JP3940945B2 - 電子部品封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流動性と硬化性と耐熱性に優れた、半導体封止材料及び絶縁粉体塗料等の電子部品封止材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エポキシ樹脂を用いたＩＣやＬＳＩ等の半導体封止材は、通常、粉砕した固形エポキシ樹脂や固形硬化剤や無機充填材などをあらかじめドライブレンドして、そのブレンド物を熱ロールやエクストルーダーなどの混練装置を用いて、加熱溶融混練することによって調整されている。
【０００３】
ところで近年の半導体の生産においては、半導体パッケ−ジの成形サイクルが短縮化する傾向にあり、一層の生産性向上が求められいること、半導体パッケージが薄型化していること、またデバイスの消費電力が上がり作動中のパッケ−ジ温度が高まっていることから、これに対応した半導体封止材料、即ち硬化性と流動性と耐熱性とを兼備した材料が求められている。
【０００４】
半導体封止材用途には、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（以下「ＥＣＮ」という）が広く使用されているが、当該エポキシ樹脂は耐熱性には優れるものの、硬化性と流動性と耐熱性のバランスにおいて満足できるものではなかった。即ち、硬化性の向上を図るためには、分子量を上げる必要があり、流動性の犠牲を余儀なくされるものであった。
【０００５】
そこで、ＥＣＮに固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を配合して、流動性を高める方法が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＥＣＮに固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を配合して、流動性を高める方法では、多少の流動性は改善されるものの、耐熱性及び硬化性の著しい低下を来すものであった。本発明が解決しようとする課題は、半導体パッケージの耐熱性を低下させることなく、流動性及び硬化性を著しく改善することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討重ねた結果、ノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）と、ビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）とを併用して得られる、フェノールとケトン化合物との重縮合体のエポキシ化物であって、特定量の２核体成分を所定割合で含み、かつ、特定ガラス転移温度域を有するものを用いることにより、半導体パッケージの耐熱性を低下させることなく、流動性及び硬化性を著しく改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、ノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）と、ビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）とを併用して得られる、フェノール類がアルキリデン基で結節された多価フェノール類のエポキシ化物であって、２核体含有量が２０〜３０重量％で、かつＤＳＣで測定されるガラス転移温度が１０〜３０℃であり、かつ、前記エポキシ化物の２核体成分として、イソプロピリデン基で結節されたエポキシ樹脂（以下、「イソプロピリデン結合体」と略記する）と、メチリデン基で結節されたエポキシ樹脂（以下、「メチレン結合体」と略記する）とを含有しており、かつ、イソプロピリデン結合体／メチレン結合体の比率が重量基準で７〜１６であるエポキシ樹脂（Ａ）、及び、硬化剤（Ｂ）を必須成分とすることを特徴とする電子部品封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）は、フェノール類がアルキリデン基で結節された多価フェノール類のエポキシ化物であって、２核体含有量が２０〜３０重量％で、かつＤＳＣで測定されるガラス転移温度が１０〜３０℃のものである。
【０００９】
ここで、フェノール類とは、フェノール、アルキルフェノール、ナフトール、ジヒドロキシナフタレン、臭素化フェノール等が挙げられ、また、アルキリデン基としてはメチリデン基、イソプロピリデン基等が挙げられる。
【００１０】
そして、フェノール類がアルキリデン基で結節された多価フェノール類のエポキシ化物としては、以下に好適なものを例示すれば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、その他炭素原子数１〜８のアルキル基で核置換されたビスフェノール型エポキシ樹脂が挙げられる。
【００１１】
また、エポキシ樹脂（Ａ）における２核体含有量が２０〜３０重量％とは、前記ノボラック型エポキシ樹脂又はビスフェノール型エポキシ樹脂における芳香核の核体数が２の化合物を２０〜３０重量％含むものをいい、核体数が２の化合物とは具体的には下記構造式
【００１２】
【化１】
（式中、Ｘはにメチリデン基又は2,2-プロピリデン基を表し、Ｒ１は夫々独立的に水素原子、炭素原子数１〜８のアルキル基、塩素原子、臭素原子又はフッ素原子を表す。）
で表されるものが挙げられる。
【００１３】
また、エポキシ樹脂（Ａ）は２核体含量が２０〜３０重量％で、かつＤＳＣで測定されるガラス転移温度が１０〜３０℃であるが、このように２核体含量を２０〜３０重量％の範囲に調整することにより硬化反応時の硬化性を著しく高めることができるとともに、ガラス転移温度を１０〜３０℃とすることにより流動性に優れた性能となる。即ち、２核体含量が２０重量％未満では流動性が低下する一方、３０重量％を越えるとエポキシ樹脂のガラス転移温度が低下し、保管中にブロッキングを起こしやすく、硬化剤を配合した電気部品封止材料の原料の保存安定性も悪化し、更に硬化物の耐熱性も悪化するため好ましくない。従って、２０〜３０％の範囲で、かつガラス転移温度が１０〜３０℃にある場合、流動性、ハンドリング性、耐熱性と硬化性のバランスが非常に良好なものとなる。
【００１４】
また、本発明においては、エポキシ樹脂（Ａ）中の２核体成分として、イソプロピリデン基で結節されたエポキシ樹脂（以下、「イソプロピリデン結合体」と略記する）と、メチリデン基で結節されたエポキシ樹脂（以下、「メチレン結合体」と略記する）とが共存していることが好ましく、特に両者の存在比(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)が重量基準でが７〜１６であることが好ましい。即ち、７以上において硬化性及び耐熱性が著しく向上する他、１６以下においては流動性が良好なものとなる。従って、７〜１６の範囲が流動性、耐熱性と硬化性のバランスが良好となるため好ましい。
【００１５】
このようなエポキシ樹脂（Ａ）を調整する方法としては、特に制限されないが、２核体とそれ以外の高分子量体との存在比率を調整することにより前記条件を満足させる方法が挙げられる。具体的には、たとえばビスフェノール類と、フェノールノボラックとの混合物にエピハロヒドリンを反応させてエポキシ化させる方法（方法１）、或いは、前記例示列挙した各エポキシ樹脂（Ａ）のうち、ノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）とビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）とを併用する方法（方法２）が挙げられるが、後者の方が調整が容易であり好ましい。
【００１６】
ここで、方法１としては、例えば、ノボラック樹脂とＢＰＡの混合物の水酸基の１当量に対し、エピハロヒドリンを１.４〜２０当量添加し、塩基の存在下に５０〜１２０℃で反応を行えばよい。
【００１７】
