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JP3173820B2 - Phenol novolak resin containing allyl groups at both ends and method for producing the same - Google Patents

Phenol novolak resin containing allyl groups at both ends and method for producing the same

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Publication number
JP3173820B2
JP3173820B2 JP24650891A JP24650891A JP3173820B2 JP 3173820 B2 JP3173820 B2 JP 3173820B2 JP 24650891 A JP24650891 A JP 24650891A JP 24650891 A JP24650891 A JP 24650891A JP 3173820 B2 JP3173820 B2 JP 3173820B2
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JP
Japan
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novolak resin
phenol novolak
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JP24650891A
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良一 池沢
憲 七海
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Showa Denko Materials Co Ltd
Resonac Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はエポキシ樹脂をベース樹
脂とする半導体素子封止材の低応力化に有効なシリコー
ン可撓剤として、またその他レジスト材料としても好適
に使用されるシリコーン−ノボラックブロック共重合体
を製造するために必要な両末端アリル基含有フェノール
ノボラック樹脂とその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silicone novolak block which is suitably used as a silicone flexible agent effective for lowering the stress of a semiconductor element encapsulant containing an epoxy resin as a base resin and also as a resist material. The present invention relates to a phenol novolak resin containing allyl groups at both ends required for producing a copolymer and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子の高集積度化はめざま
しく、これに伴って素子の大型化が進み、また高密度実
装の点からはパッケージの小型薄型化が要求されてい
る。これらの技術動向は従来の半導体素子封止材にパッ
ケージクラックなどの問題を引き起こし、現在では封止
材のより一層の低応力化が求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of semiconductor devices has been remarkably increased, and accordingly, the size of the devices has been increased. In view of high-density mounting, there has been a demand for smaller and thinner packages. These technical trends cause problems such as package cracks in the conventional semiconductor element encapsulant, and there is currently a demand for even lower stress in the encapsulant.

【0003】封止材の低応力化の手法には低膨張率化と
低弾性率化の二者があり、前者は主に溶融シリカ等の充
填剤を添加することにより達成される。後者は主に可撓
剤の使用が効果的であるが、このときエポキシ樹脂等の
ベース樹脂と可撓剤との相溶性が良好であるとガラス転
移点(Tg)が下がり、耐熱性の低下を誘発し好ましく
ない。低応力性と高耐熱性を両立させるには、PVC−
ニトリルゴム系、ABS樹脂系のように樹脂に可撓剤成
分を分散させた海島構造を構築することが効果的であ
る。封止材樹脂の主材となるエポキシ樹脂用の可撓剤に
関して種々検討が行われた結果、シリコーン樹脂が最も
分散性に優れており、耐熱性を維持しつつ、低応力化を
達成するための有効な可撓剤であることが見出された。
[0003] There are two methods for lowering the stress of the sealing material, that is, lowering the expansion coefficient and lowering the elastic modulus. The former is achieved mainly by adding a filler such as fused silica. In the latter case, the use of a flexible agent is mainly effective. At this time, if the compatibility between the base resin such as an epoxy resin and the flexible agent is good, the glass transition point (Tg) decreases and the heat resistance decreases. Induces undesirable. To achieve both low stress and high heat resistance, PVC-
It is effective to construct a sea-island structure in which a flexible agent component is dispersed in a resin such as a nitrile rubber system or an ABS resin system. As a result of various studies on a flexible agent for an epoxy resin which is a main material of a sealing material resin, a silicone resin is most excellent in dispersibility, and in order to achieve low stress while maintaining heat resistance. Have been found to be effective flexibilizers.

【0004】シリコーン可撓剤としては当初、シリコー
ンオイルをベース樹脂に単純に添加する添加型可撓剤が
開発されたが、シリコーンのしみだしによる外観不良
等、成形上好ましくない問題が発生した。そこでこのし
みだしを押さえ、更に分散性を良好にして低応力化を向
上させるために反応性官能基を含有したシリコーン樹脂
をベース樹脂とあらかじめ反応させて用いる樹脂変性型
可撓剤が開発された。この樹脂変性型シリコーン可撓剤
としてはこれまで種々のシリコーン変性エポキシ樹脂
(特開昭62−84147号公報等)、シリコーン変性
フェノール樹脂(特公昭61−48544号公報等)等
が検討された。
[0004] As a silicone flexible agent, an additive-type flexible agent in which silicone oil is simply added to a base resin was initially developed. However, problems such as poor appearance due to exudation of silicone and unfavorable molding occurred. Therefore, a resin-modified flexible agent was developed in which a silicone resin containing a reactive functional group was previously reacted with a base resin in order to suppress this exudation, further improve dispersibility, and improve stress reduction. . As the resin-modified silicone flexible agent, various silicone-modified epoxy resins (JP-A-62-84147, etc.), silicone-modified phenolic resins (JP-B-61-48544, etc.) and the like have been studied.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】これまで開発された樹
脂変性型シリコーン可撓剤の中には低応力性と高耐熱性
を両立させるに至るものはあったが、同時に機械的強度
をも満足させるものはなかった。強度を上げるには樹脂
の伸びを向上させることが効果的であり、これを実現さ
せるには樹脂に緻密なミクロ相分離構造を構築すること
が有効である。このためにはシリコーン可撓剤をシリコ
ーン−ノボラック(エポキシ)ブロック共重合体、特に
はマルチブロック共重合体とする分子設計が必要とな
る。
Some of the resin-modified silicone flexible agents developed so far have achieved both low stress and high heat resistance, but at the same time have satisfactory mechanical strength. There was nothing to make. It is effective to increase the elongation of the resin to increase the strength, and to achieve this, it is effective to construct a dense microphase separation structure in the resin. For this purpose, a molecular design is required in which the silicone flexible agent is a silicone-novolak (epoxy) block copolymer, particularly a multi-block copolymer.

