JPS62187718A - エポキシ樹脂中の塩素除去方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明はエポキシ樹脂中の塩素不純分を除去する方法に
関するものである。さらに詳しくいえば。

本発明は、特に半導体素子などの電子部品の封止用樹脂
として好適な塩素不純分の少ないエポキシ樹脂を簡単に
得るためのエポキシ樹脂中の塩素不純分除去方法に関す
るものである。

従来の技術 エポキシ樹脂は優れた特性を有することから、種々の応
用分野において利用さ汎ているが、近年、エレクトロニ
クス分野の急速な発展に伴い、半導体素子などの電子部
品の封止材としても利用さ几るようになってきた。

ところがこの分野においては、半導体の集積回路の密度
が上がるに従って、封止材料に対してもより高度な品質
が要求されるようになってきた。

従来この目的に対してはノボラックエポキシ樹脂に各種
無機フィラーとフェノール樹脂などの硬化剤を混合した
熱硬化性樹脂組成物が用いられていた。

しかしながら、近年、不良発生の原因となる集積回路の
金属の腐食が封止Ａとして用いらｎるエポキシ樹脂中の
塩素に起因することが明らかとなシ、そのため、塩素含
有量の少ないエポキシ樹脂を得ようとする試みが種々な
されている。

通常エポキシ樹脂はフェノール性水酸基を有するビスフ
ェノールＡ又はノボラック樹脂などとエピクロルヒドリ
ンなどのエビハロヒドリンとを酸又は塩基性触媒の存在
下にて反応せしめ、生成したハロヒドリンエーテルをさ
らに水酸化ナトリウムなどの水酸化アルカリ金属を用い
て脱ハロゲン化水素を行うことにより製造さｎている。

ところが、フェノール性水酸基とエビハロヒドリンとの
反応において好ましくない副反応を生じ、一部のハロゲ
ンは、水酸化アルカリによって比較的容易に脱ハロゲン
化しつるハロヒドリンエーテルとはならず、エポキシ樹
脂内に結合した・・ロゲン不純物として残留する。この
ノ・ロゲンは、次の構造式に示すようにエポキシ樹脂内
に結合していることが知らｎている。

Ｈ２０Ｈ （ただしＸはハロゲン原子である） このようなハロゲン不純分は、洗浄、吸着などの物理的
な処理方法によって除去することは不可能である。また
、水酸化アルカリなどを用いて過酷な条件下において脱
ハロゲン化水素を行うことも可能であるが、この場合、
エポキシ樹脂のグリシジル基にも作用し、開環重合反応
の結果、ゲル化や高分子化などを起こし、結果としてグ
リシジル基の多くを失うことになる。

シタ力って、エビクロロヒドリンを原料とする一般に市
販されているエポキシｍ＠は５００〜２０００ｐｐｍの
結合した塩素不純物を含んでおり、このようなエポキシ
樹脂を原料にして製造さルた封止材で封止さｎた半導体
集積回路は、長期の使用において水分の侵入を受け、遊
離した塩素によって集積回路の金属を腐蝕することにな
る。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、このような事情のもとで、エビクロロヒドリ
ンを原料とするエポキシ樹脂中の結合塩素をグリシジル
基を損うことなく容易に除去しうる方法を提供し、特に
半導体素子などの電子部品の封止用樹脂として好適な塩
素不純分の少ないエポキシ樹脂を得ることを目的とする
ものである。

問題点を解決するための手段 本発明者らは前記目的を達成するために鋭意研究を重ね
た結果、特定の溶媒中にエポキシ樹脂を溶解させること
によシ、その結合塩素がグリシジル基を損うことなく容
易にアルカリと反応しうることを見出し、この知見に基
づいて本発明を完成するに至った。

すなわち１本発明は、塩素含有エポキシ樹脂から塩素を
除去するに当シ、一般式 （式中のＲ１及びＲ２はそ扛ぞれ炭素数１〜６のア同一
であってもよいし、たがいに異なっていてもよく、また
Ｒ１とＲ２とはたがいに結合して環構造を形成していて
もよい） で表わさルるスルホキシド化合物に該エポキシ樹脂を溶
解し１次いでこの溶液にアルカリを加えて該エポキシ樹
脂から塩素を離脱させたのち、該エポキシ樹脂を回収す
ることを特徴とするエポキシ樹脂中の塩素除去方法を提
供するものである。

