JPH0681781B2 - ノボラック樹脂含有組成物 - Google Patents

ノボラック樹脂含有組成物

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JPH0681781B2
JPH0681781B2 JP1006299A JP629989A JPH0681781B2 JP H0681781 B2 JPH0681781 B2 JP H0681781B2 JP 1006299 A JP1006299 A JP 1006299A JP 629989 A JP629989 A JP 629989A JP H0681781 B2 JPH0681781 B2 JP H0681781B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はシラン変性のエポキシノボラック樹脂を含有す
る組成物に関する。
従来の技術及び発明が解決しようとする課題 近年、電気・電子産業用材料、特に半導体封止用材料と
して、ノボラック型エポキシ樹脂に硬化剤としてノボラ
ック型フェノール樹脂を配合したエポキシ樹脂組成物が
広く使用されるなど、ノボラック型エポキシ樹脂に対す
る需要が多い。
しかし、これらのノボラック型エポキシ樹脂としては、
従来オルソクレゾールノボラック型及びフェノールノボ
ラック型が主として使用されているが、これらのノボラ
ック型樹脂を用いて上述したようなエポキシ樹脂組成物
を製造し、半導体封止用材料とした場合、集積回路の集
積度が高くなり、ハンダ作業工程時に発生するクラック
を抑制するなどのために封止用材料の低吸湿性が強く要
求されている今日においては、その要求特性を十分満足
し得ないという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、上記の如き
吸湿性の問題を解決したノボラック樹脂含有組成物を提
供することを目的とする。
課題を解決するための手段及び作用 本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った
結果、エポキシノボラック樹脂をシラン変性して得れた
下記一般式(1) (但し、R1は非置換又は置換の低級アルキレン基、R2,R
3及びR4は同種又は異種の非置換又は置換一価炭化水素
基、R5は水素原子又はメチル基を示す。) で示される単位を主要構成単位とするシラン変性のエポ
キシノボラック樹脂の吸水性が低く、このシラン変性エ
ポキシノボラック樹脂を含有する組成物は、非常に低吸
湿な硬化物を与え、このため半導体の封止などに用いて
も吸湿によるクラックの発生、半導体の吸湿劣化などを
可及的に防止し得ることを知見し、本発明をなすに至っ
たものである。
従って、本発明は上記式(I)で示される単位を主要構
成単位とするシラン変性のエポキシノボラック樹脂を含
有する組成物を提供する。
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明に係るノボラック樹脂含有組成物は、下記式
(1) で示される単位を主要構成単位とするエポキシノボラッ
ク樹脂を含有するものである。
この場合、上記式において、R1は非置換又は置換の低級
アルキル基であり、このよな基としては例えばメチレン
基、エチレン基、トリメチレン基、ヘキサメチレン基
等、又はこれらの基の炭素原子に結合している水素原子
の一部又は全部をハロゲン原子等で置換した基などが挙
げられる。また、R2,R3及びR4は同種又は異種の非置換
又は置換一価炭化水素基であり、このような基としては
例えばメチル基,エチル基,ブチル基,オクチル基等の
低級アルキル基、ビニル基、アリル基、1−プロペニル
基等の低級アルケニル基、フェニル基、キシリル基、ト
リル基、ナフチル基、ベンジル基等の単核及び二核アリ
ール基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等のシクロ
アルキル基、又はこれらの基の炭素原子に結合している
水素原子の一部又は全部をハロゲン原子等で置換した基
などが挙げられる。また、R5は水素原子又はメチル基で
ある。
上記ノボラック樹脂の分子量等は組成物の使用目的等に
応じて適宜選択されるが、特に平均分子量が500〜250
0、好ましくは1000〜1500の範囲のものとすれば良く、
エポキシ当量については200〜500、好ましくは250〜350
の範囲とすれば良い。また軟化点については20〜100
℃、好ましくは40〜80℃の範囲とすることが望ましい。
式(1)で示されるノボラック樹脂の製造方法は特に限
定されないが、例えば下記式(2) (但し、R1,R2,R3,R4,R5は前記と同じ。) で示されるシラン変性フェノール誘導体とホルムアルデ
ヒド水溶液もしくは無水ホルムアルデヒドをしゅう酸,