【0006】これまでの可撓剤の中でシリコーン変性フ
ェノール樹脂としては多種提案されているが、フェノー
ル性水酸基を共重合反応に使用して合成されるものは分
子構造的にブロック共重合体とは言いがたい。また特公
昭61−48544号公報に記載のフェノールとアリル
フェノールを共縮重合させたプレポリマーから合成され
るものは、ノボラックが多少なりとも枝分かれを持って
いるため完全なブロック共重合体となるとは限らず、ま
た得られる生成物がトリブロック共重合体、ジブロック
共重合体、ホモポリマーの混合物となることは避けられ
ない。更には緻密な相分離構造を最も安定に構築するマ
ルチブロック共重合体を合成することはできないという
問題点がある。この公知例、あるいはこれまで公知のい
ずれの合成方法でも完全なシリコーン−ノボラックマル
チブロック共重合体を合成することは不可能であった。
[0006] Among the conventional flexible agents, various types of silicone-modified phenolic resins have been proposed, but those synthesized by using a phenolic hydroxyl group in a copolymerization reaction have a molecular structure of a block copolymer. Is hard to say. In addition, what is synthesized from a prepolymer obtained by copolycondensation of phenol and allylphenol described in JP-B-61-48544 is a complete block copolymer because novolak has some branching. Without limitation, it is inevitable that the resulting product is a mixture of a triblock copolymer, a diblock copolymer, and a homopolymer. Further, there is a problem that a multi-block copolymer that can construct a dense phase-separated structure most stably cannot be synthesized. It was not possible to synthesize a complete silicone-novolak multiblock copolymer by this known example or any of the synthesis methods known so far.

【0007】シリコーン−ノボラックブロック共重合体
の合成はポリシロキサンとノボラック樹脂との反応によ
り達成されることを考えると、完全なブロック共重合
体、更にはマルチブロック共重合体を合成するために
は、マクロなモノマー両成分としてテレケリックポリシ
ロキサンとテレケリックノボラック樹脂が必要となる。
前者に関しては公知の技術により容易に合成可能である
が、後者に関しては特別な分子設計、合成技術が必要と
なる。
Considering that the synthesis of a silicone-novolak block copolymer is achieved by the reaction of a polysiloxane with a novolak resin, it is necessary to synthesize a complete block copolymer or even a multi-block copolymer. In addition, telechelic polysiloxane and telechelic novolak resin are required as both macromonomer components.
The former can be easily synthesized by a known technique, but the latter requires a special molecular design and synthesis technique.

【0008】本発明の目的は、このシリコーン−ノボラ
ックマルチブロック共重合体の合成に必要なテレケリッ
クノボラック樹脂を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a telechelic novolak resin required for synthesizing the silicone-novolak multiblock copolymer.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、テレケリ
ックポリシロキサンとして両末端に官能基としてSi−
H基を有するポリシロキサンを想定し、Si−H基と反
応性を有する官能基としてアリル基を両末端のみに有す
るテレケリックフェノールノボラック樹脂をこのテレケ
リックポリシロキサンと縮合反応させることにより完全
なブロック、更にはマルチブロック共重合体を合成する
ことが可能になることに着目し、本発明を完成するに至
った。即ち、本発明は、下記式[I]で示される両末端
アリル基含有フェノールノボラック樹脂(式中、R1
炭素原子数1〜4のアルキル基を示し、R2は炭素原子
数1〜4のアルキル基又はアルコキシル基を示し、nは
平均で5〜10の数である。)を提供するものである。
Means for Solving the Problems The present inventors have proposed a telechelic polysiloxane having Si-functional groups at both ends as functional groups.
Assuming a polysiloxane having an H group, a complete block is obtained by subjecting a telechelic phenol novolak resin having an allyl group only at both ends as a functional group having reactivity to a Si-H group to a condensation reaction with the telechelic polysiloxane. The present invention has been completed by focusing on the fact that a multi-block copolymer can be synthesized. That is, the present invention relates to a phenol novolak resin containing allyl groups at both ends represented by the following formula [I] (wherein R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 represents 1 to 4 carbon atoms) In which n is a number of 5 to 10 on average).

