JP3089963B2 - Trimellitic anhydride-modified imidazole compound, production method thereof and curing accelerator - Google Patents

Trimellitic anhydride-modified imidazole compound, production method thereof and curing accelerator

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JP3089963B2
JP3089963B2 JP06331730A JP33173094A JP3089963B2 JP 3089963 B2 JP3089963 B2 JP 3089963B2 JP 06331730 A JP06331730 A JP 06331730A JP 33173094 A JP33173094 A JP 33173094A JP 3089963 B2 JP3089963 B2 JP 3089963B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、硬化促進剤として使用
されて、保存安定性及び流動性が良好であり、速硬化
性、耐湿性、接着性等の特性に優れた硬化物を与えるエ
ポキシ樹脂組成物を得ることが可能な無水トリメリット
酸変性イミダゾール化合物及びその製造方法並びにエポ
キシ樹脂組成物用の硬化促進剤に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an epoxy which is used as a curing accelerator to give a cured product having good storage stability and fluidity and excellent properties such as fast curing, moisture resistance and adhesiveness. The present invention relates to a trimellitic anhydride-modified imidazole compound capable of obtaining a resin composition, a method for producing the same, and a curing accelerator for an epoxy resin composition.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
半導体産業の中で樹脂封止型のダイオード、トランジス
タ、IC、LSI、超LSIが主流となっており、中で
もエポキシ樹脂、硬化剤及びこれに各種添加剤を配合し
たエポキシ樹脂組成物は、一般に他の熱硬化性樹脂に比
べ成形性、接着性、電気特性、機械的特性、耐湿性に優
れている。
2. Description of the Related Art
In the semiconductor industry, resin-sealed diodes, transistors, ICs, LSIs, and ultra-LSIs are the mainstream. Among them, epoxy resins, curing agents, and epoxy resin compositions containing various additives are generally used as other components. It has excellent moldability, adhesiveness, electrical properties, mechanical properties, and moisture resistance as compared with thermosetting resins.

【0003】このため、エポキシ樹脂組成物で半導体装
置を封止することが多く行なわれている。しかし、最近
においては、これらの半導体装置は集積度が益々大きく
なり、それに応じてチップ寸法も大きくなりつつある。
一方、これに対してパッケージ外形寸法は電子機器の小
型化、軽量化の要求に伴い、小型化、薄型化が進んでい
る。さらに、半導体部品の回路基板へ取り付ける方法も
基板上の部品の高密度化のため半導体部品の表面実装が
よく行なわれるようになってきた。
[0003] For this reason, semiconductor devices are often sealed with an epoxy resin composition. However, recently, the degree of integration of these semiconductor devices has been increasing, and the chip size has been increasing accordingly.
On the other hand, package external dimensions have been reduced in size and thickness in response to demands for smaller and lighter electronic devices. Further, as for the method of attaching the semiconductor component to the circuit board, the surface mounting of the semiconductor component has been often performed to increase the density of the components on the board.

【0004】半導体装置を表面実装する場合、半導体装
置全体を半田槽に浸漬するか又は半田が溶融する高温ゾ
ーンを通過させる方法が一般的であるが、その際の熱衝
撃により封止樹脂層にクラックが発生したり、リードフ
レームやチップと封止樹脂との界面に剥離が生じたりす
る。このようなクラックや剥離は、表面実装時の熱衝撃
以前に半導体装置の封止樹脂層が吸湿していると更に顕
著なものとなる。しかし、実際の作業工程においては、
封止樹脂層の吸湿は避けられず、このため実装後のエポ
キシ樹脂組成物で封止した半導体装置の信頼性が大きく
損なわれる場合がある。このため、このようなポップコ
ーン対策として、これまでエポキシ樹脂組成物へのフィ
ラー高充填による低吸湿化が行なわれてきた。また、薄
型パッケージの成形性向上を図るため、エポキシ樹脂組
成物の低粘度化が行なわれ、更に生産性を向上させるた
め、成形サイクルの向上のため速硬化性の触媒が検討さ
れてきた。
[0004] When a semiconductor device is surface-mounted, it is common to immerse the entire semiconductor device in a solder bath or to pass the semiconductor device through a high-temperature zone in which the solder melts. Cracks occur, and peeling occurs at the interface between the lead frame or chip and the sealing resin. Such cracks and peeling become more remarkable when the sealing resin layer of the semiconductor device absorbs moisture before the thermal shock at the time of surface mounting. However, in the actual work process,
Moisture absorption of the sealing resin layer is inevitable, and thus the reliability of the semiconductor device sealed with the epoxy resin composition after mounting may be significantly impaired. For this reason, as a countermeasure against such popcorn, low moisture absorption has been performed by filling a high amount of filler into the epoxy resin composition. Further, in order to improve the moldability of the thin package, the viscosity of the epoxy resin composition has been reduced, and in order to further improve the productivity, a fast-curing catalyst has been studied for improving the molding cycle.

