專利名稱:固化促進劑、固化性樹脂組合物及電子器件裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種固化促進劑、含有固化促進劑的成形材料、適合作為層疊板用及粘接劑用材料的固化性樹脂組合物、以及具有使用此種固化性樹脂組合物封裝的元件的電子器件裝置。
背景技術:
過去,在成形材料、層疊板用及粘接劑用材料等的領域,廣泛使用了環氧樹脂等固化性樹脂。基于提高生產性的觀點,這些固化性樹脂需要具有快速固化性,因此在固化性樹脂組合物中一般使用可促進固化反應的化合物,也即固化促進劑。例如,在關于晶體管、IC等電子器件的元件的封裝技術的領域,較為廣泛使用的是以固化性樹脂中的環氧樹脂為基礎的組合物。其理由是環氧樹脂在成形性、電特性、耐濕性、耐熱性、機械特性、與插入品的粘接性等各種特性之間可獲得平衡。其中,特別是組合使用鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂與苯酚酚醛清漆固化劑時,可以在上述各種特性之間得到優良的平衡,因此已成為IC封裝用成形材料的基礎樹脂的主流。另外,在此種環氧樹脂組合物中,一般而言,使用叔胺、咪唑等的胺化合物、及膦類、_等的磷化合物的固化促進劑。
另一方面,近年來,在電子器件的元件的封裝技術中,電子器件在印刷電路板上的安裝也逐漸變成了高密度化,隨之,表面安裝型封裝也取代過去的引腳插入型封裝漸漸地成為主流。然而,與引腳插入型封裝相比,表面安裝型封裝在錫焊焊接時對于封裝裂縫的耐性,即所謂的耐回焊裂縫(reflow crack)性有降低的傾向。也即,在IC、LSI等的表面安裝型IC上,為提高安裝密度,元件相對于封裝的占有體積會逐漸地變大,而封裝的厚度也會變得非常薄。進而,表面安裝型封裝在其錫焊焊接工序中,也需要暴露于比引腳插入型封裝更為嚴苛的條件下。
更具體而言,在引腳插入型封裝中,因為是將引腳插入于電路板后再由電路板背面進行錫焊焊接,因此封裝不會直接暴露于高溫。相對于此,表面安裝型IC中,則是暫時固定于電路板表面之后,再用焊錫浴及回焊裝置等進行處理,因此封裝將會直接地暴露于高溫的錫焊焊接的溫度下。其結果,若IC封裝已吸濕,在錫焊焊接時吸濕水分會急速地膨脹而導致封裝裂縫的產生,這在封裝成形上造成了很大的問題。
此種情形下,為了改良表面安裝型封裝上的耐回焊裂縫性,有人報告了一種提高了無機充填劑的含量的環氧樹脂組合物。然而,隨著無機充填劑的含量的增加,樹脂組合物的流動性會降低,會導致封裝性能的下降,如成形時有充填不良、產生空隙等成形上的障礙,或者因IC晶片的連接線(Bonding wire)斷線所導致的導通不良的發生。因此,無機充填劑的含量的增加也有其界限,其結果導致了要顯著地改善其耐回焊裂縫性也很困難。特別是在從此種環氧樹脂組合物的快速固化性的觀點考慮而向其中添加三苯基膦等磷系固化促進劑或1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳烯-7等胺系固化促進劑時,樹脂組合物的流動性有顯著降低的傾向。因此,除了改善封裝的耐回焊裂縫性以外,同時也要改善樹脂組合物的流動性,這可說是現階段的課題。
為了改善含有高比率的無機充填劑的環氧樹脂組合物的流動性,例如在特開平9-157497號公報中,提出了將三苯基膦與1,4-對苯醌的加成反應物作為固化促進劑而使用的方法。作為另一方法,如在特開2004-156035號公報及特開2004-156036號公報中,提出了將磷_基酚鹽作為固化促進劑使用的方法。
然而,近年來,在表面安裝型封裝的領域中,基于環境問題等觀點,開始加以規范封裝用環氧樹脂組合物中的含鹵阻燃劑的含量。因此,為了在不使用這些阻燃劑的條件下實現封裝的高阻燃化,為了進一步提高封裝的導熱性,無機充填劑的含量有越來越提高的傾向。在此種情形下,即使是在使用為了改善封裝用環氧樹脂組合物的流動性的降低而提出的上述磷系固化促進劑的情況下,也越來越難獲得充分的流動性。從而,目前皆企盼能再開發出一種優良的固化促進劑,即包括流動性在內的各種特性均優良的固化促進劑。
發明內容
因此,本發明的目的在于提供一種固化促進劑,該固化促進劑除了能表現優良流動性、耐回焊裂縫性、高溫放置特性外,吸濕時也具有優良的固化性。本發明還提供含有此種固化促進劑的固化性樹脂組合物、以及具有藉此種固化性樹脂組合物而封裝的元件的電子器件裝置。
本發明人為解決上述課題進行了深入的研究,結果發現通過將特定的磷化合物作為固化促進劑使用,可獲得一種吸濕時的固化性、流動性、耐回焊裂縫性均優良的固化性樹脂組合物,可以達成所期望的目的,從而完成了本發明。
本發明的方案是如下所述。
本發明的一種方案,是關于一種固化促進劑,其特征是含有通式(I)所示的化合物,通式(I)中的YH優選為具有羥基或酚性羥基的1價有機基團。
[化1]
(式中,R1各自獨立地選自氫原子及碳原子數1~18的取代或未取代的烴基,其全部可為相同或相異,2個以上的R1可相互結合而形成環狀結構,R2各自獨立地選自氫原子、羥基、及碳原子數1~18的取代或未取代的有機基,其全部可為相同或相異,2個以上的R2可相互結合而形成環狀結構,R3各自獨立地選自氫原子、羥基、及碳原子數1~18的取代或未取代的有機基,其全部可為相同或相異,2個以上的R3可相互結合而形成環狀結構, YH是具有1個以上可釋放的質子(H+)的碳原子數0~18的有機基,可與1個以上的R2相互結合而形成環狀結構,m為1~4的整數,p為0以上的數)。
本發明的另一種方案,是關于一種固化促進劑,其特征是含有下述通式(Ia)所示的分子內_鹽和下述通式所示的硅烷醇化合物(Ib)的反應產物。通式(Ia)中的Y-是以由具有羥基或酚性羥基的一價的有機基脫離質子的基團為佳。
[化2]
(式中,R1各自獨立地選自氫原子及碳原子數1~18的取代或未取代的烴基,其全部可為相同或相異,2個以上的R1可相互結合而形成環狀結構, R2各自獨立地選自氫原子、羥基、及碳原子數1~18的取代或未取代的有機基,其全部可為相同或相異,2個以上的R2可相互結合而形成環狀結構, Y-是由具有1個以上可釋放的質子(H+)的碳原子數0~18的有機基中有1個質子脫離而成的有機基,可與1個以上的R2相互結合而形成環狀結構,)
(式中,R3各自獨立地選自氫原子、羥基、及碳原子數1~18的取代或未取代的有機基,其全部可為相同或相異,2個以上的R3可相互結合而形成環狀結構, m為1~4的整數)。
本發明的另一方案,是有關一種固化性樹脂組合物,其特征是含有(A)本發明的一種以上的固化促進劑、以及(B)固化性樹脂。(B)固化性樹脂是以含有環氧樹脂者為佳,(B)固化性樹脂所含的環氧樹脂是以含有選自聯苯型環氧樹脂、芪型環氧樹脂、二苯基甲烷型環氧樹脂、含硫原子型的環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、水楊醛型環氧樹脂、萘酚類及苯酚類的共聚型環氧樹脂、芳烷基型酚醛樹脂的環氧化物中的1種以上的環氧樹脂者為佳。再者,本發明的固化性樹脂組合物,可進一步含有(C)固化劑及/或(D)無機充填劑。另外,(C)固化劑優選含有選自芳烷基型酚醛樹脂、二環戊二烯型酚醛樹脂、水楊醛型酚醛樹脂、苯甲醛型酚醛樹脂和芳烷基型酚醛樹脂的共聚型樹脂、酚醛清漆型酚醛樹脂中的1種以上的樹脂。
本發明的又一方案,是有關一種電子器件裝置,其特征是具有使用本發明的固化性樹脂組合物而封裝的元件。
本發明的固化促進劑,因為其可表現優良流動性、固化性、耐回焊裂縫性、高溫放置特性,所以使用此種固化促進劑所構成的固化性樹脂組合物,除了在吸濕時具有優良固化性之外,其流動性等各種特性也極其優良。此外,通過使用此種固化性樹脂組合物而封裝IC、LSI等電子器件的元件,如后實施例所明述,其耐回焊裂縫性及高溫放置特性優良,可提供一種具有優良可靠性的電子器件裝置,因此其工業價值極高。本申請案參照了2005年1月26日申請的日本專利申請第2005-018598號說明書的全部揭示內容,可將其編入為本說明書的一部分。
圖1是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物1的1H-NMR光譜。
圖2是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物1的31P-NMR光譜。
圖3是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物1的IR光譜。
圖4是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物2的1H-NMR光譜。
圖5是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物2的31P-NMR光譜。
圖6是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物2的IR光譜。
圖7是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物3的1H-NMR光譜。
圖8是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物3的31P-NMR光譜。
圖9是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物3的IR光譜。
