JPS61181816A - 変性エポキシ樹脂の製造方法 - 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、ガラス転移温度を下げずに耐熱衝撃性を付与
した半導体封止用の変性エポキシ樹脂の製造方法に関す
るものである。

〔従来技術〕

半導体製品の技術革新は、目覚ましく高密度化ととも：
：、素子サイズの大型化、パッケージの小形、薄形化、
更に実装の合理化により封止用樹脂に対する要求は一段
と厳しいものになってきている。

従来、一般にノボ２ツク型エポキシ樹脂、ノボラック硬
化剤の配合物が多く用いられているが、成形品を半田浸
漬処理するとその急激な熱衝撃によって樹脂またはチッ
プのクラック、リードフレームまたはチップとの界面剥
離などの欠陥を生じて耐湿性、信頼性の大巾な低下をひ
き起こしている。

一方、通常の２官能性エポキシ樹脂、例えば油化シェル
エポキシ社製のエピコート８２８と２官能性イソシアネ
ート化合物、例えば４．４′−ジフェニルメタン・ジイ
ソシアネートとを反応させて、イソシアネート変性エポ
キシ樹脂を得ることは、特開昭５０−４８１００号公報
、特開昭５５−１６００２１　　号公報など１：より公
知であるが、塩素含有率が比較的多いため、この分野に
適用しても耐湿性、信頼性が悪くて使えない。

また、これらの公知の製造方法を塩素含有率の少ない２
官能性エポキシ樹脂に適用しても、適度な融点と溶融粘
度を有する保存性の良い固形の変性エポキシ樹脂を得る
ことは困難であった。

〔発明の目的〕

本発明は、従来のエポキシ樹脂封止における半田浸漬処
理による耐湿性、信頼性の大巾な低下を克服せんとして
研究した結果、塩素含有率の少ないインシアヌレートお
よびオキサゾリドン環を含有する変性エポキシ樹脂を用
いることにより、半導体封止装置の耐熱衝撃性が改善さ
れるとの知見を得、更にこの知見を基に種々研究を進め
て本発明を完成するに至ったものである。

その目的とするところは、ガラス転移温度を下げずに耐
熱衝撃性を付与した塩素含有率の少ない半導体封止用の
固形変性エポキシ樹脂の製造方法を提供するにある。

〔発明の構成〕 本発明は、塩素含有率１０００　ｐＰＴＩ以下の２官能
性エポキシ化合物１００部と、２官能性イソシアネート
化合物４〜１０部と、反応触媒０．００５〜Ｏ，ＯＳ部
とを撹拌しながら１４０〜１８０℃で、イソシアネート
基が消失するまで反応させ、これに２官能性イソシアネ
ート化合物の総量が１５〜３０部になるよう＆：２官能
性イソシアネート化合物を逐次添加し、更にイソシアネ
ート基が消失するまで、反応させることを特徴とする変
性エポキシ樹脂の製造方法である。

本発明において用いられる２官能性エポキシ化合物は、
塩素含有率を１０００１）ｆｒｆＴ以下、更に好ましく
は７００　ｐｐｍ以下にした１分子中に２個のエポキシ
基を有するビスフェノールＡあるいはビスフェノールＦ
型のもので、好ましくはエポキシ当量が５００以下、更
に好ましくは３００以下のものがよい。

塩素含有率は、多いと耐湿性、信頼性が悪化する。２官
能性エポキシの樹脂骨格は経済性、作業性および反応性
などからビスフェノールＡあるいはビスフェノールＦ型
のものがバランスがとれていてよい。エポキシ当量は太
き過ぎると得られる変性樹脂の融点、溶融粘度が高くな
り作業性が非常に悪くなる。

２酉能性インシアネ一ト化合物は、通常の芳香族ジイソ
シアネート、例えばフェニレンジイソシアネート、トリ
レンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、
ジフェニルメタンジイソシアネート、ジフェニルエーテ
ルジイソシアネートまたは、これらの混合物でよい。好
ましくは、塩素含有率１００　ｐＩ）ｍ以下のものがよ
い。最初加える２官能性イソシアネート化合物は、２官
能性エポキシ化合物１００部に対し、４〜１０部がよく
、少な過ぎても多過ぎてもオキサゾリドン環の生成が少
ないか、あるいは殆んど生成しないでインシアヌレート
環だけが生成し、ゲル化するか又は多量のイソシアネー
ト基を残して保存性の悪い粘稠な樹脂状になり、適度な
融点のものが得られない。

後から逐次添加される２官能性インシアネ一ト化合物は
、その総量が１５〜３０部になるように添加するとよい
。少な過ぎると得られる変性樹脂の融点が低く、常温で
は粘稠な樹脂状物となり、作業性が悪く、また硬化物の
ガラス転移温度が低下し、耐熱性、耐湿性、信頼性も良
くない。多過ぎると融点および溶融粘度が高くなって作
業が困難になり、反応中、ゲル化し易くなる。

塩素含有率の少ない２官能性エポキシ化合物と２官能性
インシアネ一ト化合物との反応は、塩素含有率の比較的
多い通常の２官能性エポキシ樹脂の場合と異なり、これ
らの２官能性インシアネ一ト化合物を最初に全量添加す
るか、または一様の速さで逐次添加するとオキサゾリド
ン環の生成が極度に減少する。得られる変性樹脂は、イ
ンシアヌレート環は生成しているが、イソシアネート基
が多量に残存する保存性の急い粘稠な樹脂状物かまたは
ゲル化物で適度な融点を有する保存性の良い変性樹脂は
得られない。その作用機構は、まだ定かでないが不純物
として存在する少量の塩素がオキサゾリドン環の生成（
二大きく関与している。