【0005】しかしながら、従来の硬化触媒、例えば三
級アミン化合物、三級ホスフィン化合物やこれらの誘導
体を用いた場合には、混練時に粘度が高くなるという問
題点があった。
However, when a conventional curing catalyst, for example, a tertiary amine compound, a tertiary phosphine compound, or a derivative thereof is used, there is a problem that the viscosity increases during kneading.

【0006】一方、イミダゾール系誘導体として、特開
昭58−76420号公報、特開昭58−103525
号公報、特開昭57−100128号公報、特公平6−
18853号公報には、2−メチルイミダゾールと無水
ピロメリット酸及び無水トリメリット酸の反応により得
られるエポキシ樹脂用硬化剤を用いることにより、保存
安定性が良好で耐湿性に優れた硬化剤を与えるエポキシ
樹脂組成物が提案されている。
On the other hand, imidazole derivatives are disclosed in JP-A-58-76420 and JP-A-58-103525.
JP-A-57-100128, Japanese Patent Publication No.
No. 18853 discloses that a curing agent having good storage stability and excellent moisture resistance is provided by using a curing agent for epoxy resin obtained by reacting 2-methylimidazole with pyromellitic anhydride and trimellitic anhydride. Epoxy resin compositions have been proposed.

【0007】しかしながら、これらの硬化触媒は速硬化
性が不備なため多量に使用しなければならず、エポキシ
樹脂組成物の保存安定性を悪くしている。また、これら
の硬化剤、硬化促進剤を単に併用して配合しただけで
は、保存安定性、流動性が良好で、かつ速硬化性、耐湿
性等の特性に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物
を得ることは困難であった。
However, these curing catalysts are inadequate in rapid-curing properties and must be used in large quantities, which degrades the storage stability of the epoxy resin composition. In addition, if these curing agents and curing accelerators are simply used in combination, an epoxy resin composition which gives a cured product having good storage stability, good fluidity, and excellent properties such as fast curing and moisture resistance. It was difficult to get things.

【0008】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
硬化促進剤として使用されて、保存安定性、流動性が良
好で、かつ速硬化性、耐湿性等の特性に優れた硬化物を
与えるエポキシ樹脂組成物を得ることが可能な無水トリ
メリット酸変性イミダゾール化合物及びその化合物の工
業的に有利な製造方法並びにエポキシ樹脂組成物用とし
て有効な硬化促進剤を提供することを目的とする。
[0008] The present invention has been made in view of the above circumstances,
Trimellitic anhydride modified which can be used as a curing accelerator to obtain an epoxy resin composition which gives a cured product with good storage stability, good fluidity, and excellent properties such as fast curing and moisture resistance. An object of the present invention is to provide an imidazole compound, an industrially advantageous production method of the compound, and a curing accelerator effective for an epoxy resin composition.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、下記反
応式に示すように、無水トリメリット酸と2−フェニル
−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールとを
メチルセロソルブ中で反応させることにより、下記構造
式(1)で示される無水トリメリット酸変性イミダゾー
ル化合物を得ることができると共に、この式(1)の化
合物を、エポキシ樹脂、硬化剤及び必要に応じ無機質充
填剤を含むエポキシ樹脂組成物の硬化促進剤として配合
した場合、保存安定性及び流動性が良好であり、かつ速
硬化性、耐湿性に優れている上、接着性に優れた硬化物
を与えるエポキシ樹脂組成物を得ることができることを
見い出し、本発明をなすに至った。
Means and Action for Solving the Problems The present inventors have
As a result of intensive studies to solve the above problems, as shown in the following reaction formula, by reacting trimellitic anhydride and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole in methyl cellosolve, An epoxy resin composition comprising a trimellitic anhydride-modified imidazole compound represented by the following structural formula (1) and an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler as required. When blended as a curing accelerator, it is possible to obtain an epoxy resin composition which has good storage stability and fluidity, and is excellent in fast curing property and moisture resistance and which gives a cured product having excellent adhesion. They have found what they can do and accomplished the present invention.

【0010】[0010]

【化2】 Embedded image

【0011】従って、本発明は、上記式(1)の無水ト
リメリット酸変性イミダゾール化合物、無水トリメリッ
ト酸と2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチ
ルイミダゾールとをメチルセロソルブ中で反応させる上
記式(1)の無水トリメリット酸変性イミダゾール化合
物の製造方法及び、上記式(1)の無水トリメリット酸
変性イミダゾール化合物からなるエポキシ樹脂組成物用
硬化促進剤を提供する。
Accordingly, the present invention provides a method for producing a trimellitic anhydride-modified imidazole compound represented by the above formula (1), which comprises reacting trimellitic anhydride with 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole in methyl cellosolve. Provided are a method for producing a trimellitic anhydride-modified imidazole compound represented by the formula (1) and a curing accelerator for an epoxy resin composition comprising the trimellitic anhydride-modified imidazole compound represented by the formula (1).