【化6】 Embedded image

【0010】本発明のテレケリックノボラック樹脂を合
成するためには、以下に示す2点の設計を考慮する必要
がある。 1.線状ノボラック樹脂の合成 2.両末端への官能基の導入
In order to synthesize the telechelic novolak resin of the present invention, it is necessary to consider the following two designs. 1. 1. Synthesis of linear novolak resin Introduction of functional groups at both ends

【0011】第一点の設計はノボラック樹脂を合成する
際、二官能性(ホルムアルデヒド活性点が二点)のフェ
ノール化合物をモノマーとして選択することにより達成
される。
The first design is achieved by selecting a bifunctional (two formaldehyde active sites) phenol compound as a monomer when synthesizing a novolak resin.

【0012】第二点の設計はまず第一点目の設計を前提
とする。すなわち二官能性フェノールから合成されるノ
ボラック樹脂はその分子鎖中にホルムアルデヒド活性点
を持たず、分子鎖末端にのみ活性点を有することにな
る。つまりこのノボラック樹脂を適当な条件でメチロー
ル化することにより、分子鎖両末端に反応活性なメチロ
ール基を導入することができる。次にこの両末端メチロ
ール基含有ノボラック樹脂と反応性官能基(ポリシロキ
サンの官能基と反応可能なもの)を持った一官能性のフ
ェノール化合物とを適当な条件で縮合させることにより
両末端に反応性官能基を導入することができる。
The design of the second point is based on the design of the first point. That is, a novolak resin synthesized from a bifunctional phenol does not have a formaldehyde active site in its molecular chain, but has an active site only at the molecular chain terminal. That is, by converting this novolak resin into methylol under appropriate conditions, a reactive methylol group can be introduced into both ends of the molecular chain. Next, the methylol group-containing novolak resin at both ends is condensed with a monofunctional phenol compound having a reactive functional group (one capable of reacting with the functional group of polysiloxane) under appropriate conditions to react at both ends. A functional group can be introduced.

【0013】このようにしてテレケリックノボラック樹
脂の合成が可能となり、テレケリックポリシロキサンと
の反応により完全なシリコーン−ノボラックブロック共
重合体が、そしてマルチブロック共重合体が合成可能と
なる。本発明ではポリシロキサンの官能基としてSi−
H基を想定し、目的とするテレケリックノボラック樹脂
の官能基としてアリル基を用いた。
Thus, the synthesis of the telechelic novolak resin becomes possible, and the reaction with the telechelic polysiloxane makes it possible to synthesize a complete silicone-novolak block copolymer and a multi-block copolymer. In the present invention, Si-
Assuming an H group, an allyl group was used as a functional group of the target telechelic novolak resin.

【0014】すなわち、本発明は、下記式[II]で示
されるフェノールノボラック樹脂(式中、R1は炭素原
子数1〜4のアルキル基を示し、nは平均で5〜10の
数である。)を溶媒中、アルカリ触媒の存在下、ホルム
アルデヒドと反応させて両末端をメチロール化して下記
式[III]で示される両末端メチロール基含有フェノ
ールノボラック樹脂を得、この両末端メチロール基含有
フェノールノボラック樹脂と下記式[IV]で示される
アリルフェノールとを溶媒中、酸触媒の存在下、縮合さ
せることを特徴とする下記式[I]で示される両末端ア
リル基含有フェノールノボラック樹脂(式中、R2は炭
素原子数1〜4のアルキル基又はアルコキシル基を示
す。)の製造方法を提供するものである。
That is, the present invention relates to a phenol novolak resin represented by the following formula [II] (wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n is a number of 5 to 10 on average) Is reacted with formaldehyde in a solvent in the presence of an alkali catalyst to form methylol at both ends to obtain a phenol novolak resin having a methylol group at both ends represented by the following formula [III]. Wherein the resin and an allylphenol represented by the following formula [IV] are condensed in a solvent in the presence of an acid catalyst, and a phenol novolak resin having both terminal allyl groups represented by the following formula [I] (wherein: R 2 represents an alkyl group or an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms).

【0015】[0015]

【化7】 Embedded image

【0016】[0016]

【化8】 Embedded image

【0017】[0017]

【化9】 Embedded image

【0018】[0018]

【化10】 Embedded image

【0019】R1 は炭素原子数1〜4のアルキル基を示
し、中でもメチル基が好ましい。R2 は炭素原子数1〜
4のアルキル基又はアルコキシル基を示し、中でもメト
キシ基、メチル基が好ましい。
R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and among them, a methyl group is preferable. R 2 has 1 to 1 carbon atoms
4 represents an alkyl group or an alkoxyl group, among which a methoxy group and a methyl group are preferable.

