、そして可撓性鎖の末端に結
合することができる他の官能基をも含む。この官能基は
カルボン酸（安息香酸から誘導された）またはヒドロキ
シメチル（ベンジルアルコールから誘導された）である
ことができる。芳香環は、所望により、他の非阻害性基
を含むこともできる。
【００１８】可撓性鎖への結合は、脱水法（カルボジイ
ミド／ヒドロキシベンゾトリアゾール系を使用して）に
より安息香酸誘導体で行われることができ、ここで、可
撓性鎖は末端にアミン基を含む。このようにして、ベン
ズアミド官能基はこのカップリング過程の間に生成す
る。可撓性鎖への結合は２つの方法のうちの１つの方法
でベンジルアルコール誘導体で行われることができる。
第一は、ここでも脱水法であり（カルボジイミド／ジメ
チルアミノピリジン系を使用して）、ここで、可撓性鎖
は末端にカルボキシル基を含む。このようにして、ベン
ジルエステル官能基はカップリング過程の間に生成す
る。第二の方法は、ベンジルアルコール誘導体を可撓性
鎖含有イソシアネート基に末端で縮合させることを含
む。このようにして、Ｏ−ベンジルカルバメート官能基
は、カップリング過程の間に生成する。
【００１９】グリシジルエーテルベンジルアルコールを
イソシアネートに縮合させることが知られているが、既
知の方法は、ジイソシアネートを、モノ−およびジアル
コール官能化フェニルグリシジルエーテルと共反応させ
ることにより材料の混合物を生成させる。これにより、
末端およびウレタン主鎖に沿ってエポキシ官能基を有す
る成分の混合物を生じる。対照的に、本発明の化合物
は、末端にのみエポキシ官能基を有し、そして縮合の性
質によりウレタン基は末端にのみ存在し、そして樹脂ポ
リマーの主鎖中には存在しない。可撓性鎖はアルキレン
またはアルキレンオキシ単位のみを含む。
【００２０】更に、既知の化合物は、脂肪族ジアミンで
の室温硬化のみを記載している。特に、比較例で示すよ
うなＯ−グリシジルカルバメートで低い熱安定性を発見
したのに対して、本発明の化合物が高い熱安定性を有す
る急速硬化エポキシ樹脂として機能することは予測され
なかったであろう。
【００２１】好ましい合成経路の簡単な説明は次の通り
である。合成経路 好ましい合成経路は、芳香族化合物にアルキレンまたは
アルキレンオキシ鎖を結合させることを含み、ここで、
この芳香族化合物は、芳香環が１個以上のグリシジルエ
ーテル基で置換されており、且つ、アルキレンまたはア
ルキレンオキシ鎖上の官能基と反応することができるで
あろう官能基で置換されている。通常、芳香族化合物
は、ベンゼン環がジグリシジルエーテル基および前記官
能基、好ましくは酸またはヒドロキシ基で置換されてい
るものである。
【００２２】芳香環は、更に、Ｃ1-8 アルキル、Ｃ1-5
アルコキシ若しくはアリール若しくはアルキルアリー
ル、Ｃ1-5 ペルフルオロアルキルまたはＣ1-5 アシルで
置換されていることができる。ここで用いられるとき
に、アルキルはアルカンから得られる炭化水素基を指
し、そして一般式Ｃn Ｈ2n+1を有し；アルコキシは酸素
をも含むアルキル基を指し；アリール基はベンゼンの環
構造特性を有する基を指し；アルキルアリールはアルキ
ルおよびアリール構造の両方を含む基を指し；ペルフル
オロアルキルは１個以上の水素がフッ素で置換されてい
るアルキル基を指し；そしてアシル基はカルボキシル基
のＯＨ基がある他の置換基で置換されている有機酸基を
指し；この場合、フェニル環にそれが結合している。
【００２３】アルキレンオキシまたはアルキレンオキシ
鎖は１０〜５０個の炭素原子を有してよいが、通常、不
飽和脂肪酸の二量化過程から生じる生成物である、３６
個の炭素原子のダイマー酸から調製され、または、この
鎖は対応するダイマージアミンまたはダイマーイソシア
ネートから製造されることができ、それらの全ては市販
されている。
【００２４】アミン末端アルキレンまたはアルキレンオ
キシは、脱水カップリング法において、安息香酸と反応
し、エポキシ基で置換されることができる。反応は脱水
系の存在下で起こり、それはアルキレンまたはアルキレ
ンオキシ鎖と置換安息香酸誘導体との間にアミド結合を
提供する。このような脱水系は当業界において知られて
いる。好ましい系は、適切な溶剤中のヒドロキシベンゾ
トリアゾール触媒とともにカルボジイミド、例えば、ジ
シクロヘキシルカルボジイミド（明細書中、以下でＤＣ
Ｃとして用いる）を使用する。
【００２５】好ましい置換安息香酸は、グリシジル置換
安息香酸またはグリシジルオキシ置換安息香酸を含む。
好ましい化合物は３−グリシジルオキシ安息香酸であ
る。
【００２６】または、アルキレンまたはアルキレエンオ
キシ鎖はカルボン酸を末端とし、そして脱水性カルボジ
イミドおよびピリジン触媒カップリング反応を用いてグ
リシジル−またはグリシジルオキシ置換ベンジルアルコ
ールと反応することができる。
【００２７】別の方法は、イソシアネート末端のアルキ
レンまたはアルキレンオキシ鎖と、グリシジルまたはグ
リシジルエーテル基のいずれかで置換されたベンジルア
ルコールとの縮合を含む。
【００２８】これらの合成経路から製造される好ましい
化合物は次の構造式で示され、式中、Ｃ−３４およびＣ
−３６はダイマー酸（上記のような）の炭化水素鎖残基
であり、上記の合成経路により反応されることができ
る。
【００２９】
【化１３】
【００３０】
【化１４】
【００３１】急速硬化接着剤の配合 本発明の可撓性エポキシ組成物は良好な強度および可撓
性を示し、そして急速硬化することができる能力を有す
る接着剤へと配合されることができる。好ましい急速硬
化性配合物は２０〜１００重量部の可撓性エポキシおよ
び８０〜０重量部の芳香族Ｏ−グリシジルエーテル樹脂
（合計で１００部）、硬化触媒、および、所望により、
フェノール硬化剤または１種以上の充填剤を含むであろ
う。一般に、硬化触媒はイミダゾール触媒であり、１０