ここで、エポキシ化の際に用いる塩基は特に限定されるものではなく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられるが、好ましくは水酸化ナトリウム及び／または水酸化カリウムが挙げられる。
【００１８】
本発明に関わるエピハロヒドリンとしては特に限定しないが、好ましくはエピクロルヒドリン、β−メチルエピクロルヒドリンが挙げられる。
【００１９】
一方、方法２は、前記例示列挙した各エポキシ樹脂（Ａ）の内、ノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）と、ビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）とを併用することによってエポキシ樹脂（Ａ）を調整するものである。
ここで、ビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）としては、特にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いることが特に硬化性が飛躍的に向上する点から好ましい。また、半導体パッケージの耐熱性および成形時における流動性の改善効果が顕著である点からビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）は、２５℃の粘度が５０、０００ｃｐｓ以下のものが好ましい。
【００２０】
また、方法２でエポキシ樹脂（Ａ）を調整する場合において、前記のイソプロピリデン結合体／メチレン結合体の比率を重量基準で７〜１６にする場合は、使用するノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）として当該樹脂中の２核体含量を５重量％以下に低減しておくことが好ましい。低減方法としては特に制限されないが、原料ノボラック樹脂とエピハロヒドリン類と反応させて得たものを、アルコール抽出あるいは高真空下で蒸留することによって得られる。
【００２１】
また、ノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）とビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）との使用割合は特に制限されるものではなく、前記した種々の条件を満たすよう適宜選択すればよいが、具体的には、重量基準で（ａ１）／（ａ２）＝９７／３〜５０／５０となる範囲が好ましい。
【００２２】
以上詳述したノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）及びビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）の混合物、又はエポキシ樹脂（Ａ）は、コーンプレート型ＩＣＩ粘度計で測定した１５０℃での溶融粘度が５.０ポイズ以下のものであることが流動性の点から無期充填材（Ｃ）の充填率が高められる点から好ましい。
【００２３】
次に、本発明に用いられる硬化剤（Ｂ）としては、通常エポキシ樹脂の硬化剤として常用されている化合物はすべて使用することができ、特に限定されるものではないが、例えばフェノールノボラック樹脂、オルソクレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、ビスフェノールＦノボラック樹脂、フェノール類−ジシクロペンタジエン重付加型樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ジヒドロキシナフタレンノボラック樹脂、キシリデン基を結接基とした多価フェノール類、フェノール類−アラルキル樹脂、ナフトール類−アラルキル樹脂、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの脂肪族アミン類、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などの芳香族アミン類、ポリアミド樹脂およびこれらの変性物、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、無水ピロメリット酸などの酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミド、イミダゾール類、ＢＦ3−アミン錯体類、グアニジン誘導体等の潜在性硬化剤等が挙げられる。中でも半導体パッケージ製造時の硬化性と、硬化物の耐熱性に優れる点から、上記フェノールノボラック樹脂等のフェノール類−ホルムアルデヒド樹脂が好ましく、また、成形時の硬化性、硬化物の低吸湿率に優れる点からフェノール−アラルキル樹脂が好ましい。
【００２４】
これらの硬化剤（Ｂ）の使用量は、エポキシ樹脂を硬化せしめる量であれば何れでもよく、特に限定されないが、具体的にはエポキシ樹脂の１分子中に含まれるエポキシ基の数と、硬化剤中の活性水素の数が当量比で［エポキシ基／活性水素＝（１．０／０．７）〜（１．０／１．３）］となる量が好ましい。
【００２５】
本発明の電子部品封止用エポキシ樹脂組成物においては、上記各成分に加え、更に無機充填材（Ｃ）を併用することが好ましい。使用し得る無機充填材（Ｃ）としては、特に限定されないが破砕シリカ、溶融シリカ、アルミナ、タルク、クレー、ガラス繊維等が挙げられる。これらの中でも、特にシリカ類が一般的に用いられている。また流動性の向上を目的に球状シリカを併用しても構わない。
【００２６】
無機充填材（Ｃ）の配合率としても、特に限定するものではないが、７０〜９５重量％の範囲内が硬化物の機械物性や吸湿特性や線膨張係数などの特性を向上させるためには好ましい。
【００２７】
また硬化促進剤を適宜使用しても構わない。硬化促進剤としては公知慣用のものがいずれも使用できるが、例えば、リン系化合物、第３級アミン、イミダゾール、有機酸金属塩、ルイス酸、アミン錯塩、等が挙げられ、これらは単独のみならず２種以上の併用も可能である。半導体封止材料用途としてリン系ではトリフェニルフォスフィン、アミン系ではＤＢＵなどが、硬化性、耐熱性、電気特性、耐湿信頼性などが優れるために好ましいものである。
【００２８】
また本発明においては、詳述したエポキシ樹脂に加え、必要に応じ適宜その他のエポキシ樹脂を併用しても構わない。この際に用いられるエポキシ樹脂としては、公知慣用のものが何れも使用でき、例えば臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などの難燃型エポキシ樹脂や、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
また必要に応じて、着色剤、難燃剤、離型剤、またはカップリング剤などの公知慣用の各種の添加剤成分も適宜配合せしめることができる。
【００３０】
以上詳述した組成物から電子部品封止材料を製造するには、特に制限されるものではないが、エポキシ樹脂（Ａ）を前記方法２で調整する場合には、例えばノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）とビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）とを加熱装置と撹拌装置が付いた容器に入れて、溶融混練する。ここで、攪拌装置としては、特に限定されないが、タービン翼、マックスブレンド翼、アンカー翼等を有する攪拌装置が挙げられる。また、この際の温度条件は、特に制限されるものではないが、１００〜２００℃の範囲であることが好ましい。また、混練時間は、特に制限されないが、１０〜１００分間撹拌することが好ましい。
溶融混練後は、均一化した溶融混練物を容器から取り出した後に、室温まで冷却し、この溶融混練物を粉砕装置によって粉砕する。
次いで、粉砕された該溶融混練物を、更に硬化剤（Ｂ）、無機充填材（Ｃ）、更に必要に応じ前記したその他の混合成分と共にドライブレンドされる。ドライブレンド工程はヘンシェルミキサーの類の粒体混合機を使用すればよく、混合機の種類は特に限定されるものではない。
【００３１】
