JPH05222159A - エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高耐熱性、低吸水性の硬化物及びそれを与える
エポキシ樹脂組成物を提供すること。 【構成】ナフタレン環を有する特定の構造のエポキシ化
合物、ビフェノール型エポキシ化合物及び硬化剤を含む
エポキシ樹脂組成物及びその硬化物に関するもので、電
気・電子部品の封止剤等として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐熱性及び吸湿性に極め
て優れた硬化物を与える電気・電子部品材料として有用
なエポキシ樹脂組成物及びその硬化物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エポキシ樹脂はその優れた特性か
ら電気、電子用の部品材料として使用され、特に近年に
おいては、ＬＳＩ，ＩＣの封止剤、積層板などの電気・
電子部品材料として優れた硬化物を提供してきた。

【０００３】ところが最近ではＬＳＩの表面実装が行わ
れており、半田浴中に直接浸漬される場合が増えてきて
いる。その際、封止剤は、２００℃以上の高温にさらさ
れるため、封止剤中に吸湿していた水分が膨張し、封止
材にクラックが入るという問題がある。このため、エポ
キシ樹脂封止剤にはこうした高温に耐えうるだけの耐熱
性と、低吸湿性が要求されてきた。

【０００４】現状では、封止用のエポキシ樹脂としてｏ
−クレゾールノボラックのグリシジルエーテル、硬化剤
として、フェノールノボラックを用いる組合せが主流と
なってはいるものの今だ十分な諸特性を有するものは提
案されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】耐熱性と低吸湿性の点
においてｏ−クレゾールノボラックのグリシジルエーテ
ルとフェノールノボラックの組合せからなる封止剤はバ
ランスは取れているものの、ＬＳＩ実装技術の急速な進
歩には十分対応しきれていないのが現状である。

【０００６】例えば吸湿性を改善するために炭素数の多
いアルキル基で置換された置換フェノールノボラックの
グリシジルエーテルを用いた場合、低吸湿性が実現され
る反面、耐熱性や硬化性が低下する。

【０００７】これら相反する要求特性を同時に満足させ
るためにはエポキシ樹脂の組合せも考慮に入れる必要が
あるのではないかという考え方に基づき、鋭意検討を重
ねた結果、本発明に至ったのである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）（ａ）
下記式（１）で表されるエポキシ化合物、

【０００９】

【化３】

【００１０】（式中、Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ はそれぞれ独立
して水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜４のアルキル
基、またはアリール基を示す。） （ｂ）下記式（２）で表されるエポキシ化合物、

【００１１】

【化４】

【００１２】（式中Ｒ₄ ，Ｒ₅ ，Ｒ₆ ，Ｒ₇ ，Ｒ₈ ，Ｒ
₉ はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数
１〜４のアルキル基、またはアリール基を示す。）及び
（ｃ）硬化剤を含有することを特徴とするエポキシ樹脂
組成物、

【００１３】（２）（ａ）のエポキシ化合物５〜９５重
量部に対して（ｂ）のエポキシ化合物を９５〜５重量部
含有し、（ａ）と（ｂ）を合計したエポキシ化合物１当
量に対して（ｃ）の硬化剤を０．５〜１．５当量含有す
る上記（１）のエポキシ樹脂組成物、 （３）上記（１）又は（２）記載のエポキシ樹脂組成物
の硬化物、に関するものである。

【００１４】成分（ａ）である式（１）で表されるエポ
キシ化合物は本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物に対
し高い耐熱性を付与する。又、式（１）のエポキシ化合
物はナフタレン環の様に平面的な構造から成るため分子
間のパッキングが良好であり硬化物に対して低吸湿性を
も付与する。更に溶融粘度も低く抑える。成分（ｂ）で
ある式（２）で表されるエポキシ化合物は硬化物に対し
て耐熱性を保持しながら、低吸湿性を付与する。このよ
うに本発明の硬化物は高耐熱性で且つ低吸湿性である。
更に、本発明で用いるエポキシ化合物は溶融粘度が極め
て低く抑えられているためフィラーなどの充填物の高密
度充填を可能にし作業性も良好である。

【００１５】前記式（１）及び（２）のＲ₁ 〜Ｒ₉ にお
いて、ハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子等が挙
げられ、炭素数１〜４のアルキル基としてはメチル基、
エチル基、ｔ−ブチル基等が挙げられ、アリール基とし
ては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。

【００１６】成分（ｃ）の硬化剤としては種々のものが
使用でき特に限定されず、例えば脂肪族ポリアミン、芳
香族ポリアミン、ポリアミドポリアミン等のポリアミン
系硬化剤、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルテト
ラヒドロフタル酸などの酸無水物系硬化剤、フェノール
ノボラック、クレゾールノボラック等のフェノール系硬
化剤、三フッ化ホウ素等のルイス酸またはそれらの塩
類、ジシアンジアミド類等が挙げられる。これらの硬化
剤は成分（ａ）と（ｂ）とを合計したエポキシ化合物１
当量に対して０．５〜１．５当量用いるのが好ましい。

【００１７】成分（ａ）のエポキシ化合物５〜９５重量
部に対して、成分（ｂ）のエポキシ化合物を９５〜５重
量部用いるのが好ましく、特に成分（ａ）のエポキシ化
合物１０〜９０重量部に対して、成分（ｂ）のエポキシ
化合物を９０〜１０重量部用いるのが好ましい。

