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JPH0812746A - エポキシ樹脂組成物および硬化剤 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物および硬化剤

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Publication number
JPH0812746A
JPH0812746A JP7098184A JP9818495A JPH0812746A JP H0812746 A JPH0812746 A JP H0812746A JP 7098184 A JP7098184 A JP 7098184A JP 9818495 A JP9818495 A JP 9818495A JP H0812746 A JPH0812746 A JP H0812746A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
resin composition
curing agent
following formula
compound represented
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7098184A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Yano
紳一 矢野
Shunichi Osada
俊一 長田
Shunei Inoue
俊英 井上
Kenji Tsunashima
研二 綱島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP7098184A priority Critical patent/JPH0812746A/ja
Publication of JPH0812746A publication Critical patent/JPH0812746A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は熱膨脹係数が小さく、成形時の収縮
率が小さいエポキシ樹脂組成物および硬化剤を提供する
ものである。 【構成】 エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族ジヒドロキシ化
合物および／または芳香族ジカルボキシ化合物からなる
硬化剤（Ｂ）を必須成分として含む組成物であって、硬
化時に液晶を形成することを特徴とするエポキシ樹脂組
成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低応力性、半田耐熱性
および成形性に優れるエポキシ樹脂組成物に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性、接着性などに優れ、さらに配合処方により種々の特
性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材料など
工業材料として広く利用されている。たとえば、半導体
装置などの電子回路部品の封止方法として従来より金属
やセラミックスによるハーメチックシールとフェノール
樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などによる樹脂封
止が提案されている。そのなかでも、経済性、生産性、
物性のバランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が
中心になっている。
【０００３】近年、半導体素子の技術革新が目覚しく、
高集積化、多機能化が急速に進んでおり、チップサイズ
は大型化の一途を辿っている。一方、高密度実装化の流
れによりパッケージ形状は薄型化、小型化の傾向にあ
る。
【０００４】したがってパッケージ内に占める素子の割
合は大きく、封止樹脂の割合は小さくなってきており、
半導体素子と封止樹脂の線膨脹係数（ＣＴＥ）の差が原
因で生じる応力により、パッシベーションクラック、パ
ッケージクラックが発生する問題がクローズアップされ
ている。
【０００５】したがってＣＴＥを半導体に近付けるため
にはＣＴＥの小さい無機充填剤を多量に配合する必要が
あった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら無機充填
剤を多量に配合すると封止樹脂の溶融粘度が高く、成形
時の流動性が不良となったり、ステージ変位や金線流れ
が発生するという問題があった。
【０００７】よって、本発明者は特定の硬化剤を用いる
ことにより低ＣＴＥを有し良好な成形性を有するエポキ
シ樹脂組成物を得ることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明はエポキ
シ樹脂（Ａ）と芳香族ジカルボキシ化合物および／また
は芳香族ジヒドロキシ化合物からなる硬化剤（Ｂ）を必
須成分として含む組成物であって、硬化時に液晶を形成
せしめるエポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂（Ａ）と下
記式（１）で示される芳香族ジカルボキシ化合物および
／または下記式（２）で示される芳香族ジヒドロキシ化
合物からなる硬化剤（Ｂ）を必須成分として含むエポキ
シ樹脂組成物、
【化８】 エポキシ樹脂（Ａ）が下記式（３）で示されるエポキシ
化合物である上記エポキシ樹脂組成物、
【化９】 さらに充填剤（Ｃ）を含んでなるエポキシ樹脂組成物、
上記エポキシ樹脂組成物からなる電子部品封止剤、有機
および／または無機の繊維状物（Ｄ）を含み、前記のエ
ポキシ樹脂組成物をマトリクス樹脂とする複合材料、エ
ポキシ樹脂と反応することにより液晶を形成する芳香族
ジカルボキシ化合物および／または芳香族ジヒドロキシ
化合物からなるエポキシ樹脂用硬化剤、下記式（２）で