０部の樹脂当たりに約５〜１０部の量で存在し、そして
充填剤は伝熱性または導電性であり、例えば、銀フレー
クであるが、他の伝熱性または導電性充填剤、並びに、
シリカが使用されてもよい。充填剤は好ましくは接着剤
配合物の約２５体積％の量で存在する。
【００３２】芳香族Ｏ−グリシジルエーテル（芳香族エ
ポキシ）は１個以上の芳香環で置換され、そして所望に
より１個以上のＣ1 〜Ｃ3 基で置換されるであろう。こ
の芳香族エポキシは２００以下のエポキシ当量（ＷＰ
Ｅ、エポキシ当たりの重量）を有し、そして対応したフ
ェノール硬化剤により得ることができる。例示の芳香族
エポキシはビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビ
スフェノールＡジグリシジルエーテル、レソルシノール
ジグリシジルエーテルおよびエポキシフェノールノボラ
ックである。
【００３３】接着剤配合物は、１個の芳香環（上記の芳
香族エポキシに由来する）当たりに１個以上のヒドロキ
シル基を有するフェノール硬化剤を、１００部の樹脂当
たりに２０〜５０部で更に含むことができる。例示のフ
ェノール硬化剤は、市販のフェノールノボラック樹脂、
ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡおよびレソルシノ
ールである。フェノールの樹脂の添加は湿分に対する暴
露および２５０℃での熱衝撃の後の配合物の接着強度を
改良し、そして配合物からの可撓性エポキシのブリーデ
ィングを抑制するように作用する。
【００３４】一般に、あらゆる有効な硬化触媒は、有効
な触媒量で使用されることができる。好ましい硬化触媒
はイミダゾール触媒であり、そして、通常、１００部の
樹脂当たりに約５部の量で存在する。好ましいイミダゾ
ール触媒は、イミダゾール、２−エチルイミダゾール、
２−エチル−４−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お
よび２−ウンデシルイミダゾールである。
【００３５】充填剤はマイクロエレクトロニクス用途に
おいて適切であることが知られているいずれかの伝熱性
若しくは導電性材料またはシリカであってよく、いずれ
かの有効な量で使用されてよい。多くの用途では、好ま
しい充填剤は銀フレークであるが、他の導電性若しくは
伝熱性材料が使用されてもよく、そして好ましくは接着
剤配合物の体積の約２５％の量で存在する。
【００３６】実施例１ 次の実施例は代表的なエポキシ樹脂の調製を例示する。
評価試験法を提供し、そして性能結果を表に示す。
【００３７】この実施例は、また、可撓性エポキシおよ
びＯ−グリシジルエーテル芳香族エポキシを含む急速硬
化性ダイ結合接着剤配合物を開示し、そしてフェノール
樹脂硬化剤を含む配合物を開示する。
【００３８】試験法 加水分解可能な塩素の量を次の方法により決定した：テ
フロン（登録商標）被覆された磁気攪拌棒を有する清浄
な125 ml三角フラスコに1 〜5g(0.1mgまで近似) の樹脂
を正確に計量して入れた。メタノール中に溶解した40ml
の0.1NのKOH を加えた。磁気攪拌機/ ホットプレートユ
ニットにより加熱された水浴中に、還流凝縮器を具備し
たフラスコを入れた。攪拌されている溶液をちょうど15
分間還流し、その後、フラスコを取り出し、そしてそれ
を室温に放冷した。液体を清浄な250ml ビーカーに移し
た。試料フラスコをメタノール50mlで3 回濯ぎ、液体を
ビーカーに移した。10mlの氷酢酸を加え、そして0.005N
のAgNO3 溶液で最終ポイントまで塩化物イオンを電位差
計で滴定した。加水分解可能な塩化物含有分を次のよう
にppm で計算した。 塩化物(ppm)=(ml 滴定液)(N AgNO3)(3.55x104)/ 試料の
重量g 合計の塩化物の量を次の方法により決定した: 磁気攪拌
棒を有する清浄な三角フラスコに1 〜5g(0.1mgまで近
似) の樹脂を正確に計量して入れた。30mlのジオキサン
および15mlの3N KOHのエタノール中の溶液に加えた。磁
気攪拌機/ ホットプレートユニットにより100 ℃に加熱
された水浴中に、還流凝縮器を具備したフラスコを入れ
た。試料溶液を30分間還流させた。フラスコを取り出
し、そしてそれを室温に放冷した。液体を清浄な400ml
ビーカーに移した。試料フラスコをメタノール50mlで3
回濯ぎ、液体をビーカーに移した。100ml の氷酢酸を加
えた。KNO3塩ブリッジを有する銀電極を使用して、0.00
5NのAgNO3 溶液で最終ポイントまで電位差計で滴定し
た。上記のように塩化物イオンをppm で計算した。
【００３９】この例では、３−グリシジルオキシ安息香
酸（芳香環がグリシジル基および酸基で置換されてい
る）を、アミン基を末端とするアルキレン鎖と反応させ
て、α，ω−ビス（３−グリシジルオキシベンズアミ
ド）を生成する。アルキレンは３６個の炭素のジアミン
であり、ＨｅｎｋｅｌからＶｅｒｓａｍｉｎｅ５５２の
商標名で市販されている。
【００４０】３−ヒドロキシ安息香酸のエチルエステル
をエピクロロヒドリンでエポキシ化し、次に、エステル
基を酸に加水分解させることにより、３−グリシジルオ
キシ安息香酸の調製を行なった。この合成の初期段階お
よびこの低分子量分子上でのエピクロロヒドリンの使用
は、精製並びにイオン性塩素および結合塩素汚染物除去
を比較的に容易にする。
【００４１】Versamine 552 ジアミンのα，ω−ビス
（３−グリシジルオキシベンズアミド）( エポキシA)の
調製
【化１５】
【００４２】エチルエステルペルエポキシドの調製：メ
カニカルスターラー、窒素パージおよび凝縮器を具備し
た３リットルのフラスコに、３−ヒドロキシ安息香酸エ
チル（200g、1.2048 モル）、エピクロロヒドリン（334.