反応触媒は、通常の３級アミン、イミダゾール類、ホス
フィン類などが使用できる。＊＋；、１．８−ジアザ−
ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（ル系化合物塩
が有効である。触媒量は、上記の配合量に対し０．００
５〜００８部、更に好ましくはｏ、ｏｏｓ〜０．０５部
が適当で多過ぎるとゲル化し易く、少な過ぎると反応が
非常に遅く、またオキサゾリドン環の生成が減少して適
度な融点の保存性の良い変性樹脂が得られない。

反応温度は、１４０〜１８０℃の範囲がよい。低過ぎる
とオキサゾリドン環の生成が減少し、適度な融点の保存
性のよいものが得られず、高過ぎるとゲル化し易く、反
応のコントロールが難しくなる。

〔発明の効果〕

本発明方法に従うと、塩素含有率の少ない２官能性エポ
キシ樹脂でも、イソシアネート基が消失してオキサゾリ
ドン環およびインシアヌレート環を形成し、適度な融点
および溶融粘度の変性エポキシ樹脂が得られる。これを
半導体封止用に用いると、ガラス転移温度を下げずに半
田処理の熱衝撃に耐える耐湿性の良い成形品が得られる
ので、工業的な変性エポキシ樹脂の製法として好適であ
る。

〔実施例〕

実施例１゜ 塩素含有率ｓｏｏ　ｐｐｍのビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量：　１７５　）　１００部と、２
．４−トリレンジイソシアネート７部にＤＢＵ　０．０
１部を加え、１５０℃で撹拌しながら６０分反応させ、
　これに２．４−トリレンジイソシアネート１５部を６
０分かけて滴下し、更に６０分反応させた。

得られた変性樹脂は、赤外スペクトルで２２６０ｃＩＬ
−１のイソシアネート基の吸収が消失し、１７５０α〜
１のオキサゾリドン環のＣ＝Ｏと、１７１０　ｃＩｎ−
”　　のイソシアヌレート環のＣ＝０の吸収が、はぼ同
程度認められ、９１ＱｃｒＩＬ−’のエポキシ基の吸収
も残存していた。融点６８℃ 比較例１゜ 実施例１、の２．４−　）リレンジイソシアネートを分
割せずに全量２２部を最初に添加し、１５０℃で撹拌し
ながら１８０８０分反応た。

得られた樹脂は、赤外スペクトルで２２６Ｑ　ｃｍ−１
のイソシアネート基の吸収が残存し、１７１０　ｃＩＩ
Ｌ−１のイソシアヌレート環のＣ＝０は生成しているが
、１７５０ｃＩＬ−１のオキサゾリドン環のＣ＝Ｏの吸
収は殆んど認められなかった。室温では粘稠な樹脂状物
であった。

比較例２゜ 実施例１の２．４−トリレンジイソシアネートの全量を
６０分かけて逐次添加し、更に１２０２０分反応た。

得られた樹脂は、赤外スペクトルで２２６０　ｃＩＩｔ
−”のイソシアネート基の吸収が残存し、１７１０ｃＫ
−１のインシアヌレート環のＣ＝０は生成しているが、
１７５０　ｃＩＬ”のオキサゾリドン環のＣ＝Ｏの吸収
は極くわずかであった。室温では、粘稠な樹脂状物であ
った。

実施例２゜ ｍｉ含有率４５０　ｐｌ）ｍのビスフェノールＦ型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量：　１６５　）　１００部と４
．４’−ジフェニルメタンシイツクアネート８部に２−
エチル−４−メチルイミダゾール０５０３部を加え、１
７０℃で撹拌しながら４５分反応させ、これに２．４−
トリレンジイソシアネート１２部を４５分かけて滴下し
、更に６０分反応させた。

得られた変性樹脂は、イソシアネート基の残存しないオ
キサゾリドン環のＣ＝＝Ｏとインシアヌレート環のＵ＝
Ｏの赤外スペクトルがほぼ同程度のエポキシ樹脂で融点
は７０℃であった。

実施例１および２の変性エポキシ樹脂に通常のノボラッ
ク型エポキシ樹脂と同様にノボラック硬化剤、硬化促進
剤、充てん剤、離型剤、シランカップリング剤を配合し
、ロール混練して成形材料とした。

いずれも適度な溶融粘度を有し、ロール作業性は良好で
あった。トランスファー成形による成形品は原料のエポ
キシ樹脂が２官能性であるにもかかわらず、多官能性の
ノボラック型エポキシ樹脂と同等のガラス転移温度を有
し、半田処理に対する耐熱衝撃性は従来のノボラック型
エポキシ樹脂より大巾に向上した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 塩素含有率１０００ｐｐｍ以下の２官能性エポキシ化合
   物１００部と、２官能性イソシアネート化合物４〜１０
   部と、反応触媒０．００５〜０．０８部とを、撹拌しな
   がら、１４０〜１８０℃でイソシアネート基が消失する
   まで反応させ、これに２官能性イソシアネート化合物の
   総量が１５〜３０部になるように、２官能性イソシアネ
   ート化合物を、逐次添加し更にイソシアネート基が消失
   するまで反応させることを特徴とする変性エポキシ樹脂
   の製造方法。