(57)【要約】  本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填材と、硬化促進剤と、を含むものであって、示差走査熱量計を用いて昇温速度１０℃／分の条件下で３０℃から２００℃まで昇温した際に得られる当該エポキシ樹脂組成物のＤＳＣ曲線における最大発熱ピーク温度が８０℃以上１４５℃以下である。
2018083885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填材と、
硬化促進剤と、を含む、エポキシ樹脂組成物であって、
示差走査熱量計を用いて昇温速度１０℃／分の条件下で３０℃から２００℃まで昇温した際に得られる当該エポキシ樹脂組成物のＤＳＣ曲線における最大発熱ピーク温度が、８０℃以上１４５℃以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
当該エポキシ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が、１４０℃以上２５０℃以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記ＤＳＣ曲線における発熱開始温度が、７０℃以上１１０℃以下の範囲内にある、エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記ＤＳＣ曲線における、７０℃における発熱量高さＨ１と最大発熱ピーク温度における発熱量高さＨＭＡＸとの差を表すΔＨ１の３０％を超える発熱ピークは、１つである、エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
１２０℃においてキュラストメーターで測定したトルク値が、測定開始から２Ｎ・ｍに到達するまでの時間が、３０秒以上３００秒以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
１２０℃かつ荷重４０ｋｇｆで測定した高化式フローテスタの最低溶融粘度が、２０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
７０℃における発熱量と最大発熱ピーク温度における発熱量との発熱量差が、１２０マイクロＷ／ｍｇ以上４００マイクロＷ／ｍｇ以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂の含有量が、当該エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して、８質量％以上３０質量％以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤が、イミダゾール系硬化促進剤を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１０】
請求項９に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記イミダゾール系硬化促進剤が、２−フェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、および２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールからなる群から選択される一種以上を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記イミダゾール系硬化促進剤の官能基数は、３個以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤が、異なる種類の前記イミダゾール系硬化促進剤を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤の含有量が、前記エポキシ樹脂の全固形分に対して、３．５質量％以上１２．０質量％以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化剤が、フェノール樹脂系硬化剤を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材は、平均粒径Ｄ５０が１μｍ以上５０μｍ以下の充填材を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材が、異なる平均粒径Ｄ５０を有する充填材を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材が、溶融シリカを含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
粉粒状、顆粒状、タブレット状、またはシート状である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
封止用樹脂組成物に用いる、エポキシ樹脂組成物。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物を備える、構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エポキシ樹脂組成物および構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでエポキシ樹脂の硬化を促進させる目的で様々な検討が行われてきた。この種の技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術が挙げられる。同文献によれば、ホスホニウム系化合物を使用することにより、エポキシ樹脂の硬化を促進でき、モールディング時の流動性に優れ、高い硬化強度を示し、短い硬化時間でも硬化が可能となる、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０８４３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本願発明者が検討した結果、上記文献に記載のホスホニウム系化合物を使用したエポキシ樹脂組成物においては、低温硬化性の点で改善の余地を有していることが判明した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填材と、