6g）、炭酸カリウム（261.16g；約321 メッシュ粉末、
１２０℃で真空炉中で数時間予備乾燥）およびメチルエ
チルケトン（１Ｌ）を装填した。この混合物をヒーティ
ングマントルで加熱し、一晩、穏やかに還流した（約85
℃）。ＧＣによる分析（10m ガラスキャピラリー、100
〜250 ℃で10℃／分）は不完全な反応であることを示し
た。更に10mlのエピクロロヒドリンを加え、そして還流
を３時間続け、その点で、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）
のトレースにより反応が完了したものと判断された。内
容物を冷却し、そして塩を吸引濾過により除去した。溶
剤を３５℃のロータリーエバポレーターで除去した。残
留物をメチルイソブチルケトン中に吸収させ、そして5%
NaOH(2x400ml）で洗浄した。有機層をMgSO4 で乾燥し
た。溶剤を60℃のロータリーエバポレーターで除去し
た。黄色のオイルを、100 ℃/0.1mmHgでKugelrohr 装置
で蒸留し、無色透明のオイル(176.56g、66% 収率) を提
供し、H-NMR およびIRスペクトルは期待された構造と一
致していた。
【００４３】エチルエステルの加水分解: 磁気攪拌棒を
有する冷水浴に浸漬されている1 リットルの1 つ口フラ
スコに、3-グリシジルオキシ安息香酸エチル(60g) 、0.
66N KOH(400mL)およびジオキサン(450mL) を装填した。
この混合物を1.5 時間攪拌させ、その点で逆相TLC(What
man MKC18F逆相プレート、溶離剤25mLテトラヒドロフラ
ン/25mL のH2O および10滴のH3PO4)において出発材料が
実質的に消失することにより完了したものと判断され
た。この混合物を30℃で30分間ロータリーエバポレータ
ーで最小体積へと低下した。残留物をエチルエーテルで
洗浄した( 未加水分解材料を除去するために) 。その
後、水性層を50%H2SO4でpHを約2 に酸性化した。硫酸ア
ンモニウムを水性層に略飽和まで加え、その点で、生成
物はオイルを分離しはじめた。生成物を酢酸エチル中に
抽出した(EtOAc)(2x約500mL)。溶剤をロータリーエバポ
レーターで除去し、その後、Kugelrohr を使用して微量
の溶剤および水を除去した。 1H-NMR は所望した生成物
の構造と一致した。
【００４４】Versamine 552 のα, ω- ビス(3- グリシ
ジルオキシベンズアミド) の調製: メカニカルスターラ
ー、250mL のスロー滴下漏斗、凝縮器およびN2パージを
具備した1 リットル3 つ口フラスコに、Versamine 552
(47.22g) を装填した。これに、250mL のCH2Cl2を加
え、次に、3-グリシジルオキシ安息香酸(35.04g)および
HOBt(1- ヒドロキシベンゾトリアゾール、2.4388g)を加
え、更にCH2Cl2で濯いだ。この混合物を15分間攪拌し、
その後、200mL のCH2Cl2中の40.80gのジシクロヘキシル
カルボジイミド(DCC) 溶液を滴下して反応フラスコに加
えた。DCC 添加の始まりから15分以内に、副生成物のジ
シクロヘキシル尿素(DCU) の沈殿を観測した。反応の進
行をIRスペクトルでモニターし、そして4 〜5 時間の反
応時間の間に変化は観測されなかった。その後、過剰の
DCC を50% 酢酸水溶液(5mL) の添加によりクエンチし、
そしてIRトレースのDCC 吸収が消失するまで（約1.5 時
間) 攪拌を続けた。この溶液を冷却し、そしてDCU を吸
引濾過で除去し、溶剤を30℃のロータリーエバポレータ
ーで除去した。残留物をEtOAc に吸収させ、そして5%Na
HCO3(3x400mL) で洗浄し、そして有機層を一晩冷却し
た。生成物の溶液を、5%NaHCO3(1x400mL) で再び洗浄
し、そして2%トリエチルアミン(1x200mL) そして最後に
水(1x400mL) で洗浄した。有機層をMgSO4 で処理し、濾
過し、その後、Amberlyst15 イオン交換樹脂(H+ 型、約
100mL)上で1.5 時間攪拌した。樹脂を濾過により除去
し、そして生成物をMgSO4 上で乾燥し、濾過し、そして
ロータリーエバポレーター上で溶剤を除去した。残存溶
剤をkugelrohr 装置(80 ℃/0.25mmHg)により除去した。
粘性の琥珀色のオイル(74.1g、91% 収率) はIR、1Hおよ
び13C-NMR で特性を調べ、そして期待された構造と一致
した。エポキシ含有分は、WPE=481(計算値のWPE=443)で
あると測定された。
【００４５】例ＩＩ． 4,7,10- トリオキサ-1,13-トリデカンジアミンのα，ω
−ビス（３−グリシジルオキシベンズアミド）( エポキ
シF)の調製
【化１６】
【００４６】この化合物の調製は、例Ｉと同様に行っ
た。３−グリシジルオキシ安息香酸を例Ｉに記載のよう
に調製した。機械攪拌棒、温度計、スロー滴下漏斗およ
び窒素パージを具備した250mL のマルチネックフラスコ
に、50mL塩化メチレン中の3-グリシジルオキシ安息香酸
(19.6g、0.101 モル) を装填した。これにジアミン（１
１．０ｇ、０．０５モル）および２５mLの塩化メチレン
を加えた。若干の発熱が観測された。反応混合物をアイ
スバスで0 〜5 ℃に冷却し、その時、1-ヒドロキシベン
ゾトリアゾール(1.35g、0.01モル) を、25mLの塩化メチ
レン中の1,3-ジシクロヘキシルカルボジイミドＤＣＣ(2
2.9g、0.1111モル) の溶液を5 分間にわたって滴下して
加えた。滴下漏斗を更なる25mLの塩化メチレンで濯い
だ。反応温度を5 〜20℃に保持した。15分後、ジシクロ
ヘキシル尿素副生成物の証拠が観測された。反応をIRで
モニターし、そして3 時間反応時間の後、混合物を濾過
し、そして溶剤を30℃のロータリーエバポレーターで真