圖10是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物4的1H-NMR光譜。
圖11是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物4的31P-NMR光譜。
圖12是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物4的IR光譜。
圖13是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物5的1H-NMR光譜。
圖14是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物5的31P-NMR光譜。
圖15是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物5的IR光譜。
圖16是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物6的1H-NMR光譜。
圖17是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物6的31P-NMR光譜。
圖18是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物6的IR光譜。
圖19是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物7的1H-NMR光譜。
圖20是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物7的31P-NMR光譜。
圖21是作為本發明的固化促進劑所調制的化合物7的IR光譜。
具體實施例方式 以下,詳細地說明本發明的實施形態。
[固化促進劑] 本發明的一種形態的固化促進劑,其可有效地促進固化性樹脂的固化,且特征是含有通式(I)所示的化合物, [化4]
(式中,R1各自獨立地選自氫原子及碳原子數1~18的取代或未取代的烴基,其全部可為相同或相異,2個以上的R1可相互結合而形成環狀結構,R2各自獨立地選自氫原子、羥基、及碳原子數1~18的取代或未取代的有機基,其全部可為相同或相異,2個以上的R2可相互結合而形成環狀結構,R3各自獨立地選自氫原子、羥基、及碳原子數1~18的取代或未取代的有機基,其全部可為相同或相異,2個以上的R3可相互結合而形成環狀結構,YH是具有1個以上可釋放的質子(H+)的碳原子數0~18的有機基,可與1個以上的R2相互結合而形成環狀結構, m為1~4的整數,p為0以上的數)。
上述通式(I)所示的化合物,只要可得到目標化合物,不論以何種起始原料及制造方法加以調制皆可。例如,上述化合物,可作為下述通式(Ia)所示的分子內_鹽和下述通式所示的硅烷醇化合物(Ib)的反應產物來加以調制。也即,本發明的另一形態是關于一種固化促進劑,其包含下述通式(Ia)和(Ib)的反應產物。
[化5]
(式中,R1各自獨立地選自氫原子及碳原子數1~18的取代或未取代的烴基,其全部可為相同或相異,2個以上的R1可相互結合而形成環狀結構, R2各自獨立地選自氫原子、羥基、及碳原子數1~18的取代或未取代的有機基,其全部可為相同或相異,2個以上的R2可相互結合而形成環狀結構, Y-是由具有1個以上可釋放的質子(H+)的碳原子數0~18的有機基中有1個質子脫離而成的有機基,可與1個以上的R2相互結合而形成環狀結構),
(式中,R3各自獨立地選自氫原子、羥基、及碳原子數1~18的取代或未取代的有機基,其全部可為相同或相異,2個以上的R3可相互結合而形成環狀結構, m為1~4的整數)。
再有,作為上述通式(I)及(Ia)的R1所記載的用語“碳原子數1~18的取代或未取代的烴基”,包括碳原子數為1~18且可被取代或也可不被取代的脂肪族烴基及芳香族烴基。
更具體言之,作為上述取代或未取代的脂肪族烴基,例如有甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基、癸基、月桂基、烯丙基、乙烯基等的脂肪族烴基,以及將這些以烷基、烷氧基、芳基、羥基、氨基、及鹵素等取代的基團。
再者,上述取代或未取代的脂肪族烴基中,也包含取代或未取代的脂環式烴基。作為取代或未取代的脂環式烴基,例如有環戊基、環己基、環庚基、環戊烯基、以及環己烯基等,以及將這些以烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、羥基、氨基、及鹵素等取代的基團。
作為上述取代或未取代的芳香族烴基,例如,有苯基、甲苯基等芳基,二甲基苯基、乙基苯基、丁基苯基、叔丁基苯基等烷基取代芳基,甲氧苯基、乙氧苯基、丁氧苯基、叔丁氧苯基等烷氧基取代芳基等,這些也可進一步被烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、氨基、鹵素等取代。
作為通式(I)及(Ia)的R1所記載的用語“2個以上的R1可相互結合而形成環狀結構”,是指2個或3個R1相結合而整體分別形成2或3價的烴基。例如可舉出能與P原子結合而形成環狀結構的亞乙基、亞丙基、亞丁基、亞戊基、亞己基等亞烷基,乙烯基、丙烯基、丁烯基等鏈烯基、亞甲基亞苯基等亞芳烷基,亞苯基、亞萘基、亞蒽基等亞芳基,這些也可為被烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、氨基、羥基、及鹵素等取代的基團。
再者,作為上述通式(I)及(Ia)的R1,其并無特別的限制,以選自烷基及芳基的1價取代基為佳。其中,基于容易獲得原料的觀點,以選自苯基、對-甲苯基、間-甲苯基、鄰-甲苯基、對-甲氧苯基、間-甲氧苯基、鄰-甲氧苯基、對-羥苯基、間-羥苯基、鄰-羥苯基、2,5-二羥苯基、4-(4-羥苯基)苯基、1-萘基、2-萘基、1-(2-羥萘基)基、1-(4-羥萘基)基等未取代或被烷基或/及烷氧基或/及羥基取代的芳基;甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、辛基、環己基等鏈狀或環狀烷基的取代基為較佳者。進一步優選苯基、對-甲苯基、間-甲苯基、鄰-甲苯基、對-甲氧苯基、間-甲氧苯基、鄰-甲氧苯基、對-羥苯基、間-羥苯基、鄰-羥苯基、2,5-二羥苯基、4-(4-羥苯基)苯基、1-萘基、2-萘基、1-(2-羥萘基)基、1-(4-羥萘基)等未取代或被烷基或/及烷氧基或/及羥基取代的芳基。
作為上述通式(I)及(Ia)的R2、通式(I)及(Ib)的R3所記載的用語“碳原子數1~18的取代或未取代的有機基”,包括碳原子數為1~18且結合有可被取代或也可不被取代的脂肪族烴基、芳香族烴基、及脂肪族烴或芳香族烴氧基、脂肪族烴或芳香族烴羰基、脂肪族烴或芳香族烴氧基羰基、及脂肪族烴或芳香族烴羰氧基的基團。
更具體言之,上述取代或未取代的脂肪族烴基及芳香族烴基,是如前所述者。
作為上述脂肪族烴氧基,例如,有甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、環丙氧基、環己氧基、環戊氧基、烯丙氧基、乙烯氧基等具有在上述脂肪族烴基上結合有氧原子的結構的基團、以及將這些以烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、氨基、鹵素等加以取代的基團。作為上述芳香族烴氧基,例如有苯氧基、甲基苯氧基、乙基苯氧基、甲氧基苯氧基、丁氧基苯氧基、苯氧基苯氧基等具有在上述芳香族烴基結合上有氧原子的結構的基團、以及將這些以烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、氨基、鹵素等加以取代的基團。
作為上述羰基,可舉出甲酰基、乙酰基、乙基羰基、丁酰基、環己基羰基、烯丙基羰基等脂肪族烴羰基、苯基羰基、甲苯基羰基等芳香族烴羰基等、以及將這些以烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、氨基、鹵素等加以取代的基團。
作為上述氧基羰基,例如有甲氧基羰基、乙氧基羰基、丁氧基羰基、烯丙氧基羰基、環己氧基羰基等脂肪族烴氧基羰基、苯氧基羰基、甲苯氧基羰基等芳香族烴氧基羰基、以及將這些以烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、氨基、鹵素等加以取代的基團。
作為上述羰基氧基,例如有甲基羰基氧基、乙基羰基氧基、丁基羰基氧基、烯丙基羰基氧基、環己基羰基氧基等脂肪族烴羰基氧基、苯基羰基氧基、甲苯基羰基氧基等芳香族烴羰基氧基、以及將這些以烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、氨基、鹵素等加以取代的基團。
作為通式(I)及(Ia)的R2所記載的用語“2個以上的R2可相互結合而形成環狀結構”,是指2個~4個R2結合而整體分別形成2~4價的有機基之意。例如有可形成環狀結構的亞乙基、亞丙基、亞丁基、亞戊基、亞己基等亞烷基;乙烯基、丙烯基、丁烯基等鏈烯基;亞甲基亞苯基等亞芳烷基;亞苯基、亞萘基、亞蒽基等的亞芳基;這些亞烷基、鏈烯基、亞芳烷基、亞芳基的氧基或二氧基,這些也可被烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、氨基、羥基、及鹵素等取代。