硬化促進剤と、を含む、エポキシ樹脂組成物であって、
示差走査熱量計を用いて昇温速度１０℃／分の条件下で３０℃から２００℃まで昇温した際に得られる当該エポキシ樹脂組成物のＤＳＣ曲線における最大発熱ピーク温度が、８０℃以上１４５℃以下である、エポキシ樹脂組成物が提供される。【０００６】
また、本発明によれば、上記エポキシ樹脂組成物の硬化物を備える、構造体が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低温硬化性に優れたエポキシ樹脂組成物およびそれを用いた構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【０００９】
【図１】半導体装置の一例を示す断面図である。
【図２】半導体装置の一例を示す断面図である。
【図３】構造体の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、適宜図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
［エポキシ樹脂組成物］
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填材と、硬化促進剤と、を含むことができる。本実施形態のエポキシ樹脂組成物において、示差走査熱量計を用いて昇温速度１０℃／分の条件下で３０℃から２００℃まで昇温した際に得られる当該エポキシ樹脂組成物のＤＳＣ曲線における最大発熱ピーク温度が、８０℃以上１４５℃以下とすることができる。
【００１２】
本発明者は、エポキシ樹脂組成物における低温硬化性に着眼し、さらに検討したところ、ＤＳＣ曲線における最大発熱ピーク温度を指標とすることにより、安定的に低温硬化性を評価できることを見出した。このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、最大発熱ピーク温度を所定値以下とすることにより、エポキシ樹脂組成物の低温硬化性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
本実施形態によれば、１２０℃以下の低温条件下で硬化させたときでも硬化性が良好であるエポキシ樹脂組成物を実現することができる。
【００１４】
本実施形態のエポキシ樹脂組成物の組成について説明する。
【００１５】
［エポキシ樹脂］
本実施形態におけるエポキシ樹脂としては、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではない。
上記エポキシ樹脂としては、たとえば、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂等の２官能性または結晶性エポキシ樹脂；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、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；フェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のフェノールアラルキル型エポキシ樹脂；トリフェノールメタン型エポキシ樹脂およびアルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の３官能型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、テルペン変性フェノール型エポキシ樹脂等の変性フェノール型エポキシ樹脂；トリアジン核含有エポキシ樹脂等の複素環含有エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは１種類を単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１６】
本実施形態のエポキシ樹脂組成物中におけるエポキシ樹脂の含有量の下限値は、エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して、例えば８質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましく、１２質量％以上とすることが特に好ましい。エポキシ樹脂の含有量を上記下限値以上とすることにより、エポキシ樹脂組成物の流動性を向上させ、成形性のさらなる向上を図ることができる。
一方で、エポキシ樹脂の含有量の上限値は、エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して、例えば３０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましい。エポキシ樹脂の含有量を上記上限値以下とすることにより、エポキシ樹脂組成物を用いて形成される硬化物を備える半導体装置およびその他の構造体について、耐湿信頼性や耐リフロー性、耐温度サイクル性を向上させることができる。
【００１７】
本実施形態において、エポキシ樹脂組成物の全固形分とは、エポキシ樹脂組成物中における不揮発分を指し、水や溶媒等の揮発成分を除いた残部を指す。また、本実施形態において、エポキシ樹脂組成物全体に対する含有量とは、溶媒を含む場合には、樹脂組成物のうちの溶媒を除く固形分全体に対する含有量を指す。
【００１８】
［硬化剤］
本実施形態における硬化剤は、エポキシ樹脂組成物に一般に使用されているものであれば特に制限はないが、例えば、フェノール樹脂系硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、メルカプタン系硬化剤等、が挙げられる。これらの中でも、耐燃性、耐湿性、電気特性、硬化性、保存安定性等のバランスの点からフェノール樹脂系硬化剤が好ましい。
【００１９】
＜フェノール樹脂系硬化剤＞