【0012】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明の無水トリメリット酸変性イミダゾール化合
物は、下記構造式(1)で示されるものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The trimellitic anhydride-modified imidazole compound of the present invention is represented by the following structural formula (1).

【0013】[0013]

【化3】 Embedded image

【0014】この式(1)の化合物は、無水トリメリッ
ト酸と2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチ
ルイミダゾールとをメチルセロソルブ溶媒中で反応させ
ることにより得ることができ、特に2−フェニル−4−
メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールをメチルセ
ロソルブ中で加熱溶解させ、その後これに過剰の無水ト
リメリット酸を加えて反応させ、得られた反応物を大量
のアセトンに投入し反応物を析出させることにより、得
ることができる。
The compound of the formula (1) can be obtained by reacting trimellitic anhydride with 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole in a methyl cellosolve solvent, especially 2-phenyl -4-
Methyl-5-hydroxymethylimidazole is heated and dissolved in methyl cellosolve, and thereafter, excess trimellitic anhydride is added thereto and reacted, and the obtained reactant is poured into a large amount of acetone to precipitate the reactant. ,Obtainable.

【0015】更に詳細には、2−フェニル−4−メチル
−5−ヒドロキシメチルイミダゾールは、メチルセロソ
ルブに対し、室温では難溶であり、溶解には加熱が必要
である。加熱温度は70〜130℃が好ましく、より好
ましくは100〜120℃である。この場合、メチルセ
ロソルブの量は、2−フェニル−4−メチル−5−ヒド
ロキシメチルイミダゾール188重量部(1モル)に対
して、300〜400重量部、好ましくは300重量部
である。300重量部より少ないと、2−フェニル−4
−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールが十分溶
解せず、反応が均一に進まないおそれがある。また、4
00重量部より多いと、アセトン中に析出させたときの
反応物の収率が低下する場合がある。なお、溶剤として
は、メチルセロソルブを単独で用いるほか、必要に応じ
てジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジエ
チレングリコール、ピリジン等の溶媒を本発明の目的を
損わない範囲で併用することもできる。
More specifically, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole is hardly soluble at room temperature in methyl cellosolve, and requires heating for dissolution. The heating temperature is preferably from 70 to 130 ° C, more preferably from 100 to 120 ° C. In this case, the amount of methyl cellosolve is 300 to 400 parts by weight, preferably 300 parts by weight, based on 188 parts by weight (1 mol) of 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole. If less than 300 parts by weight, 2-phenyl-4
-Methyl-5-hydroxymethylimidazole may not be sufficiently dissolved, and the reaction may not proceed uniformly. Also, 4
If the amount is more than 00 parts by weight, the yield of a reaction product when precipitated in acetone may decrease. In addition, as a solvent, methylcellosolve is used alone, and if necessary, a solvent such as dimethylsulfoxide, dimethylformamide, diethylene glycol, pyridine and the like can be used together within a range not to impair the object of the present invention.

【0016】一方、無水トリメリット酸の量は、2−フ
ェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾー
ル188重量部(1モル)に対して100〜200重量
部(1.0〜1.2倍モル)であり、好ましくは193
重量部(1.1倍モル)程度である。無水トリメリット
酸を2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチル
イミダゾールより多くの量を添加するのは、無水トリメ
リット酸がメチルセロソルブ及びアセトンに室温で溶解
性が良いためである。
On the other hand, the amount of trimellitic anhydride is 100 to 200 parts by weight (1.0 to 1.2 times) based on 188 parts by weight (1 mol) of 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole. Mol), preferably 193
It is about part by weight (1.1 times mol). The reason for adding trimellitic anhydride in an amount larger than that of 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole is that trimellitic anhydride has good solubility in methyl cellosolve and acetone at room temperature.