塩酸,硫酸,パラトルエンスルホン酸等の有機酸、無機
酸の1種又は2種以上、あるいは酢酸亜鉛等の無機酸塩
の触媒量の存在下、ヒドロホルミル化反応を行って得ら
れる下記式(2a) で示されるフェノールもしくはクレゾールノボラック樹
脂にエピクロルヒドリンを加え、苛性ソーダ水溶液等の
アルカリを加えて脱塩酸反応を行い、式(2a)のフェノ
ールもしくはクレゾールノボラック樹脂のフェノール性
水酸基をエポキシ化する方法が有効である。
本発明の組成物は、上記式(1)のノボラック樹脂を含
有するものであるが、該組成物のその他の成分は使用目
的等に応じて選定される。例えば、本発明組成物は接着
剤、塗料材料あるいはレジスト材として好適に使用し得
るほか、特に電気、電子部品、例えばIC,LSI,トランジ
スター,サイリスタ,ダイオード等の半導体装置の封止
用、プリント回路板の製造などにも好適に用いることか
でき、この場合、エポキシ樹脂組成物として調製するこ
とができるが、このようにエポキシ樹脂組成物を調製す
る場合、その成分としてはエポキシ樹脂、硬化剤、更に
必要により硬化促進剤や充填剤などを使用することがで
きる。
ここで、エポキシ樹脂としては、上記式(1)のシラン
変性エポキシノボラック樹脂が単独で用いられるほか、
必要に応じてオルソクレゾールエポキシノボラック樹
脂、エポキシフェノールノボラック樹脂、ビスフェノー
ル型エポキシ樹脂等が使用でき、硬化剤としてはビスフ
ェノールA、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノ
ボラック樹脂、その他公知の硬化剤を使用することがで
き、例えばフェノールもしくはクレゾールノボラック樹
脂を硬化剤とする場合はエポキシ樹脂のエホキシ基
(a)とフェノールもしくはクレゾールノボラック樹脂
のフェノール性水酸基(b)とのモル比(a/b)を通常
0.5〜4、好ましくは0.8〜2、最適には1〜1.2の範囲
となるように用いることもできるものである。
なお、上記エポキシ樹脂組成物には、必要に応じて硬化
促進剤を配合することができる。硬化促進剤としては、
例えばイミダゾール及びその誘導体、三級アミン系誘導
体、ホスフィン系誘導体、シクロアミジン系誘導体等が
挙げられ、これらの1種又は2種以上が使用し得る。こ
れらの中ではオルガノホスフィン化合物、とりわけトリ
フェニルホスフィンが好ましい。このオルガノホスフィ
ン化合物は樹脂成分の合計量100重量部当たり、リン原
子の重量割合が0.04〜0.5重量部、特に0.05〜0.3重量部
となる量で使用することが好ましい。
なおまた、本発明組成物は、芳香族オニウム塩の添加に
よって、紫外線硬化型の組成物とすることもできる。
更に、本発明組成物には、シリカ、タルク、マイカ、窒
化ケイ素、ボロンナイトライド、アルミナ等の無機質充
填剤、接着助剤、離型剤、顔料、染料、酸化防止剤、難
燃化剤、表面処理剤、可撓性付与剤、その他の添加剤の
1種又は2種以上を用途等に応じて適宜選定し、常用範
囲で配合できる。
本発明の組成物は上述した成分を均一に攪拌、混合し、
ニーダー、ロール、エクストルーダー、品川ミキサー、
プラネタリーミキサー等で混練して得ることができる
が、この場合成分の配合順序に特に制限はない。
なお、本発明の組成物を成形、硬化する場合、その条件
は組成物の種類等により選択される。例えば上記如きエ
ポキシ樹脂組成物を用いて半導体装置の封止を行う場合
は、従来より採用されている成形法、例えばトランスフ
ァ成形、インジェクション成形、注型法などを採用して
行うことができる。この場合、エポキシ樹脂組成物の成
形温度は150〜190℃、ポストキュアーは150〜190℃で0
〜5時間行うことが好ましい。
発明の効果 本発明のノボラック樹脂含有組成物は、置換又は非置換
の低級アルキレン基を介してベンゼン勘に結合したケイ
素原子を有するシラン変性エポキシノボラック樹脂を含
有するため、非常に低吸湿な硬化物を与え、このため半
導体封止材として使用した場合、硬化物の吸湿性に起因
するハンダ作業工程時のクラック発生を可及的に防止で
き、その他その低吸湿性を利用して電気・電子部品材料
や塗装用材料等として好適に使用し得るものである。
以下、実施例と比較例を示し、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。
〔実施例1〕 下記式(3)に示す単位を主要構成単位とするパラシラ
ン変性エポキシノボラック樹脂を下記方法により合成し
た。
合成法 リフラックスコンデンサー、温度計、攪拌機及び滴下ロ
ートを具備した200ml容量のフラスコ内に下記一般式 の構成単位からなるフェノール性水酸基当量211g/当量
のシラン変性フェノールノボラック樹脂20g(フェノー
ル性水酸基として0.095モル),エピクロルヒドリン48.