次いで、得られたドライブレンド物を溶融混練することによって目的とする電子部品封止材料が得られる。ここでの溶融混練も公知公用の方法に従って行えばよく、特に方法が限定されるものではないが、例えばロールやエクストルーターなどを使用して、７０〜１３０℃の温度で５〜３０分間混練する方法が挙げられる。
【００３２】
この様にして得られる電子部品封止材料は、具体的にはディスクリート、ＩＣ等の半導体封止材料、抵抗コンデンサー等の絶縁粉体塗料の具体的用途が挙げられるが、特に半導体封止材料として有用である。
【実施例】
次に本発明を製造例により具体的に説明する。尚、例中において部は特に断りのない限りすべて重量部である。
【００３３】
［組成物中の構成成分の割合］
（株）東ソー製「ＳＣ８０１０」ゲル・パーミエーション・クロマトグラフに東ソー製のカラム(Ｇ４０００ＨＸＬを１本、Ｇ３０００ＨＸＬを１本、Ｇ２０００ＨＸＬを２本)を装着し、溶媒にテトラヒドロキシフランを用いて、
流速＝１．０ｍｌ／分、圧力＝９２Ｋｇ／ｃｍ２、検出器＝ＲＩ ３２×１０−６ＲＩＵＦＳの条件にて測定した。
［溶融粘度］
Ｒｅｓｅａｃｈ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＬＴＤ.製「ＩＣＩ ＣＯＮＥ＆ＰＬＡＴＥ ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ」を用いて、５０Ｈｚのもとで１５０℃にて測定した。
［エポキシ樹脂ガラス転移点］
セイコー電子工業製「ＤＣＳ２２０Ｃ」を用いて昇温速度３℃／分条件にて測定した。
【００３４】
実施例１
第一段階：温度計、冷却還流管、撹拌器を備えた、２リットルのフラスコに、オルソクレゾール１０００ｇ、８０％パラホルム１７４ｇ、シュウ酸１０ｇを仕込み、１００℃に昇温した後、３７％ホルマリン３７５ｇを１時間で滴下し、その後還流反応を４時間行った。反応終了後、徐々に２００℃まで昇温し、メタノールと水を留去した。更に、減圧状態で(５ｍｍＨｇ)で水蒸気蒸留にて精製を行い、淡黄色透明、軟化点１１０℃のオルソクレゾールノボラック樹脂１０００ｇを得た。
【００３５】
第二段階：下ロート、冷却管、撹拌器を備えた、下部に分液コック付きの２リットルのセパラブルフラスコに、第一段階で得られたオルソクレゾールノボラック樹脂を４００ｇ、エピクロルヒドリン１０８０ｇを仕込、撹拌、溶解させ、４５℃に加熱した。その後適下ロートより、２０％水酸化ナトリウム水溶液の７５０ｇを３時間かけて適下した。適下終了後３０分間撹拌を続け、反応を完結させた。その後撹拌を停止し静置し、下層の食塩水を分液し除いた。次に、過剰のエピクロルヒドリン、水を蒸留回収した。得られた粗樹脂中をメチルイソブチルケトン８００ｇで溶解させ、３％水酸化ナトリウム水溶液を６０ｇ加え、８０℃、３時間撹拌した。その後水洗により生成した塩およびアルカリを油水分離で除き、脱水、濾過後、徐々に１５０℃まで昇温し、メチルイソブチルケトンを留去した。更に、減圧状態で(５ｍｍＨｇ)で水蒸気蒸留にて精製を行い、エポキシ樹脂（Ｅ１）５５０ｇを得た。
得られたエポキシ樹脂（Ｅ１）のエポキシ当量は２１３、２核体含量は３重量％であった。
【００３６】
実施例２
実施例１第一段階で使用した８０％パラホルムを１７３ｇ、３７％ホルマリンを３００ｇ加えるように変更した以外は実施例１第一段階と同様にして、淡黄色透明、軟化点１２０℃のオルソクレゾールノボラック樹脂１０００ｇを得、
ついで、実施例１第二段階と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ２)を５５０ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ２)のエポキシ当量は２１２、２核体含量の含有率は３重量％であった。
【００３７】
実施例３〜５
冷却管、撹拌器を備えた、下部に分液コック付きの２リットルの丸底フラスコに、ｎ−ブタノール１５００ｇを仕込、撹拌しながら１００℃に保温する。これにエポキシ樹脂(Ｅ２)１５００ｇを少量づつ添加し、均一に溶解する。溶解後、静置し、４０℃まで放冷する。放冷後、上層に分離しているｎ−ブタノールをデカンテーションにて分割する。次にｎ−ブタノールを５００ｇ加え、撹拌しながら１００℃に昇温する。１００℃到達後、再び静置し、４０℃まで放冷する。放冷後、分離しているｎ−ブタノールをデカンテーションにて分割した。この分割を繰り返し、いくつかのフラクションを得た。それらをＧＰＣにより２核体含量を測定し、含有率の似かよったものを集め、ｎ−ブタノールを蒸留回収し、最終的には３種のエポキシ樹脂(Ｅ３)〜(Ｅ５)とした。
(Ｅ３)のエポキシ当量は２１２、２核体含有量 ８重量％
(Ｅ４)のエポキシ当量は２２０、２核体含有量 ２重量％
(Ｅ５)のエポキシ当量は２３０、２核体含有量 １重量％未満
【００３８】
実施例６
エポキシ樹脂(Ｅ１)５００ｇにＢＰＡ型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、ＥＰＩＣＬＯＮ ８４０Ｓ)１６７ｇを加え、１３０℃にて溶融混合後、冷却し、エポキシ樹脂(Ｅ６)６６７ｇを得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ６)のエポキシ当量は２０６、２核体含有量は２３重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は１０、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は３.１ポイズ、ガラス転移温度２０℃であった。これらの性状を表１に示す。
【００３９】
実施例７
実施例６で、使用したＢＰＡ型液状エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、ＥＰＩＣＬＯＮ ８４０Ｓ)を２１４ｇ加えるように変更した以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ７)を７１４ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ７)のエポキシ当量は２０４、２核体含有量は２７重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は１２、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は２.１ポイズ、ガラス転移温度１６℃であった。これらの性状を表１に示す。
【００４０】
実施例８
実施例６で、使用したＢＰＡ型液状エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、EPICLON 840S)を２６９ｇ加えるように変更した以外は実施例６と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ８)を７６９ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ８)のエポキシ当量は２０３、２核体含有量は３１重量％、２核体の構造物のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は１５、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は１.４ポイズ、ガラス転移温度１２℃であった。これらの性状を表１に示す。
【００４１】
実施例９
実施例６で、使用したエポキシ樹脂(Ｅ１)の代わりに、エポキシ樹脂(Ｅ４)を５００ｇ用い、ＢＰＡ型液状エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、ＥＰＩＣＬＯＮ ８４０Ｓ)を１７６ｇ加えるように変更した以外は実施例１２と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ９)を６７６ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ９)のエポキシ当量は２１１、ｎ＝０の含有率は２３重量％、ｎ＝０の構造物のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は１５、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は３.３ポイズ、ガラス転移温度２１℃であった。これらの性状を表１に示す。