上記フェノール樹脂系硬化剤としては、エポキシ樹脂組成物に一般に使用されているものであれば特に制限はないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂をはじめとするフェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェニルフェノール、アミノフェノール、α−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のフェノール類とホルムアルデヒドやケトン類とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック樹脂、上記したフェノール類とジメトキシパラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂などのフェノールアラルキル樹脂、トリスフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂、などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２０】
＜アミン系硬化剤＞
上記アミン系硬化剤としては、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）やトリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）やメタキシリレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）やｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）やジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）や有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２１】
＜酸無水物系硬化剤＞
上記酸無水物系硬化剤としては、ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）やメチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）や無水マレイン酸などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸（ＴＭＡ）や無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）やベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）、無水フタル酸などの芳香族酸無水物などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
＜メルカプタン系硬化剤＞
メルカプタン系硬化剤としては、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、トリメチロールエタントリス（３−メルカプトブチレート）などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】
＜その他硬化剤＞
その他の硬化剤としては、イソシアネートプレポリマーやブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物、カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類などが挙げられ、これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記のうち異なる系の硬化剤の２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２４】
硬化剤がフェノール樹脂系硬化剤の場合、エポキシ樹脂と硬化剤との当量比、すなわち、エポキシ樹脂中のエポキシ基モル数／フェノール樹脂系硬化剤中のフェノール性水酸基モル数の比は、特に制限はないが、成形性と信頼性に優れるエポキシ樹脂組成物を得るために、例えば０．５以上２以下の範囲が好ましく、０．６以上１．８以下の範囲がより好ましく、０．８以上１．５以下の範囲が最も好ましい。
【００２５】
［無機充填材］
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、無機充填材を含有することができる。
上記無機充填材としては、たとえば、溶融破砕シリカ及び溶融球状シリカ等の溶融シリカ、結晶シリカ等のシリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、窒化珪素、および窒化アルミ等が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、好ましくは、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶シリカ等のシリカであり、より好ましくは溶融球状シリカを使用することができる。
【００２６】
無機充填材の平均粒径（Ｄ５０）の下限値は、例えば、０．０１μｍ以上でもよく、１μｍ以上でもよく、５μｍ以上でもよい。これにより、エポキシ樹脂組成物の流動性を良好なものとし、成形性をより効果的に向上させることが可能となる。また、無機充填材の平均粒径（Ｄ５０）の上限値は、例えば、５０μｍ以下であり、好ましくは４０μｍ以下である。これにより、未充填等が生じることを確実に抑制できる。また、本実施形態の無機充填材は、平均粒径（Ｄ５０）が１μｍ以上５０μｍ以下の無機充填材を少なくとも含むことができる。これにより、流動性をより優れたものとすることができる。
【００２７】
本実施形態において、無機充填材の平均粒径（Ｄ５０）は、市販のレーザー回折式粒度分布測定装置（例えば、島津製作所社製、ＳＡＬＤ−７０００）を用いて粒子の粒度分布を体積基準で測定し、そのメディアン径（Ｄ５０）を平均粒径とすることができる。
【００２８】
また、無機充填材は、たとえば異なる平均粒径（Ｄ５０）の充填材を二種以上併用してもよい。これにより、エポキシ樹脂組成物の全固形分に対する無機充填材の充填性をより効果的に高めることができる。また、本実施形態においては、平均粒径０．０１μｍ以上１μｍ以下の充填材と、平均粒径１μｍより大きく５０μｍ以下の充填材とを含むことが、エポキシ樹脂組成物の充填性を向上させる観点から、一例として用いてもよい。
また、本実施形態の無機充填材の一例としては、エポキシ樹脂組成物の充填性をさらに向上させる観点から、たとえば、平均粒径０．０１μｍ以上１μｍ以下の第一充填材と、平均粒径１μｍより大きく１５μｍ以下の第二充填材、平均粒径１５μｍより大きく５０μｍ以下の第三充填材を含むことができる。