9g(0.524モル)及びセチルトリメチルアンモニウムブ
ロミド0.09g(0.253ミリモル)を仕込み、110℃で時間
反応させた後、反応溶液温度を70℃まで下げ、反応系内
を160mmHgに減圧しながら50重量%の苛性ソーダ水溶液
7.6g(NaOHとして0.095モル)を滴下すると共に、反応
中水を系外へ除去した。滴下終了後、70℃、160mmHgの
減圧下で水を系外に除去しながら90分還流して反応させ
た。次いで溶液を25℃に冷却し、トルエ100gを加え、副
生食塩及び不要物を濾別し、溶剤及び過剰のエピクロル
ヒドリンを減圧留去した。
次いで、フラスコ中の残留物にメチルイソブチルケトン
14.3g,アセトン9.5g,及び10重量%の苛性ソーダ水溶液1
0.9g(NaOHとして0.027モル)を加え、60〜65℃で3時
間攪拌し、水層を除去した後、再び先と同量の苛性ソー
ダ水溶液を加え、同様の操作を行い、水層を除去し、次
いで有機層を30%リン酸水素二ナトリウム水溶液、続い
て硫酸マグネシウム水溶液で洗浄後、蒸発乾燥してエポ
キシ当量273g/当量,軟化点54.7℃,加水分解性塩素含
量0.0029%なる性状のパラシラン変性エポキシノボラッ
ク樹脂21.9gを得た。
この樹脂の分子量、赤外線吸収スペクトル及び核磁気共
鳴スペクトルの分析結果を次に示す。
分子量(単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエ
ーションクロマト法による) 重量平均分子量 w=1.91×103 数平均分子量 n=0.62×103 多分散度 w/n=3.06 赤外線吸収スペクトル:ν max(cm-1) 3450(−OCH2)2950(−CH2−) 1240及び850(Si−(CH3次に、上で得られたパラシラン変性エポキシノボラック
樹脂,フェノール当量110のフェノールノボラック樹
脂,及び硬化触媒としてトリフェニルホスフィンを第1
表に示す配合比で混合し、硬化性組成物を調製した。
この組成物を180℃,30分間の条件で硬化した後、硬化物
を100℃で煮沸した湯中に24時間浸し、その時の吸水率
を測定した。その結果を第1表に示す。
〔実施例2〕 下記式(4)に示す単位を主要構成単位とするオルソシ
ラン変性エポキシノボラック樹脂を下記方法により合成
した。
合成法 実施例1と同様の装置を用い、同様の操作により、上記
実施例1と同様にして合成した下記一般式 の構成単位からなるフェノール性水酸基当量223g/当量
のシラン変性フェノールノボラック樹脂20g(フェノー
ル性水酸基として0.095モル),エピクロルヒドリン36.
