JPH03161491A - エポキシ基を有する有機ケイ素化合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、エボキシ樹弔旨系半導体封止材用材料として
有用な，エボキシ基を有する新規な有機ケイ素化合物に
関する。

（従来の技術） コンデンサ、ダイオード、トランジスタ、サイリスク、
ホール素子などの個別半導体、又はＩＣ．ＬＳＩなどの
集積回路においては、内部素子を機械的、電気的に外部
環境から保護するために、エボキシ樹脂系半導体封止材
が使用されている． ところが、最近の半導体パッケージの小型化、薄肉化、
又は半導体封止の大型化にともなって、内部応力の発生
あるいはリードフレームやチップとの耐湿接着性の低下
がエボキシ樹脂系半導体封止材の問題点として大きく取
り上げられるようになってきた． これらの問題点を解決するために、内部応力の発生に対
しては熱可塑性エラストマー、変性ブタジエン液状ゴム
、シリコーンオイルの添加が、一方の耐湿接着性の改善
に３−グリシドキシブロビルトリメトキシシランをはじ
めとする種々のシランカップリング剤の添加が試みられ
ているが十分な効果を得るまでには至っていない。しか
も、単一の化合物で内部応力の低減と耐湿接着性の向上
の両方に効果のあるような化合物は知られていない． （発明が解決しようとする課題） 本発明は、エポキシ樹脂系半導体封止材の内部応力の低
減及びｌＦＦｆ湿接着性の向上の両方に効果のある、エ
ボキシ基を有する有機ケイ素化合物を提供することを目
的とする。

［発明の構成１ （課題を解決するための手段） 本発明は一般式 （式中、Ｒｌ．Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ６は置換又は非
置換の１価の炭化水素基、Ｂは置換又は非置換の２価の
炭化水素基、Ｙは加水分解性基、ｍは０〜２．ＯＯＯの
整数、ｎ　Ｇ１　１〜３の整数、Ａは を表わす６但し、Ｒ３及びＲ４は繰り返し単位ごとに任
意に異なって６よい） で示されるエボキシ基を有する有機ケイ素化合物である
． 式（１）において　Ｒｌ、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲｌ′
としては、メチル、エチル、プロビル、ブチル、ベンチ
ル、ヘキシル、ペブチル、オクチル、ノニル．デシル、
ドデシルのようなアルキル基；シクロペンチル、シクロ
ヘキシルのようなシクロアルキル基：ベンジル、２−フ
ェニルエチルのようなアラルキル基；フエニル、トリル
のようなアリール基：ビニル、アリルのようなアルケニ
ル基；及びハロゲン原子、シアノ基などで置換されたク
ロロメチル、クロロフエニル、３．３．３−トリフルオ
ロブロビル、シアンエチルのような置換炭化水素基が例
示される。これらの中で６、原料の入手及び合成が容易
なことから炭素数１〜４の飽和脂肪族炭化水素基、とり
わけメチル基が好ましい。

式（Ｉ）において、加水分解性基のＹとしては、メトキ
シ、エトキシ、ｎ−ブロボキシ、１−ブロボキシ、メト
キシエトキシ、ｎ−プトキシ、　ｓｅｃ−ブトキシ、ｉ
−ブトキシ、ｔ−ブトキシ、シクロヘキシルオキシのよ
うなアルコキシ並びにフエノキシ基及びヒドロキシル基
等が例示される．これらの中でち、合成の容易さ、安定
性，適度な反応性などの観点からアルコキシ基が望まし
く、メトキシ基、エトキシ基が特に好ましい。

式（Ｉ）において、ｎは１〜３の整数であり、本発明の
化合物（Ｉ）をエボキシ樹脂系半導体封止材料に使用す
る場合には、接着の信頼性を考慮すると、３であること
が好ましい。

式Ｎ）において，ｍはＯ〜２．０００の整数であるが、
本発明の化合物（Ｎをエボキシ樹脂系半導体封止材料に
使用する場合には、樹脂との親和性や相溶性を考慮する
と、ｍは１〜２ｏの範囲であることが望ましく、更に原
料の入手及び合成が容易であることがらｍは■〜５の範
囲であることが好ましい。

式（Ｉ）において、Ｂとしては、ポリメチレン基、才キ
シボリメチレン基、フエニレンボリメチレン基などが例
示される。これらの中でも、炭素数２のエチレン基が好
ましい。