【００２９】
上記無機充填材の含有量の下限値は、エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して、例えば、７０質量％以上であることが好ましく、７３質量％以上であることがより好ましく、７５質量％以上であることがとくに好ましい。これにより、低吸湿性および低熱膨張性を向上させ、半導体装置及びその他の構造体の耐温度サイクル性や耐リフロー性をより効果的に向上させることができる。一方で、無機充填材の含有量の上限値は、エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して、例えば、９５質量％以下であることが好ましく、９３質量％以下であることがより好ましく、９０質量％以下であることがとくに好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の成形時における流動性や充填性をより効果的に向上させることが可能となる。
【００３０】
［硬化促進剤］
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、たとえば硬化促進剤をさらに含むことができる。硬化促進剤は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、の架橋反応を促進させるものであればよく、一般のエポキシ樹脂組成物に使用するものを用いることができる。
【００３１】
本実施形態において、上記硬化促進剤は、イミダゾール系硬化促進剤を含むことができる。
上記イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、１，２−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、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−ウンデシルイミダゾリル（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４−メチルイミダゾリル（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンのイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、２−メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシジメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールなどが挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
この中でも、低温硬化性と充填性の向上の観点から、２−フェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、および２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールからなる群から選択される一種以上を含むことが好ましい。より好ましくは、２−フェニルイミダゾール及び／または２−メチルイミダゾールを用いることが好ましい。
また、低温硬化性と充填性のバランスの観点から、イミダゾール系硬化促進剤の官能基は、例えば、３個以下が好ましく、１個以下がより好ましい。
【００３２】
本実施形態において、硬化促進剤の含有量の下限値は、例えば、エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して０．２０質量％以上であることが好ましく、０．４０質量％以上であることがより好ましく、０．７０質量％以上であることがとくに好ましい。硬化促進剤の含有量を上記下限値以上とすることにより、成形時における硬化性を効果的に向上させることができる。一方で、硬化促進剤の含有量の上限値は、例えば、エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して３．０質量％以下であることが好ましく、２．０質量％以下であることがより好ましい。硬化促進剤の含有量を上記上限値以下とすることにより、成形時における流動性の向上を図ることができる。
【００３３】
また、上記硬化促進剤の含有量の下限値は、例えば、エポキシ樹脂の全固形分に対して、３．５質量％以上であることが好ましく、４．０質量％以上であることがより好ましく、５．０質量％以上であることがとくに好ましい。硬化促進剤の含有量を上記下限値以上とすることにより、成形時における低温硬化性を効果的に向上させることができる。一方で、硬化促進剤の含有量の上限値は、例えば、エポキシ樹脂の全固形分に対して１２．０質量％以下でもよく、１１．０質量％以下でもよく、１０．０質量％以下でもよい。硬化促進剤の含有量を上記上限値以下とすることにより、成形時における流動性の向上を図ることができる。
【００３４】
［カップリング剤］
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、たとえばカップリング剤を含むことができる。カップリング剤としては、たとえばエポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン、メタクリルシラン等の各種シラン系化合物、チタン系化合物、アルミニウムキレート類、アルミニウム／ジルコニウム系化合物等の公知のカップリング剤を用いることができる。これらを例示すると、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−［ビス（β−ヒドロキシエチル）］アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（β−アミノエチル）アミノプロピルジメトキシメチルシラン、Ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン、Ｎ−（ジメトキシメチルシリルイソプロピル）エチレンジアミン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミンの加水分解物等のシラン系カップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、��トライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート等のチタネート系カップリング剤が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシランまたはビニルシランのシラン系化合物がより好ましい。また、充填性や成形性をより効果的に向上させる観点からは、フェニルアミノプロピルトリメトキシシランに代表される２級アミノシランを用いることが特に好ましい。