作為通式(I)及(Ib)的R3所記載的用語“2個以上的R3可相互結合而形成環狀結構”,是指2個或3個R3結合而整體分別形成2或3價的有機基之意。例如,有可與Si原子結合而形成環狀結構的亞乙基、亞丙基、亞丁基、亞戊基、亞己基等亞烷基;乙烯基、丙烯基、丁烯基等鏈烯基;亞甲基亞苯基等亞芳烷基亞苯基、亞萘基、亞蒽基等亞芳基;這些亞烷基、鏈烯基、亞芳烷基、亞芳基的氧基或二氧基,這些也可進一步被烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、氨基、羥基、及鹵素等取代。
作為上述通式(I)及(Ia)的R2,其并無特別的限制,以氫原子、羥基、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基為佳。其中,基于容易獲得原料的觀點,優選選自氫原子;羥基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等烷氧基;苯氧基、對-甲苯氧基、間-甲苯氧基、鄰-甲苯氧基等芳氧基;苯基、對-甲苯基、間-甲苯基、鄰-甲苯基、對-甲氧苯基等非取代或被烷基或/及烷氧基或/及羥基取代的芳基;甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、辛基、環己基等鏈狀或環狀的烷基的取代基。進一步優選選自氫原子;羥基;苯基、對-甲苯基、間-甲苯基、鄰-甲苯基、對-甲氧苯基等非取代或被烷基或/及烷氧基或/及羥基取代的芳基;甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、辛基、環己基等鏈狀或環狀的烷基的取代基。如2個以上的R2相互結合而形成環狀結構時,其并無特別的限制,優選為與R2所結合的苯環共同地形成1-(-2-羥萘基)基、1-(-4-羥萘基)基等多環芳香族基的有機基。
作為上述通式(I)及(Ib)的R3,其并無特別的限制,以氫原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基為佳。其中,基于容易獲得原料的觀點,優選選自氫原子、甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等烷氧基;苯氧基、對-甲苯氧基、間-甲苯氧基、鄰-甲苯氧基等的芳氧基;苯基、對-甲苯基、間-甲苯基、鄰-甲苯基、對-甲氧苯基等非取代或被烷基或/及烷氧基或/及羥基取代的芳基;甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、辛基、環己基等的鏈狀或環狀的烷基的取代基。進一步優選選自氫原子;苯基、對-甲苯基、間-甲苯基、鄰-甲苯基、對-甲氧苯基等非取代或被烷基或/及烷氧基或/及羥基取代的芳基;甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、辛基、環己基等的鏈狀或環狀的烷基的取代基。
上述通式(I)及(Ib)中,m是表示1~4的整數,而基于容易獲得原料的觀點,是以1或2為佳。通式(I)中的p是表示0以上的數,p為可根據起始原料及制造方法而任意決定的數,基于本發明的作用效果的觀點,其并無特別的限制。
上述通式(I)中的YH,是具有1個以上可釋放的質子(H+)的碳原子數0~18的有機基,并可與1個以上的R2相互結合而形成環狀結構,作為YH例如,有羥基、巰基、氫化硒基等16族原子上結合有氫原子的基;羧基、羧甲基、羧乙基、羧苯基、羧萘基等的具有羧基的碳原子數1~18的基;以及羥苯基、羥苯甲基、羥萘基、羥呋喃基、羥噻吩基、羥吡啶基等的具有酚性羥基的碳原子數1~18的1價有機基。
再者,式(I)中的YH如與1個以上的R2結合而形成環狀結構時,作為該YH例如可舉出與其所結合的苯環共同地形成2-(-6-羥萘基)基等羥基取代多環芳香族基的2價有機基。
在先前例示的YH中,其也無特別的限制,以氧原子與氫原子結合的羥基、或羥苯基、羥苯甲基、羥萘基、羥呋喃基、羥噻吩基、羥吡啶基等具有酚性羥基的1價有機基為佳。
作為式(I)中所示化合物較佳的一種形態,其并無特別的限制,基于容易獲得原料的觀點,優選R1的至少一個為取代或未取代的芳香族烴基,更優選R1全部為取代或未取代的芳香族烴基,進一步優選R1全部為苯基,優選R2的至少一個、更優選全部為氫原子,R3的至少一個為取代或未取代的芳香族烴基,YH為具有羥基或酚性羥基的1價有機基。
上述通式(Ia)中的Y-,是由具有1個以上可釋放的質子(H+)的碳原子數0~18的有機基有1個質子脫離而成的有機基,并可與1個以上的R2相互結合而形成環狀結構。例如,有由羥基、巰基、氫化硒基等16族原子上有氫原子結合的1價有機基有質子脫離的基;由羧基、羧甲基、羧乙基、羧苯基、羧萘基等具有羧基的碳原子數1~18的1價有機基有羧酸質子脫離的基;由羥苯基、羥苯甲基、羥萘基、羥呋喃基、羥噻吩基、羥吡啶基等具有酚性羥基的碳原子數1~18的1價有機基有酚性質子脫離的基。
式(Ia)中的Y-與1個以上的R2結合而形成環狀結構時,該Y-例如為與其所結合的苯環共同地形成由2-(-6-羥萘基)基等羥基多環芳香族基的羥基有質子脫離的基團的2價有機基。
在先前例示的Y-中,其也無特別的限制,較佳者是具有由羥基有質子脫離而形成的氧陰離子的基團、或具有由羥苯基、羥苯甲基、羥萘基、羥呋喃基、羥噻吩基、羥吡啶基等酚性羥基有質子脫離而形成的氧陰離子的基團。
構成本發明的固化促進劑的上述通式(I)所示的化合物制造方法,其只要是可制造目的化合物的方法即可,并無特別的限制。例如,可將上述通式(Ia)所示的分子內_鹽與上述通式(Ib)所示的硅烷醇化合物,于溶劑中進行反應而調制。所使用的溶劑,只要反應可進即可,并無特別的限制。
[固化性樹脂組合物] 本發明另一形態的固化性樹脂組合物,其中含有(A)固化促進劑以及(B)固化性樹脂,且(A)固化促進劑的特征是含有1種以上先前說明的本發明的固化促進劑。本發明的固化性樹脂組合物中,除了上述成分(A)及(B)外,可還含有(C)固化劑以及(D)無機充填劑。并且,如有需要,可追加偶合劑、離子交換體、脫模劑、應力緩和劑、阻燃劑、著色劑等各種添加劑。以下,就構成本發明的固化性樹脂組合物的主成分加以說明。
(A)固化促進劑 在本發明的固化性樹脂組合物中,作為固化促進劑必須使用1種以上的本發明的固化促進劑,也可在此基礎上并用1種以上周知的固化促進劑。就組合物中的(A)固化促進劑的配合量而言,只要是可達成固化促進效果即可,并無特別的限制。然而,基于改善樹脂組合物的吸濕時的固化性及流動性的觀點,相對于(B)固化性樹脂的合計100重量份,以(A)固化促進劑合計為0.1~10重量份為佳,配合1~7.0重量份為較佳。配合量如未達0.1重量份時,將難以在短時間使其固化;如超過10重量份時,則有可能固化速度過快而無法獲得良好的成形品。
作為可與本發明的固化促進劑并用的周知的固化促進劑,例如有1,5-二氮雜雙環[4.3.0]壬烯-5、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳烯-7等二氮雜雙環烯等的環脒化合物及其衍生物;這些的苯酚酚醛清漆鹽以及在這些化合物上加成馬來酸酐、1,4-苯醌、2,5-甲苯醌、1,4-萘醌、2,3-二甲基苯醌、2,6-二甲基苯醌、2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌、2,3-二甲氧基-1,4-苯醌、苯基-1,4-苯醌等的苯醌化合物、重氮苯基甲烷等具有π鍵的化合物所得的具有分子內極化的化合物;三亞乙基二胺、芐基二甲胺、三乙醇胺、二甲胺基乙醇、三(二甲胺甲基)苯酚等的叔胺類及這些的衍生物;2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑等咪唑類;四苯基_鹽·四苯基硼酸鹽等的四取代_鹽·四取代硼酸鹽;2-乙基-4-甲基咪唑·四苯基硼酸鹽、N-甲基嗎啉·四苯基硼酸鹽等的四苯基硼鹽;三苯基膦、二苯基(p-甲苯基)膦、三(烷基苯基)膦、三(烷氧基苯基)膦、三(烷基-烷氧基苯基)膦、三(二烷基苯基)膦、三(三烷基苯基)膦、三(四烷基苯基)膦、三(二烷氧基苯基)膦、三(三烷氧基苯基)膦、三(四烷氧基苯基)膦、三烷基膦、二烷基芳基膦、烷基二芳基膦等的有機膦類;這些有機膦類與這些有機硼類的絡合物;將這些有機膦類與馬來酸酐、1,4-苯醌、2,5-甲苯醌、1,4-萘醌、2,3-二甲基苯醌、2,6-二甲基苯醌、2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌、2,3-二甲氧基-1,4-苯醌、苯基-1,4-苯醌等的苯醌化合物、重氮苯基甲烷等具有π鍵的化合物進行加成所得的具有分子內極化的化合物;使這些有機膦類與4-溴苯酚、3-溴苯酚、2-溴苯酚、4-氯苯酚、3-氯苯酚、2-氯苯酚、4-碘苯酚、3-碘苯酚、2-碘苯酚、4-溴-2-甲基苯酚、4-溴-3-甲基苯酚、4-溴-2,6-二甲基苯酚、4-溴-3,5-二甲基苯酚、4-溴-2,6-二-叔丁基苯酚、4-氯-1-萘酚、1-溴-2-萘酚、6-溴-2-萘酚、4-溴-4’-羥基聯苯等的鹵化苯酚化合物進行反應后,經過脫鹵化氫的工序而獲得的具有分子內極化的化合物(參閱特開2004-156036號公報的記載)。并用這些固化促進劑時,又基于流動性的觀點,優選有機膦類與具有π鍵的化合物進行加成所得的具有分子內極化的化合物、以及有機膦類與鹵化酚化合物進行反應后,經過脫鹵化氫后所得的具有分子內極化的化合物,基于固化性的觀點,優選有機膦類與鹵化酚化合物進行反應后,經過脫鹵化氫后所得的具有分子內極化的化合物者。
