JPH11322899A - 熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents
熱硬化性樹脂組成物Info
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- JPH11322899A JPH11322899A JP10127965A JP12796598A JPH11322899A JP H11322899 A JPH11322899 A JP H11322899A JP 10127965 A JP10127965 A JP 10127965A JP 12796598 A JP12796598 A JP 12796598A JP H11322899 A JPH11322899 A JP H11322899A
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Abstract
かつ工程管理にかかる労力が少ない熱硬化性樹脂組成物
を提供する。 【解決手段】 一般式−(NCN−R1)−[式中、R1
は、2価の有機基である]で表される繰り返し単位を有
するカルボジイミド樹脂を、一般式H2N−R2−NH2
[式中、R2はベンゼン環を有する2価の有機基であ
る]で表される芳香族ジアミンと反応させることで得ら
れる変性カルボジイミド樹脂と、エポキシ樹脂とを含
む。
Description
物に関する。特には、電気機器や電子部品等の保護膜や
電気絶縁膜等に使用するのに適した熱硬化性樹脂組成物
に関する。また、このような熱硬化性樹脂組成物の成分
として使用するのに適した変性カルボジイミド樹脂に関
する。
平5−6564号公報に開示されているような、一種以
上の有機ポリイソシアネートと、一種以上の有機モノイ
ソシアネートと、一種以上の、分子中に2以上の活性水
素基を有する架橋剤と、一種以上の、イソシアネートの
カルボジイミド化を促進する触媒とを含む熱硬化性樹脂
組成物、並びに、特開平8−81545号公報に開示さ
れているような、(A)一般式−N=C=N−R1−
(但し、R1は2価の有機基を示す。)で表される繰返
し単位を有するポリカルボジイミドに、グラフト反応性
基とカルボン酸無水物基とを有する化合物の1種以上を
グラフトさせた樹脂、並びに(B)エポキシ化合物を含
有することを特徴とする熱硬化性樹脂組成物などがあ
る。
に開示されているような熱硬化性樹脂組成物は、硬化後
の耐熱性に優れるという特徴があるが、硬化後の接着性
および耐湿性には改良の余地があり、また、特開平8−
81545号公報に開示されているような熱硬化性樹脂
組成物は、酸無水物基を有するため合成時に厳密な水分
量管理が必要であり、エポキシ樹脂との反応に長い時間
を要するという問題点がある。
来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、硬化後
の接着性、耐湿性および耐熱性に優れかつ製造の工程管
理にかかる労力が少ない熱硬化性樹脂組成物を提供する
ことを目的とする。
するために、鋭意研究した結果、芳香族ジアミンで変性
したカルボジイミド樹脂とエポキシ樹脂とを混合し硬化
させることにより、接着性、耐湿性および耐熱性に優れ
た熱硬化性樹脂組成物が得られることを見い出し、本発
明を完成した。
R1)−[式中、R1は、2価の有機基である]で表され
る繰り返し単位を有するカルボジイミド樹脂を、一般式
H2N−R2−NH2[式中、R2はベンゼン環を有する2
価の有機基である]で表される芳香族ジアミンと反応さ
せることで得られる変性カルボジイミド樹脂と、エポキ
シ樹脂とを含むことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物
(以下、本発明熱硬化性樹脂組成物ともいう)を提供す
る。
は、好ましくは、芳香族ジイソシアネートから誘導され
得る有機基である。また、芳香族ジアミンは、好ましく
は、ジアミノジフェニルスルホンおよびジアミノジフェ
ニルメタンである。
フェノール型またはノボラック型のエポキシ樹脂であ
る。
物に使用できる上記変性カルボジイミド樹脂を提供す
る。