【００３５】
上記カップリング剤の含有量の下限値は、エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して０．１質量％以上であることが好ましく、０．１５質量％以上であることがより好ましい。カップリング剤の含有量を上記下限値以上とすることにより、エポキシ樹脂組成物の流動性を良好なものとすることができる。一方で、カップリング剤の含有量の上限値は、エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して１質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以下であることがより好ましい。カップリング剤の含有量を上記上限値以下とすることにより、エポキシ樹脂組成物の硬化物における機械的強度の向上を図ることができる。
【００３６】
［その他の成分］
本実施形態のエポキシ樹脂組成物には、さらに必要に応じて、ハイドロタルサイト等のイオン捕捉剤；カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤；カルナバワックス等の天然ワックス、モンタン酸エステルワックス等の合成ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸およびその金属塩類もしくはパラフィン等の離型剤；酸化防止剤等の各種添加剤を適宜配合してもよい。
【００３７】
また、本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、たとえば低応力剤を含むことができる。低応力剤は、たとえばシリコーンオイル、シリコーンゴム、ポリイソプレン、１，２−ポリブタジエン、１，４−ポリブタジエン等のポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ポリクロロプレン、ポリ（オキシプロピレン）、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリオレフィングリコール、ポリ−ε−カプロラクトン等の熱可塑性エラストマー、ポリスルフィドゴム、およびフッ素ゴムから選択される一種または二種以上を含むことができる。これらの中でも、シリコーンゴム、シリコーンオイル、およびアクリロニトリル−ブタジエンゴムのうちの少なくとも一方を含むことが、弾性率を所望の範囲に制御して、得られる半導体パッケージ及びその他の構造体の耐温度サイクル性、耐リフロー性を向上させる観点から、とくに好ましい態様として選択し得る。
【００３８】
上記低応力剤を用いる場合、低応力剤全体の含有量は、エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して０．０５質量％以上であることが好ましく、０．１０質量％以上であることがより好ましい。一方で、低応力剤の含有量は、エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して２質量％以下であることが好ましく、１質量％以下であることがより好ましい。低応力剤の含有量をこのような範囲に制御することにより、得られる半導体パッケージ及びその他の構造体の耐温度サイクル性、耐リフロー性をより確実に向上させることができる。
【００３９】
本実施形態のエポキシ樹脂組成物の製造方法について説明する。たとえば、まず、前述の各原料成分を、公知の手段で混合することにより混合物を得る。さらに、混合物を溶融混練することにより、混練物を得る。混練方法としては、例えば、１軸型混練押出機、２軸型混練押出機等の押出混練機や、ミキシングロール等のロール式混練機を用いることができるが、２軸型混練押出機を用いることが好ましい。冷却した後、混練物を粉粒状、顆粒状、タブレット状、またはシート状とすることができる。
【００４０】
粉粒状の樹脂組成物を得る方法としては、例えば、粉砕装置により、混練物を粉砕する方法が挙げられる。混練物をシートに成形したものを粉砕してもよい。粉砕装置としては、例えば、ハンマーミル、石臼式磨砕機、ロールクラッシャー等を用いることができる。
【００４１】
顆粒状または粉末状の樹脂組成物を得る方法としては、例えば、混練装置の出口に小径を有するダイスを設置して、ダイスから吐出される溶融状態の混練物を、カッター等で所定の長さに切断するというホットカット法に代表される造粒法等を用いることもできる。この場合、ホットカット法等の造粒法により顆粒状または粉末状の樹脂組成物を得た後、樹脂組成物の温度があまり下がらないうちに脱気を行うことが好ましい。
【００４２】
本実施形態のエポキシ樹脂組成物の特性について説明する。
【００４３】
本実施形態のエポキシ樹脂組成物において、当該エポキシ樹脂組成物のＤＳＣ曲線における最大発熱ピーク温度の上限値は、例えば、１４５℃以下であり、好ましくは１４０℃以下であり、より好ましくは１３８℃以下であり、さらに好ましくは１３５℃以下である。これにより、エポキシ樹脂組成物の低温硬化性を向上させることができる。例えば、１２０℃以下の低温で硬化させたときの硬化時間を短くすることができる。一方で、最大発熱ピーク温度の下限値は、特に限定されないが、例えば、８０℃以上としてもよく、９０℃以上でもよく、１００℃以上でもよい。これにより、低温硬化時において、エポキシ樹脂組成物の粘度が低い状態を維持することができる。このため、エポキシ樹脂組成物の充填性を向上させることができる。
【００４４】
本実施形態において、ＤＳＣ曲線は、示差走査熱量計を用いて、昇温速度１０℃／分の条件下で３０℃から２００℃まで昇温した条件で、エポキシ樹脂組成物について測定することにより得られる。