【0020】本発明の製造方法を更に詳しく説明する
と、出発原料として式[II]で示される線状フェノー
ルノボラック樹脂を用い、次に示す2段階の反応を経る
ことにより、両末端アリル基含有フェノールノボラック
樹脂の合成が達成される。すなわち、 第1段:フェノールノボラック樹脂両末端のメチロール
化反応 第2段:両末端メチロール基含有フェノールノボラック
樹脂とアリルフェノールとの縮合反応
The production method of the present invention will be described in more detail. A linear phenol novolak resin represented by the formula [II] is used as a starting material, and a phenol containing an allyl group at both ends is obtained by the following two-step reaction. Novolak resin synthesis is achieved. First step: Methylolation reaction of both ends of phenol novolak resin Second step: Condensation reaction of phenol novolak resin containing both ends methylol group with allylphenol

【0021】式[II]で示される線状フェノールノボ
ラック樹脂は、下記式[V]で示されるフェノール化合
物(式中、R1 は上記と同じ意味を有する。)とホルム
アルデヒドを酸触媒を用いて縮合させることにより得る
ことができる。
The linear phenol novolak resin represented by the formula [II] is obtained by converting a phenol compound represented by the following formula [V] (wherein R 1 has the same meaning as described above) and formaldehyde using an acid catalyst. It can be obtained by condensation.

【0022】[0022]

【化11】 Embedded image

【0023】式[V]で示されるフェノール化合物は核
置換基としてヒドロキシル基の他にR1 基を有し、ホル
ムアルデヒド活性点が2点の二官能性のフェノール化合
物であることから、得られるフェノールノボラック樹脂
は線状フェノールノボラック樹脂となり、またホルムア
ルデヒド活性点を分子鎖末端のみに有するものとなる。
このフェノール化合物としては、例えばo−クレゾー
ル、p−クレゾール等が好適に用いられる。また、ホル
ムアルデヒドとしてはパラホルムアルデヒド、ホルマリ
ン、ホルムアルデヒドガス等が、酸触媒としてはしゅう
酸、塩酸等が好適に用いられる。F/P(ホルムアルデ
ヒド/フェノール化合物仕込比)はノボラックとなるよ
うにモル比で0.5〜0.9、好ましくは0.6〜0.
75とすることが好ましい。触媒濃度はフェノール化合
物に対し0.1〜2.0重量%とするのがよい。また、
反応温度は80〜110℃が、反応時間は6〜8時間が
好ましい。
The phenol compound represented by the formula [V] is a bifunctional phenol compound having an R 1 group in addition to a hydroxyl group as a core substituent and having two formaldehyde active sites. The novolak resin becomes a linear phenol novolak resin, and has a formaldehyde active site only at the molecular chain terminal.
As the phenol compound, for example, o-cresol, p-cresol and the like are suitably used. As formaldehyde, paraformaldehyde, formalin, formaldehyde gas and the like are preferably used, and as the acid catalyst, oxalic acid, hydrochloric acid and the like are suitably used. F / P (formaldehyde / phenol compound charge ratio) is 0.5 to 0.9, preferably 0.6 to 0.
It is preferably 75. The catalyst concentration is preferably 0.1 to 2.0% by weight based on the phenol compound. Also,
The reaction temperature is preferably from 80 to 110 ° C, and the reaction time is preferably from 6 to 8 hours.

【0024】本発明に用いられるフェノールノボラック
樹脂はこのようにして得ることができ、nが平均で5〜
10の範囲にあるが、数平均分子量で600〜1200
の範囲にあるものを用いることが好ましい。
The phenol novolak resin used in the present invention can be obtained in this manner, and n is 5 to 5 on average.
10, but in a number average molecular weight of 600 to 1200.
Is preferably used.

【0025】本発明の製造方法の第1段においては、こ
のようにして得られる式[II]で示されるフェノール
ノボラック樹脂をアルカリ触媒を用い、溶媒中、ホルム
アルデヒドでメチロール化し、式[III]で示される
両末端メチロール基含有ノボラック樹脂を得る。この
時、フェノールノボラック樹脂のホルムアルデヒド活性
点は分子鎖末端のみにあるので、分子鎖末端だけが確実
にメチロール化されることになる。ホルムアルデヒドと
してはパラホルムアルデヒド、ホルマリン、ホルムアル
デヒドガス等が、反応溶媒としてはメタノール、エタノ
ール等のアルコール性溶媒が好ましい。アルカリ触媒と
しては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチ
ウム、水酸化カルシウム等が好適に用いられる。
In the first step of the production method of the present invention, the phenol novolak resin represented by the formula [II] thus obtained is methylolated with formaldehyde in a solvent using an alkali catalyst, and then converted to a compound represented by the formula [III]. The novolak resin having a methylol group at both ends shown is obtained. At this time, since the formaldehyde active site of the phenol novolak resin is located only at the molecular chain terminals, only the molecular chain terminals are surely converted to methylol. As formaldehyde, paraformaldehyde, formalin, formaldehyde gas and the like are preferable, and as a reaction solvent, an alcoholic solvent such as methanol and ethanol is preferable. As the alkali catalyst, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide and the like are preferably used.