并用上述周知的固化促進劑而構成(A)固化促進劑時,相對于(A)固化促進劑總量的本發明的1種以上的固化促進劑含量,其合計量優選為30重量%以上,較佳為50重量%以上。本發明的固化促進劑含量如未達30重量%,吸濕時的固化性及/或流動性會降低,并有可能造成本發明所預期效果的降低。
(B)固化性樹脂 本發明中可使用的(B)固化性樹脂,其只要是可利用本發明的(A)固化促進劑而促進固化的樹脂即可,并無特別的限制。例,有環氧樹脂、酚醛樹脂、硅系樹脂、氨基樹脂、不飽和聚酯樹脂、苯二甲酸二烯丙基酯樹脂、醇酸樹脂。這些樹脂中,其可單獨使用1種,或2種以上組合使用也可。其中,基于可充分發揮本發明的(A)固化促進劑的固化促進效果上的觀點,優選作為(B)固化性樹脂含有環氧樹脂。
使用環氧樹脂作為(B)固化性樹脂的成分時,可使用在1個分子中具有2個以上環氧基的環氧樹脂。此種環氧樹脂,其并無特別的限制,例如有以苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂為首的使苯酚、甲酚、二甲苯酚、間苯二酚、鄰苯二酚、雙酚A、雙酚F等苯酚類及/或α-萘酚、β-萘酚、二羥基萘等萘酚類與甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛、水楊醛等具有醛基的化合物,在酸性催化劑下進行縮合或共縮合而得到酚醛清漆樹脂后對其進行環氧化所得的酚醛清漆型環氧樹脂; 雙酚A、雙酚F、雙酚S、烷基取代或未取代的聯苯酚、芪系酚類的縮水甘油醚(雙酚型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、芪型環氧樹脂)、丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等醇類的縮水甘油醚; 鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸等羧酸類的縮水甘油酯型環氧樹脂; 將在苯胺、三聚異氰酸等的氮原子上結合的活性氫,以縮水甘油基進行取代的物質等縮水甘油基型或甲基縮水甘油基型的環氧樹脂; 將分子內的烯烴鍵進行環氧化所得到的乙烯基環己烯二環氧化物、3,4-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧化物、2-(3,4-環氧基)環己基-5,5-螺(3,4-環氧基)環己烷-間-二_烷等的脂環型環氧樹脂; 對苯二甲基及/或間苯二甲基改性酚醛樹脂的縮水甘油醚; 萜烯改性酚醛樹脂的縮水甘油醚; 二環戊二烯改性酚醛樹脂的縮水甘油醚; 環戊二烯改性酚醛樹脂的縮水甘油醚 多環芳香環改性酚醛樹脂的縮水甘油醚; 含萘環的酚醛樹脂的縮水甘油醚; 鹵化苯酚酚醛清漆型環氧樹脂; 對苯二酚型環氧樹脂; 三羥甲基丙烷型環氧樹脂; 將烯烴鍵以過醋酸等的過酸氧化所得的線狀脂肪族環氧樹脂; 二苯基甲烷型環氧樹脂; 苯酚芳烷基樹脂、萘酚芳烷基樹脂等的芳烷基型酚醛樹脂的環氧化物; 以及含硫原子的環氧樹脂, 這些可單獨或二種以上組合使用。
在上述的環氧樹脂中,基于耐回焊裂縫性及流動性的觀點,優選聯苯型環氧樹脂、芪型環氧樹脂、二苯基甲烷型環氧樹脂、含硫原子型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、水楊醛型環氧樹脂、萘酚類與苯酚類的共聚合型環氧樹脂、苯酚芳烷基樹脂、萘酚芳烷基樹脂等芳烷基型酚醛樹脂的環氧化物,這些中的任何1種可單獨使用,也可2種以上組合加以使用。為發揮這些的功能起見,優選相對于環氧樹脂總量,將這些合計使用30重量%以上,以使用這些50重量%以上為較佳。以下,例示理想的環氧樹脂的具體例子。
作為聯苯型環氧樹脂,只要是具有聯苯骨架的環氧樹脂即可,其并無特別的限制,以具有下述通式(II)的環氧樹脂為佳。下述通式(II)所示的環氧樹脂中,可作為市售品獲得的是,R8中的氧原子取代的位置為4及4’位置時的3、3’、5、5’位置為甲基,而除此以外則為氫原子的YX-4000H(日本環氧樹脂股份有限公司制的商品名稱);全部的R8為氫原子的4,4’-雙(2,3-環氧丙氧基)聯苯;以及,全部的R8為氫原子的物質和R8中的氧原子取代的位置為4及4’位置時的3、3’、5、5’位置為甲基而除此以外則為氫原子的物質的混合物即YL-6121H(日本環氧樹脂股份有限公司制的商品名稱)等。
[化7]
(式(II)中,R8為氫原子或碳原子數1~12的烷基或碳原子數4~18的芳基,其各自可為相同或相異,n為平均值,且為0~10的正數)。
作為芪型環氧樹脂,只要是具有芪骨架的環氧樹脂即可,其并無特別的限制,以下述通式(III)所示的環氧樹脂為佳。
下述通式(III)所示的環氧樹脂中,可作為市售品獲得的是,R9中的氧原子取代的位置為4及4’位置時的3、3’、5、5’位置為甲基,而除此以外為氫原子,且R10全部為氫原子的物質;以及3、3’、5、5’位置中,有3個為甲基,1個為叔丁基,而除此以外則為氫原子,且R10全部為氫原子的物質的混合物即ESLV-210(住友化學股份有限公司制的商品名稱)等。
[化8]
(式(III)中,R9及R10為氫原子或碳原子數1~18的1價有機基,其各自可為相同或相異,n為平均值,且為0~10的正數。) 作為二苯基甲烷型環氧樹脂,只要是具有二苯基甲烷骨架的環氧樹脂即可,其并無特別的限制,以下述通式(IV)所示的環氧樹脂為佳。下述通式(IV)所示的環氧樹脂中,可作為市售品獲得的是,R11的全部為氫原子,且R12中的氧原子取代的位置為4及4’位置時的3、3’、5、5’位置為甲基,而除此以外則為氫原子的YSLV-80XY(新日鐵化學股份有限公司制的商品名稱)等。
[化9]
(式(IV)中,R11及R12為氫原子或碳原子數1~18的1價有機基,其各自可為相同或相異,n為平均值,且為0~10的正數。) 作為含硫原子型環氧樹脂,只要是含有硫原子的環氧樹脂即可,其并無特別的限制,以下述通式(V)所示的環氧樹脂為佳。下述通式(V)所示的環氧樹脂中,可作為市售品獲得的是,R13中的氧原子取代的位置為4及4’位置時的3、3’位置為叔丁基且6、6’位置為甲基,而除此以外則為氫原子的YSLV-120TE(新日鐵化學股份有限公司制的商品名稱)等。
[化10]
(式(V)中,R13為氫原子或碳原子數1~18的1價有機基,其各自可為相同或相異,n為平均值,且為0~10的正數。) 作為酚醛清漆型環氧樹脂,只要是將酚醛清漆型酚醛進行環氧化的環氧樹脂即可,其并無特別的限制,優選將苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆、萘酚酚醛清漆等的酚醛清漆型酚醛樹脂,采用縮水甘油醚化等方法進行環氧化的環氧樹脂,更優選下述通式(VI)所示的環氧樹脂。下述通式(VI)所示的環氧樹脂中,可作為市售品獲得的是,R14全部為氫原子,且R15為甲基而i為1的ESCN-190、ESCN-195(住友化學股份有限公司制的商品名稱)等。
[化11]
(式(VI)中,R14及R15為氫原子或碳原子數1~18的1價有機基,其各自可為相同或相異,i為0~3的整數,n為平均值,且為0~10的正數。) 作為二環戊二烯型環氧樹脂,只要是將具有二環戊二烯骨架的化合物作為原料而進行環氧化的環氧樹脂即可,其并無特別的限制,以下述通式(VII)所示的環氧樹脂為佳。下述通式(VII)所示的環氧樹脂中,可作為市售品獲得的是,i為0的HP-7200(大日本油墨化學股份有限公司制的商品名稱)等。
[化12]
(式(VII)中,R16為氫原子或碳原子數1~18的1價有機基,其各自可為相同或相異,i為0~3的整數,n為平均值,且為0~10的正數。) 作為水楊醛型環氧樹脂,只要是將具有水楊醛骨架的化合物作為原料的環氧樹脂即可,其并無特別的限制,優選為將具有水楊醛骨架的化合物和具有酚性羥基的化合物的酚醛清漆型酚醛樹脂等水楊醛型酚醛樹脂進行縮水甘油醚化的環氧樹脂等水楊醛型環氧樹脂,并以下述通式(VIII)所示的環氧樹脂者為更佳。下述通式(VIII)所示的環氧樹脂中,可作為市售品獲得的是,i=0、k=0的1032H60(日本環氧樹脂股份有限公司制的商品名稱)、EPPN-502H(日本化藥股份有限公司制的商品名稱)等。
[化13]
(式(VIII)中,R17及R18為氫原子或碳原子數1~18的1價有機基,其各自可為相同或相異,i為0~3的整數,k為0~4的整數,n為平均值,且為0~10的正數。) 作為萘酚類與苯酚類的共聚合型環氧樹脂,只要是將具有萘酚骨架的化合物與具有苯酚骨架的化合物作為原料的環氧樹脂即可,其并無特別的限制,優選為將使用了具有萘酚骨架的化合物和具有苯酚骨架的化合物的酚醛清漆型酚醛樹脂進行縮水甘油醚化的物質,更優選為下述通式(IX)所示的環氧樹脂。下述通式(IX)所示的環氧樹脂中,可作為市售品獲得的是,R21為甲基,且i=1、j=0、k=0的NC-7300(日本化藥股份有限公司制的商品名稱)等。
[化14]