【００４２】
比較例１
実施例６で、使用したＢＰＡ型液状エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、ＥＰＩＣＬＯＮ ８４０Ｓ)を３３３ｇ加えるように変更した以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ１０)を８３３ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ１０)のエポキシ当量は２０１、２核体含有量は３５重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は１９、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は０.９ポイズ、ガラス転移温度８℃であった。これらの性状を表２に示す。
【００４３】
比較例２
実施例６で、使用したエポキシ樹脂(Ｅ１)の代わりに、エポキシ樹脂(Ｅ３)を５００ｇ用い、ＢＰＡ型液状エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、ＥＰＩＣＬＯＮ ８４０Ｓ)を１２５ｇ加えるように変更した以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ１１)を６２５ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ１１)のエポキシ当量は２０６、２核体含量は２３重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は３、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は０.８ポイズ、ガラス転移温度７℃であった。これらの性状を表２に示す。
【００４４】
比較例３
実施例６で、使用したエポキシ樹脂(Ｅ１)の代わりに、エポキシ樹脂(Ｅ５)を５００ｇ用い、ＢＰＡ型液状エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、EPICLON 840S)を１８５ｇ加えるように変更した以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ１２)を６２５ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ１２)のエポキシ当量は２１８、２核体含量は２３重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は６４、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は５.１ポイズ、ガラス転移温度３１℃であった。これらの性状を表２に示す。
【００４５】
比較例４
エポキシ樹脂(Ｅ１３)としてＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６６５(大日本インキ化学工業（株）製 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂)をそのまま用いた。エポキシ当量は２０８、２核体含量は９重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は０、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は３.２ポイズ、ガラス転移温度２３℃であった。これらの性状を表２に示す。
【００４６】
比較例５
エポキシ樹脂(Ｅ１４)としてＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６６０(大日本インキ化学工業（株）製 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂)をそのまま用いた。エポキシ当量は２０６、２核体含量は１０重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は０、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は２.１ポイズ、ガラス転移温度１９℃であった。これらの性状を表２に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
実施例１０〜１３および比較例６〜１１
表３又は表４に記載の各種エポキシ樹脂、及びこれらエポキシ樹脂のエポキシ基１当量に対し硬化剤（フェノールノボラック樹脂(大日本インキ化学（株）製、フェノライトＴＤ−２１３１、軟化点８０℃、水酸基当量１０４ｇ／ｅｑ）を１水酸基当量配合し、更に硬化促進剤（トリフェニルホスフィン）をエポキシ樹脂１００重量部当たり１重量部配合した混合物を熱ロールにて１００℃・８分間混練し、その後冷却粉砕しコンパウンドを作成。このコンパウンドをプレス成型機にて３０Kg/cm２、金型温度１７５℃、成形時間１００秒の条件にて封止し、厚さ２mmの評価用試験片を作成した。その後１７５℃で８時間の後硬化を施した。尚、表１、表２中の球状シリカの配合量は得られた配合物の流動性が同一になるように調整している。
【００５０】
上記コンパウンドを用い、ゲルタイムを測定した。ゲルタイムはコンパウンドを１７５℃で加熱溶融後、撹拌し、流動性が失われた時点とした。尚、溶融時間は１０秒とし、この時間もゲルタイムに含むものとする。
【００５１】
上記コンパウンドを用い、２５℃、９６時間後のエポキシ基保持率を測定し、保存安定性を評価した。８０％以上保持するものを良好とする。
上記評価用試験片を用い、８５℃・８５％ＲＨ条件下での吸湿率、ＤＭＡによるガラス転移温度を測定した。また、試験片を８５℃・８５％ＲＨの雰囲気下中１００時間放置し、吸湿処理を行った後、これを２６０℃のハンダ浴に１０秒浸せきし、その際のクラック発生率を調べ耐ハンダクラック性を評価した。試験片数は２０個。
これら結果を表３及び表４に示す。
【００５２】
【表３】
【００５３】
(表４中、1051は、固型ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業（株）製、商品名：EPICLON 1051、エポキシ当量４８０g/eq、１５０℃のＩＣＩ粘度２．４ｐｓ）、N-665-EXPはクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業（株）製、商品名：EPICLON N-665-EXP、エポキシ当量２０４g/eq、軟化点６８℃、１５０℃のＩＣＩ粘度３．２ｐｓ）である。)
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、流動性と硬化性と耐熱性のバランスに極めて優れ、硬化性と成形性と耐熱性に優れる電子部品封止材料を提供できる。
【発明の属する技術分野】
本発明は流動性と硬化性と耐熱性に優れた、半導体封止材料及び絶縁粉体塗料等の電子部品封止材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エポキシ樹脂を用いたＩＣやＬＳＩ等の半導体封止材は、通常、粉砕した固形エポキシ樹脂や固形硬化剤や無機充填材などをあらかじめドライブレンドして、そのブレンド物を熱ロールやエクストルーダーなどの混練装置を用いて、加熱溶融混練することによって調整されている。
【０００３】