空下で除去した。生成物を200mL の酢酸エチル中に溶解
させ、そしてこれに、IR(2112 cm-1) で測定される過剰
量のDCC のクエンチを行うために混合しながら、2 時間
にわたって、12mLのH2O/3mL 酢酸溶液を3 等分して加え
た。有機層を、その後、飽和したNaHCO3(4x100mL) およ
び飽和したNa2SO4(1x100mL) で洗浄した。この有機層を
MgSO4 で乾燥し、そしてセライトで濾過した。溶剤を80
℃のロータリーエバポレーターで真空下で除去した。90
℃/0.25mmHg でKugelrohr 装置に材料を入れることによ
り完全な溶剤の除去を行った。生成物を粘性の黄色いオ
イル(25.65g 、90% 収率) として単離した。エポキシ内
容物はWPE=314(計算値のWPE=286)と測定された。生成物
をIRおよび1H-NMR分光分析で特性を調べた。
【００４７】例ＩＩＩ． この例において、グリシジルオキシベンジルアルコール
を、HenkelからEmpol1024の商標名で販売されているダ
イマー酸と反応させ、ダイマー酸のビス( グリシジルオ
キシベンジル) エステルを生成した。
【００４８】ダイマー酸のビス(3- グリシジルオキシベ
ンジル) エステル( エポキシB-1)の調製
【化１７】
【００４９】３−グリシジルオキシベンジルアルコール
の調製：例Ｉに記載と同様にエポキシ化を行った。
【００５０】メカニカルスターラー、凝縮器および温度
計を具備した２リットルマルチネックフラスコに、エピ
クロロヒドリン（227mL 、3.542 モル) および250mL の
メチルエチルケトンを装填した。3-ヒドロキシベンジル
アルコール(200g 、1.61モル) を固体として加え、500m
L のメチルエチルケトン(MEK) で濯いだ。その後、炭酸
カリウム(320g 、2.31モル、真空炉内で3 時間、120 ℃
で予備乾燥) を粉末として加えた。この混合物を、ゆる
やかな還流まで（約80℃) オイルバスで加熱した。還流
して6 時間後、GCトレース(5m ガラスキャピラリー、10
℃/ 分で150 〜200 ℃) で出発のベンジルアルコールが
存在しないことにより反応は完了したものと決定した。
混合物を室温に冷却し、そしてMEK で濯いで濾過した。
溶剤をロータリーエバポレーターで除去し、そして残留
物をメチルイソブチルケトン(350mL) 中に再溶解させ
た。有機層を5%NaOH(1x200mL) で洗浄し、そして激しい
乳化が起こった。この系を静置し、そして水性層のバル
クを除去した。その後、有機層を、pHが約７になるまで
１０％Ｎａ2 ＳＯ4 （５×２００mL）で洗浄した。その
後、有機層をMgSO4 で乾燥し、濾過し、そして溶剤を80
℃のロータリーエバポレーターで除去した。生成物を12
0 〜140 ℃/2.0mmHgでKugelrohr 装置で蒸留物として回
収した（初期には１１０℃／０．１mmHgで蒸留）。透明
で殆ど無色のオイル(190.6g 、66% 収率) をIR、1H-NMR
および13C-NMR 分光分析で特性を調べ、指定した構造を
確証することが判った。エポキシ含有分はWPE として測
定してWPE=180(計算値WPE=180)と測定された。
【００５１】ダイマー酸のビス(3- グリシジルオキシベ
ンジル) エステル( エポキシB-1)の調製: メカニカルス
ターラー、温度計、スロー滴下漏斗およびN2パージを具
備した1 リットルマルチネックフラスコに、3-グリシジ
ルオキシベンジルアルコール(91.62g 、0.509 モル) お
よびEmpol 1024ダイマー酸(143.71g) を装填した。これ
に、250mL のCH2Cl2およびDMAP( ジメチルアミノピリジ
ン;0.61g、COOHを基準に1 モル% ) を加え、そして混合
物をアイスバスにおいて急速に冷却し、反応を通して4
〜10℃の温度を維持した。DCC 溶液(DCC:104.85g、0.50
9 モル、60mLのCH 2Cl2中) を1 時間にわたってスロー滴
下漏斗を通して滴下して加えた。遅い滴下を完了した4
時間後、IRトレースにおいてエステルの吸収は最大とな
り、そしてDCC の吸収は最小となった。その後、反応混
合物を濾過し、そしてCH2Cl2で濯いだ。濾液を30mL Amb
erlyst 15 イオン交換樹脂(H+ 型) 上で30分間攪拌し、
そして濾過した。この濾液に、50% 酢酸水溶液(5mL) を
加え、そしてDCC がIRトレースにおいて消失するまで(3
0 分間) これを攪拌した。これに、固体のNaHCO3を攪拌
しながら加え、pHは約7 となった。これを濾過して塩を
除去し、そして濾液をフリーザーに一晩貯蔵した。有機
層をMgSO4 で乾燥し、そしてCH2Cl2で濯いで濾過した。
溶剤をロータリーエバポレーターで最初に除去し、その
後、Kugelrohr装置110 ℃/0.25mmHg で除去した。最終
生成物は茶色のオイル(217.8、96% 収率) であり、そし
てIR、1H-NMRおよび13C-NMR 分光分析器で特性を調べ、
それは指定された構造を確証した。エポキシ含有分はWP
E=448(計算値WPE=453)と測定された。
【００５２】ダイマー酸のビス(2- グリシジルオキシベ
ンジル) エステル( エポキシB-2)の調製
【化１８】
【００５３】2-グリシジルオキシベンジルアルコールの
調製: この化合物を上記のように調製したが、出発のフ
ェノールは2-ヒドロキシベンジルアルコールであった。
生成物を単離し、そして蒸留により精製した(36%収率)
。特性化はIRおよび1H-NMR分光分析で行った。エポキ
シ含有分はWPE=180 と測定された。
【００５４】ダイマー酸のビス(2- グリシジルオキシベ
ンジル) エステルの調製: この化合物を正確に上記のよ
うに調製したが、2-グリシジルオキシベンジルアルコー
ルを用いた。