本発明方法において用いるアルカリとしては、例えば水
酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど
のアルカリ金属水酸化物、水酸化バリウム、水酸化マグ
ネ／ラム、水酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属水
酸化物、テトラメチルアンモニウムヒドロオキシド、テ
トラエチルアンモニウムヒドロオキシド、テトラプロピ
ルアン・モニウムヒドロオキシド、テトラブチルアンモ
ニウムヒドロオキシドなどのテトラアルキルアンモニウ
ムヒドロオキシド類、テトラメチルホスホニウムヒドロ
オキシド、テトラエチルホスホニウムヒドロオキシド、
テトラプロピルホスホニウムヒドロオキシド、テトラブ
チルホスホニウムオキシドなどのテトラアルキルホスホ
ニウムヒドロオキシド類、テトラメチルアンモニウムヒ
ドロオキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロオキシ
ド。

テトラプロビルアルセニウムヒドロオキシド、テトラメ
チルアンモニウムヒドロオキシドなどのテトラアルキル
アンモニウムヒドロオキシド類、リチウムメトギシド、
ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、リチウム
エトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシ
ド、リチウムプロボギ／ド、ナトリウムプロポキシド、
カリウムエトキシド、リチウムブトキシド、ナトリウム
エトキシド、カリウムブトキシドなどのアルコキノ異性
体を含む、アルカリ金属アルコキシド類などが挙げらｎ
る。

本発明方法において、溶媒として用いるスルホキシド化
合物は、一般式 （式中のＲ１及びＲ２は前記と同じ意味をもつ）で表わ
さｎるものであり、このようなものとしては２例えばジ
メチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジプロピ
ルスルホキシド、ジブチルスルホキシド、ジフェニルス
ルホキシド、ジベンジルスルホキシド、メチルエチルス
ルホキシド、メチルエチルスルホキシド、エチルプロピ
ルスルホキシド、ジ−ｐ−クロロフェニルスルホキシド
。

ジ−トリルスルホキシド、エチルベンジルスルホキシド
などを挙げることができる。

本発明方法においては、塩素含有エポキシ樹脂とスルホ
キシド化合物との使用割合は、通常重量基準で１：５０
ないし１０：１の範囲で選ばれる。

スルホキシド化合物の使用割合が多すぎるとエポキシ樹
脂の回収が工業的に不利となり、また少なすぎると十分
に脱塩素さｎない。したがって、塩素含有エポキシ樹脂
とスルホキシド化合物との好ましい使用割合は１重量基
準で１：１０ないし５；１の範囲で選ばｎる。

アルカリの使用量は、エポキシ樹脂に含有する塩素１モ
ルに対し１通常０．５〜１０モルの範囲で選ばｎるが、
アルカリを多ｌに用いるとグリシジル基が損わｎやすく
なるので、好寸しくは塩素１モルに対し％　０．５〜５
モルの範囲で選ばノする。

溶媒として用いるスルホキシド化合物は単独で用いても
よいし％　２種以上組み合わせて用いてもよく、また他
種溶媒と混合して用いてもよい。他種溶媒としては、例
えばべ／ゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素、アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルインブチルケトンなど
のケトン類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテ
ル、ジオキサンナトのエーテルｆＡ、メｆルアルコール
、エチルアルコール、フロビルアルコール、ブチルアル
コールなどのアルコール類などが挙ケらｎｌこれらは１
種用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい
。

これらの他種溶媒の使用量が重量基準でスルホキシド化
合物量に対し５倍以下であれば、本発明の効果が損わｎ
ることはない。

反応温度は通常１０〜１８０℃の範囲で選ばれるが、温
度が高すぎるとグリシジル基が損わ几やすくなるので、
好ましくは１０〜１２０℃の範囲で選ばする。

反応液からエポキシ樹脂を回収分離する方法としては、
反応液にベンゼン、トルエン、キシレン。

メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどの溶
剤を加え、ろ過又は水洗あるいはその両方により不純物
を除去したのち、減圧やスチームストリッピングなどに
よりエポキシ樹脂を回収する方法、あるいは反応液を減
圧下で加熱して、スルホキシト化合物や他種溶媒を除去
したのち、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、ジオキサンなどの
溶剤に溶かし、次いで生成したアルカリ塩をろ過したの
ち、減圧やスチームストリッピングなどによりエポキシ
樹脂を回収する方法などが挙げられる。