て説明する。 (1)変性カルボジイミド樹脂 変性カルボジイミド樹脂は、カルボジイミド樹脂と芳香
族ジアミンとを反応させることによって得ることができ
る。
−R1)−[式中、R1は、2価の有機基である]で表さ
れる繰り返し単位を有する樹脂である。
ートを、公知の方法(例えば、特開平8−81545号
公報参照)に従って、イソシアネート基のカルボジイミ
ド化反応を触媒するカルボジイミド化触媒の存在下で反
応させることにより製造することができる。
香族ポリイソシアネートおよび脂肪族ポリイソシアネー
トがあり、具体的には、トリレンジイソシアネート(本
明細書においては、2,4−トリレンジイソシアネー
ト、2,6−トリレンジイソシアネートまたはそれらの
混合物(以上をTDIと称する)を意味する)、4,
4’,4”−トリフェニルメチレントリイソシアネー
ト、4,4’−ジメチルジフェニルメタン−2,2’,
5,5’−テトライソシアネート、キシレンジイソシア
ネート、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、
リジンジイソシアネートメチルエステル、ポリメチレン
ポリフェニルイソシアネート、水添メチレンジフェニル
イソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、ナ
フチレン−1,5−ジイソシアネート、1−メトキシフ
ェニル−2,4−ジイソシアネート、ジフェニルメタン
−4,4’−ジイソシアネート(MDIと称する)、
4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、3,3’−
ジメトキシ−4,4’−ビフェニルジイソシアネート、
3,3’−メチル−4,4’−ビフェニルジイソシアネ
ート、3,3’−ジメチルジフェニルメタン−4,4’
−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなど
が挙げられる。
ジイソシアネートであり、好ましい有機ジイソシアネー
トとしては、芳香族ジイソシアネートが挙げられ、具体
例としてはTDIおよびMDIが挙げられる。なお、こ
れらの有機ポリイソシアネートは単独でまたは2種以上
を混合して使用することができる。
アネートから誘導され得る2価の有機基である。R1は
複数の種類の基からなっていてもよく、その場合、各基
の結合順序に特に制限はない。好ましくは、R1は、T
DI、MDIから誘導され得る、下記式を有する有機基
である。
平均分子量は、通常には、200〜50000、好まし
くは500〜20000である。
等の目的のために、有機ポリイソシアネートと有機モノ
イソシアネートとを共存させて合成したものでもよい。
このような有機モノイソシアネートとしては、フェニル
イソシアネート、(o、mまたはp)−トリルイソシア
ネート、ジメチルフェニルイソシアネート、シクロヘキ
シルイソシアネート、メチルイソシアネート、クロロフ
ェニルイソシアネート、トリフルオロメチルフェニルイ
ソシアネート、ナフチルイソシアネート等が挙げられ
る。有機モノイソシアネートの使用量は、目的とする物
性に応じ適宜選択されるが、通常には、有機ポリイソシ
アネートに対し化学量論比で(すなわち、イソシアネー
ト基を基準にして)0.01〜0.3であり、好ましく
は、0.02〜0.2である。
H2[式中、R2はベンゼン環を有する2価の有機基であ
る]で表される。
ニルスルホン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジ
フェニルエーテルなどが挙げられる。好ましい芳香族ジ
アミンは、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジフ
ェニルメタンである。
反応は、一例として、カルボジイミド樹脂を溶媒に溶解
し、芳香族ジアミンを加え、混合、加熱することにより
行ってもよい。溶媒としては、トルエン、シクロヘキサ
ノン、テトラヒドロフランなどのカルボジイミド樹脂を
溶解する有機溶媒を使用できる。反応の進み具合は、使
用する溶媒のリフラックス温度の範囲内において適宜調
節される。
液からカルボジイミド樹脂を分離することなく、この反