(式(IX)中,R19~R21為氫原子或碳原子數1~18的1價有機基,其各自可為相同或相異,i為0~3的整數,j為0~2的整數,k為0~4的整數,p為平均值,且為0~1的正數,l、m各為平均值,其為0~11的正數,且(l+m)為1~11的正數。) 作為上述通式(IX)所示的環氧樹脂,例如有將l個結構單元及m個結構單元無規則地包含的無規共聚合物、交替包含的交替共聚合物、有規則地包含的共聚合物、以嵌段狀包含的嵌段共聚合物,這些中的任一種可單獨使用,或2種以上組合使用。
作為苯酚芳烷基樹脂、萘酚芳烷基樹脂等芳烷基型酚醛樹脂的環氧化物,只要是將由苯酚、甲酚等苯酚類及/或萘酚、二甲萘酚等萘酚類和二甲氧基對二甲苯或雙(甲氧基甲基)聯苯或這些衍生物所合成的酚醛樹脂作為原料的環氧樹脂即可,其并無特別的限制。例如,優選為將由苯酚、甲酚等苯酚類及/或萘酚、二甲基萘酚等萘酚類和二甲氧基對二甲苯或雙(甲氧基甲基)聯苯及這些衍生物所合成的酚醛樹脂進行縮水甘油醚化的物質,更優選下述通式(X)及(XI)所示的環氧樹脂。下述通式(X)所示的環氧樹脂中,可作為市售品獲得的是,i=0且R40為氫原子的NC-3000S(日本化藥股份有限公司制的商品名稱);以及將i=0且R40為氫原子的環氧樹脂和通式(II)的全部R8為氫原子的環氧樹脂以80∶20的重量比混合的CER-3000(日本化藥股份有限公司制的商品名稱)。再者,下述通式(XI)所示的環氧樹脂中,可作為市售品獲得的是,i=0、j=0、k=0的ESN-175(新日鐵化學股份有限公司制的商品名稱)等。
(式(X)及(XI)中,R37~R41為氫原子或碳原子數1~18的1價有機基,其各自可為相同或相異,i為0~3的整數,j為0-2的整數,且k為0~4的整數)。
關于上述通式(II)~(XI)中的R8~R21及R37~R41,所謂“其各自可為相同或相異”,例如是指式(II)中的8~88個的R8全部可為相同或相異。關于其他的R9~R21及R37~R41,也意味著式中所包含的各個相應基團,可全部相同或相異。再者,R8~R21及R37~R41,其各自也可相同或相異。例如所有R9及R10可相同或相異。
上述通式(II)~(XI)中的n,必須在0~10的范圍內,其如超過10,(B)成分的熔融粘度會變高,而使得固化性樹脂組合物的熔融成形時的粘度也變高,從而易引起無充填的不良以及連接線(連接元件及導線的金屬線)的變形。1分子中n的平均值優選被設定在0-4的范圍內。
以上,依據上述通式(II)~(XI)說明了本發明的固化性樹脂組合物中所能使用的較佳環氧樹脂的具體例子,而作為更具體的理想環氧樹脂,基于耐回焊裂縫性的觀點,可舉出4,4’-雙(2,3-環氧丙氧基)-3、3’、5、5’-四甲基聯苯;又基于成形性及耐熱性的觀點,則為4,4’-雙(2,3-環氧丙氧基)-聯苯。
(C)固化劑 本發明的固化性樹脂組合物中,如有必要也可使用(C)固化劑。如將環氧樹脂作為(B)固化性樹脂時,作為可使用的固化劑,只要是可使環氧樹脂固化的化合物即可,并無特別的限制。例如,有酚醛樹脂等酚化合物、二胺、多胺等胺化合物、苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐等的有機酸酐、二羧酸、聚羧酸等羧酸化合物等,這些化合物可以1種單獨使用,或者也可2種以上組合使用。其中,又基于能充分發揮(A)固化促進劑的效果的觀點,以酚醛樹脂為佳。
對于可作為(C)固化劑使用的酚醛樹脂并無特別的限制。例如,可為一般作為固化劑使用的物質,也即在1分子中具有2個以上的酚性羥基的酚醛樹脂,可舉出間苯二酚、鄰苯二酚、雙酚A、雙酚F、取代或未取代的雙酚等1分子中有2個酚性羥基的化合物;將苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚、鄰苯二酚、雙酚A、雙酚F、苯基苯酚、氨基苯酚等的苯酚類及/或α-萘酚、β-萘酚、二羥基萘等萘酚類和甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛、水楊醛等醛類,在酸性催化劑下縮合或共縮合所得到的酚醛清漆型酚醛樹脂; 由苯酚類及/或萘酚類和二甲氧基對二甲苯或雙(甲氧基甲基)聯苯所合成的苯酚芳烷基樹脂、萘酚芳烷基樹脂等芳烷基型酚醛樹脂; 對二甲苯及/或間二甲苯改性酚醛樹脂; 三聚氰胺改性酚醛樹脂; 萜烯改性酚醛樹脂; 由苯酚類及/或萘酚類和二環戊二烯所共聚而合成的二環戊二烯型酚醛樹脂、二環戊二烯型萘酚樹脂、環戊二烯改性酚醛樹脂; 多環芳香環改性酚醛樹脂; 聯苯型酚醛樹脂; 三苯基甲烷型酚醛樹脂; 將這些2種以上進行共聚合所得的酚醛樹脂; 這些,可以單獨使用或2種以上組合使用。
上述的酚醛樹脂中,基于耐回焊裂縫性的觀點,以芳烷基型酚醛樹脂、二環戊二烯型酚醛樹脂、水楊醛型酚醛樹脂、苯甲醛型及芳烷基型的共聚型酚醛樹脂、及酚醛清漆型酚醛樹脂為佳。這些芳烷基型酚醛樹脂、二環戊二烯型酚醛樹脂、水楊醛型酚醛樹脂、苯甲醛型及芳烷基型的共聚型酚醛樹脂、及酚醛清漆型酚醛樹脂,這些可以任1種單獨使用或2種以上組合使用。為發揮這些的功能,以相對于酚醛樹脂總量,這些合計使用30重量%以上為佳,并以使用50重量%以上為更佳。
作為芳烷基型酚醛樹脂,只要是由苯酚類及/或萘酚類和二甲氧基對二甲苯或雙(甲氧基甲基)聯苯及這些的衍生物所合成的酚醛樹脂即可,其并無特別的限制,優選下述通式(XII)~(XIV)所示的酚醛樹脂。
(式(XII)~(XIV)中,R22~R28為氫原子或碳原子數1~18的1價有機基,其各自可為相同或相異,i為0~3的整數,k為0~4的整數,j為0-2的整數,n為平均值,且為0~10的正數。) 上述通式(XII)所示的酚醛樹脂中,可作為市售品獲得的如有i=0、R23全部為氫原子的MEH-7851(明和化成股份有限公司制的商品名稱)等。
上述通式(XIII)所示的酚醛樹脂中,可作為市售品獲得的如有i=0、k=0的XL-225、XLC(三井化學股份有限公司制的商品名稱)、MEH-7800(明和化成股份有限公司制的商品名稱)等。
上述通式(XIV)所示的酚醛樹脂中,可作為市售品獲得的如有j=0、R27的k=0,R28的k=0的SN-170(新日鐵化學股份有限公司制的商品名稱)等。
作為二環戊二烯型酚醛樹脂,只要是將具有二環戊二烯骨架的化合物作為原料的酚醛樹脂即可,其并無特別的限制,以下述通式(XV)所示的酚醛樹脂為佳。下述通式(XV)所示的酚醛樹脂中,可作為市售品獲得的,如有i=0的DPP(新日本石油化學股份有限公司制的商品名稱)等。
(式(XV)中,R29為氫原子或碳原子數1~18的1價有機基,其各自可為相同或相異,i為0~3的整數,n為平均值,且為0~10的正數。) 作為水楊醛型酚醛樹脂,只要是將具有水楊醛骨架的化合物作為原料的酚醛樹脂即可,其并無特別的限制,以下述通式(XVI)所示的酚醛樹脂為佳。
下述通式(XVI)所示的酚醛樹脂中,可作為市售品獲得的,如有i=0、k=0的MEH-7500(明和化學股份有限公司制的商品名稱)等。
(式(XVI)中,R30及R31為氫原子或碳原子數1~18的1價有機基,其各自可為相同或相異,i為0~3的整數,k為0~4的整數,n為平均值,且為0~10的正數。) 作為苯甲醛型及芳烷基型的共聚型酚醛樹脂,只要是將具有苯甲醛骨架的化合物作為原料而使用的酚醛樹脂和芳烷基型酚醛樹脂的共聚型酚醛樹脂即可,其并無特別的限制,以具下述通式(XVII)所示的酚醛樹脂為佳。
下述通式(XVII)所示的酚醛樹脂中,可作為市售品獲得的,如有i=0、k=0、q=0的HE-510(空氣·水·化學股份有限公司制的商品名稱)等。
[化19]
(式(XVII)中,R32~R34為氫原子或碳原子數1~18的1價有機基,其各自可為相同或相異,i為0~3的整數,k為0~4的整數,q為0~5的整數,l、m各為平均值,其為0~11的正數,且(l+m)為1~11的正數)。
作為酚醛清漆型酚醛樹脂,只要是使苯酚類及/或萘酚類和醛類在酸性催化劑下縮合或共縮合所得到的酚醛樹脂即可,其并無特別的限制,以下述通式(XVIII)所示的酚醛樹脂為佳。
下述通式(XVIII)所示的酚醛樹脂中,可作為市售品獲得的如有i=0、R35全部為氫原子的塔碼諾(タマノル)758、759(荒川化學股份有限公司制的商品名稱)、HP-850N(日立化成工業股份有限公司制的商品名稱)等。
[化20]
(式(XVIII)中,R35及R36為氫原子或碳原子數1~18的1價有機基,其各自可為相同或相異,i為0~3的整數,k為0~4的整數,n為平均值,且為0~10的正數)。
上述通式(XII)~(XVIII)的R22~R36中,所謂“其各自可為相同或相異”,例如是指式(XIV)中的i個的R22全部可為相同或相異。就其他的R23~R36而言,是指其式中所含的各自基團全部可為相同或相異。再者,R22~R36其各自也可為相同或相異。例如R22及R23的全部可為相同或相異;R30及R31的全部也可為相同或相異。
上述通式(XII)~(XVIII)的n,必須在0~10的范圍內,其如超過10,因(B)成分的熔融粘度會變高,而使得固化性樹脂組合物的熔融成形時的粘度也變高,從而易引起無充填的不良以及連接線(連接元件及導線的金屬線)的變形。1分子中的n的平均值以設定在0~4的范圍內為佳。