【0017】この無水トリメリット酸は、反応して得た
化合物をアセトン中に析出させた後、析出物をアセトン
で数回洗浄することにより取り除くことができる。この
化合物を析出させるのに必要なアセトンの量は、2−フ
ェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾー
ル188重量部(1モル)に対して600ml〜300
0mlが好ましく、より好ましくは1000ml〜15
00mlである。アセトンの量が600mlより少ない
と反応物の収率が悪くなる場合があり、また3000m
lより多いと工程費が多くなってコストアップになる場
合が生じる。また、洗浄工程においては、水分の吸収に
ついて注意する必要がある。水分を吸収すると、酸無水
物反応物は開環し、ジカルボン酸誘導体になる。この開
環したジカルボン酸誘導体は、エポキシ樹脂組成物の硬
化触媒として使用する場合、相溶性がないために使用困
難になる。
This trimellitic anhydride can be removed by precipitating the compound obtained by the reaction in acetone and then washing the precipitate several times with acetone. The amount of acetone required to precipitate this compound is from 600 ml to 300 ml based on 188 parts by weight (1 mol) of 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole.
0 ml is preferable, and more preferably 1000 ml to 15
00 ml. If the amount of acetone is less than 600 ml, the yield of the reaction product may be deteriorated.
When the number is more than 1, the process cost increases and the cost may increase. In the washing step, it is necessary to pay attention to the absorption of moisture. Upon absorbing moisture, the anhydride reactant opens the ring to a dicarboxylic acid derivative. When this ring-opened dicarboxylic acid derivative is used as a curing catalyst for an epoxy resin composition, it is difficult to use it because it is incompatible.

【0018】なお、式(1)の化合物を確認するのに
は、機器分析による融点の測定を行なうことが有効であ
る。この化合物の融点は253℃〜258℃である。
In order to confirm the compound of the formula (1), it is effective to measure the melting point by instrumental analysis. The melting point of this compound is between 253 ° C and 258 ° C.

【0019】本発明の上記式(1)のトリメリット酸変
性イミダゾール化合物は、特にエポキシ樹脂組成物用の
硬化促進剤として有効に使用される。
The trimellitic acid-modified imidazole compound of the above formula (1) of the present invention is effectively used particularly as a curing accelerator for an epoxy resin composition.

【0020】この式(1)の化合物が配合されるエポキ
シ樹脂組成物について詳述すると、このエポキシ樹脂組
成物はエポキシ樹脂、硬化剤及び必要に応じ無機質充填
剤を含有する。この場合、エポキシ樹脂としては、1分
子中にエポキシ基を少なくとも2個有するものであれば
如何なるものであっても良い。例えば、ビスフェノール
A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、グリシジル型エポキシ樹脂、ビフェニル
型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、シク
ロペンタジエン含有エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹
脂等が挙げられる。また、これらエポキシ樹脂を適宜組
み合わせても良い。なかでも無機質充填剤を高充填する
ためにはビフェニル型エポキシ樹脂やナフタレン環含有
エポキシ樹脂が望ましい。これらエポキシ樹脂は軟化点
が50〜100℃でエポキシ当量が100〜400を有
するものが望ましい。更に、難燃化のためブロム化エポ
キシ樹脂を使用することもできる。
The epoxy resin composition containing the compound of the formula (1) will be described in detail. The epoxy resin composition contains an epoxy resin, a curing agent and, if necessary, an inorganic filler. In this case, any epoxy resin may be used as long as it has at least two epoxy groups in one molecule. For example, bisphenol A type epoxy resin, novolak type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, glycidyl type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthalene ring containing epoxy resin, cyclopentadiene containing epoxy resin, polyfunctional epoxy resin and the like can be mentioned. . Further, these epoxy resins may be appropriately combined. Of these, a biphenyl type epoxy resin or a naphthalene ring-containing epoxy resin is desirable for highly filling an inorganic filler. These epoxy resins preferably have a softening point of 50 to 100 ° C. and an epoxy equivalent of 100 to 400. Further, a brominated epoxy resin can be used for flame retardation.

【0021】一方、硬化剤としては、エポキシ樹脂用の
公知の硬化剤が使用され、例えばフェノール樹脂を用い
ることができる。フェノール樹脂としては、フェノール
ノボラック樹脂、トリフェノールメタン樹脂、フェノー
ルアラルキル樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、
シクロペンタジエン含有フェノール樹脂、テルペン環含
有フェノール樹脂などのフェノール性水酸基を2個以上
有するものが挙げられる。前記フェノール樹脂の中でも
軟化点が60〜120℃を有するものが好ましい。水酸
基当量としては90〜150のものが望ましい。硬化剤
の使用量は硬化有効量であり、例えばフェノール樹脂を
用いた場合、このフェノール樹脂の使用量はエポキシ基
と水酸基の当量比が0.5から2.0の範囲であれば如
何なる量でも良いが、通常エポキシ樹脂100重量部に
対し30〜100重量部、好ましくは40〜70重量部
である。30重量部では、十分な強度が得られず、一
方、100重量部と未反応のフェノール樹脂が残って耐
湿性を低下させる。
On the other hand, as the curing agent, a known curing agent for an epoxy resin is used, and for example, a phenol resin can be used. Phenol resins include phenol novolak resin, triphenol methane resin, phenol aralkyl resin, naphthalene ring-containing phenol resin,
Examples thereof include those having two or more phenolic hydroxyl groups, such as a cyclopentadiene-containing phenol resin and a terpene ring-containing phenol resin. Among the phenol resins, those having a softening point of 60 to 120 ° C are preferable. The hydroxyl equivalent is preferably from 90 to 150. The amount of the curing agent used is a curing effective amount.For example, when a phenol resin is used, the amount of the phenol resin may be any amount as long as the equivalent ratio of the epoxy group to the hydroxyl group is in the range of 0.5 to 2.0. Although good, it is usually 30 to 100 parts by weight, preferably 40 to 70 parts by weight, per 100 parts by weight of the epoxy resin. If the amount is 30 parts by weight, sufficient strength cannot be obtained, while 100 parts by weight and unreacted phenol resin remain to lower the moisture resistance.