ところで近年の半導体の生産においては、半導体パッケ−ジの成形サイクルが短縮化する傾向にあり、一層の生産性向上が求められいること、半導体パッケージが薄型化していること、またデバイスの消費電力が上がり作動中のパッケ−ジ温度が高まっていることから、これに対応した半導体封止材料、即ち硬化性と流動性と耐熱性とを兼備した材料が求められている。
【０００４】
半導体封止材用途には、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（以下「ＥＣＮ」という）が広く使用されているが、当該エポキシ樹脂は耐熱性には優れるものの、硬化性と流動性と耐熱性のバランスにおいて満足できるものではなかった。即ち、硬化性の向上を図るためには、分子量を上げる必要があり、流動性の犠牲を余儀なくされるものであった。
【０００５】
そこで、ＥＣＮに固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を配合して、流動性を高める方法が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＥＣＮに固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を配合して、流動性を高める方法では、多少の流動性は改善されるものの、耐熱性及び硬化性の著しい低下を来すものであった。本発明が解決しようとする課題は、半導体パッケージの耐熱性を低下させることなく、流動性及び硬化性を著しく改善することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討重ねた結果、ノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）と、ビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）とを併用して得られる、フェノールとケトン化合物との重縮合体のエポキシ化物であって、特定量の２核体成分を所定割合で含み、かつ、特定ガラス転移温度域を有するものを用いることにより、半導体パッケージの耐熱性を低下させることなく、流動性及び硬化性を著しく改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、ノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）と、ビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）とを併用して得られる、フェノール類がアルキリデン基で結節された多価フェノール類のエポキシ化物であって、２核体含有量が２０〜３０重量％で、かつＤＳＣで測定されるガラス転移温度が１０〜３０℃であり、かつ、前記エポキシ化物の２核体成分として、イソプロピリデン基で結節されたエポキシ樹脂（以下、「イソプロピリデン結合体」と略記する）と、メチリデン基で結節されたエポキシ樹脂（以下、「メチレン結合体」と略記する）とを含有しており、かつ、イソプロピリデン結合体／メチレン結合体の比率が重量基準で７〜１６であるエポキシ樹脂（Ａ）、及び、硬化剤（Ｂ）を必須成分とすることを特徴とする電子部品封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）は、フェノール類がアルキリデン基で結節された多価フェノール類のエポキシ化物であって、２核体含有量が２０〜３０重量％で、かつＤＳＣで測定されるガラス転移温度が１０〜３０℃のものである。
【０００９】
ここで、フェノール類とは、フェノール、アルキルフェノール、ナフトール、ジヒドロキシナフタレン、臭素化フェノール等が挙げられ、また、アルキリデン基としてはメチリデン基、イソプロピリデン基等が挙げられる。
【００１０】
そして、フェノール類がアルキリデン基で結節された多価フェノール類のエポキシ化物としては、以下に好適なものを例示すれば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、その他炭素原子数１〜８のアルキル基で核置換されたビスフェノール型エポキシ樹脂が挙げられる。
【００１１】
また、エポキシ樹脂（Ａ）における２核体含有量が２０〜３０重量％とは、前記ノボラック型エポキシ樹脂又はビスフェノール型エポキシ樹脂における芳香核の核体数が２の化合物を２０〜３０重量％含むものをいい、核体数が２の化合物とは具体的には下記構造式
【００１２】
【化１】
で表されるものが挙げられる。
【００１３】
また、エポキシ樹脂（Ａ）は２核体含量が２０〜３０重量％で、かつＤＳＣで測定されるガラス転移温度が１０〜３０℃であるが、このように２核体含量を２０〜３０重量％の範囲に調整することにより硬化反応時の硬化性を著しく高めることができるとともに、ガラス転移温度を１０〜３０℃とすることにより流動性に優れた性能となる。即ち、２核体含量が２０重量％未満では流動性が低下する一方、３０重量％を越えるとエポキシ樹脂のガラス転移温度が低下し、保管中にブロッキングを起こしやすく、硬化剤を配合した電気部品封止材料の原料の保存安定性も悪化し、更に硬化物の耐熱性も悪化するため好ましくない。従って、２０〜３０％の範囲で、かつガラス転移温度が１０〜３０℃にある場合、流動性、ハンドリング性、耐熱性と硬化性のバランスが非常に良好なものとなる。
【００１４】
また、本発明においては、エポキシ樹脂（Ａ）中の２核体成分として、イソプロピリデン基で結節されたエポキシ樹脂（以下、「イソプロピリデン結合体」と略記する）と、メチリデン基で結節されたエポキシ樹脂（以下、「メチレン結合体」と略記する）とが共存していることが好ましく、特に両者の存在比(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)が重量基準でが７〜１６であることが好ましい。即ち、７以上において硬化性及び耐熱性が著しく向上する他、１６以下においては流動性が良好なものとなる。従って、７〜１６の範囲が流動性、耐熱性と硬化性のバランスが良好となるため好ましい。
【００１５】
このようなエポキシ樹脂（Ａ）を調整する方法としては、特に制限されないが、２核体とそれ以外の高分子量体との存在比率を調整することにより前記条件を満足させる方法が挙げられる。具体的には、たとえばビスフェノール類と、フェノールノボラックとの混合物にエピハロヒドリンを反応させてエポキシ化させる方法（方法１）、或いは、前記例示列挙した各エポキシ樹脂（Ａ）のうち、ノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）とビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）とを併用する方法（方法２）が挙げられるが、後者の方が調整が容易であり好ましい。
【００１６】
ここで、方法１としては、例えば、ノボラック樹脂とＢＰＡの混合物の水酸基の１当量に対し、エピハロヒドリンを１.４〜２０当量添加し、塩基の存在下に５０〜１２０℃で反応を行えばよい。
【００１７】
ここで、エポキシ化の際に用いる塩基は特に限定されるものではなく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられるが、好ましくは水酸化ナトリウム及び／または水酸化カリウムが挙げられる。
【００１８】
本発明に関わるエピハロヒドリンとしては特に限定しないが、好ましくはエピクロルヒドリン、β−メチルエピクロルヒドリンが挙げられる。
【００１９】
一方、方法２は、前記例示列挙した各エポキシ樹脂（Ａ）の内、ノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）と、ビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）とを併用することによってエポキシ樹脂（Ａ）を調整するものである。