示される芳香族ジヒドロキシ化合物からなるエポキシ樹
脂用硬化剤および
【化１０】 下記式（１）で示される芳香族ジカルボキシ化合物から
なるエポキシ樹脂用硬化剤である。
【０００９】
【化１１】
【００１０】以下、本発明の構成を詳述する。
【００１１】本発明におけるエポキシ樹脂（Ａ）は、硬
化剤により硬化するものであれば特に制限はなく、単独
で液晶を形成するものであってもなくてもよく、単独で
液晶を形成する化合物としては例えば下記式（３）で示
される化合物、
【化１２】 より具体的には
【化１３】 である。
【００１２】また、（９）式のメチレン基の一部が−Ｏ
−となった化合物でもよい。
【００１３】
【化１４】 また、単独で液晶を形成しない化合物としては、式（１
１）で示される化合物
【化１５】 （Ｒ1 、Ｒ2 はそれぞれ炭素数１〜５のアルキル基、ハ
ロゲン基から選ばれた１種以上を示し、ｌ、ｍは０〜４
の整数を示す。Ｒ1 とＲ2 は互いに同じでも異なってい
てもよい。）、下記式（１２）で示される化合物
【化１６】 （Ｒ3 は炭素数１〜５のアルキル基、ハロゲン基から選
ばれた１種以上を示し、ｎは０〜６の整数を示す。）、
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡやレゾルシン
などから合成される各種ノボラック型エポキシ樹脂、フ
ェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラル
キル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポ
キシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹
脂、ハロゲン化エポキシ樹脂などが挙げられる。
【００１４】前記式（４）で示される化合物の具体例と
しては、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキ
シ）ビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプ
ロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチルビフェ
ニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）
−３，３´，５，５´−テトラメチル−２−クロロビフ
ェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキ
シ）−３，３´，５，５´−テトラメチル−２−ブロモ
ビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポ
キシ）−３，３´，５，５´−テトラエチルビフェニ
ル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−
３，３´，５，５´−テトラブチルビフェニルなどが挙
げられ、前記式（５）で示される化合物の例としては、
１，５−ジ（２，３−エポキシプロポキシ）ナフタレ
ン、１，５−ジ（２，３−エポキシプロポキシ）−７−
メチルナフタレン、１，６−ジ（２，３−エポキシプロ
ポキシ）ナフタレン、１，６−ジ（２，３−エポキシプ
ロポキシ）−２−メチルナフタレン、１，６−ジ（２，
３−エポキシプロポキシ）−８−メチルナフタレン、
１，６−ジ（２，３−エポキシプロポキシ）−４，８−
ジメチルナフタレン、２−ブロム−１，６−ジ（２，３
−エポキシプロポキシ）ナフタレン、８−ブロム−１、
６−ジ（２，３−エポキシプロポキシ）ナフタレン、
２，７−ジ（２，３−エポキシプロポキシ）ナフタレン
などが挙げられる。
【００１５】なかでも４，４´−ビス（２，３−エポキ
シプロポキシ）ビフェニル、４，４´−ビス（２，３−
エポキシプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメ
チルビフェニル、１，５−ジ（２，３−エポキシプロポ
キシ）ナフタレン、１，６−ジ（２，３−エポキシプロ
ポキシ）ナフタレン、２，７−ジ（２，３−エポキシプ
ロポキシ）ナフタレン、クレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂が好ましく用いられる。
【００１６】本発明において用いる硬化剤（Ｂ）は、芳
香族ジカルボキシ化合物および／または芳香族ジヒドロ
キシ化合物である。
【００１７】芳香族ジヒドロキシ化合物としては下記式
（２）で示されるものが好ましく用いられる。
【００１８】
【化１７】
【００１９】なかでも下記式で示される芳香族ジヒドロ
キシ化合物が特に好ましく用いられる。
【００２０】
【化１８】
【００２１】芳香族ジカルボキシ化合物としては下記式
（１）で示されるものが好ましく用いられる。
【００２２】
【化１９】
【００２３】なかでも特に下記式（５）で示されるもの
が好ましく用いられる。
【００２４】
【化２０】
【００２５】また、エポキシ樹脂組成物が硬化時に液晶
を形成することが可能である限り、上記硬化剤（Ｂ）を
その他のエポキシ樹脂硬化剤と併用してもかまわない。
硬化剤（Ｂ）と併用できるその他のエポキシ樹脂硬化剤
の例としては、たとえば、フェノールノボラック、クレ
ゾールノボラックなどのノボラック型フェノール樹脂、
α，α´−ジメトキシパラキシレンとフェノール類、ナ
フトール類を縮合させたフェノールアラルキル樹脂、ナ
フトールアラルキル樹脂、ビスフェノールＡ、ビスフェ
ノールＡＤ、４，４´−ジヒドロキシビフェニルなどの
ビスフェノール化合物、無水マレイン酸、無水フタル
酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物およびメタフェ
ニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノ
ジフェニルスルホンなどの芳香族アミンなどが挙げられ
る。
【００２６】さらには、エポキシ樹脂と硬化剤の配合比
は、機械的性質および耐湿信頼性の点からエポキシ樹脂
に対する硬化剤の化学当量比が０．１〜１．５、特に
０．７〜１．３の範囲にあることが好ましい。
【００２７】また、本発明においてエポキシ樹脂と硬化
剤の硬化反応を促進するため硬化触媒を用いてもよい。
硬化触媒は硬化反応を促進するものならば特に限定され
ず、たとえば２−メチルイミダゾール、２，４−ジメチ
ルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾー
ル、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メ
チルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾールなど
のイミダゾール化合物、トリエチルアミン、トリブチル
アミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジル
ジメチルアミン、２−（ジメチルアミノメチル）フェノ
ール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フ
ェノール、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウン
デセン−７などの３級アミン化合物、ジルコニウムテト
ラメトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テト
ラキス（アセチルアセトナト）ジルコニウム、トリ（ア
セチルアセトナト）アルミニウムなどの有機金属化合物
およびトリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィ
ン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、ト
リ（ｐ−メチルフェニル）ホスフィン、トリ（ノニルフ
ェニル）ホスフィンなどの有機ホスフィン化合物が挙げ
られる。
【００２８】これらの硬化触媒は、用途によっては二種
以上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂
（Ａ）１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲
である。かくして得られるエポキシ樹脂組成物は硬化時
に液晶を形成せしめ、それにより低ＣＴＥのエポキシ樹
脂組成物を得ることができる。
【００２９】なお、本発明において充填剤を添加するこ
とも可能である。
【００３０】本発明における充填剤（Ｃ）としては、有
機、無機いずれでも制限はなく、非晶性シリカ、結晶性
シリカなどのシリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、アルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケイ酸カ
ルシウム、ジルコニア、窒化ケイ素、窒化アルミニウ
ム、窒化ホウ素、酸化チタン、酸化アンチモン、アスベ
スト、ガラス繊維などが挙げられるが、なかでも非晶性
シリカが線膨脹係数を低下させる効果が大きく、好まし
く用いられる。
【００３１】さらに、充填剤（Ｃ）を予めカップリング
剤で表面処理することが、信頼性、機械強度付与の点で
好ましい。その種類は特に限定されず、たとえば、シラ
ンカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミ
ニウム系カップリング剤を用いることができる。本発明
においてはシランカップリング剤が好ましく用いられ、
分子中に１〜３級アミノ基、グリシジル基、メルカプト
基、ウレイド基、メタクリロキシ基あるいはビニル基を
有するものが特に好ましく用いられ、場合によっては官
能基のないものも用いられる。
【００３２】本発明のエポキシ樹脂組成物は硬化時に液
晶を形成するため、流動性に優れるため比較的多量に充
填剤を含有せしめることができる。
【００３３】これら充填剤（Ｃ）の配合量はエポキシ樹
脂組成物全体に対して６０容量％〜９５容量％、特に７
０容量％〜９０容量％の範囲であることが好ましい。
【００３４】本発明のエポキシ樹脂組成物にはハロゲン
化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物やリン化合物など
の難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤、カーボン
ブラック、酸化鉄などの着色剤、シリコーンゴム、オレ
フィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブタジ
エンゴム、変性シリコーンオイルなどのエラストマー、
ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂
肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のア
ミド、パラフィンワックスなどの離型剤および有機過酸
化物などの架橋剤を任意に添加することができる。
【００３５】本発明のエポキシ樹脂組成物はその優れた
低応力性、半田耐熱性および成形性により、これらの性
質を活かして、電子部品封止剤、接着剤など種々の用途
に適用することができる。
【００３６】また、本発明のエポキシ樹脂組成物をマト
リクス樹脂として用い、補強材（Ｄ）と複合させること
により複合材料とすることも可能である。
【００３７】上記補強材（Ｄ）としてはマット、織物、
ストランドなどいかなる形態のものでも制限はなく、そ
の材質についても特に制限はなく、無機、有機いずれで
も用いることができる。具体例としては、ガラス繊維、
炭素繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、チラノ繊維、ア