【００１８】本発明のエポキシ樹脂組成物は、必要に応
じ硬化促進剤を含むことができ、硬化促進剤としては、
２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール等の
イミダゾール系化合物、２−（ジメチルアミノメチル）
フェノール等の第３級アミン系化合物、トリフェニルホ
スフィンなど、公知の種々の硬化促進剤が挙げられ特に
限定されるものではない。これらは単独で用いてもよ
く、２種以上を併用してもよい。硬化促進剤は、（ａ）
と（ｂ）のエポキシ化合物の合計１００重量部に対して
０．０１〜１５重量部用いるのが好ましく、特に０．１
〜１０重量部用いるのが好ましい。

【００１９】本発明のエポキシ樹脂組成物には、更に必
要に応じて公知の添加剤を配合することが出来る。添加
剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、タルク、ガラ
ス繊維等の無機充填剤、シランカップリング剤のような
充填剤の表面処理剤、離型剤、顔料等が挙げられる。

【００２０】本発明のエポキシ樹脂組成物は、各成分を
均一に混合することにより得られ、通常１３０〜１７０
℃の温度で３０〜３００秒の範囲で予備硬化し、更に、
１５０〜２００℃の温度で２〜１０時間、後硬化するこ
とにより充分な硬化反応が進行し、本発明の硬化物が得
られる。又、エポキシ樹脂組成物の成分を溶剤等に均一
に分散または溶解させ、溶剤を除去し硬化させることも
できる。

【００２１】こうして得られる硬化物は高い耐熱性を保
持しているため、本発明のエポキシ樹脂組成物は、耐熱
性の要求される広範な分野で用いることが出来る。具体
的には絶縁材料、積層板、封止材料等あらゆる電気・電
子材料として有用である。又、成形材料、複合材料の
他、塗料材料等の分野にも用いることが出来る。

【００２２】

【実施例】以下本発明を実施例により説明する。尚、本
発明はこれら例に限定されるものではない。

【００２３】実施例１〜５、比較例１ エポキシ化合物（ａ）として、下記式（３）のエポキシ
化合物（エポキシ当量２１２ｇ／ｅｑ、軟化点７１℃）
を、

【００２４】

【化５】

【００２５】エポキシ化合物（ｂ）として、下記式
（４）のエポキシ化合物（エポキシ当量１８５ｇ／ｅ
ｑ、軟化点１０５℃、１５０℃における溶融粘度０．１
ｐｓ）

【００２６】

【化６】

【００２７】を用い、これらを硬化剤及び硬化促進剤と
表１に示す割合で混合し、エポキシ樹脂組成物を得た。
なお、比較例１においては、エポキシ化合物（ａ）、
（ｂ）の代りにビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピ
コート８２８、エポキシ当量１８９ｇ／ｅｑ、油化シェ
ルエポキシ製）を用いた。又、硬化剤としてはフェノー
ルノボラック樹脂（水酸基当量１０６ｇ／ｅｑ、軟化点
８４℃、日本化薬製）を、硬化促進剤としてはトリフェ
ニルホスフィンを用いた。各成分を混合して得た組成物
は、７０〜８０℃で１５分間ロール混練、冷却、粉砕
し、タブレット化し、さらにトランスファー成形機によ
り成形後、ポストキュアを行って硬化物を得、この硬化
物のガラス転移温度及び吸水率を測定した。

【００２８】その結果を表１に示す。尚、ガラス転移温
度及び吸水率の測定条件、トランスファー成形条件及び
ポストキュアの条件は次の通りである。 ガラス転移温度 熱機械測定装置（ＴＭＡ）：真空理工 ＴＭ−７０００ 昇温速度：２℃／ｍｉｎ 吸水率 試験片（硬化物）：直径 ５０ｍｍ 厚さ ３ｍｍ 円盤 １００℃の水中で２４時間煮沸した後の重量増加量（重
量％）

【００２９】トランスファー成形条件 温度：１５０℃ 成形圧力：５０ｋｇ／cm² 時間：３分 ポストキュアの条件 温度：１８０℃ 時間：８時間

【００３０】なお、表１において、各成分の欄の数値は
重量部を示す。

【００３１】 表１ 実 施 例 比較例 １ ２ ３ ４ ５ １ エポキシ化合物（ａ） 90 70 50 30 10 エポキシ化合物（ｂ） 10 30 50 70 90 ビスフェノールＡ型 100 エポキシ樹脂 硬 化 剤 51 52 54 55 57 56 硬化促進剤 1 1 1 1 1 1 ガラス転移点（℃） 152 147 140 136 130 135 吸水率（％） 0.97 1.02 1.08 1.12 1.15 1.40

【００３２】

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物は
高耐熱性でかつ低吸水性であり、封止剤等種々の用途に
有用である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）下記式（１）で表されるエポキシ化
   合物、 【化１】 （式中、Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ はそれぞれ独立して水素原
   子、ハロゲン原子、炭素数１〜４のアルキル基、または
   アリール基を示す。） （ｂ）下記式（２）で表されるエポキシ化合物、 【化２】 （式中、Ｒ₄ ，Ｒ₅ ，Ｒ₆ ，Ｒ₇ ，Ｒ₈ ，Ｒ₉ はそれぞ
   れ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜４のア
   ルキル基、またはアリール基を示す。）及び（ｃ）硬化
   剤を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
2. 【請求項２】（ａ）のエポキシ化合物５〜９５重量部に
   対して（ｂ）のエポキシ化合物を９５〜５重量部含有
   し、（ａ）と（ｂ）を合計したエポキシ化合物１当量に
   対して（ｃ）の硬化剤を０．５〜１．５当量含有する請
   求項１記載のエポキシ樹脂組成物。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載のエポキシ樹脂組成物
   の硬化物。