【0026】この第1段の反応条件としては、ホルムア
ルデヒドの仕込量はフェノールノボラック樹脂のモル数
とこのフェノールノボラック樹脂の式[II]中のnに
代表される数との積に対して、1〜10倍の数のモル数
とすることが好ましい。また、溶液濃度、即ち溶媒とフ
ェノールノボラック樹脂との合計量中のフェノールノボ
ラック樹脂の量の割合は2〜40重量%、触媒濃度は
0.5〜2Nとすることが好ましい。また、反応温度は
室温〜60℃、反応時間は2〜6時間とすることが好ま
しい。第2段の反応においては、第1段で合成した式
[III]で示される両末端メチロール基含有フェノー
ルノボラック樹脂と式[IV]で示されるアリルフェノ
ールを、溶媒中、酸触媒を用いて縮合させることによ
り、式[I]で示される両末端アリル基含有フェノール
ノボラック樹脂を得る。
As the reaction conditions in the first stage, the amount of formaldehyde charged is 1 to the product of the number of moles of the phenol novolak resin and the number of the phenol novolak resin represented by n in the formula [II]. It is preferable that the number of moles be 10 to 10 times the number of moles. The solution concentration, that is, the ratio of the amount of the phenol novolak resin to the total amount of the solvent and the phenol novolak resin is preferably 2 to 40% by weight, and the catalyst concentration is preferably 0.5 to 2N. The reaction temperature is preferably from room temperature to 60 ° C., and the reaction time is preferably from 2 to 6 hours. In the second stage reaction, the phenol novolak resin having a methylol group at both ends represented by the formula [III] synthesized in the first stage and allylphenol represented by the formula [IV] are condensed in a solvent using an acid catalyst. By doing so, a phenol novolak resin containing allyl groups at both ends represented by the formula [I] is obtained.

【0027】本発明で用いられるアリルフェノールとし
ては、確実にフェノールノボラック樹脂の末端に導入さ
せるために、核置換基としてアリル基の他にR2 基を有
し、ホルムアルデヒドに対する活性点が1つである一官
能性のものが用いられる。つまりエンドブロック剤とし
て使用される。式[IV]で示されるアリルフェノール
の好適な具体例としては、4−アリル−2−メトキシフ
ェノール、2−アリル−4−メチルフェノール、2−ア
リル−6−メチルフェノール等が挙げられる。反応溶媒
としてはジオキサン、メチルイソブチルケトン等が好適
に用いられる。酸触媒としては塩酸、硫酸、しゅう酸、
p−トルエンスルホン酸等が好ましい。
The allyl phenol used in the present invention has an R 2 group in addition to an allyl group as a nucleus substituent and has one active site for formaldehyde in order to surely introduce the phenol novolak resin at the terminal. Certain monofunctional ones are used. That is, it is used as an end-blocking agent. Preferable specific examples of the allylphenol represented by the formula [IV] include 4-allyl-2-methoxyphenol, 2-allyl-4-methylphenol, 2-allyl-6-methylphenol and the like. As a reaction solvent, dioxane, methyl isobutyl ketone and the like are suitably used. Acid catalysts include hydrochloric acid, sulfuric acid, oxalic acid,
P-toluenesulfonic acid and the like are preferred.

【0028】この第2段の反応条件としては、アリルフ
ェノールの仕込量を<U>式[III]で示される</U>両
末端メチロール基含有フェノールノボラック樹脂のモル
数とこのフェノールノボラック樹脂の式[III]中の
nに代表される数との積に対して、1〜10倍の数のモ
ル数とすることが好ましい。また、溶液濃度、即ち溶媒
に対する両末端メチロール基含有フェノールノボラック
樹脂の量の割合は0.1〜1モル/リットル、触媒濃度
はアリルフェノールの1/10〜1/200モル量とす
ることが好ましい。また、反応温度は80〜110℃、
反応時間は1〜3時間とすることが好ましい。
The reaction conditions in the second stage are as follows: the amount of allylphenol charged is determined by the number of moles of the phenol novolak resin having a methylol group at both ends represented by <U> formula [III] </ U> and the number of moles of the phenol novolak resin. It is preferable that the molar number is 1 to 10 times the number of products of the product represented by n in the formula [III]. Further, the solution concentration, that is, the ratio of the amount of the phenol novolak resin containing both ends methylol groups to the solvent is preferably 0.1 to 1 mol / l, and the catalyst concentration is preferably 1/10 to 1/200 mol of allylphenol. . The reaction temperature is 80 to 110 ° C,
The reaction time is preferably from 1 to 3 hours.