【００５５】生成物を90% 収率で単離し、そしてIRおよ
び1H-NMR分光分析で特性を調べた。エポキシ当量はWPE=
456(計算値WPE=450)と測定された。 ダイマー酸のビス（４−グリシジルオキシベンジル）エ
ステル（エポキシB-3)の調製
【化１９】
【００５６】4-グリシジルオキシベンジルアルコールの
調製: この化合物を上記のように調製したが、出発のフ
ェノールは4-ヒドロキシベンゼンであった。生成物を単
離し、そして蒸留により精製し、その点で、材料は白色
結晶固体(45%収率) を生成した。特性化はIRおよび1H-N
MR分光分析で行った。エポキシ当量はWPE=179 と測定さ
れた。
【００５７】ダイマー酸のビス(4- グリシジルオキシベ
ンジル) エステルの調製: この材料を正確に上記のよう
に調製したが、4-グリシジルアルコールを用いた。生成
物を91% 収率で単離し、そしてIRおよび1H-NMR分光分析
で特性化を行った。エポキシ含有分はWPE=445 ( 計算値
=450) と測定された。
【００５８】例ＩＶ この例では、ダイマー酸から得られたジイソシアネート
（HenkelからDDI-1410の商標名で販売) および1,12- ジ
イソシアナトドデカンを3-グリシジルオキシベンジルア
ルコールと反応させて対応するカルバメートを生成させ
た。
【００５９】ダイマー酸ジイソシアネートのビス-O-(3-
グリシジルオキシベンジル) カルバメート( エポキシD)
の調製
【化２０】
【００６０】ダイマージイソシアネート（DDI-1410、14
6.52g 、0.4898モルNCO)を計量し、メカニカルスターラ
ー、温度計およびN2パージを具備した500mL マルチネッ
クフラスコに入れた。その後、3-グリシジルオキシベン
ジルアルコール(90g、0.4996モル) を150mL トルエンと
ともに加えた。この不均質混合物に、プラスティック製
の使い捨てピペットから1 滴のジブチル錫ジラウレート
(DBTDL) を加えた。この混合物は完全に透明になり、そ
してDBTDL の添加の20分後に均質となった。フラスコが
冷水浴中に浸漬されている間、28℃への穏やかな発熱が
観測された。温度が30℃を越えないようにした。7 時間
の反応時間の後(IR トレースにおけるNCO の消失) 、反
応混合物をシリカカラムに入れ、そのシリカカラムはEt
OAc 中、約250mL の30〜60メッシュシリカを最初にスラ
リー化し、その後、この上に約150mL の70〜230 メッシ
ュシリカの層を作ることにより1 リットルのスロー滴下
漏斗中で調製されたものである。生成物を1.5LのEtOAc
で溶離した。溶剤をロータリーエバポレーターで除去
し、その後、Kugelrohr 装置で128 ℃/0.1mmHgで除去し
た。生成物は薄い黄色の粘性のオイル(231.5g 、98.6%
収率) であり、それはフリーザー中に貯蔵時に固化し、
そしてそれをIR、1H-NMRおよび13C-NMR 分光分析器で構
造確認した。エポキシ含有分はWPE=475(計算値WPE=479)
と測定された。
【００６１】1,12- ジイソシアナトドデカンのビス-O-
(3-グリシジルオキシベンジル) カルバメート( エポキ
シK)の調製
【化２１】
【００６２】温度計および磁気攪拌棒を具備し、そして
ゴムセプタで環境に対してシールした100mL フラスコ中
に、1,12- ジイソシアナトドデカン(14.58g 、0.0577モ
ル)、3-グリシジルオキシベンジルアルコール(21.86g
、0.121 モル) および32.5mLのトルエンを計量して入
れた。曇った混合物を冷水浴中で10〜20℃で攪拌し、そ
の時、ジブチル錫ジラウレート触媒中に9 インチガラス
ピペットの末端を浸し、その後ピペットの末端を反応混
合物中に混ぜることによりジブチル錫ジラウレートを導
入した。5 時間の混合の後、混合物は固体の白色塊とな
った。この固体をスパチュラで粉砕し、そして50mLのト
ルエンを導入して攪拌を容易にした。合計で7 時間の反
応時間の後、IRトレースは、本質的に全てのイソシアネ
ート官能基が反応したことを示した。トルエン(80mL)お
よび塩化メチレン(160mL) を使用して、ミルク状の混合
物を1 つ口R B フラスコに移した。溶剤をロータリーエ
バポレーターで80℃で除去した。次に溶剤および未反応
アルコールの除去をKugelrohr 装置で120 ℃/0.1mmHgで
行った。生成物を９９％収率の白色固体として単離し、
そしてIRおよび1H-NMR分光分析器で特性化した。エポキ
シ当量はWPE=319(計算値WPE=306.31) と測定された。
【００６３】例Ｖ この例では、グルシジルオキシベンジルアルコールを様
々な可撓性二酸と反応させた。
【００６４】ウンデカン二酸、ドデカン二酸およびセバ
シン酸の混合物のビス（3-ジグリシジルオキシベンジ
ル) エステル( エポキシG)の調製
【化２２】
【００６５】ウンデカン二酸、ドデカン二酸およびセバ
シン酸の混合物は、Aldrich Chemical Co.からCORFREE
M1の商標名で市販されており、そしてDuPontの製品であ
る。ビス（３−グリシジルオキシベンジル）エステルを
上記のように調製したが、ダイマー酸の代わりにＣＯＲ
ＦＲＥＥＭＩを使用した。生成物を98% 収率で単離し、
そしてIRおよび1H-NMR分光分析器で特性化した。エポキ
シ当量はWPE=269.4(計算値WPE=265.5)と測定された。
【００６６】3,6,9-トリオキサウンデカン二酸のビス(3
- グリシジルオキシベンジル) エステル( エポキシH)の
調製
【化２３】
【００６７】3,6,9-トリオキサウンデカン二酸はHoechs
t Celaneseから市販の実験材料であり、そしてダイマー
酸の代わりに使用した。トリオキサウンデカン二酸（３
０g)および3-グリシジルオキシベンジルアルコール(44.