応液に芳香族ジアミンを加えて同様に反応させることも
できる。
比は、カルボジイミド基1当量に対しジアミンが、通常
には0.01〜1モルであり、好ましくは0.02〜
0.5モルである。
は粉末として析出するので、反応後、反応液から濾別
し、乾燥することにより変性カルボジイミド樹脂を得る
ことができる。
ド樹脂は、下記式で表される、部分的にグアニジン化さ
れた構造(グアニジン基)を有すると考えられる。
およびlは整数である。)
される変性カルボジイミド樹脂は、酸無水物基のような
不安定な基を有さず、これを含む熱硬化性樹脂の製造の
工程管理が容易である。従って、本発明は、熱硬化性樹
脂組成物に好適に使用できる上記の変性カルボジイミド
樹脂も提供するものである。
硬化剤として機能するものである限り、制限はない。
ーテル型エポキシ樹脂(ビスフェノール型エポキシ樹
脂、ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂等)、グリシジルエステル型エポキシ樹
脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ
樹脂、複素環型エポキシ樹脂、液状ゴム変性エポキシ樹
脂などを挙げることができる。好ましいエポキシ樹脂
は、ビスフェノール型エポキシ樹脂およびノボラック型
エポキシ樹脂である。これらのエポキシ樹脂は、単独で
または2種以上を混合して使用することができる。
とを混合することによって本発明の熱硬化性樹脂組成物
を得ることができる。
の混合比は、樹脂の種類や組成物の使用目的により、適
宜選択されるものであるが、変性カルボジイミド樹脂1
00重量部に対し、通常には1〜400部、好ましくは
5〜200部である。
ーや熱ロールミキサーによる溶融混練や、変性カルボジ
イミド樹脂およびエポキシ樹脂に対して不活性な適当な
溶媒中での混合などが例として挙げられる。
硬化性樹脂組成物に使用されるような各種添加剤を含ん
でいてもよい。このような添加剤としては、繊維質補強
材、粉末または結晶状充填材(例えば、溶融シリカ)、
顔料、変性カルボジイミド樹脂とエポキシ樹脂との反応
による硬化を促進する硬化触媒等が挙げられる。このよ
うな各種添加剤は、上記混合と同時に配合してもよい
し、上記混合後に配合してもよい。また、上記混合前の
各樹脂のいずれかに配合してもよい。本発明の熱硬化性
樹脂組成物は、必要ならば粉砕して用いてもよく、ま
た、粉砕後に各種添加剤を配合することもできる。
80〜200℃、好ましくは120〜200℃の温度に
加熱すれば、最終硬化物に変化させることができる。ま
た、加熱を適当な型内で加圧下に行うことで所望の形状
の硬化物が得られる。
性カルボジイミド樹脂中にあるグアニジン基とエポキシ
基との反応、および、カルボジイミド基とエポキシ基と
の反応により生じる架橋によって起こるものと考えられ
る。
の有機基であり、x、yおよびzは整数である。)
る。
ト(PhNCO)4.76gおよびトルエン250.0
gを500mlセパラブルフラスコに入れ、カルボジイ
ミド化触媒である1−フェニル−3−メチル−3−ホス
ホレン−1−オキシド86.3mgを加え、リフラック
ス下5時間反応させ、カルボジイミド樹脂溶液を得
た。
対し、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)4.25
gを加え、リフラックス下5時間反応させることにより
淡白色粉末の生成がみられた。この粉末を濾別した後、
乾燥させることにより、変性カルボジイミド樹脂粉末
37.4gを得た。この粉末のIR分析により、カルボ
ジイミド基の2150〜2100cm-1、グアニジン基
の1640cm-1の吸収が確認された。
0gに対し、DDS2.07gを加えたことを除いて、
上記変性カルボジイミド樹脂粉末の合成と同様にして
変性カルボジイミド樹脂粉末35.9gを得た。この
粉末のIR分析により、カルボジイミド基の2150〜
2100cm-1、グアニジン基の1640cm-1の吸収
が確認された。
4.9g、PhNCO4.78gおよびシクロヘキサノ
ン270.0gを500mlセパラブルフラスコに入
れ、カルボジイミド化触媒である1−フェニル−3−メ