【0029】このようにして得られる両末端アリル基含
有フェノールノボラック樹脂をテレケリックポリシロキ
サンと重縮合させることにより、シリコーン−ノボラッ
クマルチブロック共重合体を確実に得ることができ、こ
のシリコーン−ノボラックマルチブロック共重合体を半
導体封止材の可撓剤として用いることにより、低応力化
された高耐熱性及び高強度の封止剤を得ることが可能と
なる。
By polycondensing the thus obtained phenol novolak resin containing allyl groups at both ends with telechelic polysiloxane, a silicone-novolak multiblock copolymer can be reliably obtained. By using a block copolymer as a flexible agent for a semiconductor encapsulant, it is possible to obtain an encapsulant with reduced stress and high heat resistance and high strength.

【0030】[0030]

【実施例】【Example】

実施例1 (o−クレゾールノボラック樹脂の合成)撹拌装置、冷
却管、温度計を備えた1リットルのセパラブルフラスコ
にo−クレゾール500g(4.63モル)、パラホル
ムアルデヒド113g(3.24モル)を加え、撹拌を
始めて50℃に加熱し、しゅう酸4.9gを加えた。そ
の後100℃に加熱し、6時間撹拌を行った。反応終了
後100〜160℃/30mmHgの条件で未反応のo
−クレゾールを完全に減圧除去した。完全除去はGPC
により確認した。
Example 1 (Synthesis of o-cresol novolak resin) 500 g (4.63 mol) of o-cresol and 113 g (3.24 mol) of paraformaldehyde were placed in a 1-liter separable flask equipped with a stirrer, a condenser, and a thermometer. Was added, and the mixture was stirred and heated to 50 ° C., and 4.9 g of oxalic acid was added. Thereafter, the mixture was heated to 100 ° C. and stirred for 6 hours. After the completion of the reaction, unreacted o under the conditions of 100 to 160 ° C./30 mmHg.
-Cresol was completely removed under reduced pressure. Complete removal is GPC
Confirmed by

【0031】合成の確認は13C−NMRスペクトル測定
により行った。図1に得られた樹脂の 1 3C−NMRチャ
ートを示す。
Confirmation of synthesis13C-NMR spectrum measurement
Was performed. 1 of the resin obtained in FIG. 1 ThreeC-NMR cha
Indicates the port number.

【0032】得られた樹脂はnが平均で8、数平均分子
量が960のものであり、収量は483g(収率99
%)、形状は黄色透明固体であった。
The obtained resin has n of 8 on average and a number average molecular weight of 960, and the yield is 483 g (99 yield).
%), The shape was a yellow transparent solid.

【0033】(両末端メチロール基含有o−クレゾール
ノボラック樹脂の合成)撹拌装置、冷却管、温度計、滴
下ロートを備えた3リットルのセパラブルフラスコに先
に合成したo−クレゾールノボラック樹脂200g
(3.70×10-1モル)、水酸化ナトリウム32gを
加え、これにメタノール800g(1010ml)を加
えて撹拌を行い完全に溶解させた。その後50℃に加熱
し、この溶液に35%のホルムアルデヒド液(ホルマリ
ン)1400g(16.3モル)を滴下ロートから約1
時間かけて滴下した。滴下終了後反応温度を50℃に保
ったまま、4時間撹拌を行った。反応終了後、反応溶液
を酢酸で注意深く中和した後、大量の蒸留水中に注いで
粗生成物を沈澱させた。沈澱物を濾別した後、蒸留水で
3回洗浄し、アセトン(良溶媒)/蒸留水(貧溶媒)で
3回再沈澱を行った。この後常温で真空乾燥を行った。
(Synthesis of o-cresol novolak resin containing methylol groups at both ends) 200 g of o-cresol novolak resin previously synthesized in a 3-liter separable flask equipped with a stirrer, a cooling tube, a thermometer, and a dropping funnel.
(3.70 × 10 −1 mol) and 32 g of sodium hydroxide were added, and 800 g (1010 ml) of methanol was added thereto, followed by stirring to completely dissolve. Thereafter, the mixture was heated to 50 ° C., and 1400 g (16.3 mol) of 35% formaldehyde solution (formalin) was added to this solution from a dropping funnel for about 1 hour.
It was dropped over time. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred for 4 hours while maintaining the reaction temperature at 50 ° C. After completion of the reaction, the reaction solution was carefully neutralized with acetic acid, and then poured into a large amount of distilled water to precipitate a crude product. After the precipitate was separated by filtration, the precipitate was washed three times with distilled water, and reprecipitated three times with acetone (good solvent) / distilled water (poor solvent). Thereafter, vacuum drying was performed at room temperature.

【0034】反応終了の確認は13C−NMRスペクトル
を測定し、115及び120ppmの末端未反応オルソ
位、パラ位カーボンに関するシグナルの完全消失及び6
3ppmのメチロールカーボンのシグナルの出現をもっ
て行った。図2に得られた樹脂の13C−NMRチャート
を示す。
[0034] Confirmation of the completion of the reaction by measuring the 13 C-NMR spectrum, 115 and terminal unreacted ortho-position of 120 ppm, complete disappearance and signals for para carbon 6
Performed with the appearance of a 3 ppm methylol carbon signal. FIG. 2 shows a 13 C-NMR chart of the obtained resin.