54g)を混合し、そして上記のように塩化メチレン中のジ
シクロヘキシルカルボジイミド(50.88g)および触媒の4-
ジメチルアミノピリジン(DMAP)で処理した。生成物を89
% 収率で単離し、そしてIRおよび1H-NMR分光分析器で特
性化した。エポキシ当量はWPE=285.1(計算値WPE=286.3)
と測定された。
【００６８】オクタン酸の(3- グリシジルオキシベンジ
ル) エステル( エポキシI)の調製
【化２４】
【００６９】この製品をエポキシG およびH と同様に調
製し、そしてそれは反応希釈剤として有用である。オク
タン酸(30g) およびグリシジルオキシベンジルアルコー
ル(38.24g)を、ジシクロヘキシルカルボジイミド(43.74
g)脱水条件において塩化メチレン中の触媒DMAP(0.2572
g) で処理した。生成物を上記のように98% 収率で単離
し、そしてIRおよび1H-NMR分光分析器で特性化した。エ
ポキシ当量はWPE=306.2(計算値WPE=306.4)と測定され
た。
【００７０】ポリ( テトラヒドロフラン) 三量体から誘
導された(3- グリシジルオキシベンジル) エステル( エ
ポキシJ)の調製
【化２５】
【００７１】メカニカルスターラー、温度計、凝縮器お
よびN2パージを具備した250mL フラスコに、ポリ( テト
ラヒドロフラン) 三量体(BASF から、ポリTHF-250 、OH
価=479.2; 25g 、0.213 モルヒドロキシ官能価) 、無水
琥珀酸(21.5g、0.2156モル)およびトルエン(20mL)を加
えた。熱を加えて穏やかな還流を維持した。3.5 時間の
反応時間の後、酸無水物の吸収はIRトレースから消え
た。この混合物を冷却し、そしてこれに、更に、70mLの
トルエン、3-グリシジルオキシベンジルアルコール(39.
32g)およびDMAP(0.2648g) を加えた。この混合物を更に
0 〜5 ℃に冷却し、その点で、DCC 溶液(50mL のトルエ
ン中に溶解した44.80gのDCC)の添加を開始した。35分後
に添加を完了し、そして混合物を更に4 時間攪拌した。
IRトレースは以前の走査からDCC またはエステルの吸収
の変化を示さなかったため、反応物を濾過し、ジシクロ
ヘキシル尿素を副生成物として除去した。Amberlyst 15
(H+型、14mL) を加え、30分間攪拌し、そして濾過し
た。酢酸(2mLの50% 水溶液) を加え、そして残存してい
るDCC ピークがIRトレースからなくなるまで攪拌した。
固体の重炭酸ナトリウム、次に炭酸ナトリウムを加え
て、pHは7 に達した。混合物を濾過し、MgSO4 で乾燥
し、再濾過し、そして溶剤をロータリーエバポレーター
で除去した。Kugelrohr 装置で122 ℃/0.1mmHgで残存溶
剤および未反応ベンジルアルコールを更に除去した。生
成物を96% 収率で回収し、そして1H-NMR、IR分光分析器
で特性を調べ、そしてWPE=394(計算値WPE=380)のエポキ
シ当量を有することが判った。
【００７２】例ＶＩ 比較 この例は末端フェニル基を含まないエポキシ樹脂の比較
試料の調製を提供する。
【００７３】ダイマージイソシアネートのビスO-( グリ
シジル) カルバメートの( エポキシC)調製
【化２６】
【００７４】ダイマージイソシアネート(DDI-1410 、20
0g、0.6686モルNCO)) を計量し、直接的に500mL のマル
チネックR B フラスコに入れ、それはメカニカルスター
ラー、温度計およびN2パージを具備していた。その後、
グリシドール(68mL 、1.003モル) を100mL トルエンと
ともに加えた。この不均質混合物に、プラスティック製
の使い捨てピペットから1 滴のジブチル錫ジラウレート
(DBTL)を加えた。混合物は完全に透明になり、そしてDB
TLの添加の80分後に均質になった。温度を30℃以下に維
持するためにある量のドライアイスを加えた冷水浴中に
フラスコを浸漬している間、30℃への発熱が観測され
た。7.5 時間の反応時間の後(IR トレースにおけるNCO
の消失) 、反応混合物をシリカカラムに入れ、そのシリ
カカラムはEtOAc 中、約250mL の30〜60メッシュシリカ
を最初にスラリー化し、その後、この上に約150mL の70
〜230 メッシュシリカの層を作ることにより1 リットル
のスロー滴下漏斗中で調製されたものである。生成物を
1.5LのEtOAc で溶離した。溶剤をロータリーエバポレー
ターで除去し、その後、Kugelrohr 装置で80℃/2.0mmHg
で除去した。生成物は薄い黄色の粘性のオイル(245.6g
、99.8% 収率) であり、そしてそれをIR、1H-NMRおよ
び13C-NMR 分光分析器で構造確認した。エポキシ含有分
はWPE=405(計算値WPE=368)と測定された。
【００７５】ダイマー酸のジグリシジルエステル( エポ
キシE)の調製
【化２７】
【００７６】この材料はShell Chemical Co.からEPON 8
71として買うか、または、下記のように低塩素汚染物バ
ージョンで調製されることができる。いずれの場合に
も、材料は、硬化速度および熱安定性の関して同様の挙
動を示す。
【００７７】低い塩素分を含むダイマー酸のジグリシジ
ルエステルの調製 メカニカルスターラー、温度計、N2パージおよびスロー
滴下漏斗を具備したマルチネック丸底フラスコに、50.0
0g(0.0868 モル）のEmpol 1024ダイマー酸、19.29g(0.2
604 モル) のグリシドール、200mL のトルエンおよび触
媒量(0.212g 、0.0017モル) の4-ジメチルアミノピリジ
ンを装填した。反応物を0 〜5 ℃に冷却し、そしてこれ
に、100ml のトルエン中の36.48g(0.1771 モル) の1,3-
ジシクロヘキシルカルボジイミドの溶液を1 時間にわた
って加えた。スロー滴下が完了した後、反応物を0 〜5
℃に15分間保持した。反応溶液を、その後、10〜15℃に
2時間保持した。反応は、IR(1735 cm-1でのエステルの
存在) および1,3-ジシクロヘキシルカルボジイミド(212
