JP3267636B2 - エポキシ樹脂組成物および電子部品封止用材料 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物および電子部品封止用材料Info
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Description
よび耐半田性に優れたエポキシ樹脂組成物と電子部品封
止用材料に関する。
子部品を封止するために、主として、クレゾ−ルノボラ
ック型エポキシ樹脂が使用されていることは周知の事実
であるが、集積度の増大化や、電子部品の小型化、薄層
化等に伴って、耐半田クラック性の向上等のため、耐熱
性、耐湿性および靱性などのバランスのとれた封止用樹
脂に対する要求が高まってきている。
ポキシ樹脂としてオルソクレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂があるが、これでは上記に耐半田クラック性にお
いて不十分であり、既に時代遅れのものと成りつつあ
る。
樹脂として硬化物を与えるエポキシ樹脂として、特開平
2−88621号公報には1,6−ジグリシジルナフタ
レンジグリシジルエーテルを用いた半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物が記載されている。
ナフタレンジグリシジルエーテルを用いた場合、溶融粘
度は低く成形性は良好なものの、当該樹脂自体が室温で
液状のため、コンパウンド化した際にブロッキングが発
生し、作業性および貯蔵性が劣ること問題となってい
る。また、靱性も耐半田性において満足すべき性能を提
供する域には到達していない。さらにはその性能に大き
く影響を及ぼす耐湿性も満足できるレベルには至ってい
ない。
こうした現状に鑑みて鋭意研究した結果、ジヒドロキシ
ナフタレンジグリシジルエーテルのオリゴマーを30〜
80重量%含有するエポキシ樹脂を用いると、従来の封
止用樹脂組成物に比べて非常に優れた靭性、耐熱性、耐
湿性、低線膨張係数を有し、更に作業性、成形性にも優
れた電子部品封止用材料が得られることを見い出した。
度が高くなるにつれ、その硬化物の架橋密度が低下し、
耐熱性および強度の低下がおこる。その代わり弾性率の
低下と伸びが大きくなり、可撓性が付与される。しかし
ながら当該ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテ
ルのオリゴマーを30〜80重量%含有するエポキシ樹
脂は、平均重合度が大きくなり、架橋密度が小さくなる
にもかかわらず、耐熱性の低下の無視できる程小さく、
かつ強度が「曲げ」、「引っ張り」ともに大きく向上し
た。さらには線膨張係数も低下し、耐湿性に尺度である
吸水率も低減された。これらの事象は非常に特異であ
り、かつ本発明者らが初めて見い出したことである。
合、上記の優れた特性により、耐半田クラック性に極め
て優れたものになることも併せて見い出した。一方特開
平2−88621号公報では、ジヒドロキシナフタレン
ジグリシジルエーテルのみからなるエポキシ樹脂を用い
ることにより高い流動性が得られたとしているが、当該
ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテルのオリゴ
マーを含有するエポキシ樹脂を使用した電子部品封止用
材料に関しても、ジヒドロキシナフタレンジグリシジル
エーテルのオリゴマーの含有量を調節することにより、
溶融時(例えば175℃での)の粘度は極めて低く、上
記ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテルのみか
らなるエポキシ樹脂と比較して、その流動性には実質的
な差は認められない。
リシジルエーテルのオリゴマーを30〜80重量%含有
するエポキシ樹脂は、半導体封止材に使用する樹脂とし
て現時望まれている優れた特性を有し、耐半田クラック
性に極めて優れた封止材を提供しうるものである。また
種々の2官能エポキシ樹脂の中から、当該エポキシ樹脂
を選択した場合に、その平均重合度を大きくすることに
よって、靭性が飛躍的に向上し、耐熱性の低下も実質的
には無視できる程度に収まることは未だ知られていない
事象であることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。
化剤(B)とを含有する電子部品封止用材料において、
エポキシ樹脂(A)がジヒドロキシナフタレンジグリシ
ジルエーテルのオリゴマーを30〜80重量%含有する
ものであることを特徴とする電子部品封止用材料を提供
するものである。
グリシジルエーテルのオリゴマーを30〜80重量%含