【0022】無機質充填剤は、特にエポキシ樹脂組成物
を半導体封止に使用する場合に必須とされるもので、封
止材の膨張係数を小さくし、半導体素子に加わる応力を
低下させるためのものである。具体例としては、破砕
状、球状の形状をもった溶融シリカ、結晶性シリカが主
に用いられる。この他にアルミナ、チッ化ケイ素、チッ
化アルミなども使用可能である。
The inorganic filler is indispensable especially when the epoxy resin composition is used for semiconductor encapsulation, and is used for reducing the expansion coefficient of the encapsulant and reducing the stress applied to the semiconductor element. It is. As a specific example, fused silica or crystalline silica having a crushed or spherical shape is mainly used. In addition, alumina, silicon nitride, aluminum nitride and the like can also be used.

【0023】無機質充填剤の平均粒径としては5〜40
ミクロンのものが好ましい。特に好ましくは10〜30
ミクロンのものである。この種の無機質充填剤は、あら
かじめシランカップリング剤で表面処理して使用したも
のが望ましい。無機質充填剤の配合量は、樹脂成分の合
計量100部に対して200〜900部が好ましく20
0部に満たないと膨張係数が大きくなって半導体素子に
加わる応力が増大し、素子特性の劣化を招く場合があ
り、900部を超えると成形時の粘度が高くなって成形
性が悪くなる場合がある。
The average particle size of the inorganic filler is 5 to 40.
Micron ones are preferred. Particularly preferably, 10 to 30
Of micron. This kind of inorganic filler is desirably used after surface treatment with a silane coupling agent in advance. The compounding amount of the inorganic filler is preferably 200 to 900 parts with respect to 100 parts of the total amount of the resin components.
If the amount is less than 0 part, the expansion coefficient increases, the stress applied to the semiconductor element increases, and the element characteristics may deteriorate. If the amount exceeds 900 parts, the viscosity at the time of molding becomes high and the moldability deteriorates. There is.

【0024】更に、エポキシ樹脂組成物には、特に半導
体の封止材として用いる場合、低応力化のためにシリコ
ーン系の可とう性付与剤を添加することが好ましい。可
とう性付与剤としては、例えばシリコーンゴムパウダ
ー、シリコーンゲル、有機樹脂とシリコーンポリマーと
のブロックポリマーなどが挙げられる。なお、このよう
な可とう性付与剤を添加する代わりに二液タイプのシリ
コーンゴムやシリコーンゲルで無機質充填剤表面を処理
してもよい。上記可とう性付与剤の使用量は、組成物全
体の0.5〜10重量%、特に1〜5重量%とすること
が好ましく、使用量が0.5重量%未満では十分な耐衝
撃性を与えない場合があり、10重量%を超えると機械
的強度が不十分になる場合がある。
Further, when the epoxy resin composition is used as a sealing material for semiconductors, it is preferable to add a silicone-based flexibility-imparting agent in order to reduce stress. Examples of the flexibility-imparting agent include silicone rubber powder, silicone gel, and a block polymer of an organic resin and a silicone polymer. Instead of adding such a flexibility-imparting agent, the surface of the inorganic filler may be treated with a two-pack type silicone rubber or silicone gel. The use amount of the above-mentioned flexibility imparting agent is preferably 0.5 to 10% by weight, particularly preferably 1 to 5% by weight of the whole composition, and when the use amount is less than 0.5% by weight, sufficient impact resistance is obtained. May not be provided, and if it exceeds 10% by weight, the mechanical strength may be insufficient.