0cm -1) の消失により完了したものと決定した。生成物
溶液を、その後、0 〜5 ℃に冷却し、15分間保持し、そ
の後、濾過して1,3-ジシクロヘキシル尿素副生成物を除
去した。生成物溶液を攪拌しながら10〜15℃に冷却し、
そしてこれに20mLの50:50 の水: メタノールの溶液およ
び34mlのAmberlyst 15(H+ 型) を加えた。反応物を、そ
の後、濾過し、そして溶剤をロータリーエバポレーター
を減圧下で用いて除去した。生成物を、その後、30mlト
ルエン中に溶解させ、そしてフリーザー中に一晩貯蔵し
た。翌日、溶液を低温で濾過し、その後、減圧下でロー
タリーエバポレーターを用いて溶剤を除去した。次に、
残存溶剤および未反応グリシジドールをkugelrohr 装置
(80 ℃/0.1〜0.2mmHg 真空）を使用して除去した。生成
物をオイル(46.48g 、78% 収率) として単離し、そして
次のように特性化された:IR スペクトル、1735cm-1、エ
ポキシ当量:WPE=359( 計算値WPE=344)。
【００７８】例ＶＩＩ 試料の塩素含有分 エポキシ樹脂の幾つかの試料の合計塩素および加水分解
可能な塩素の含有分を本明細書に記載の方法により試験
し、結果を下記の表に示す。
【表１】
【００７９】上記の表において、3-グリシジルオキシベ
ンジルアルコールの値およびそれから誘導されたエポキ
シＢの値は、塩素汚染は出発のアルコールによるもので
あることを示す。エポキシＢの塩素含有分は、アルコー
ルがこのエステルに転化したときに増加する重量を考慮
した計算された希釈ファクターと略同一である。例え
ば、805ppmX(360/906)=320ppm である。それ故、3-グリ
シジルオキシベンジルアルコールの塩素含有分を下げる
ために行われることができる精製操作は最終のエポキシ
ド生成物の塩素汚染を下げることになるであろう。
【００８０】3-グリシジルオキシベンジルアルコールの
精製: 上記の3-グリシジルオキシベンジルアルコールの
別の調製において、生成物を1H-NMRで特性化し、そして
WPE=178 であり、そして合計塩素含有分=317ppm および
加水分解可能な塩素=120ppm であることが判った。この
生成物(50g) をメチルブチルケトン(50mL)および1N KOH
(50mL)とともに、メカニカルスターラーおよび温度計を
具備した250mL のフラスコに加えた。この混合物をよく
攪拌し、そして40〜45℃に、4 時間加熱した。フラスコ
を冷却し、そして内容物を分液漏斗に移した。相を分離
させ、そして有機層を10%NaSO4(3x100mL) で洗浄し、pH
=7となった。有機層をMgSO4 で乾燥し、濾過しそして溶
剤をロータリーエバポレーターで除去した。精製した生
成物をKugelrohr 装置で110 ℃/0.25mmHg で蒸留した。
精製した材料はWPE=177 および合計塩素=129ppm および
加水分解可能な塩素= 検知されず、であることが判っ
た。もしこの精製したエポキシアルコール生成物をエポ
キシＢを製造するために使用するならば、エポキシＢは
合計塩素=51ppmを有するであろう。次のように計算し
た:129ppmx(360/906)=51ppm である。
【００８１】例ＶＩＩＩ エポキシの可撓性、強度および急速硬化 マイクロエレクトロニクス用途における使用のためのこ
れらの樹脂の適切性を試験した。これらの樹脂を銀フレ
ークと配合し、そして金属フレーム基板にシリコンチッ
プを結合させた後に、その可撓性および強度を測定する
ことにより試験を行った。
【００８２】接着剤配合物：試料のエポキシをダイ結合
接着剤中に配合し、それは、７０重量部のエポキシ樹
脂、３０重量部のビスフェノールＡグリシジルエーテル
（ビス−Ａ）（Shell Chemical Corporationの製品、EP
ON 828の商標名で販売) 、５重量部の２−エチル−４メ
チルイミダゾール（2E4MZ)を含んでいた。この配合物を
８０重量％の銀フレークと混合し、銀は完全に濡れた。
この混合物を室温において１５〜２０分間、真空下で脱
気し、その後、６０分間頻繁に攪拌しながら室温に放置
した。
【００８３】可撓性および強度の測定を硬化したエポキ
シで行った。曲率半径を測定することにより可撓性を決
定し、それは300mm より大きかった( 曲率半径が大きい
ほど、チップの曲げが小さく、それは可撓性接着剤であ
ることを意味する。) 。可撓性はガラス転移温度(Tg)で
も示され、それは硬化したエポキシで低かった。ダイ剪
断力として強度を測定し、それは結合したチップを金属
基板から剥がすために必要な力である。これらのエポキ
シでは、急速硬化したときに、ダイ剪断は10MPa 以上で
あり、そして炉硬化したときに、25MPa 以上であった。
100%硬化に必要な時間で測定して、これらのエポキシは
急速硬化することができた。
【００８４】ダイ剪断：シリコンチップ(80x80ミル2)を
接着剤配合物で片面被覆し、そして銅リードフレーム(D
/L) 上に置き、そして175 ℃で1 時間硬化させた。試料
を、硬化後に、室温(RT)におけるダイ剪断強度について
試験した。ダイ剪断強度をHybrid Machine Products Co
rp. ダイ剪断試験機( モデル1750)/Chatillon DFI 50デ
ジタル力ゲージを使用してダイ剪断強度を測定した。結
合したダイを除去するために必要な力をkg単位で読み、
そして10個の試料を平均してMPa でのダイ剪断強度に変
換した。好ましいダイ剪断強度値は5MPa以上である。急
速硬化した試料を同様に調製したが、試料を予熱したホ
ットプレート上で180 ℃で硬化させた。
【００８５】曲率半径 上記の通り、試験される各エポ
キシを調製し、脱気し、そして1 時間老化した。シリコ
ンチップ(200x600ミル2 ) を接着剤で片面被覆し、そし
てリードフレーム上に置き、そして175 ℃の炉内で1 時
間硬化させた。硬化した試料の曲率半径をTokyo Seimit
su SURFCOM表面組織測定器を使用して測定し、3 個の試
料を平均してミリメートル(mm)単位で報告した。好まし
い曲率半径値は300mm 以上であった。