本発明の化合物（Ｉ）の製法としては、一般式（　ＴＩ
　）で示されるシロキサン化合物Ｒ１ Ｒ３ （式中、Ａ．Ｒ’、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びｍは前記と同
じである） と一般式（Ｉｌｌ）で示されるシラン化合物Ｒ’−Ｓｌ
−Ｙｌ１ （式中、Ｒ’．Ｙ及びｎは前記と同じであり、Ｒ６は炭
素一炭素二重結合を有する基である） とを触媒の存在下に付加反応させる方法が挙げられる。

この化学反応を反応式（１）に示す。

（Ｉ） （式中、 Ａ、 Ｂ、 Ｃ， Ｒ’ Ｒ２ Ｒ３ Ｒ’　．Ｒ’　．Ｙ．ｍ及びｎは前記と同じである） 本発明の化合物（Ｉ）の原料として使用する前記シロキ
サン化合物（ＩＩ）は次のようにして得られる。一般式
（１ｖ）で示されるα、ω−ジハイドロジェンボリ才ル
ガノシロキサンにアリルグリシジルエーテル、ｌ−ビニ
ル−３．４−エポキシシク口ヘキサン又は１．３−ジグ
リシドキシ−２ーメチレンプロパンを白金触媒の存在下
に付加反応させ、次いで減圧蒸留などの方法で精製する
ことにより得られる． （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びｍは前記と同．じ
てある） 本発明の化合物（Ｉ）の原料として使用する前記シラン
化合物（　Ｉｌｌ　）は炭素一炭素二重結合を有するこ
とが必須である。例えば、以下の化学式で示されるシラ
ン化合物などが挙げられる。

ＣＩ． ＣＨｚ＝　ＣＨＳｉ　（ＯＣＨｓｌ　ｘ　　、　　　Ｃ
Ｈｉ＝　ＣＨＳｉ　（ＯＣＨｓｌ　ｘ　　、？■・ ＣＨ．　＝　ＣＨＳｉＯＣＨ．　、　　　ＣＨ．　＝　
ＣＨＳｉ　（ＯＣＨ．ＣＩｈｌ．　、ＣＨ． ＣＨｚ　＝　ＣＨＣＨｚＳｔ　（ＯＣＨａｌ　ｓ、ＣＨ
Ｉ　＝　ＣＨＯＣＨｉＣＨｉＣＨａＳＬ　（ＯＣＨｓ）
　ｓ　　、ＣＨ．　＝　ＣＨＣＨ−ＯＣＨ２ＣＨ−ＯＣ
Ｈ−ＣＨ−ＣＨ−Ｓｉ　ｆＯｃＨ−）　ｓ　　、ＣＨ．
　＝　（：ＨＣ−Ｈ４Ｓｉ　（ＯＣＨ−）　−　、ＣＨ
ｚ　＝　ＣＨＣｓＨ４ＣＨｉＣＨ＊Ｓ１　（ＯＣＨｓｌ
　ｇこれらの中でも、入手の容易さ及び反応性の点でＣ
Ｈｚ＝ＣＨＳｉｆＯＣＨ−）−　．　　ＣＨ−＝ＣＨＳ
ｘｆＯＣＨｉＣ｝ｌ−）−が好ましい． 付加反応（１）において，シロキサン化合物（ＩＩ）と
シラン化合物（　ＩＩＩ　）との使用割合は特に限定し
ないが、シロキサン化合物（ＩＩ）のヒドロシリル基１
モル当たり，シラン化合物（ＩＩＩ）のビニル基ｌモル
が反応するので、等モル量を使用し反応させることが経
済上好ましい。但し、特定原料の収率を重視する場合は
一方の使用モル量を増加して反応させることも可能であ
る． 付加反応（１）の触媒としては、周期律表第■族の金属
の錯化合物を挙げることができ、塩化白金酸を炭素数１
〜６のアルコール又はケトン類若しくはアルデヒド類の
ようなカルボニル化合物に溶解した白金化合物、又は各
種才レフィンと白金若しくはロジウムとの錯化合物が好
ましく用いられる．これら錯化合物の使用量は特に限定
しないが、シラン化合物（　ＩＩＩ　）の使用量に対し
て金属原子として１〜２，ＯＯＯｐｐｍの範囲が好まし
い．１ｐｐｍ未満では反応が遅く、短時間に良好な収率
をあげることができない。また、２．ＯＯＯｐｐＩＩ１
以上用いても特に加えただけの効果はない。