ここで、ビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）としては、特にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いることが特に硬化性が飛躍的に向上する点から好ましい。また、半導体パッケージの耐熱性および成形時における流動性の改善効果が顕著である点からビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）は、２５℃の粘度が５０、０００ｃｐｓ以下のものが好ましい。
【００２０】
また、方法２でエポキシ樹脂（Ａ）を調整する場合において、前記のイソプロピリデン結合体／メチレン結合体の比率を重量基準で７〜１６にする場合は、使用するノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）として当該樹脂中の２核体含量を５重量％以下に低減しておくことが好ましい。低減方法としては特に制限されないが、原料ノボラック樹脂とエピハロヒドリン類と反応させて得たものを、アルコール抽出あるいは高真空下で蒸留することによって得られる。
【００２１】
また、ノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）とビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）との使用割合は特に制限されるものではなく、前記した種々の条件を満たすよう適宜選択すればよいが、具体的には、重量基準で（ａ１）／（ａ２）＝９７／３〜５０／５０となる範囲が好ましい。
【００２２】
以上詳述したノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）及びビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）の混合物、又はエポキシ樹脂（Ａ）は、コーンプレート型ＩＣＩ粘度計で測定した１５０℃での溶融粘度が５.０ポイズ以下のものであることが流動性の点から無期充填材（Ｃ）の充填率が高められる点から好ましい。
【００２３】
次に、本発明に用いられる硬化剤（Ｂ）としては、通常エポキシ樹脂の硬化剤として常用されている化合物はすべて使用することができ、特に限定されるものではないが、例えばフェノールノボラック樹脂、オルソクレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、ビスフェノールＦノボラック樹脂、フェノール類−ジシクロペンタジエン重付加型樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ジヒドロキシナフタレンノボラック樹脂、キシリデン基を結接基とした多価フェノール類、フェノール類−アラルキル樹脂、ナフトール類−アラルキル樹脂、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの脂肪族アミン類、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などの芳香族アミン類、ポリアミド樹脂およびこれらの変性物、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、無水ピロメリット酸などの酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミド、イミダゾール類、ＢＦ3−アミン錯体類、グアニジン誘導体等の潜在性硬化剤等が挙げられる。中でも半導体パッケージ製造時の硬化性と、硬化物の耐熱性に優れる点から、上記フェノールノボラック樹脂等のフェノール類−ホルムアルデヒド樹脂が好ましく、また、成形時の硬化性、硬化物の低吸湿率に優れる点からフェノール−アラルキル樹脂が好ましい。
【００２４】
これらの硬化剤（Ｂ）の使用量は、エポキシ樹脂を硬化せしめる量であれば何れでもよく、特に限定されないが、具体的にはエポキシ樹脂の１分子中に含まれるエポキシ基の数と、硬化剤中の活性水素の数が当量比で［エポキシ基／活性水素＝（１．０／０．７）〜（１．０／１．３）］となる量が好ましい。
【００２５】
本発明の電子部品封止用エポキシ樹脂組成物においては、上記各成分に加え、更に無機充填材（Ｃ）を併用することが好ましい。使用し得る無機充填材（Ｃ）としては、特に限定されないが破砕シリカ、溶融シリカ、アルミナ、タルク、クレー、ガラス繊維等が挙げられる。これらの中でも、特にシリカ類が一般的に用いられている。また流動性の向上を目的に球状シリカを併用しても構わない。
【００２６】
無機充填材（Ｃ）の配合率としても、特に限定するものではないが、７０〜９５重量％の範囲内が硬化物の機械物性や吸湿特性や線膨張係数などの特性を向上させるためには好ましい。
【００２７】
また硬化促進剤を適宜使用しても構わない。硬化促進剤としては公知慣用のものがいずれも使用できるが、例えば、リン系化合物、第３級アミン、イミダゾール、有機酸金属塩、ルイス酸、アミン錯塩、等が挙げられ、これらは単独のみならず２種以上の併用も可能である。半導体封止材料用途としてリン系ではトリフェニルフォスフィン、アミン系ではＤＢＵなどが、硬化性、耐熱性、電気特性、耐湿信頼性などが優れるために好ましいものである。
【００２８】
また本発明においては、詳述したエポキシ樹脂に加え、必要に応じ適宜その他のエポキシ樹脂を併用しても構わない。この際に用いられるエポキシ樹脂としては、公知慣用のものが何れも使用でき、例えば臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などの難燃型エポキシ樹脂や、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
また必要に応じて、着色剤、難燃剤、離型剤、またはカップリング剤などの公知慣用の各種の添加剤成分も適宜配合せしめることができる。
【００３０】
以上詳述した組成物から電子部品封止材料を製造するには、特に制限されるものではないが、エポキシ樹脂（Ａ）を前記方法２で調整する場合には、例えばノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）とビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）とを加熱装置と撹拌装置が付いた容器に入れて、溶融混練する。ここで、攪拌装置としては、特に限定されないが、タービン翼、マックスブレンド翼、アンカー翼等を有する攪拌装置が挙げられる。また、この際の温度条件は、特に制限されるものではないが、１００〜２００℃の範囲であることが好ましい。また、混練時間は、特に制限されないが、１０〜１００分間撹拌することが好ましい。
溶融混練後は、均一化した溶融混練物を容器から取り出した後に、室温まで冷却し、この溶融混練物を粉砕装置によって粉砕する。
次いで、粉砕された該溶融混練物を、更に硬化剤（Ｂ）、無機充填材（Ｃ）、更に必要に応じ前記したその他の混合成分と共にドライブレンドされる。ドライブレンド工程はヘンシェルミキサーの類の粒体混合機を使用すればよく、混合機の種類は特に限定されるものではない。
【００３１】
次いで、得られたドライブレンド物を溶融混練することによって目的とする電子部品封止材料が得られる。ここでの溶融混練も公知公用の方法に従って行えばよく、特に方法が限定されるものではないが、例えばロールやエクストルーターなどを使用して、７０〜１３０℃の温度で５〜３０分間混練する方法が挙げられる。
【００３２】
この様にして得られる電子部品封止材料は、具体的にはディスクリート、ＩＣ等の半導体封止材料、抵抗コンデンサー等の絶縁粉体塗料の具体的用途が挙げられるが、特に半導体封止材料として有用である。
【実施例】
次に本発明を製造例により具体的に説明する。尚、例中において部は特に断りのない限りすべて重量部である。
【００３３】
［組成物中の構成成分の割合］
（株）東ソー製「ＳＣ８０１０」ゲル・パーミエーション・クロマトグラフに東ソー製のカラム(Ｇ４０００ＨＸＬを１本、Ｇ３０００ＨＸＬを１本、Ｇ２０００ＨＸＬを２本)を装着し、溶媒にテトラヒドロキシフランを用いて、