発明の効果 本発明方法によると、エポキシ樹脂中の結合塩素をグリ
シジル基を損うことなく、容易に除去することができ、
この方法によって得らｎた塩素含量の少ないエポキシ樹
脂は、特に半導体素子などの電子部品の封止用樹脂とし
て好適に用いられる。

実施例 次て実施例により本発明をさらに詳細に説明するが１本
発明はこｎらの例によってなんら限定されるものではな
い。

なお、本発明でいうエポキシ価とは、エポキシ樹脂１０
０２当シのグリシジル基のモル数で定義される。また、
結合塩素の念は、全塩素量から易加水分解性塩素量を差
し引いた値で表わされる。易加水分解塩素量及び全塩素
量は次に示す分析法によって求めた。

（１）易加水分解塩素の分析法 試料１２を５０−のトルエンに溶解し、これにＱ、ＩＮ
ＫＯＨ−メタノール溶液２０−を加えて１５分間煮沸し
たのち、硝酸銀で滴定する。

（２）全塩素の分析法 試料１２を２５−のエチレングリコールモノブチルエー
テルに溶解し、こｎにＩ　Ｎ　ＫＯＨ−プロピレングリ
コール溶液２５ｆｎｌを加えて２０分間煮沸したのち、
硝酸銀で滴定する。

実施例１〜１６、比較例１〜６ 温度計、かきまぜ装置、還流冷却器を付けた工ｔの四つ
ロフラスコを用いて、エポキシ樹脂の脱塩素反応を行っ
た。

第１表に示すような溶媒にエポキシ樹脂を溶解したのち
、所定のアルカリ量、温度、時間の条件下で反応を行い
、次Ｇでトルエン、キシレン又はメチルインブチルケト
ンを投入し、温水で５回洗浄してエポキシ樹脂ａｔ分離
したのち、減圧下で１７０℃に加熱して溶剤を除去し、
エポキシ樹脂を回収した。

このようにして回収されたエポキシ樹脂のエポキシ当量
、易加水分解塩素量及び結合塩素量を求めた。

第１表に各成分の種類、仕込量及び反応条件を、第２表
に反応前のエポキシ樹脂のエポキシ当量。

結合塩素量及び易加水分解性塩素量を、第３表に処理後
のエポキシ樹脂のエポキシ当量、結合塩素量及び易加水
分解性塩素量を示す。

第３表から明らかなように、比較例１．２及び３で得ら
れたエポキシクレゾールノボラックの結合塩素量はそれ
ぞれ７６８　ｐｐｍ、　　７３５　ｐｐｍ及び７５３ｐ
ｐｍであるのに対し、実施例１〜１０のそｎは１８７〜
３９０ｐｐｍであり、結合塩素量を比較例の約Ａ−にに
低減することができた。また、グリシジルエーテルビス
フェノールＡの結合塩素ｉｔｎ、　比較例４．５及び６
でそｎぞれ９２３　ｐｐｍ　、　　８９８　ｐｐｍ及び
８８４　ｐｐｍであるのに対し、実施例１１〜１６では
８２〜２６８　ｐｐｍであり、比較例の約晃〜殉に結合
塩素量を低減することができた。

手続補正書 昭和６１年４月１６日 １、事件の表示 昭和６１年　特許願　第２８０４２号 ２、発明の名称 エポキシ樹脂中の塩素除去方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所東京都千代田区有楽町１丁目１番２号代表者小野
寺　敏　徳 ４、代　理　人 〒１０５東京都港区新ＩＩ２丁目２番２号川志満・拝信
ビル８階８、補正の内容 （１）明細書第４ページ第６行の式 に訂正します。

（２）同第１６ページ第２表のＤＧＫＢＡ欄の結合塩素
量「７５２Ｊを「９５２」に訂正します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　塩素含有エポキシ樹脂から塩素を除去するに当り、
   一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中のＲ＾１及びＲ＾２はそれぞれ炭素数１〜６のア
   ルキル基、無置換若しくは置換アリール基又は無置換若
   しくは置換アルアルキル基であって、それは同一であっ
   てもよいし、たがいに異なっていてもよく、またＲ＾１
   とＲ＾２とはたがいに結合して環構造を形成していても
   よい） で表わされるスルホキシド化合物に該エポキシ樹脂を溶
   解させ、次いでこの溶液にアルカリを加えて該エポキシ
   樹脂から塩素を離脱させたのち、該エポキシ樹脂を回収
   することを特徴とするエポキシ樹脂中の塩素除去方法。