又、付加反応（１）は、シラン化合物（　ＩＩＩ　）と
触媒を仕込み、所定の温度に加熱して、シロキサン化合
物（ＩＩ）を滴下反応させることが、反応制御上好まし
い。反応温度は通常、２０〜２００℃であり、好ましく
は５０〜１５０℃である。反応時間は触媒使用量、反応
温度、原料モル比などにより０．１〜５０時間の範囲で
変えることが可能である。この反応は常圧下又は加圧下
のいずれでち実施することができる． 更に、付加反応（１）において、有機溶媒は必須とする
ちのではないが、それを使用する場合はヘキサン、ヘブ
タンのような脂肪族炭化水素；シクロヘキサンのような
脂環式炭化水素；ジエチルエーテルのようなエーテル類
；ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水
素：及び１．２−ジクロ口エタンのようなハロゲン化炭
化水素などを使用することが可能である。有機溶媒の使
用量は特に限定しないが、反応物質の合計重量に対して
ｉ０〜５００重量％の範囲とすることが好ましい。

前記の製法により得られた反応混合物からの本発明の化
合物（Ｉ）の単離及び精製は、有機合成化学の分野で一
般に使用されている手法によって行うことができ、例え
ば未反応の低沸点成分を減圧留去するか又は減圧蒸留す
ることによって目的物質を単離することが可能である。

［発明の効果］ 本発明のエポキシ基を有する有機ケイ素化合物は，エボ
キシ樹脂系半導体封止材の内部応力の低減及び耐湿接着
性の向上の両方に効果が期待できるほか、゜その分子構
造中にシロキサン結合と加水分解性シリル基を有するた
め、シリコーンゴムとの相溶性に優れており、シリコー
ン系接着シール材の接着向上剤としても有用である。

（実施例） 以下に、実施例を挙げ，本発明を更に詳しく説明する。

なお、本発明の範囲は以下の実施例のみに限定されるも
のではない。

実施例１ 撹拌機、温度計、滴下漏斗及び還流冷却器を備えた内容
積５℃のフラスコに、塩化白金酸０．　５ｇを２０ｍｔ
’のイソブロビルアルコールに溶解した溶液５．０−と
ビニルトリメトキシシラン１４８０ｇ　（１０モル）を
仕込み、撹拌を開始し、マントルヒーターで液温を７０
゜Ｃに加熱した。

次いで、滴下漏斗より１−（３−グリシドキシブ口ビル
）−３−ハイドロジェン−１．１．３．３−テトラメチ
ルジシロキサン２，６００ｇ（１０モル）を液温７０〜
８０゜Ｃになるように適宜冷却しながら２時間かけて滴
下した。滴下終了後、液７Ｍ　８　０℃で１時間撹拌し
、ガスクロマトグラフィー分析により原料がほぼ消失し
ていることを確認した． 敢冷後、高さ５０ｃｍのビグロー力ラムを取り付けた蒸
留装置で蒸留し、沸点１３０〜１３１℃／３丁ｏｒｒの
留分を分取した結果、無色透明の１−（３−グリシドキ
シブ口ビル）−３−　（２−トリメトキシシリルエチル
）　−１，ｌ，３．３−テトラメチルジシロキサン３，
７６２ｇ　（収率９５％）を得た．このものは、ガスク
ロマトグラフィー分析により９８％の高純度であること
が確認された． このものの元素分析、赤外線吸収スペクトル分析、′Ｈ
核磁気共鳴吸収スペクトル分析及び質量スペクトル分析
の結果は後記の通りであり、次式の構造であることが確
認された． ・元素分析： 実測値　Ｓ　ｉ　：　２１．２３％　Ｃ　：　４５．４
８％Ｈ：９．０８％　Ｏ　：　２４．２１％計算値　Ｓ
　ｉ　；　２１．２４％　Ｃ　：　４５．４２％Ｈ；９
．１５％　Ｏ　；　２４．２０％赤外線吸収スペクトル
分析（液膜法：ｃｍ−’）　　：２９５０，２８５０．
１３８０，１２４０．１０６０，９５０，８３０．７８
０・’Ｈ核磁気共鳴吸収スペクトル分析（９０ＭＨ２、
ＣＣＬ中）： 位置　化学シフトδｉｐｐｍ） ａ　　　　　　２．４　〜　２．６ ｂ　　　　２．８〜３．１ Ｃ　　　　　　３．４　〜　３，６ ｄ　　　　　　３．４　〜　３，６ ｅ　　　　　　２．４　〜　２．８ ｆ　　　　　Ｏ．４〜　０．６２ ｇ　　　　　０．４〜　０．６２ ｈＯ．４０．６　　　　　　　　２ ｉ　　　　　　　　３．５　　　　　　　　　　９・質
量スペクトル分析（ｍ／ｅｌ　　：　３９６　（Ｍ”）
実施例２ 撹拌機、温度計、滴下漏斗及び還流冷却器を備えた内容
積１２のフラスコに、塩化白金酸０．　　５ｇを２０ｄ
のイソブロビルアルコールに溶解した溶液０．６−とビ
ニルトリエトキシシラン１９０ｇ（１モル）を仕込み、
撹拌を開始し、液温を７０℃に加熱した。