流速＝１．０ｍｌ／分、圧力＝９２Ｋｇ／ｃｍ２、検出器＝ＲＩ ３２×１０−６ＲＩＵＦＳの条件にて測定した。
［溶融粘度］
Ｒｅｓｅａｃｈ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＬＴＤ.製「ＩＣＩ ＣＯＮＥ＆ＰＬＡＴＥ ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ」を用いて、５０Ｈｚのもとで１５０℃にて測定した。
［エポキシ樹脂ガラス転移点］
セイコー電子工業製「ＤＣＳ２２０Ｃ」を用いて昇温速度３℃／分条件にて測定した。
【００３４】
実施例１
第一段階：温度計、冷却還流管、撹拌器を備えた、２リットルのフラスコに、オルソクレゾール１０００ｇ、８０％パラホルム１７４ｇ、シュウ酸１０ｇを仕込み、１００℃に昇温した後、３７％ホルマリン３７５ｇを１時間で滴下し、その後還流反応を４時間行った。反応終了後、徐々に２００℃まで昇温し、メタノールと水を留去した。更に、減圧状態で(５ｍｍＨｇ)で水蒸気蒸留にて精製を行い、淡黄色透明、軟化点１１０℃のオルソクレゾールノボラック樹脂１０００ｇを得た。
【００３５】
第二段階：下ロート、冷却管、撹拌器を備えた、下部に分液コック付きの２リットルのセパラブルフラスコに、第一段階で得られたオルソクレゾールノボラック樹脂を４００ｇ、エピクロルヒドリン１０８０ｇを仕込、撹拌、溶解させ、４５℃に加熱した。その後適下ロートより、２０％水酸化ナトリウム水溶液の７５０ｇを３時間かけて適下した。適下終了後３０分間撹拌を続け、反応を完結させた。その後撹拌を停止し静置し、下層の食塩水を分液し除いた。次に、過剰のエピクロルヒドリン、水を蒸留回収した。得られた粗樹脂中をメチルイソブチルケトン８００ｇで溶解させ、３％水酸化ナトリウム水溶液を６０ｇ加え、８０℃、３時間撹拌した。その後水洗により生成した塩およびアルカリを油水分離で除き、脱水、濾過後、徐々に１５０℃まで昇温し、メチルイソブチルケトンを留去した。更に、減圧状態で(５ｍｍＨｇ)で水蒸気蒸留にて精製を行い、エポキシ樹脂（Ｅ１）５５０ｇを得た。
得られたエポキシ樹脂（Ｅ１）のエポキシ当量は２１３、２核体含量は３重量％であった。
【００３６】
実施例２
実施例１第一段階で使用した８０％パラホルムを１７３ｇ、３７％ホルマリンを３００ｇ加えるように変更した以外は実施例１第一段階と同様にして、淡黄色透明、軟化点１２０℃のオルソクレゾールノボラック樹脂１０００ｇを得、
ついで、実施例１第二段階と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ２)を５５０ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ２)のエポキシ当量は２１２、２核体含量の含有率は３重量％であった。
【００３７】
実施例３〜５
冷却管、撹拌器を備えた、下部に分液コック付きの２リットルの丸底フラスコに、ｎ−ブタノール１５００ｇを仕込、撹拌しながら１００℃に保温する。これにエポキシ樹脂(Ｅ２)１５００ｇを少量づつ添加し、均一に溶解する。溶解後、静置し、４０℃まで放冷する。放冷後、上層に分離しているｎ−ブタノールをデカンテーションにて分割する。次にｎ−ブタノールを５００ｇ加え、撹拌しながら１００℃に昇温する。１００℃到達後、再び静置し、４０℃まで放冷する。放冷後、分離しているｎ−ブタノールをデカンテーションにて分割した。この分割を繰り返し、いくつかのフラクションを得た。それらをＧＰＣにより２核体含量を測定し、含有率の似かよったものを集め、ｎ−ブタノールを蒸留回収し、最終的には３種のエポキシ樹脂(Ｅ３)〜(Ｅ５)とした。
(Ｅ３)のエポキシ当量は２１２、２核体含有量 ８重量％
(Ｅ４)のエポキシ当量は２２０、２核体含有量 ２重量％
(Ｅ５)のエポキシ当量は２３０、２核体含有量 １重量％未満
【００３８】
実施例６
エポキシ樹脂(Ｅ１)５００ｇにＢＰＡ型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、ＥＰＩＣＬＯＮ ８４０Ｓ)１６７ｇを加え、１３０℃にて溶融混合後、冷却し、エポキシ樹脂(Ｅ６)６６７ｇを得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ６)のエポキシ当量は２０６、２核体含有量は２３重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は１０、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は３.１ポイズ、ガラス転移温度２０℃であった。これらの性状を表１に示す。
【００３９】
実施例７
実施例６で、使用したＢＰＡ型液状エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、ＥＰＩＣＬＯＮ ８４０Ｓ)を２１４ｇ加えるように変更した以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ７)を７１４ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ７)のエポキシ当量は２０４、２核体含有量は２７重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は１２、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は２.１ポイズ、ガラス転移温度１６℃であった。これらの性状を表１に示す。
【００４０】
実施例８
実施例６で、使用したＢＰＡ型液状エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、EPICLON 840S)を２６９ｇ加えるように変更した以外は実施例６と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ８)を７６９ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ８)のエポキシ当量は２０３、２核体含有量は３１重量％、２核体の構造物のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は１５、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は１.４ポイズ、ガラス転移温度１２℃であった。これらの性状を表１に示す。
【００４１】
実施例９
実施例６で、使用したエポキシ樹脂(Ｅ１)の代わりに、エポキシ樹脂(Ｅ４)を５００ｇ用い、ＢＰＡ型液状エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、ＥＰＩＣＬＯＮ ８４０Ｓ)を１７６ｇ加えるように変更した以外は実施例１２と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ９)を６７６ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ９)のエポキシ当量は２１１、ｎ＝０の含有率は２３重量％、ｎ＝０の構造物のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は１５、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は３.３ポイズ、ガラス転移温度２１℃であった。これらの性状を表１に示す。
【００４２】
比較例１
実施例６で、使用したＢＰＡ型液状エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、ＥＰＩＣＬＯＮ ８４０Ｓ)を３３３ｇ加えるように変更した以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ１０)を８３３ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ１０)のエポキシ当量は２０１、２核体含有量は３５重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は１９、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は０.９ポイズ、ガラス転移温度８℃であった。これらの性状を表２に示す。