【0025】エポキシ樹脂組成物には、必要に応じてそ
の他の任意成分を本発明の効果を妨げない範囲で配合す
ることができる。このような任意成分としては、例えば
カルナバワックス、高級脂肪酸、合成ワックス類などの
難型剤、シランカップリング剤、酸化アンチモン、リン
化合物等が挙げられる。
[0025] The epoxy resin composition may contain other optional components, if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. Such optional components include, for example, hardeners such as carnauba wax, higher fatty acids, and synthetic waxes, silane coupling agents, antimony oxide, and phosphorus compounds.

【0026】上述した本発明の式(1)の化合物は、こ
のようなエポキシ樹脂組成物に硬化促進剤(硬化触媒)
として配合するもので、この場合、式(1)の化合物を
エポキシ樹脂化合物に配合する場合、式(1)の化合物
を微粉にして使用する方法、或いは、フェノール樹脂に
分散させて使用する方法がある。その配合量としては、
樹脂成分の合計量100重量部に対し0.1〜10重量
部、好ましくは、0.3〜5.0重量部である。0.1
重量部未満では短時間で硬化させることが出来ず、10
重量部を超えると硬化速度が早すぎて良好な成形品が得
られないばかりか、保存安定性も低下してしまう場合が
生じる。
The compound of the formula (1) of the present invention described above can be used as a curing accelerator (curing catalyst) in such an epoxy resin composition.
In this case, when the compound of the formula (1) is mixed with the epoxy resin compound, a method of using the compound of the formula (1) as fine powder or a method of dispersing it in a phenol resin is used. is there. As the compounding amount,
The amount is 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.3 to 5.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the resin components. 0.1
If the amount is less than 10 parts by weight, it cannot be cured in a short time.
If the amount is more than 10 parts by weight, the curing rate is too high to obtain a good molded product, and the storage stability may be reduced.

【0027】なお、エポキシ樹脂組成物には、本発明の
硬化触媒の他に、イミダゾールもしくはその誘導体、ト
リフェニルホスフィン、トリスP−メトキシフェニルホ
スフィン、トリシクロヘキシルホスフィンなどのホスフ
ィン誘導体、ジアザビシクロウンデセン(DBU)など
のシクロアミジン誘導体等の触媒とを併用して配合する
こともできる。
The epoxy resin composition contains, in addition to the curing catalyst of the present invention, imidazole or a derivative thereof, a phosphine derivative such as triphenylphosphine, trisP-methoxyphenylphosphine, tricyclohexylphosphine, or diazabicycloundecene. It can also be blended with a catalyst such as a cycloamidine derivative such as (DBU).

【0028】上記エポキシ樹脂組成物は、その製造に際
し、上述した成分の所定量を均一に撹拌、混合し、予め
70〜95℃に加熱してあるニーダー、ロール、エクス
トルダーなどで混練、冷却し、粉砕するなどの方法で得
ることができる。尚成分の配合順序に特に制限はない。
かかるエポキシ樹脂組成物はIC、LSI、トランジス
タ、サイリスタ、ダイオード等の半導体装置の封止用に
好適に使用できるものであり、プリント回路板の製造な
どにも有効に使用できる。ここで、半導体装置の封止を
行う場合、半導体封止用樹脂組成物の成形温度は150
〜180℃、ポストキュアは150〜180℃で2〜1
6時間行うことが好ましい。
In the production of the above epoxy resin composition, predetermined amounts of the above-mentioned components are uniformly stirred and mixed, and kneaded and cooled with a kneader, roll, extruder or the like which has been previously heated to 70 to 95 ° C. , Pulverization and the like. There is no particular limitation on the order of mixing the components.
Such an epoxy resin composition can be suitably used for encapsulating semiconductor devices such as ICs, LSIs, transistors, thyristors, and diodes, and can be effectively used for manufacturing printed circuit boards. Here, when the semiconductor device is sealed, the molding temperature of the resin composition for semiconductor sealing is 150.
~ 180 ° C, post cure at 150 ~ 180 ° C 2-1
It is preferably performed for 6 hours.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の無水トリメリット酸変性イミダ
ゾール化合物及びその製造方法において、無水トリメリ
ット酸と2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメ
チルイミダゾールとの反応をメチルセロソルブ中で行な
うことにより、工業的に有利に製造することができ、こ
の無水トリメリット酸と2−フェニル−4−メチル−5
−ヒドロキシメチルイミダゾールとの反応生成物(式
(1)の化合物)を硬化触媒として用い、エポキシ樹脂
を調製すると、保存安定性及び流動性が良好であり、か
つ速硬化性、耐湿性に優れた硬化物を与えるエポキシ樹
脂組成物を得ることができる。
According to the trimellitic anhydride-modified imidazole compound and the process for producing the same of the present invention, the reaction between trimellitic anhydride and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole is carried out in methyl cellosolve. Can be produced industrially advantageously, and this trimellitic anhydride and 2-phenyl-4-methyl-5
When an epoxy resin is prepared by using a reaction product with -hydroxymethylimidazole (compound of the formula (1)) as a curing catalyst, storage stability and fluidity are good, and fast curing and moisture resistance are excellent. An epoxy resin composition giving a cured product can be obtained.