在本發明的固化性樹脂組合物中,使用環氧樹脂作為(B)固化性樹脂,并使用酚醛樹脂作為該環氧樹脂的(C)固化劑時,就上述成分(B)及(C)的配合比率而言,相對于全部環氧樹脂的環氧當量的全部酚醛樹脂的羥基當量比率(酚醛樹脂中的羥基數/環氧樹脂中的環氧基數),被設定在0.5-2.0的范圍為佳,以上述比率為0.7~1.5為較佳,進而以0.8~1.3為最佳。上述比率如未達0.5,環氧樹脂的固化會不完全,固化物的耐熱性、耐濕性及電子特性會有劣化的傾向。另一方面,上述比率如超過2.0,不僅酚醛樹脂成分會過剩,造成固化效率降低還會因固化樹脂中殘留大量的酚性羥基之故,封裝的電特性及耐濕性也有降低的傾向。
(D)無機充填劑 本發明的固化性樹脂組合物中,如有需要也可配合使用(D)無機充填劑。其中,將固化性樹脂組合物作為封裝用成形材料使用時,以配合使用(D)無機充填劑為佳。本發明所使用的(D)無機充填劑,其只要是一般用于封裝用成形材料的即可,并無特別的限制。
例如,可舉出熔融二氧化硅、結晶二氧化硅、玻璃、氧化鋁、碳酸鈣、硅酸鋯、硅酸鈣、氮化硅、氮化鋁、氮化硼、氧化鈹(Beryllia)、氧化鋯、鋯石、鎂橄欖石、塊滑石、尖晶石、模來石、二氧化鈦、滑石、粘土、云母等的微細粉末、或將這些球形化的珠狀物。進而,作為具有阻燃效果的無機充填劑,例如有氫氧化鋁、氫氧化鎂、鎂與鋅的復合氫氧化物等復合金屬氫氧化物、硼酸鋅。其中,基于降低線膨脹系數的觀點,以熔融二氧化硅為佳,而基于高熱傳導性的觀點,以氧化鋁為佳。這些無機充填劑可以1種單獨使用,或者2種以上組合使用。
就(D)無機充填劑的配合量而言,只要可得到本發明的效果即可,并無特別的限制,以相對于固化性樹脂組合物在55~90體積%的范圍為佳。這些無機充填劑是為了改善固化物的熱膨脹系數、熱傳導率、彈性率等而配合的,其配合量如未達55體積%,會有這些特性的改善不充分的傾向發生;又如超過90體積%,固化性樹脂組合物的粘度會升高,而有流動性降低且成形困難的傾向。
再者,(D)無機充填劑的平均粒徑以1~50μm為佳,10~30μm為較佳。如末達1μm時,固化性樹脂組合物的粘度將容易升高;而如超過50μm,樹脂成分及無機充填劑將變得容易分離,會有固化物變得不均勻,固化物特性不均,且對于狹窄空隙的充填性降低等傾向。
(D)無機充填劑的粒子形狀,基于流動性的觀點,球形比方形更為理想,且(D)無機充填劑的粒度分布以分布于寬范圍為佳。例如,將無機充填劑以75體積%以上配合時,優選將70重量%以上設為球狀粒子,且分布于0.1~80μm的寬范圍內。此種無機充填劑由于容易取得最密充填結構,即使使其配合量增加,材料的粘度上升量也少,能獲得流動性為優良的固化性樹脂組合物。
(各種添加劑) 本發明的固化性樹脂組合物中,如有需要,除了上述成分(A)固化促進劑、(B)固化性樹脂、(C)固化劑、(D)無機充填劑之外,還可追加以下例示的偶合劑、離子交換體、脫模劑、應力緩和劑、阻燃劑、著色劑等各種添加劑。然而,本發明的固化性樹脂組合物中,也可根據需要而追加在本技術領域中公知的各種添加劑,并不限于以下的添加劑。
(偶合劑) 本發明的封裝用固化性樹脂組合物中,為了提高樹脂成分和無機充填劑的粘接性,如有需要,可添加環氧硅烷、巰基硅烷、氨基硅烷、烷基硅烷、脲基硅烷、乙烯基硅烷等各種硅烷系化合物、鈦系化合物、鋁螯合物類、鋁/鋯系化合物等公知的偶合劑。
偶合劑的配合量,以相對于(D)無機充填劑為0.05~5重量%為佳,以0.1-2.5重量%為較佳。如未達0.05重量%,其與框架(frame)的粘接性會有降低的傾向;而超過5重量%時,則封裝的成形性則有降低的傾向。
作為上述的偶合劑,例如可舉出乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-巰基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-苯胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-苯胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-[雙(β-羥乙基)]氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(β-氨乙基)氨丙基二甲氧基甲基硅烷、N-(三甲氧基甲硅烷基丙基)亞乙基二胺、N-(二甲氧基甲基甲硅烷基異丙基)亞乙基二胺、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基芐基氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-巰基丙基甲基二甲氧基硅烷等硅烷系偶合劑;異丙基三異硬脂酰鈦酸酯、異丙基三(二辛基焦磷酸酯)鈦酸酯、異丙基三(N-氨乙基-氨乙基)鈦酸酯、四辛基雙(二(十三烷基)磷酸酯)鈦酸酯、四(2,2-二烯丙基氧基甲基-1-丁基)雙(二(十三烷基))磷酸酯鈦酸酯、雙(二辛基焦磷酸酯)氧基乙酸酯鈦酸酯、雙(二辛基焦磷酸酯)亞乙基鈦酸酯、異丙基三辛酰基鈦酸酯、異丙基二甲基丙烯酰基(methacryl)異硬脂酰基鈦酸酯、異丙基三(十二烷基)苯磺酰基鈦酸酯、異丙基異硬脂酰基二丙烯酰基鈦酸酯、異丙基三(二辛基磷酸酯)鈦酸酯、異丙基三異丙苯基苯基鈦酸酯、四異丙基雙(二辛基亞磷酸酯)鈦酸酯等的鈦酸酯系偶合劑,這些可以單獨使用或者2種以上組合使用。這些之中,基于流動性及導線流向(wire flow)的觀點,優選具有仲胺基的偶合劑。
(離子交換體) 本發明的固化性樹脂組合物中,可根據需要而配合使用陰離子交換體。其中,特別是在將固化性樹脂組合物用作封裝用成形材料時,基于提高具有被封裝的元件的電子器件裝置的耐濕性及高溫放置特性的觀點,以配合使用陰離子交換體為佳。本發明中所使用的陰離子交換體,其并無特別的限制,可以使用以往公知的物質,例如有水滑石(Hydrotalcite)類以及,選自鎂、鋁、鈦、鋯、鉍元素的含水氧化物等,這些可以單獨使用或者2種以上組合使用。其中,又以下述通式(XIX)所示的水滑石為佳。
Mg1-xAlx(OH)2(CO3)x/2·mH2O ……(XIX) (0<X≤0.5,m為正的數) 這些陰離子交換體的配合量,只要是可充分捕捉鹵素離子等陰離子的量即可,并無特別的限制,相對于(B)固化性樹脂優選為0.1~30重量%的范圍,更優選為1~5重量%。
(脫模劑) 本發明的固化性樹脂組合物中,為了成形時可與模具間具有良好的脫模性,也可配合使用脫模劑。本發明中所使用的脫模劑,其并無特別的限制,可使用以往公知的物質。例如,有巴西棕櫚蠟、褐煤酸、硬脂酸等高級脂肪酸、高級脂肪酸金屬鹽、褐煤酸酯等酯系蠟、氧化聚乙烯、非氧化聚乙烯等聚烯烴系蠟等,這些可以單獨使用或者2種以上組合使用。其中,以氧化型或非氧化型聚烯烴系蠟為佳,其配合量以相對于(B)固化性樹脂為0.01~10重量%為佳,0.1~5重量%為最佳。聚烯烴系蠟的配合量如未達0.01重量%時,將有脫模性不充分的傾向,如超過10重量%時則粘接性可能會受到影響。作為聚烯烴系蠟,能作為市售品獲得的,例如有赫斯特(ヘキスト)公司制的H4、PE、PED系列等的數均分子量為500~10000左右的低分子量聚乙烯。再者,在聚烯烴系蠟中并用其他脫模劑時,其配合量以相對于(B)固化性樹脂為0.1~10重量%為佳,0.5~3重量%為最佳。
(應力緩和劑) 本發明的固化性樹脂組合物中,如有需要可配合硅油、硅酮橡膠粉末等的應力緩和劑等。通過配合應力緩和劑,可降低封裝的彎曲變形量及封裝裂縫。可使用的應力緩和劑,只要是一般可使用的公知的可撓劑(應力緩和劑)均可使用,并無特別的限制。作為一般可使用的公知的可撓劑,例如有硅酮系、苯乙烯系、烯烴系、氨基甲酸酯系、聚酯系、聚醚系、聚酰胺系、聚丁二烯系等熱塑性彈性體、NR(天然橡膠)、NBR(丙烯腈-丁二烯橡膠)、丙烯酸橡膠、聚氨酯橡膠、硅酮粉末等橡膠粒子、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物(MBS)、甲基丙烯酸甲酯-硅酮共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物等具有核-殼構造的橡膠粒子等。這些可以單獨使用或者2種以上組合使用。其中,以硅酮系可撓劑為佳,作為該硅酮系可撓劑則例如有具有環氧基的、具有氨基的、或將這些以聚醚加以改性的。
(阻燃劑) 本發明的固化性樹脂組合物中,如有必要也可配合使用阻燃劑而賦予其阻燃性。本發明所使用的阻燃劑,其并無特別的限制,例如有含有鹵原子、銻原子、氮原子或磷原子的公知有機或無機化合物、金屬氫氧化物。這些可以單獨使用或者2種以上組合使用。阻燃劑的配合量,只要可以達成阻燃效果即可,并無特別的限制,以相對于環氧樹脂等(B)固化性樹脂為1~30重量%為佳,以2~15重量%為更佳。
(著色劑) 再者,也可配合使用碳黑、有機染料、有機顏料、氧化鈦、鉛丹、氧化鐵紅等公知的著色劑。
就制造先前所說明的本發明的固化性樹脂組合物的方法而言,其只要可將各種成分均一地分散混合即可,可用任何方法加以調制。作為通常的方法,例如有將規定配合量的成分以混合器等加以充分混合,并以混合滾輥、擠壓機等進行熔融混練之后,再進行冷卻、粉碎的方法。更具體言之,例如可采用將上述成分的規定量加以均勻地攪拌、混合,用事先加熱到70~140℃的捏和機、輥、擠壓機等進行混練、冷卻、粉碎等的方法制得所述組合物。如果樹脂組合物被壓片化為符合封裝的成形條件的尺寸及重量,則處理上將更容易。