有するエポキシ樹脂は、なかでも諸特性のバランスに優
れる点でオリゴマーを50〜80重量%の範囲が特に好
ましい。ここで「ジヒドロキシナフタレンジグリシジル
エーテルのオリゴマー」とは、ジヒドロキシナフタレン
ジグリシジルエーテルが、更にジヒドロキシナフタレン
と反応した構造のエポキシ樹脂をいい、例えば、1,6
−ジヒドロキシナフタレンのジグリシジルエーテルにお
いて、オリゴマーとは、下記一般式におけるn=1以上
の高分子量成分をいう。
のオリゴマーを30〜80重量%含有するエポキシ樹脂
とは、ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテルと
オリゴマーとからなるエポキシ樹脂をいう。また、ジヒ
ドロキシナフタレンジグリシジルエーテルのオリゴマー
中に含まれる2〜5核体の含有率が50重量%以上であ
ると更に好ましい。
でに公知であるところの2官能エポキシ樹脂オリゴマー
の製造方法に準拠すればよい。この方法には、一般的
に、ジヒドロキシナフタレン1モルに対してエピクロル
ヒドリン等のエピハロヒドリンを例えば0.7〜1.5
モルの範囲で反応させることにより所望のオリゴマーを
得る1段法と呼ばれる方法と、ジヒドロキシナフタレン
1モルに対して、エピハロヒドリンを例えば3モル以上
の範囲で反応させて一旦ジヒドロキシナフタレンジグリ
シジルエーテルからなる低分子量エポキシ樹脂を製造し
た後、さらにジヒドロキシナフタレンを添加して付加重
合させることにより所望のオリゴマーを得る2段法と呼
ばれる方法の2つがある。
ポキシ樹脂を併用することができ、その選択は目的とす
る性能によって行なえばよい。その他のエポキシ樹脂を
例示するならば、オルソクレゾールノボラック型、ビス
フェノールA型、ビスフェノールF型、テトラブロモビ
スフェノールA型、ブロム化フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂等があげられるがこれらに限定されるもので
はない。
種フェノール類ノボラック樹脂をはじめ、ジエチレント
リアミン、トリエチレンテトラミンの如き各種の脂肪族
アミン類;ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシ
ル)メタンの如き脂環族アミン;メタフェニレンジアミ
ン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルス
ルホンの如き各種の芳香族アミン類;各種のポリアミド
樹脂ないしはそれらの各種変性物;無水マレイン酸、無
水フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルヘ
キサハイドロフタル酸、ベンゾフェノンテトラカルボン
酸二無水物、無水ピロメリット酸の如き各種の酸無水
物;またはジシアンジアミド、イミダゾール、BF3−
アミン錯体、各種グアニジン誘導体の如き各種の潜在硬
化剤などが挙げられる。
一分子中に含まれるエポキシ基の数と、硬化剤中のアミ
ノ基またはイミノ基、フェノール性水酸基等の活性水素
基の数あるいは酸無水物基の数が当量付近となる量が一
般的である。
剤(C)、充填剤(D)、その他着色剤、難燃剤、離型
剤、カップリング剤などの公知慣用の各種の添加剤成分
等を適宜、配合せしめることができる。
ルベンジルアミンの如き各種の三級アミン類;2−メチ
ルイミダゾールの如き各種のイミダゾール類;またはア
ミン金属塩類の如き各種の有機金属化合物;1,3,5
−トリヒドロキシベンゼンの如き多価フェノール類など
が挙げられ、公知慣用の各種の硬化促進剤であれば、い
ずれも使用できる。
シリカ粉、溶融シリカ粉、アルミナ粉、タルク、石英ガ
ラス粉、炭酸カルシウム粉、ガラス繊維などがあげられ
るが、特にこれらに限定されるものではない。
水性、靭性などに優れる硬化物を与えるので、特にそれ
らが要求される半導体封止材料には最適である。
により本発明を具体的に説明する。尚、例中の部および
%はいずれも重量基準である。
エピクロルヒドリンに溶解させ、撹拌しつつ80℃で、
20%水酸化ナトリウム水溶液の440gを3時間かけ
て滴下し、さらに同温度に2時間のあいだ保持して反応
を続行させてからメチルイソブチルケトン(MIBK)
450gを加えて80℃に昇温した後に水層を除去し
た。しかるのち、共沸蒸留により水を除去し、濾過し、
さらにMIBKを留去せしめて、固形エポキシ樹脂
(a)270gを得た。エポキシ当量は250で、軟化
点は65℃であった。また、この樹脂中にはジヒドロキ
シナフタレンジグリシジルエーテルのオリゴマーを75
%含有していた。
ーテル系エポキシ樹脂(エポキシ当量152)200g