ルミナ繊維などのストランド、クロス、ブレード、ニッ
ト、マットなどが挙げられ、ガラス繊維、炭素繊維、ア
ラミド繊維のストランド、クロス、ブレード、マットな
どが好ましい。
【００３８】これらの複合材料は、テニスラケット、ゴ
ルフクラブ、釣竿などのスポーツ用品、車両、船舶、航
空機等の構造材、プリント配線基板、コネクター類の電
子部品などに有用である。
【００３９】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例中の％は、重量％を示す。
【００４０】実施例１ 下記構造式からなるジカルボン酸
【化２１】 １６．８部とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキ
シ当量１７２〜１７８）９．８部及びトリブチルアミン
０．２部を１５０℃で２０分撹拌下で混練した。この試
料を１４０℃で硬化させたところ２時間までは冷却過程
で８３〜５９℃、昇温過程で６８〜８９℃に液晶を形成
することを確認できた。
【００４１】このサンプルをさらに３時間硬化させたと
ころ液晶相は消失したが、示差走差熱量計により冷却時
に８０℃の結晶化温度、昇温時に８７℃の融点を有して
いることがわかった。このポリマの線膨脹係数を２５℃
で測定したところ、１０×１０-5℃／℃／cm以下であっ
た。
【００４２】
【発明の効果】エポキシ樹脂に特定の硬化剤を用いるこ
とにより、硬化時に液晶を形成するため、次の様な効果
を生じる。
【００４３】1. 熱膨脹係数が小さくなるので、半導体
素子と封止樹脂との間でクラックの発生がなくなり、信
頼性が飛躍的に向上する。
【００４４】2. 成形時の収縮率が小さくなるので、寸
法精度の高い、歪みのない成形品が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 7/02 ＮＬＤ Ｃ０８Ｌ 63/00 ＮＫＴ Ｃ０９Ｋ 3/10 Ｌ 19/38 9279−4Ｈ

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エポキシ樹脂（Ａ）と芳香族ジカルボキ
    シ化合物および／または芳香族ジヒドロキシ化合物から
    なる硬化剤（Ｂ）を必須成分として含む組成物であっ
    て、硬化時に液晶を形成することを特徴とするエポキシ
    樹脂組成物。
  2. 【請求項２】 エポキシ樹脂（Ａ）と下記式（１）で示
    される芳香族ジカルボキシ化合物および／または下記式
    （２）で示される芳香族ジヒドロキシ化合物からなる硬
    化剤（Ｂ）を必須成分として含むエポキシ樹脂組成物。 【化１】
  3. 【請求項３】 エポキシ樹脂（Ａ）が硬化時に液晶を形
    成するものであることを特徴とする請求項１または２記
    載のエポキシ樹脂組成物。
  4. 【請求項４】 エポキシ樹脂（Ａ）が下記式（３）で示
    されるエポキシ化合物であることを特徴とする請求項３
    記載のエポキシ樹脂組成物。 【化２】
  5. 【請求項５】 エポキシ樹脂（Ａ）が下記式（４）で示
    されるエポキシ化合物であることを特徴とする請求項４
    記載のエポキシ樹脂組成物。 【化３】
  6. 【請求項６】 芳香族ジカルボキシ化合物が下記式
    （５）で示されるものである請求項１または２記載のエ
    ポキシ樹脂組成物。 【化４】
  7. 【請求項７】 さらに充填剤（Ｃ）を含んでなる請求項
    １〜６のいずれか記載のエポキシ樹脂組成物。
  8. 【請求項８】 充填剤（Ｃ）をエポキシ樹脂組成物全体
    に対し、６０容量％〜９５容量％の範囲で含んでなる請
    求項７記載のエポキシ樹脂組成物。
  9. 【請求項９】 充填剤（Ｃ）が結晶性シリカ、非晶性シ
    リカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミ
    ニウム、マグネシア、酸化チタン、ジルコニアから選ば
    れた１種以上である請求項７または８記載のエポキシ樹
    脂組成物。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか記載のエポキ
    シ樹脂組成物からなる電子部品封止剤。
  11. 【請求項１１】 樹脂マトリクスとその樹脂マトリクス
    に複合された補強材（Ｄ）とを含み、かつ前記樹脂マト
    リクスが請求項１〜９のいずれか記載のエポキシ樹脂組
    成物であることを特徴とする複合材料。
  12. 【請求項１２】 補強材（Ｄ）をエポキシ樹脂組成物全
    体に対して３０容量％〜７０容量％含む請求項１０記載
    の複合材料。
  13. 【請求項１３】 補強材（Ｄ）がガラス繊維、炭素繊
    維、アラミド繊維、ボロンから選ばれた１種以上からな
    るマット、織物またはストランドである請求項１１また
    は１２記載の複合材料。
  14. 【請求項１４】 エポキシ樹脂と反応することにより液
    晶を形成する芳香族ジカルボキシ化合物および／または
    芳香族ジヒドロキシ化合物からなるエポキシ樹脂用硬化
    剤。
  15. 【請求項１５】 下記式（２）で示される芳香族ジヒド
    ロキシ化合物からなるエポキシ樹脂用硬化剤。 【化５】
  16. 【請求項１６】 下記式（１）で示される芳香族ジカル
    ボキシ化合物からなるエポキシ樹脂用硬化剤。 【化６】
  17. 【請求項１７】 芳香族ジカルボキシ化合物が下記式
    （５）で示されるものである請求項１６記載のエポキシ
    樹脂用硬化剤。 【化７】
JP7098184A 1994-04-26 1995-04-24 エポキシ樹脂組成物および硬化剤 Pending JPH0812746A (ja)

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