3g(0.392モル)、セチルトリメチルアンモニウムブロ
ミド0.07g(0.197ミリモル)及び50重量%の苛性ソーダ
水溶液5.9g(NaOHとして0.074モル)から、エポキシ当
量305g/当量,軟化点27.0℃,加水分解性塩素含量0.001
9%なる性状のオルソシラン変性エポキシノボラック樹
脂21.0gを得た。
このオルソシラン変性エポキシノボラック樹脂の分子
量、赤外線吸収スペクトル及び核磁気共鳴スペクトルの
分析結果を以下に示す。
分子量(単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエ
ーションクロマト法による) 重量平均分子量 w=2.10×103 数平均分子量 n=1.05×103 多分散度 w/n=2.00 赤外線吸収スペクトル:ν max(cm-1) 3450(−OCH2)2950(−CH2−) 1250及び840(Si−(CH3上で得られたオルソシラン変性エポキシノボラック樹
脂,実施例1と同様のフェノールノボラック樹脂及びト
リフェニルホスフィンを第1表に示す配合比で混合し、
次いで同様に硬化し、吸水性試験を行った。結果を第1
表に示す。
〔比較例1〕 下記式(5)に示す単位を主要構成単位とするオルソシ
ラン変性フェノールノボラック樹脂を下記方法により合
成した。
合成法 リフラックスコンデンサー、温度計及び攪拌機を具備し
た容量200mlのフラスコ内に下記に示す3−(2−ヒド
ロキシフェニル)プロピルトリメチルシラン 124.7g(0.6モル),37%ホルマリン水溶液49.2g,エチル
セロソルブアセテート60g及びしゅう酸1.5gを仕込み、1
10℃で30時間還流して反応させた後、水洗し、反応液か
ら減圧下で溶剤及び未反応物を留去してフェノール性水
酸基当量223g/当量,軟化点31.0℃なる性状のオルソシ
ラン変性フェノールノボラック樹脂を得た。
この樹脂の分子量、赤外線吸収スペクトル及び核磁気共
鳴スペクトルの分析結果を次に示す。
分子量(単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエ
ーションクロマト法による) 重量平均分子量 w=1.86×103 数平均分子量 n=1.27×103 多分散度 w/n=1.46 赤外線吸収スペクトル:ν max(cm-1) 3440(−OH)2950(−CH2−) 1250及び840(Si−(CH3次に、上で得られたオルソシラン変性フェノールノボラ
ック樹脂とエポキシ当量192,軟化点48.3℃のエポキシ化
オルソクレゾールノボラック樹脂(EOCN−4400,日本化
薬製)及び硬化触媒としてトリフェニルホスフィン第1
表に示す配合比で混合し、硬化性組成物を調製した。
この組成物を実施例1と同様の条件で硬化し、実施例と
同様にして吸水性試験を行った。その結果を第1表に併
記する。
〔比較例2〕 比較例1で使用したエポキシ当量192,軟化点48.3℃のエ
ポキシ化オルソクレゾールノボラック樹脂(EOCN−440
0,日本化薬製)と実施例1,2で使用したものと同じフェ
ノール当量110のフェノールノボラック樹脂及びトリフ
ェニルホスフィンを第1表に示す配合比で混合し、次い
で実施例1と同様に硬化し、吸水性試験を行った。
結果を第1表に併記する。
第1表の結果より、本発明に係るシラン変性エポキシノ
ボラック樹脂を使用した硬化物は、シラン変性フエノー
ルノボラック樹脂を使用した硬化物に比較して吸水率が
低く、エポキシ樹脂をシラン変性する効果が認められ
た。また本発明に係るオルソシラン変性エポキシノボラ
ック樹脂を使用した硬化物は、ベンゼン環のオルソ位置
にメチル基をもつエポキシ化オルソクレゾールノボラッ
ク樹脂を使用した硬化物に比較して吸水率が半分以下
で、シラン変性の効果が認められ、さらにパラ位にシラ
ン変性したパラシラン変性エポキシノボラック樹脂も上
述のオルソ位にシラン変性したものと同じ低吸水率を示
し、シラン変性の効果が認められた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神原 浩 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社シリコーン電子材料技術研 究所内 (56)参考文献 特開 昭62−212417(JP,A) 特開 昭62−275116(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式(1) (但し、R1は非置換又は置換の低級アルキレン基、R2,R
    3及びR4は同種又は異種の非置換又は置換一価炭化水素
    基、R5は水素原子又はメチル基を示す。) で示される単位を主要構成単位とするシラン変性のエポ
    キシノボラック樹脂を含有してなることを特徴とするノ
    ボラック樹脂含有組成物。
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