【0030】[0030]

【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。尚、各例中の部はいずれも重量部である。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. The parts in each example are parts by weight.

【0031】〔実施例1〕1Lの温度計、攪拌機、還流
冷却管付き四ツ口フラスコに2−フェニル−4−メチル
−5−ヒドロキシメチルイミダゾール188部〔四国化
成(株)製、商品名2P4MHZ〕及びメチルセロソル
ブ300部を入れた。撹拌しながらこのフラスコを12
0℃に加熱し、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロ
キシメチルイミダゾールを溶解させた。加熱溶解後、メ
チルセロソルブ100部に無水トリメリット酸193部
〔東京化成(株)製〕を溶解させた溶液を滴下ロートよ
り滴下し、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシ
メチルイミダゾールと反応させた。滴下終了後、120
℃で1時間反応させ、次いで50℃に冷却した。次に3
Lのビーカーにアセトン1000mlを入れ、撹拌しな
がら上記反応混合物を投入し、析出物を濾過により採取
した。この濾過残渣に対し、アセトン500mlに入
れ、30分間撹拌し、濾過する洗浄工程を3回行なっ
た。次いで、この濾過残渣を100℃、減圧下で溶剤で
あるメチルセロソルブを取り除くことにより、淡赤色固
体の化合物A(上記式(1)で示される化合物)を得
た。得られた化合物Aの融点は255℃であった。
Example 1 188 parts of 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole [manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd., trade name 2P4MHZ] was placed in a 1 L four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer and reflux condenser. ] And 300 parts of methyl cellosolve. While stirring, place the flask in 12
Heat to 0 ° C. to dissolve 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole. After heating and dissolving, a solution prepared by dissolving 193 parts of trimellitic anhydride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in 100 parts of methyl cellosolve was dropped from a dropping funnel, and reacted with 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole. I let it. After dropping, 120
The reaction was carried out for 1 hour at 50 ° C, and then cooled to 50 ° C. Then 3
1000 ml of acetone was put into a L beaker, and the above reaction mixture was charged with stirring, and a precipitate was collected by filtration. The filter residue was washed three times with 500 ml of acetone, stirred for 30 minutes, and filtered. Subsequently, the solvent was removed from the filtered residue at 100 ° C. under reduced pressure to remove methyl cellosolve, thereby obtaining a light red solid compound A (compound represented by the above formula (1)). The melting point of the obtained compound A was 255 ° C.

【0032】この化合物Aの元素分析の結果を下記に示
す。
The results of elemental analysis of Compound A are shown below.

【0033】 C H N 化合物A 計算値(%) 63.16 4.21 7.37 実測値(%) 63.34 4.53 7.51 また、この化合物Aの赤外吸収スペクトルを図1に示
す。
CH N Compound A Calculated value (%) 63.16 4.21 7.37 Actual value (%) 63.34 4.53 7.51 The infrared absorption spectrum of Compound A is shown in FIG. Show.

【0034】〔実施例2〜5〕実施例1と同様の方法に
より、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチ
ルイミダゾール、無水トリメリット酸、反応時に使用す
るメチルセロソルブ、滴下時に使用するメチルセロソル
ブ、析出に必要なアセトンを表1の重量部で用いて、淡
赤色固体の化合物B、C、D、Eを得た。
[Examples 2 to 5] In the same manner as in Example 1, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, trimellitic anhydride, methyl cellosolve used in the reaction, methyl used in the dropping were used. Using cellosolve and acetone required for precipitation in parts by weight in Table 1, compounds B, C, D and E as pale red solids were obtained.

【0035】〔比較例1、2〕実施例1と同様の方法に
より、溶剤としてジメチルスルホキシド、ジメチルホル
ムアミドを表1の重量部で用いることにより、淡黄色固
体の化合物F、Gを得た。
[Comparative Examples 1 and 2] Light yellow solid compounds F and G were obtained in the same manner as in Example 1 except that dimethyl sulfoxide and dimethylformamide were used as a solvent in parts by weight in Table 1.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】表1の結果より、無水トリメリット酸と2
−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダ
ゾールの反応溶剤として、メチルセロソルブを用いた系
では、収率よく式(1)の化合物を合成できることが確
認された。
From the results shown in Table 1, trimellitic anhydride and 2
It was confirmed that in a system using methyl cellosolve as a reaction solvent for -phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, the compound of the formula (1) can be synthesized with high yield.