チル−3−ホスホレン−1−オキシド71.1mgを加
え、120℃で6時間反応させ、カルボジイミド樹脂溶
液を得た。
対し、DDS1.79gを加え、120℃で6時間反応
させることにより黄色粉末の生成がみられた。この粉末
を濾別した後、乾燥させることにより、変性カルボジイ
ミド樹脂粉末19.7gを得た。この粉末のIR分析
により、カルボジイミド基の2140cm-1、グアニジ
ン基の1650cm-1の吸収が確認された。
を10℃まで冷却して樹脂を析出させ、濾過すること
により、カルボジイミド樹脂粉末を収率95%で得
た。
液を10℃まで冷却し、貧溶媒としてアセトンを混合
し、樹脂を析出させたが、塊状となり粉末としては得ら
れなかった。
ならびに参考例で得たカルボジイミド樹脂粉末〜を
用いて、表1に示した比で、エポキシ樹脂、カルボジイ
ミド樹脂粉末および溶融シリカの各材料を混合し、熱ロ
ールミキサーで溶融混練した。次いで、これを冷却およ
び粉砕し、粉末状樹脂組成物を得た。
ンスファー成形法によりシリコンチップの封止を行い、
フラットパッケージ型半導体封止装置を作成し、試験片
とした。この試験片を、以下の方法によりはんだ耐熱性
および耐湿性について評価した。結果をあわせて表1に
示す。 <評価> 1.はんだ耐熱性 85℃および85%Rhの条件下に試験片を72時間置
き、次いで250℃のはんだ浴に10秒間浸漬させる操
作を二回繰り返す。結果は、12個の試験片当たりの、
クラックの発生した試験片の数として示す。 2.耐湿性 121℃および2atmの飽和水蒸気下に試験片を10
0時間置き、試験片(半導体封止装置)のリーク電流値
の測定をする。その値が試験前と比較して5倍以上にな
ったものを不良とし、12個の試験片当たりの、不良の
試験片の個数として示す。
よる変性カルボジイミド樹脂を用いた場合、優れたはん
だ耐熱性および耐湿性が得られる。また、はんだ耐熱性
および耐湿性は接着性が影響する性質であり、接着性に
優れていることも分かる。
硬化後の接着性、耐湿性および耐熱性に優れた熱硬化性
樹脂組成物ならびにこの組成物に使用するのに好適な変
性カルボジイミド樹脂が提供される。また、本熱硬化性
樹脂組成物は酸無水物のような不安定な反応基を有さな
いので工程管理にかかる労力が少ない。
Claims (7)
- 【請求項1】 一般式−(NCN−R1)−[式中、R1
は、2価の有機基である]で表される繰り返し単位を有
するカルボジイミド樹脂を、一般式H2N−R2−NH2
[式中、R2はベンゼン環を有する2価の有機基であ
る]で表される芳香族ジアミンと反応させることで得ら
れる変性カルボジイミド樹脂と、エポキシ樹脂とを含む
ことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項2】 R1が、芳香族ジイソシアネートに由来
する基である請求項1記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項3】 芳香族ジアミンがジフェニルスルホンお
よびジアミノジフェニルメタンである請求項1または2
に記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項4】 エポキシ樹脂が、ビスフェノール型また
はノボラック型のエポキシ樹脂である請求項1〜3のい
ずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項5】 一般式−(NCN−R1)−[式中、R1
は、2価の有機基である]で表される繰り返し単位を有
するカルボジイミド樹脂を、一般式H2N−R2−NH2
[式中、R2はベンゼン環を有する2価の有機基であ
る]で表される芳香族ジアミンと反応させることで得ら
れる変性カルボジイミド樹脂。 - 【請求項6】 R1が、芳香族ジイソシアネートに由来
する基である請求項5記載の変性カルボジイミド樹脂。 - 【請求項7】 芳香族ジアミンがジフェニルスルホンお
よびジアミノジフェニルメタンである請求項5または6
に記載の変性カルボジイミド樹脂。
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