【００８６】ガラス転移温度: ガラス転移温度(Tg)をPe
rkin Elmer DSC を使用して測定した。ニートの樹脂の
場合、試料を50℃に予熱し、その後、-70 ℃に急冷し
た。その後、それを20℃/ 分の速度でTgに達するまで加
熱した。硬化した樹脂のTgを測定するために、試料を5p
phの2-エチル-4- メチルイミダゾールと配合し、そして
その後、200 ℃に加熱し、完全な硬化を確実にした。-4
0 ℃への急冷の後、試料を20℃/ 分の速度でTgに達する
まで加熱した。
【００８７】幾つかの試料のダイ剪断強度、急速硬化時
間、曲率半径およびTgを下記の表1に示す。
【００８８】
【表２】
【００８９】例ＩＸ 熱特性ＤＳＣ分析 接着剤中に配合した幾つかの試料エポキシ樹脂をその急
速硬化することができる能力について試験した。試験
は、Perkin-Elmer示差走査熱量計を使用してＤＳＣ分析
により行った。ＤＳＣは、発熱の始点および終点を測定
し、それは硬化と比例している。例ＶＩＩＩに記載した
通りの配合物を、１８０℃で所定の時間、ホッププレー
ト上でＤＳＣパン内で硬化させ、その後、反応度を決定
するためにＤＳＣトレースを行い、反応度は残留発熱か
ら外挿される。
【００９０】
【数１】
【００９１】５０℃以下の範囲で起こる硬化時間は、そ
れらの配合物が急速硬化することを示す。試料の発熱の
始点および終点を表２に提供し、そしてエポキシの幾つ
かは、イミダゾール触媒された配合物が急速硬化するこ
とができる能力を有することを示す。
【００９２】ＤＳＣ曲線からのデータを、図１に％硬化
／時間としてプロットした。そのデータは、また、本発
明の化合物の硬化速度が急速硬化の基準を満たすことを
示す。理解されるように、曲線の傾きが急であるほど、
硬化が速い。試験した試料では、硬化の順序はＣ〜Ａ＞
Ｄ＞Ｂ＞Ｅであった。
【００９３】
【表３】
【００９４】ＴＧＡ分析 Perkin Elmer TGAユニットを使用して、熱重量分析（Ｔ
ＧＡ）を幾つかの試料に対して行った。TGA は試料に熱
サイクルを受けさせたときの重量損失の測定である。例
ＶＩＩＩに記載の配合物に対して、１０℃／分の温度上
昇速度および３００分間の２００℃での保持で、３０〜
２００℃で５０分間の加熱で分析を受けさせた。結果を
表３に提供し、そして図３および４にグラフ化し、そし
て試料はニートの材料または特にイミダゾール硬化触媒
の存在下でも、いずれにしても非常に優れた熱安定性を
示すことを示している。
【００９５】
【表４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエポキシＤのＤＳＣグラフであり、エ
ポキシが硬化するときの発熱の変化を示す。曲線と％硬
化の間には線形関係がある。他の本発明のエポキシに関
する同様のＤＳＣ曲線を使用して、図２にデータをプロ
ットした。
【図２】本発明の試料の％硬化／硬化時間のグラフであ
る。
【図３】本発明の試料のエポキシ樹脂の熱重量分析のグ
ラフであり、そして１０℃／分で３０〜２００℃に加熱
したときの熱安定性を示す。
【図４】硬化触媒（2-エチル-4- メチルイミダゾール)
の存在下での本発明の試料のエポキシ樹脂の熱重量分析
のグラフであり、１０℃／分で３０〜２００℃に加熱し
たものである。このグラフは、硬化の間の重量損失を示
し、そして比較のエポキシＣおよびＥが２００℃〜２５
０℃の範囲で実質的な重量の損失を示さず、その範囲は
電子デバイスの製造におけるワイヤーボンディングおよ
びハンダ再流動の温度範囲である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−63975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−69156（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−289084（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−282375（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−510473（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C08G 59/06 C07D 303/24 C09J 163/02

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記構造式 【化１】 （式中、Ｑは、 【化２】 であり、ここで、＊は可撓性鎖への結合点を示し、そし
    て、可撓性鎖はＣ10-50 アルキレン若しくはアルキレン
    オキシ基であり、そして、ｎは１〜３の整数である。）
    を有する可撓性エポキシ化合物。
  2. 【請求項２】 下記構造式 【化３】 を有する請求項１記載の可撓性エポキシ化合物。
  3. 【請求項３】 下記構造式 【化４】 を有する請求項１記載の可撓性エポキシ化合物。
  4. 【請求項４】 下記構造式 【化５】 を有する請求項１記載の可撓性エポキシ化合物。
  5. 【請求項５】 下記構造式 【化６】 を有する請求項１記載の可撓性エポキシ化合物。
  6. 【請求項６】 下記構造式 【化７】 を有する請求項１記載の可撓性エポキシ化合物。
  7. 【請求項７】 下記構造式 【化８】 を有する請求項１記載の可撓性エポキシ化合物。
  8. 【請求項８】 下記構造式 【化９】 を有する請求項１記載の可撓性エポキシ化合物。
  9. 【請求項９】 下記構造式 【化１０】 を有する請求項１記載の可撓性エポキシ化合物。
  10. 【請求項１０】 下記構造式 【化１１】 を有する請求項１記載の可撓性エポキシ化合物。
  11. 【請求項１１】 下記構造式 【化１２】 を有する請求項１記載の可撓性エポキシ化合物。
  12. 【請求項１２】 請求項１記載のエポキシを含むマイク
    ロエレクトロニクス用途における使用のための接着剤。
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