【0035】得られた樹脂は収量132g(収率60
%)、形状は赤褐色固体であった。
The obtained resin had a yield of 132 g (a yield of 60 g).
%), The shape was a reddish brown solid.

【0036】(両末端アリル基含有o−クレゾールノボ
ラック樹脂の合成)撹拌装置、冷却管、温度計、滴下ロ
ートを備えた2リットルのセパラブルフラスコに4−ア
リル−2−メトキシフェノール(オイゲノール)274
g(1.67モル)、1,4−ジオキサン420ml、
塩酸1.69g(1.67×10-2モル)を加えて10
1℃で還流撹拌した。この溶液に先に合成した両末端メ
チロール基含有o−クレゾールノボラック樹脂100g
(1.12×10-1モル)を1,4−ジオキサン500
mlに溶解させた溶液を滴下ロートから100ml/3
0分の速度で注意深く滴下した。滴下終了後、1時間還
流撹拌を行った。反応終了後、200℃/30mmHg
の条件で未反応のオイゲノールを完全に減圧除去した。
完全除去はGPCにより確認した。
(Synthesis of o-cresol novolak resin containing allyl groups at both ends) 4-allyl-2-methoxyphenol (eugenol) 274 was placed in a 2-liter separable flask equipped with a stirrer, a condenser, a thermometer, and a dropping funnel.
g (1.67 mol), 420 ml of 1,4-dioxane,
Hydrochloric acid (1.69 g, 1.67 × 10 -2 mol) was added and 10
The mixture was stirred under reflux at 1 ° C. 100 g of an o-cresol novolak resin containing a methylol group at both ends previously synthesized in this solution
(1.12 × 10 -1 mol) in 1,4-dioxane 500
solution dissolved in 100 ml / 3 drops from the dropping funnel.
Carefully dropped at a rate of 0 minutes. After completion of the dropwise addition, reflux stirring was performed for 1 hour. After the reaction, 200 ° C / 30mmHg
Under the conditions described above, unreacted eugenol was completely removed under reduced pressure.
Complete removal was confirmed by GPC.

【0037】反応終了の確認は13C−NMRスペクトル
を測定し、63ppmのメチロールカーボンに関するシ
グナルの完全消失及び59ppmのメトキシカーボンに
関するシグナル、115〜120ppmのアリル基に関
するシグナルの出現をもって行った。図3に得られた樹
脂の13C−NMRチャートを示す。
The completion of the reaction was confirmed by measuring the 13 C-NMR spectrum and confirming the complete disappearance of the signal relating to methylol carbon at 63 ppm, the appearance of a signal relating to methoxy carbon at 59 ppm, and the appearance of a signal relating to an allyl group at 115 to 120 ppm. FIG. 3 shows a 13 C-NMR chart of the obtained resin.

【0038】また、樹脂の平均組成、即ちnの平均値8
(o−クレゾールの繰り返し単位8に対し両末端にアリ
ルフェノールが結合)は 1H−NMRスペクトルを測定
することによって決定した。
The average composition of the resin, that is, the average value of n is 8
(Allyl phenol is bonded to both terminals of the repeating unit 8 of o-cresol) was determined by measuring its 1 H-NMR spectrum.

【0039】得られた樹脂は収量99g(収率76
%)、形状は黒色固体であった。以上各段階の13C−N
MRスペクトル変化から確実に分子鎖両末端にアリル基
を含有したo−クレゾールノボラック樹脂の合成が確認
できた。
The obtained resin had a yield of 99 g (a yield of 76 g).
%), And the shape was a black solid. 13 C-N of each stage
From the change in the MR spectrum, the synthesis of o-cresol novolak resin containing allyl groups at both molecular chain terminals was confirmed.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の両末端アリル基含有フェノール
ノボラック樹脂は分子両末端にヒドロシリル化反応活性
なアリル基を持ったテレケリックノボラック樹脂であ
り、これを用いて両末端Si−H基ポリシロキサンとヒ
ドロシリル化反応させることによりシリコーン−ノボラ
ックマルチブロック共重合体を合成することができる。
このシリコーン−ノボラックマルチブロック共重合体を
半導体封止材の可撓剤として用いた場合、樹脂に緻密な
相分離構造を構築することができ、その結果低応力、高
耐熱、高強度の封止材を設計することが可能となる。
The phenol novolak resin containing allyl groups at both ends of the present invention is a telechelic novolak resin having allyl groups active in hydrosilylation reaction at both ends of the molecule. And a hydrosilylation reaction, a silicone-novolak multi-block copolymer can be synthesized.
When this silicone-novolak multi-block copolymer is used as a flexible agent for a semiconductor encapsulant, a dense phase-separated structure can be formed in the resin, and as a result, low stress, high heat resistance, and high strength encapsulation can be achieved. Materials can be designed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1で合成したo−クレゾールノボラック
樹脂の13C−NMRチャートである。
FIG. 1 is a 13 C-NMR chart of an o-cresol novolak resin synthesized in Example 1.