[電子器件裝置] 本發明的另一形態的電子器件裝置,其特征為具有用上述的固化性樹脂組合物封裝的元件。作為該電子器件裝置,例如可舉出在引線框、已完成配線的載帶、配線板、玻璃、硅晶片等的支持部件上,搭載有半導體芯片、晶體管、二極管、閘流晶體管等的主動元件、或電容器、電阻器、線圈等的被動元件等元件的結構,可舉出將這些元件部利用本發明的固化性樹脂組合物進行封裝的結構。更具體言為,在引線框上固定半導體元件,并將焊盤等元件的端子部與引線部通過引線或凸塊連接后,使用本發明的固化性樹脂組合物以傳遞膜塑法等進行封裝而成的DIP(Dual Inline Package)、PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、QFP(Quad Flat Package)、SOP(Small Outline Package)、SOJ(Small Outline J-lead package)、TSOP(ThinSmall Outline Package)、TQFP(Thin QuadFlat Package)等通常的樹脂封裝型IC;載帶上將經凸塊接合的半導體芯片,以本發明的固化性樹脂組合物封裝的TCP(Tape CarrierPackage);布線板或玻璃上所形成的布線上,通過引線接合、倒裝接合、焊錫等連接半導體芯片、晶體管、二極管、晶體閘流管等主動元件及/或電容器、電阻元件、線圈等被動元件后,將這些以本發明的固化性樹脂組合物封裝的COB(Chip On Board)模件、混合式IC、多芯片模件;在內側形成有配線板連接用的端子的有機基板表面上搭載元件,并利用凸塊或連接線將元件及形成于有機基板表面上的配線加以連接后,使用本發明的固化性樹脂組合物將元件加以封裝的BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package)。再者,在印刷電路板上,也能有效地使用本發明的固化性樹脂組合物。
作為使用本發明的固化性樹脂組合物來封裝電子器件裝置的方法中,最通常使用的為低壓傳遞成形法、噴射成形法、壓縮成形法等。
實施例 以下,依據實施例就本發明具體地加以說明,但本發明的范圍并不限于以下所示的實施例,無庸贅言,只要在未脫離本發明的要旨范圍下,當有進行各種變更的可能性。
[固化促進劑的調制] 在調制固化性樹脂組合物之前,依據合成例1~9加以調制本發明的各實施例中作為固化促進劑使用的化合物。再者,各合成例中,作為起始原料使用的4-三苯基磷_基(phosphonio)苯酚鹽、2-三苯基磷_基苯酚鹽、3-三苯基磷_基苯酚鹽、2,6-二甲基-4-三苯基磷_基苯酚鹽、3-三-對-甲苯基磷_基苯酚鹽、以及環己基二苯基磷_基苯酚鹽,均為采用特開2004-156036號公報所記載的方法而合成的。
再者,各合成例中所調制的化合物,其分析是根據以下的方法而實施的。
(1)1H-NMR 將化合物溶于約0.5ml的重氫丙酮中,加入到φ5mm的試樣管中,以博爾加拜爾斯平(Bruker BioSpin)公司制的AV-300M進行測定。位移值則以溶劑中微量含有的CHD2C(=O)CD3(2.04ppm)為基準。
(2)31P-NMR 將化合物溶于約0.5ml的重氫甲醇或重氫丙酮中,加入到φ5mm的試樣管中,以博爾加拜爾斯平公司制的AV-300M進行測定。位移值則以磷酸水溶液(0ppm)作為基準。
(3)IR 使用Bio-Rad公司制的FTS 3000MX,依據KBr法加以測定。
(合成例1) 使4-三苯基磷_基苯酚鹽10.9g(30.8mmol)分散(一部分溶解)于丙酮100ml中,在該溶液中一面攪拌,一面添加二苯基硅烷二醇10.0g(46.2mmol)。溶液中的淡黃色的4-三苯基磷_基苯酚鹽的粉末,會慢慢地變成白色。考慮到二苯基硅烷二醇可溶于丙酮中,此種變化可能是因為部分溶解于丙酮中的4-三苯基磷_基苯酚鹽與二苯基硅烷二醇發生反應,漸漸地被消耗,從而以4-三苯基磷_基苯酚鹽和二苯基硅烷二醇的鹽析出之故。將反應混合物在室溫下攪拌12小時后,進行過濾及干燥,而制得16.3g的白色固體產物。
對于所制得的產物,進行1H-NMR測定、31P-NMR測定(在重氫甲醇中的測定)、及IR測定,其結果,分別得到如圖1~3所示的光譜。對各光譜進行了鑒定,其結果,確認產物具有下式(XX)所示的構造(以下稱為“化合物1”)。收率為93%。
[化22]
(合成例2) 使4-三苯基磷_基苯酚鹽30.0克(84.6mmol)分散(一部分溶解)于丙酮60ml及蒸餾水30ml中,在該溶液中一面攪拌,一面添加二苯基硅烷二醇18.3g(84.6mmol)。伴隨著二苯基硅烷二醇的添加,4-三苯基磷_基苯酚鹽會先溶解,立即析出白色的粉末。將反應混合物在室溫下攪拌30分鐘,用蒸發器蒸餾除去約30ml丙酮之后,進行過濾及干燥,而制得43.5g的白色固體產物。
對所制得的產物,進行1H-NMR測定、31P-NMR測定(在重氫甲醇中的測定)、及IR測定,其結果,得到與合成例1同樣的光譜。因此,確認產物與合成例1同樣地具有上述式(XX)所示的構造(以下稱為化合物1)。收率為90%。
(合成例3) 使4-三苯基磷_基苯酚鹽10.9g(30.8mmol)分散(一部分溶解)于丙酮100ml中,在該溶液中一面攪拌,一面添加三苯基硅烷醇25.5g(46.2mmol)。溶液中的淡黃色的4-三苯基磷_基苯酚鹽的粉末,徐徐地變化成白色。考慮到三苯基硅烷醇可溶于丙酮中,此種變化可能是因為在丙酮中一部分溶解的4-三苯基磷_基苯酚鹽與三苯基硅烷醇發生反應,漸漸地被消耗,從而作為4-三苯基磷_基苯酚鹽與三苯基硅烷醇的鹽析出之故。將反應混合物在室溫下攪拌12小時后,進行過濾及干燥,而制得25.3g的白色固體產物。
對所制得的產物,進行1H-NMR測定、31P-NMR測定(在重氫甲醇中測定)、及IR測定,其結果,分別得到如圖4~6所示的光譜。對各光譜進行了鑒定,其結果確認產物具有下式(XXI)所示的構造(以下稱為“化合物2”)。收率為91%。
(合成例4) 使4-三苯基磷_基苯酚鹽20.0g(56.4mmol)溶解于丙酮40ml及蒸餾水20ml中,在該溶液中一面攪拌,一面添加三苯基硅烷醇31.2g(112.5mmol)。添加三苯基硅烷醇時,會立即析出白色的粉末。將反應混合物在室溫下攪拌30分鐘后,再以蒸發器將丙酮餾去約30ml,之后進行過濾及干燥,而制得45.7g的白色固體產物。
對所制得的產物,進行1H-NMR測定、31P-NMR測定(在重氫甲醇中測定)、及IR測定,其結果,得到了與合成例3同樣的光譜。因此,認為產物與合成例3同樣地具有上述式(XXI)所示的結構(以下稱為化合物2)。收率為89%。
(合成例5) 使2-三苯基磷_基苯酚鹽6.4g(18.1mmol)溶解于丙酮30ml及蒸餾水7.5ml中,在該溶液中一面攪拌,一面添加三苯基硅烷醇15.0g(54.3mm01)。添加三苯基硅烷醇時,會慢慢析出白色的粉末。將反應混合物在室溫下攪拌2小時后,再進行過濾及干燥,而制得13.8g的白色固體產物。
對所制得的產物,進行1H-NMR測定、31P-NMR測定(在重氫丙酮中測定)、及IR測定,其結果,分別得到了如圖7~9所示的光譜。再對各光譜進行了鑒定,其結果認為產物具有下式(XXII)所示的構造(以下稱為“化合物3”)。收率為84%。
(合成例6) 使3-三苯基磷_基苯酚鹽6.4g(18.1mmol)分散(一部分溶解)于丙酮60ml中,在該溶液中一面攪拌,一面添加三苯基硅烷醇15.0g(54.3mmol)。添加三苯基硅烷醇時,在3-三苯基磷_基苯酚鹽的溶解性提高(即不溶解粉末的量減少)后,會立即析出白色的粉末。將反應混合物在室溫下攪拌2小時后,再進行過濾及干燥,而制得13.6g的白色固體產物。
對所制得的產物,進行1H-NMR測定、31P-NMR測定(在重氫甲醇中測定)、及IR測定,其結果,分別得到了如圖10~12所示的光譜。再對各光譜進行了鑒定,其結果認為產物具有下式(XXIII)所示的構造(以下稱為“化合物4”)。收率為83%。
(合成例7) 使2,6-二甲基-4-三苯基磷_基苯酚鹽6.9g(18.1mmol)溶解于丙酮30ml及蒸餾水7.5ml中,在該溶液中一面攪拌,一面添加三苯基硅烷醇15.0g(54.3mmol)。添加三苯基硅烷醇時,會徐徐地析出白色的粉末。將反應混合物在室溫下攪拌2小時后,再進行過濾及干燥,而制得9.8g的白色固體產物。
對所制得的產物,進行1H-NMR測定、31P-NMR測定(在重氫甲醇中測定)、及IR測定,其結果,分別得到了如圖13~15所示的光譜。再對各光譜進行了鑒定,其結果認為產物具有下式(XXIV)所示的構造(以下稱為“化合物5”)。收率為82%。
(合成例8) 使3-三-對甲苯基磷_基苯酚鹽7.2g(18.1mmol)分散(一部分溶解)于丙酮50ml中,在該溶液中一面攪拌,一面添加三苯基硅烷醇15.0g(54.3mmol)。添加三苯基硅烷醇時,在3-三-對甲苯基磷_基苯酚鹽的溶解性提高(即不溶解粉末的量減少)后,會立即析出白色的粉末。將反應混合物在室溫下攪拌2小時后,再進行過濾及干燥,而制得15.8g的白色固體產物。
對所制得的產物,進行1H-NMR測定、31P-NMR測定(在重氫丙酮中測定)、及IR測定,其結果,分別得到了如圖16~18所示的光譜。再對各光譜進行了鑒定,其結果認為產物具有下式(XXV)所示的構造(以下稱為“化合物6”)。收率為92%。