次いで，滴下漏斗より１−（３−グリシドキシブ口ビル
）−５−ハイドロジェン−１．１．３３．５．５−ヘキ
サメチルトリシロキサン３３２ｇ（１モル）を液温７ｏ
〜８０℃になるように適宜冷却しながら３時間かけて滴
下した．滴下終了後、液温８０℃で１時間撹拌し、ガス
クロマトグラフィー分析により原料がほぼ消失している
ことを確認した． 放冷後、高さ５０ｃｍのビグロ一カラムを取り付けた蒸
留装置で蒸留し、沸点１６０〜１６２℃／２　Ｔｏｒｒ
の留分を分取した結果、無色透明の１−（３−グリシド
キシプロビル）−５−　（２−トリエトキシシリルエチ
ル）　−１．１，３．３．５５−ヘキサメチルトリシロ
キサン４８１ｇ（収率９４％）を得た．この６のは、ガ
スクロマトグラフィー分析により９８％の高純度である
ことが確認された。

このものの元素分析、赤外線吸収スペクトル分析、′Ｈ
核磁気共鳴吸収スペクトル分析及び質量スペクトル分析
の結果は後記の通りであり、次式の構造であることが確
認された。

−ＣＨ．Ｃ：Ｈ．Ｓｉ　ｆＯｃＨ．ｃＨ３）３・元素分
析： 実測値 Ｓ　　ｉ　　：　　２１．９１％ Ｃ ４６．８５％ Ｈ；９．４０％　Ｏ　：　２１．８４％Ｓ　ｉ　；　２
１．９０％　Ｃ　；　４６．８３％Ｈ　　　．　　９．
４３％　　Ｏ：２１．８３％・赤外線吸収スペクトル分
析（液膜法：ｃｍ−’）２９５０，　２８５０，　１３
８０．　１２４０．　１０６０，９５０．８３０，　７
８０Ｈ核磁気共Ｉ！Ｉ吸収スペクトル分析（９（ＩＭＨ
．、Ｃ（：１　４中）： 位置　化学シフトδ（ｐｐｍ） ８　　　　　２．４　〜　２．６ ｂ　　　２．８〜３．１ ｃ　　　　　３．４〜　３．６ ｄ　　　３．４〜３．６ ｅ　　　　　２．４　〜　２．６ ｆ　　　Ｏ．４〜０．６ ｇ　　　　　　Ｏ．４　〜　０．６ ｈ　　　Ｏ．４〜０．６ １　　　　　３．６　〜　３．９ ｊ　　　　　１．０〜１．３ 質量スペクトル分析（ｍ／ｅ）　　：　５計算値

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒ＾１、Ｒ＾２、Ｒ＾３、Ｒ＾４及びＲ＾５は
   置換又は非置換の１価の炭化水素基、Ｂは置換又は非置
   換の２価の炭化水素基、Ｙは加水分解性基、ｍは０〜２
   ，０００の整数、ｎは１〜３の整数、Ａは ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼又は ▲数式、化学式、表等があります▼ を表わす。但し、Ｒ＾３及びＲ＾４は繰り返し単位ごと
   に任意に異なってもよい） で示されるエポキシ基を有する有機ケイ素化合物。