【図2】実施例1で合成した両末端メチロール基含有o
−クレゾールノボラック樹脂の13C−NMRチャートで
ある。
FIG. 2 shows an o-containing methylol group at both ends synthesized in Example 1.
1 is a 13 C-NMR chart of a cresol novolak resin.

【図3】実施例1で合成した両末端アリル基含有o−ク
レゾールノボラック樹脂の13C−NMRチャートであ
る。
FIG. 3 is a 13 C-NMR chart of an o-cresol novolak resin containing allyl groups at both ends synthesized in Example 1.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記式[I]で示される両末端アリル基
含有フェノールノボラック樹脂(式中、R1は炭素原子
数1〜4のアルキル基を示し、R2は炭素原子数1〜4
のアルキル基又はアルコキシル基を示し、nは平均で5
〜10の数である。)。 【化1】
1. A phenol novolak resin containing allyl groups at both terminals represented by the following formula [I] (wherein R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 represents 1 to 4 carbon atoms).
Represents an alkyl group or an alkoxyl group, wherein n is an average of 5
It is a number from 10 to 10. ). Embedded image
【請求項2】 下記式[II]で示されるフェノールノ
ボラック樹脂(式中、R1 は炭素原子数1〜4のアルキ
ル基を示し、nは平均で5〜10の数である。)を溶媒
中、アルカリ触媒の存在下、ホルムアルデヒドと反応さ
せて両末端をメチロール化して下記式[III]で示さ
れる両末端メチロール基含有フェノールノボラック樹脂
を得、次いでこの両末端メチロール基含有フェノールノ
ボラック樹脂と下記式[IV]で示されるアリルフェノ
ールとを溶媒中、酸触媒の存在下、縮合させることを特
徴とする下記式[I]で示される両末端アリル基含有フ
ェノールノボラック樹脂(式中、R2 は炭素原子数1〜
4のアルキル基又はアルコキシル基を示す。)の製造方
法。 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】
2. A phenol novolak resin represented by the following formula [II] (wherein R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n is an average of 5 to 10). In the presence of an alkali catalyst, both ends are converted to methylol by reacting with formaldehyde in the presence of an alkali catalyst to obtain a phenol novolak resin having a methylol group at both ends represented by the following formula [III]. A phenol novolak resin having both allyl groups at both ends represented by the following formula [I], wherein R 2 is 1 carbon atom
4 represents an alkyl group or an alkoxyl group. ) Manufacturing method. Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image
【請求項3】 式[III]で示される両末端メチロー
ル基含有フェノールノボラック樹脂の製造条件がホルム
アルデヒドの仕込量が式[II]で示されるフェノール
ノボラック樹脂のモル数とこのフェノールノボラック樹
脂の式[II]中のnに代表される数との積に対して、
1〜10倍の数のモル数、溶媒とフェノールノボラック
樹脂との合計量中のフェノールノボラック樹脂の量の割
合が2〜40重量%、反応温度が室温〜60℃、反応時
間が2〜6時間である請求項2記載の製造方法。
3. The production conditions for the phenol novolak resin having a methylol group at both ends represented by the formula [III] are as follows: the amount of formaldehyde charged is the number of moles of the phenol novolak resin represented by the formula [II]; II] with the number represented by n in
1 to 10 times the number of moles, the ratio of the amount of the phenol novolak resin to the total amount of the solvent and the phenol novolak resin is 2 to 40% by weight, the reaction temperature is room temperature to 60 ° C, and the reaction time is 2 to 6 hours. The production method according to claim 2, wherein
【請求項4】 式[I]で示される両末端アリル基含有
フェノールノボラック樹脂の製造条件が式[IV]で示
されるアリルフェノールの仕込量が式[III]で示さ
れる両末端メチロール基含有フェノールノボラック樹脂
のモル数とこのフェノールノボラック樹脂の式[II
I]中のnに代表される数との積に対して、1〜10倍
の数のモル数、溶媒に対する両末端メチロール基含有フ
ェノールノボラック樹脂の量の割合が0.1〜1モル/
リットルである請求項2記載の製造方法。
4. A method for producing a phenol novolak resin having an allyl group at both ends represented by the formula [I], wherein the preparation amount of allylphenol represented by the formula [IV] is a phenol having a methylol group at both ends represented by the formula [III]. The number of moles of the novolak resin and the formula [II
I] 1 to 10 times the number of moles of the phenol novolak resin having a methylol group at both ends with respect to the solvent, with respect to the product of the product of n and the number represented by n in I].
The production method according to claim 2, wherein the amount is liter.
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