【００４３】
比較例２
実施例６で、使用したエポキシ樹脂(Ｅ１)の代わりに、エポキシ樹脂(Ｅ３)を５００ｇ用い、ＢＰＡ型液状エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、ＥＰＩＣＬＯＮ ８４０Ｓ)を１２５ｇ加えるように変更した以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ１１)を６２５ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ１１)のエポキシ当量は２０６、２核体含量は２３重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は３、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は０.８ポイズ、ガラス転移温度７℃であった。これらの性状を表２に示す。
【００４４】
比較例３
実施例６で、使用したエポキシ樹脂(Ｅ１)の代わりに、エポキシ樹脂(Ｅ５)を５００ｇ用い、ＢＰＡ型液状エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業（株）製、EPICLON 840S)を１８５ｇ加えるように変更した以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂(Ｅ１２)を６２５ｇ得た。
得られたエポキシ樹脂(Ｅ１２)のエポキシ当量は２１８、２核体含量は２３重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は６４、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は５.１ポイズ、ガラス転移温度３１℃であった。これらの性状を表２に示す。
【００４５】
比較例４
エポキシ樹脂(Ｅ１３)としてＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６６５(大日本インキ化学工業（株）製 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂)をそのまま用いた。エポキシ当量は２０８、２核体含量は９重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は０、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は３.２ポイズ、ガラス転移温度２３℃であった。これらの性状を表２に示す。
【００４６】
比較例５
エポキシ樹脂(Ｅ１４)としてＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−６６０(大日本インキ化学工業（株）製 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂)をそのまま用いた。エポキシ当量は２０６、２核体含量は１０重量％、２核体のイソプロピリデン結合体とメチレン結合体結合の比率(イソプロピリデン結合体／メチレン結合体)は０、１５０℃におけるＩＣＩ粘度は２.１ポイズ、ガラス転移温度１９℃であった。これらの性状を表２に示す。
【００４７】
【表１】
【表２】
実施例１０〜１３および比較例６〜１１
表３又は表４に記載の各種エポキシ樹脂、及びこれらエポキシ樹脂のエポキシ基１当量に対し硬化剤（フェノールノボラック樹脂(大日本インキ化学（株）製、フェノライトＴＤ−２１３１、軟化点８０℃、水酸基当量１０４ｇ／ｅｑ）を１水酸基当量配合し、更に硬化促進剤（トリフェニルホスフィン）をエポキシ樹脂１００重量部当たり１重量部配合した混合物を熱ロールにて１００℃・８分間混練し、その後冷却粉砕しコンパウンドを作成。このコンパウンドをプレス成型機にて３０Kg/cm２、金型温度１７５℃、成形時間１００秒の条件にて封止し、厚さ２mmの評価用試験片を作成した。その後１７５℃で８時間の後硬化を施した。尚、表１、表２中の球状シリカの配合量は得られた配合物の流動性が同一になるように調整している。
【００５０】
上記コンパウンドを用い、ゲルタイムを測定した。ゲルタイムはコンパウンドを１７５℃で加熱溶融後、撹拌し、流動性が失われた時点とした。尚、溶融時間は１０秒とし、この時間もゲルタイムに含むものとする。
【００５１】
上記コンパウンドを用い、２５℃、９６時間後のエポキシ基保持率を測定し、保存安定性を評価した。８０％以上保持するものを良好とする。
上記評価用試験片を用い、８５℃・８５％ＲＨ条件下での吸湿率、ＤＭＡによるガラス転移温度を測定した。また、試験片を８５℃・８５％ＲＨの雰囲気下中１００時間放置し、吸湿処理を行った後、これを２６０℃のハンダ浴に１０秒浸せきし、その際のクラック発生率を調べ耐ハンダクラック性を評価した。試験片数は２０個。
これら結果を表３及び表４に示す。
【００５２】
【表３】
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、流動性と硬化性と耐熱性のバランスに極めて優れ、硬化性と成形性と耐熱性に優れる電子部品封止材料を提供できる。
Claims (8)
- ノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）と、ビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）とを併用して得られる、フェノール類がアルキリデン基で結節された多価フェノール類のエポキシ化物であって、２核体含有量が２０〜３０重量％で、かつＤＳＣで測定されるガラス転移温度が１０〜３０℃であり、かつ、前記エポキシ化物の２核体成分として、イソプロピリデン基で結節されたエポキシ樹脂（以下、「イソプロピリデン結合体」と略記する）と、メチリデン基で結節されたエポキシ樹脂（以下、「メチレン結合体」と略記する）とを含有しており、かつ、イソプロピリデン結合体／メチレン結合体の比率が重量基準で７〜１６であるエポキシ樹脂（Ａ）、及び、硬化剤（Ｂ）を必須成分とすることを特徴とする電子部品封止用エポキシ樹脂組成物。
- ビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）が、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂である請求項１記載の電子部品封止用エポキシ樹脂組成物。
- 樹脂（ａ１）と樹脂（ａ２）の配合重量比率が（ａ１）／（ａ２）＝９７／３〜５０／５０の範囲である請求項１又は２記載の電子部品封止用エポキシ樹脂組成物。
- ビスフェノール型エポキシ樹脂（ａ２）が、２５℃の粘度が５０，０００ｃｐｓ以下のものである請求項１、２又は３記載の電子部品封止用エポキシ樹脂組成物。
- ノボラック型エポキシ樹脂（ａ１）が、（ａ１）中の２核体含量が５重量％以下のものである請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子部品封止用エポキシ樹脂組成物。
- エポキシ樹脂（Ａ）が、コーンプレート型ＩＣＩ粘度計で測定した１５０℃での溶融粘度が５.０ポイズ以下のものである請求項１〜５の何れか一つに記載の電子部品封止用エポキシ樹脂組成物。
- 更に、無機充填剤（Ｃ）を含有する請求項１〜６のいずれか１つに記載の電子部品封止用エポキシ樹脂組成物。
- 無機充填剤（Ｃ）の含有量が組成物中７５〜９０重量％となる範囲である請求項７記載の電子部品封止用エポキシ樹脂組成物。
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