に、1,6−ジヒドロキシナフタレン30gを加え、1
50℃で5時間攪拌して、固形エポキシ樹脂(b)23
0gを得た。エポキシ当量は250で、軟化点は65℃
であった。またこの樹脂中にはジヒドロキシナフタレン
ジグリシジルエーテルのオリゴマーを75%含有してい
た。
ーテル系エポキシ樹脂(エポキシ当量152)200g
に、1,6−ジヒドロキシナフタレン10gを加え、1
50℃で5時間攪拌して、固形エポキシ樹脂(c)21
0gを得た。エポキシ当量は190で、軟化点は40℃
であった。またこの樹脂中にはジヒドロキシナフタレン
ジグリシジルエーテルのオリゴマーを45%含有してい
た。
樹脂(エポキシ当量211)100gと、合成例1で得
られたエポキシ樹脂(a)300gをブレンドした。得
られた樹脂(d)は固形で、エポキシ当量235であっ
た。
って、本発明および対照用のエポキシ樹脂組成物を得
た。なお、硬化剤はエポキシ樹脂中のエポキシ基の1個
に対して硬化剤中の水酸基が1個となるような割合で用
いた。
において2時間、更に180℃において5時間なる条件
で、各別に硬化せしめて試験片を作製し、JISK−6
911に準拠して曲げ強度、曲げ弾性率、引張り強度い
よび引張り伸び率を、動的粘弾性試験機にてガラス転移
温度を、さらには85℃・85%RHの条件下にて30
0時間後の吸水率をそれぞれ測定した。その結果を表1
に示す。
ロールにて100℃で8分間混練りた後、粉砕したもの
を、1200〜1400Kg/cm2 の圧力にてタブレ
ットとして、本発明および対照用の電子部品封止用材料
を得た。
ー成形機にてプランジャー圧力80Kg/cm2 、金型
温度175℃、成形時間100秒の条件下にて成形し、
その後175℃で8時間の後硬化を施して試験片を作成
し、耐熱衝撃性試験を行なった。この試験は、試験片を
−50℃×30分〜150℃×30分の熱サイクルを4
00回繰り返した後のクラック発生率を調べた。試験片
数は20個。この結果を表2に示す。
−ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル系エポ
キシ樹脂(1,6−ジヒドロキシナフタレンジグリシジ
ルエーテル含有率99%、エポキシ当量141) *2) エポキシ樹脂(b′):オルソクレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂(エポキシ当量211、軟化点77
℃) *3) エポキシ樹脂(e) :臭素化ビスフェノールA型
エポキシ樹脂(エポキシ当量365、臭素含有率48.
8%) *4) 硬化剤 :フェノールノボラック樹脂
(軟化点80℃) *5) 硬化促進剤 :トリフェニルフォスフィン
ーテルのオリゴマーを含有するエポキシ樹脂を用いた本
発明の電子部品封止材料は、従来の封止用エポキシ樹脂
組成物に比べて非常に優れた靭性、耐熱性、耐湿性、低
線膨張係数を有しており、しかし作業性、成形性にも優
れたものとなる。
Claims (5)
- 【請求項1】 エポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)とを
含有する電子部品封止用材料において、エポキシ樹脂
(A)がジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル
のオリゴマーを30〜80重量%含有するものであるこ
とを特徴とする電子部品封止用材料。 - 【請求項2】 ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエ
ーテルのオリゴマーが、1,6−ジヒドロキシナフタレ
ンジグリシジルエーテルのオリゴマーである請求項1記
載の材料。 - 【請求項3】 エポキシ樹脂(A)が、ジヒドロキシナ
フタレン1モルに対してエピハロヒドリンを0.7〜
1.5モルの範囲で反応させてなるものである請求項1
又は2記載の材料。 - 【請求項4】 エポキシ樹脂(A)が、ジヒドロキシナ
フタレン1モルに対して、エピハロヒドリンを3モル以
上の範囲で反応させて低分子量エポキシ樹脂を製造した
後、更にジヒドロキシナフタレンを添加して付加重合さ
せてなるものである請求項3記載の材料。 - 【請求項5】 ジヒドロキシナフタレンが、1,6−ジ
ヒドロキシナフタレである請求項4記載の材料。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-03-30 JP JP06743591A patent/JP3267636B2/ja not_active Expired - Lifetime
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