【0038】〔実施例6〜9、比較例3〜5〕表2に示
すように、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、実施例1で
得られた化合物Aを使用し、かつワックスE 1.5
部、カーボンブラック1部、ブロム化エポキシ樹脂6
部、三酸化アンチモン7部、溶融石英粉末500部及び
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン2部を熱
2本ロールにて均一に溶融混合し、冷却、粉砕してエポ
キシ樹脂組成物を調製した。比較例として、未反応の2
−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダ
ゾール(2P4MHZ)を用いて同様にエポキシ樹脂組
成物を調製し、これらの物性を比較した。
Examples 6 to 9, Comparative Examples 3 to 5 As shown in Table 2, an epoxy resin, a phenol resin, the compound A obtained in Example 1 were used, and the wax E 1.5
Part, 1 part of carbon black, brominated epoxy resin 6
Parts, 7 parts of antimony trioxide, 500 parts of fused quartz powder and 2 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane were uniformly melt-mixed with a hot two roll, cooled and pulverized to prepare an epoxy resin composition. . As a comparative example, unreacted 2
Epoxy resin compositions were similarly prepared using -phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole (2P4MHZ), and their physical properties were compared.

【0039】これらのエポキシ樹脂組成物につき、以下
の(イ)〜(ホ)に示す諸試験を行なった。その結果を
表2に示す。
Various tests shown in the following (a) to (e) were conducted on these epoxy resin compositions. Table 2 shows the results.

【0040】(イ)スパイラルフロー EMMI規格に準じた金型を使用して175℃、70k
g/cm2 の条件で測定した。
(A) Spiral flow Using a mold conforming to the EMMI standard, 175 ° C., 70 k
g / cm 2 .

【0041】(ロ)熱時硬度 175℃、70kg/cm2 、成形時間90秒の条件で
10×4×100mmの抗折棒を成形した時の熱時硬度
をバーコール硬度計で測定した。
(B) Hot hardness The hardness at the time of forming a 10 × 4 × 100 mm bending rod under the conditions of 175 ° C., 70 kg / cm 2 and a forming time of 90 seconds was measured with a Barcol hardness meter.

【0042】(ハ)保存安定性 各々の材料を25℃に放置した時にスパイラルフロー値
がそれぞれの初期値の80%になった時の日数を示し
た。
(C) Storage stability The number of days when the spiral flow value was 80% of the initial value when each material was left at 25 ° C. was shown.

【0043】(ニ)ゲル化時間 組成物のゲル化時間を175℃で測定した。(D) Gelation time The gelation time of the composition was measured at 175 ° C.

【0044】(ホ)溶融粘度 高化式フローテスター(島津製作所社製)を用い175
℃で測定した。
(E) Melt viscosity 175 using a Koka type flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation)
Measured in ° C.

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】表2の結果より、無水トリメリット酸と2
−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシイミダゾール
との塩(式(1)の化合物)を硬化促進剤(硬化触媒)
として用いたエポキシ樹脂組成物は、未反応の2−フェ
ニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール
を用いたエポキシ樹脂組成物に比較して、混練り時の粘
度上昇も少なく、流動性、保存安定性が良好であり、硬
化性等に優れた組成物を提供することが確認された。
From the results shown in Table 2, trimellitic anhydride and 2
A salt with -phenyl-4-methyl-5-hydroxyimidazole (compound of formula (1)) as a curing accelerator (curing catalyst)
The epoxy resin composition used as the resin has less increase in viscosity at the time of kneading than the epoxy resin composition using unreacted 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, and has fluidity and storage. It was confirmed that the composition had good stability and provided a composition excellent in curability and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の無水トリメリット酸変性イミダゾール
化合物の赤外吸収スペクトルである。
FIG. 1 is an infrared absorption spectrum of a trimellitic anhydride-modified imidazole compound of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記構造式(1)で示される無水トリメ
リット酸変性イミダゾール化合物。 【化1】
1. A trimellitic anhydride-modified imidazole compound represented by the following structural formula (1). Embedded image
【請求項2】 無水トリメリット酸と2−フェニル−4
−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールとをメチ
ルセロソルブ中で反応させることを特徴とする請求項1
記載の無水トリメリット酸変性イミダゾール化合物の製
造方法。
2. Trimellitic anhydride and 2-phenyl-4
2. The reaction of -methyl-5-hydroxymethylimidazole with methyl cellosolve.
A process for producing the trimellitic anhydride-modified imidazole compound as described above.
【請求項3】 請求項1記載の無水トリメリット酸変性
イミダゾール化合物からなるエポキシ樹脂組成物用硬化
促進剤。
3. A curing accelerator for an epoxy resin composition comprising the trimellitic anhydride-modified imidazole compound according to claim 1.
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