(合成例9) 使環己基二苯基磷_基苯酚鹽6.6g(18.1mmol)分散(一部分溶解)于丙酮30ml中,在該溶液中一面攪拌,一面添加三苯基硅烷醇15.0g(54.3mmol)。添加三苯基硅烷醇時會先溶解。其后,通過加入己烷60ml,而徐徐地析出白色的粉末。加入己烷,攪拌約6小時后,進行過濾及干燥,而制得9.1g的白色固體產物。
對所制得的產物,進行1H-NMR測定、31P-NMR測定(在重氫丙酮中測定)、及IR測定,其結果,分別得到了如圖19~21所示的光譜。再對各光譜進行了鑒定,其結果認為產物具有下式(XXVI)所示的構造(以下稱為“化合物7”)。收率為55%。
[固化性樹脂組合物的調制及其特性的評價] (實施例1~14及比較例1~10) 在各實施例中使用了以下各物質。
(環氧樹脂) 環氧樹脂1環氧當量196、熔點106℃的聯苯型環氧樹脂(日本環氧樹脂股份有限公司制的商品名稱YX-4000H) 環氧樹脂2環氧當量192、熔點79℃的二苯基甲烷骨架型環氧樹脂(新日鐵化學股份有限公司制的商品名稱YSLV-80XY) 具有阻燃效果的環氧樹脂(溴化環氧樹脂)環氧當量393、軟化點80℃、溴含量48重量%的溴化雙酚A型環氧樹脂 (固化劑) 固化劑1羥基當量176、軟化點70℃的苯酚芳烷基樹脂(三井化學股份有限公司制的商品名稱ミレツクスXL-225) 固化劑2羥基當量199、軟化點89℃的聯苯骨架型酚醛樹脂(明和化成股份有限公司制的商品名稱MEH-7851) (固化促進劑) 固化促進劑1合成例1或2所調制的化合物1 固化促進劑2合成例3或4所調制的化合物2 固化促進劑3合成例5所調制的化合物3 固化促進劑4合成例6所調制的化合物4 固化促進劑5合成例7所調制的化合物5 固化促進劑6合成例8所調制的化合物6 固化促進劑7合成例9所調制的化合物7 固化促進劑A三苯基膦(用于比較的固化促進劑) 固化促進劑B三苯基膦與1,4-苯醌的加成反應物 固化促進劑C4-三苯基磷_基苯酚鹽 固化促進劑D2-三苯基磷_基苯酚鹽 添加劑1二苯基硅烷二醇 添加劑2三苯基硅烷醇 再者,固化促進劑A~D以及相當于本發明的固化促進劑的前體的添加劑1及2,都是為了進行比較而使用的。
無機充填劑平均粒徑17.5μm、比表面積3.8m2/g的球狀熔融二氧化硅 偶合劑環氧硅烷(γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷) 著色劑碳黑(三菱化學股份有限公司制的商品名稱MA-100) 脫模劑巴西棕櫚蠟(股份有限公司賽拉里加(セラリカ)NODA制) 阻燃劑三氧化銻 將上述成分各自根據表1及表2所示的重量份進行配合,并在混練溫度80℃、混練時間15分鐘的條件下,進行滾輥混練,而制得實施例1~14、及比較例1~10的固化性樹脂組合物。
表1配合組成表 表2配合組成表 接著,對分別由實施例1~14、及比較例1~10制得的固化性樹脂組合物,依據以下所示的各種試驗進行評估。其評估結果如表3及表4所示。此外,固化性樹脂組合物的成形,是使用傳遞成形機,在模具溫度180℃、成形壓力6.9MPa、固化時間90秒的條件下進行的。再者,后固化則在175℃進行了6小時。
(1)螺旋流動(流動性指標) 使用以EMMI-1-66為準的螺旋流動測定用模具,依上述條件使固化性樹脂組合物成形,并測定其流動距離(cm)。
(2)熱硬度 將固化性樹脂組合物依上述條件成形為直徑50mm×厚度3mm的圓板,成形后立即使用肖氏D型硬度計進行測定。
(3)吸濕時熱硬度 將固化性樹脂組合物以25℃/50%RH的條件放置72小時后,以上述(2)的條件使用肖氏D型硬度計進行測定。
(4)耐回焊裂縫性1 在42合金架上使用銀膏料而搭載尺寸為8×10×0.4mm的測試用硅芯片。進而,依據上述條件使用固化性樹脂組合物進行成形、后固化,制作外型尺寸為14×20×2.0mm的QFP80針的封裝。使所制作的封裝于30℃、85%RH的條件下吸濕168小時后,利用氣相回焊裝置,以215℃、90秒的條件進行回焊處理,然后確認有無裂縫發生,并就相對于受測封裝數(5個)的有裂縫發生的封裝數,進行評估。
(5)耐回焊裂縫性2 除了在85℃、60%RH的條件下使其吸濕168小時以外,其余在與上述(4)相同的條件下進行評估。
(6)耐回焊裂縫性2 除了在85℃、85%RH的條件下使其吸濕168小時以外,其余在與上述(4)相同的條件下進行評估。
(7)高溫放置特性 作為測試元件,使用了在外形尺寸為5×9mm、5μm的具有氧化膜的硅基板上形成有線/空間為10μm的鋁配線的部件。將該測試元件,使用銀膏搭載于部分施有鍍銀加工的16針型DIP(Dual Inline Package)42合金引線框上。然后,通過加熱導線在200℃下將元件的焊盤(bonding pad)與內導線以Au線加以連接。進而,使用固化性樹脂組合物在上述條件下,使其成形、后固化,而制作封裝。將如上所述地制作的封裝,于200℃的條件下保存500小時、1000小時后,再取出并進行導通測試,調查其中導通不良的封裝數,并就相對于受測封裝數(10個)的有不良情形發生的封裝數,進行評估。
表3 表4 結果發現,如表3及表4所示,含有本發明的固化促進劑的實施例1~14,其皆具有優異的流動性、熱硬度、吸濕時熱硬度、耐回焊裂縫性及高溫放置特性。
相對于此,含有與本發明的固化促進劑不同種類的固化促進劑的比較例1~10中,與除固化促進劑之外具有相同樹脂組成的實施例進行比較時,比較例的流動性較差。特別是分別添加了實施例所使用的固化促進劑的前體的比較例4、5、9及10中,與本發明的實施例相比,流動性較差。
權利要求
1.一種固化促進劑,其特征為含有通式(I)所示的化合物,
式中,R1各自獨立地選自氫原子及碳原子數為1~18的取代或未取代的烴基,其全部可相同或相異,2個以上的R1可相互結合而形成環狀結構,
R2各自獨立地選自氫原子、羥基、及碳原子數為1~18的取代或未取代的有機基,其全部可相同或相異,2個以上的R2可相互結合而形成環狀結構,
R3各自獨立地選自氫原子、羥基、及碳原子數為1~18的取代或未取代的有機基,其全部可相同或相異,2個以上的R3可相互結合而形成環狀結構,
YH為具有1個以上可釋放的質子的碳原子數為0~18的有機基,可與1個以上的R2相互結合而形成環狀結構,
m為1~4的整數,p為0以上的數。
2.如權利要求1所述的固化促進劑,其中通式(I)中的YH為具有羥基或酚性羥基的一價有機基。
3.一種固化促進劑,其特征為含有下述通式(Ia)所示的分子內_鹽和下述通式所示的硅烷醇化合物(Ib)的反應產物,
式中,R1各自獨立地選自氫原子及碳原子數為1~18的取代或未取代的烴基,其全部可相同或相異,2個以上的R1可相互結合而形成環狀結構,
R2各自獨立地選自氫原子、羥基、及碳原子數為1~18的取代或未取代的有機基,其全部可相同或相異,2個以上的R2可相互結合而形成環狀結構,
Y-為從具有1個以上的可釋放質子的碳原子數為0~18的有機基脫去1個質子而成的有機基,可與1個以上的R2相互結合而形成環狀結構,
(R3_4-mSi-_OH)m(Ib)
式中,R3各自獨立地選自氫原子、羥基、及碳原子數為1~18的取代或未取代的有機基,其全部可相同或相異,2個以上的R3可相互結合而形成環狀結構,
m為1~4的整數。
4.如權利要求3所述的固化促進劑,其中通式(Ia)中的Y-為從具有羥基或酚性羥基的一價有機基脫去質子而成的基團。
5.一種固化性樹脂組合物,其特征為含有(A)權利要求1-4中任一項所述的一種以上的固化促進劑以及(B)固化性樹脂。
6.如權利要求5所述的固化性樹脂組合物,其中(B)固化性樹脂含有環氧樹脂。
7.如權利要求5或6所述的固化性樹脂組合物,其中還含有(C)固化劑。
8.如權利要求5-7中任一項所述的固化性樹脂組合物,其中還含有(D)無機充填劑。
9.如權利要求6-8中任一項所述的固化性樹脂組合物,其中(B)固化性樹脂中所含的環氧樹脂,包含選自聯苯型環氧樹脂、芪型環氧樹脂、二苯基甲烷型環氧樹脂、含硫原子型的環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、水楊醛型環氧樹脂、萘酚類和苯酚類的共聚型環氧樹脂、芳烷基型酚醛樹脂的環氧化物中的1種以上的環氧樹脂。
10.如權利要求7-9中任一項所述的固化性樹脂組合物,其中(C)固化劑含有選自芳烷基型酚醛樹脂、二環戊二烯型酚醛樹脂、水楊醛型酚醛樹脂、苯甲醛型酚醛樹脂和芳烷基型酚醛樹脂的共聚型樹脂、酚醛清漆型酚醛樹脂中的1種以上的樹脂。
11.一種電子器件裝置,其特征為具有使用權利要求5-10中任一項所述的固化性樹脂組合物進行了封裝的元件。
全文摘要
本發明是提供一種具有優良流動性、耐回焊裂縫性、可體現高溫放置特性且在吸濕時也具有優良固化性的固化促進劑、固化性樹脂組合物、以及具有用該組合物封裝的元件的電子器件裝置。本發明中,使用含有下式(I)所示化合物的固化促進劑調制固化性樹脂組合物。(式中,R1各自獨立地選自氫原子及碳原子數1~18的取代或未取代的烴基,2個以上的R1可結合而形成環狀結構,R2及R3各自獨立地選自氫原子、羥基、及碳原子數1~18的取代或未取代的有機基,2個以上的R2或R3可結合而形成環狀結構,YH是具有1個以上可釋放的質子(H+)的碳原子數0~18的有機基,可與1個以上的R2相互結合而形成環狀結構,m為1~4的整數,p為0以上的數)。
文檔編號H01L23/29GK101133097SQ200680003219
公開日2008年2月27日 申請日期2006年1月23日 優先權日2005年1月26日
發明者中村真也 申請人:日立化成工業株式會社