【００４５】
本実施形態において、上記ＤＳＣ曲線における発熱開始温度の上限値は、例えば、１１０℃以下であり、好ましくは１０５℃以下であり、より好ましくは９５℃以下であり、さらに好ましくは９２℃以下である。これにより、低温硬化性を向上させることができる。一方で、上記ＤＳＣ曲線における発熱開始温度の下限値は、例えば、７０℃以上であり、好ましくは７５℃以上であり、より好ましくは８０℃以上である。これにより、混練時の粘度上昇を抑え、低温硬化時において、エポキシ樹脂組成物の粘度が低い状態を維持することができる。
【００４６】
本実施形態において、発熱開始温度とは、７０℃における発熱量高さＨ１と最大発熱ピーク温度における発熱量高さＨＭＡＸとの差をΔＨ１とし、発熱量高さＨ１を基準にしたときに発熱量高さが、ΔＨ１の１０％に達した時の温度とする。
【００４７】
また、本実施形態のＤＳＣ曲線におけるΔＨ１の３０％を超える発熱ピークは、１つである。これにより、製造安定性に優れたエポキシ樹脂組成物を実現できる。
【００４８】
また、本実施形態において、最大発熱ピーク温度におけるピーク高さは、７０℃における発熱量と最大発熱ピーク温度における発熱量との発熱量差で表す。
上記発熱量差の下限値は、例えば、１２０マイクロＷ／ｍｇ以上であり、好ましくは１４０マイクロＷ／ｍｇ以上であり、より好ましくは１６０マイクロＷ／ｍｇ以上である。これにより、エポキシ樹脂組成物の硬化性を向上させることができる。一方で、上記発熱量差の上限値は、特に限定されないが、例えば、４００マイクロＷ／ｍｇ以下としてもよい。
【００４９】
本実施形態では、たとえばエポキシ樹脂組成物中に含まれる各成分の種類や配合量、エポキシ樹脂組成物の調製方法等を適切に選択することにより、上記ＤＳＣ曲線における最大発熱ピーク温度や発熱開始温度を制御することが可能である。これらの中でも、たとえば、硬化促進剤として、熱硬化性樹脂の３次元架橋構造内に取り込まれるイミダゾール系硬化促進剤を使用することや、イミダゾール系硬化促進剤の中でも、低温時の反応性を高めるため、官能基の立体障害が小さいものを適切に選択すること、また硬化促進剤の分散性や含有量を高めること、エポキシ樹脂組成物の製造工程において硬化反応が進みすぎないように混練温度を低くすること等が、上記ＤＳＣ曲線における最大発熱ピーク温度や発熱開始温度を所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。
【００５０】
また、本実施形態のエポキシ樹脂組成物を１４０℃、３分で加圧成形した後、１４０℃、４時間で後硬化することにより得られる硬化物のガラス転移温度の下限値は、例えば、１４０℃以上が好ましく、１５０℃以上がより好ましく、１６０℃以上がさらに好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の硬化物の耐熱性を向上させることができる。一方、当該硬化物のガラス転移温度の上限値は、特に限定されないが、たとえば、２５０℃以下としてもよく、２３０℃以下としてもよい。
【００５１】
本実施形態のエポキシ樹脂組成物において、１２０℃においてキュラストメーターで測定したトルク値が、測定開始から２Ｎ・ｍに到達するまでの時間の上限値は、例えば、３００秒以下であり、好ましくは２８０秒以下であり、より好ましくは２００秒以下である。これにより、低温硬化特性に優れたエポキシ樹脂組成物を実現できる。一方で、上記時間の下限値は、特に限定されないが、例えば、３０秒以上としてもよく、５０秒以上としてもよく、１００秒以上としてもよい。これにより、成形時における流動性を向上させることができる。
【００５２】
本実施形態のエポキシ樹脂組成物において、１２０℃かつ荷重４０ｋｇｆで測定した高化式フローテスタの最低溶融粘度の上限値は、例えば、１００Ｐａ・ｓ以下であり、好ましくは９０Ｐａ・ｓ以下であり、より好ましくは８０Ｐａ・ｓ以下である。これにより、成形時における流動性を向上させることができる。一方で、高化式フローテスタの最低溶融粘度の下限値は、特に限定されないが、例えば、２０Ｐａ・ｓ以上でもよい。
【００５３】
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、様々な用途に用いることができる。例えば、本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、封止用樹脂組成物または固定用樹脂組成物に用いることができる。本実施形態に係る封止用樹脂組成物としては、半導体チップなどの電子部品を封止することができ、上記半導体パッケージに用いられる半導体封止用樹脂組成物、電子部品等を搭載した基板を封止した電子制御ユニット封止用樹脂組成物、またはセンサー用、センサーモジュール用、カメラ用、カメラモジュール用、表示体付きモジュール、乾電池・コイン電池付きモジュール封止用樹脂組成物等に適用可能である。なお、一般的な電子装置に限らず、部品の耐熱性が低いために低温封止が求められる用途に適宜使用することができる。また、本実施形態に係る固定用樹脂組成物としては、モータ部品の固定にも使用することでき、例えば、ロータコア磁石固定用、ステータ固定用樹脂組成物等に適用できる。
【００５４】
本実施形態の構造体は、上記エポキシ樹脂組成物の硬化物を備えるものである。上記構造体としては、例えば、半導体パッケージ、電子部品等を搭載した基板を封止した電子制御ユニット、センサー、センサーモジュール、カメラ、カメラモジュール、表示体付きモジュール、乾電池・コイン電池付きモジュール、モータなどが挙げられる。
【００５５】
図１は、本実施形態のエポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。ダイパッド３上に、ダイボンド材硬化体２を介して半導体素子１が固定されている。半導体素子１の電極パッドとリードフレーム５との間はボンディングワイヤ４によって接続されている。半導体素子１は、本実施形態のエポキシ樹脂組成物の硬化体６によって封止されている。
【００５６】
図２は、本実施形態のエポキシ樹脂組成物を用いた片面封止型の半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。基板８の表面に、ソルダーレジスト７の層が形成された積層体のソルダーレジスト７上にダイボンド材硬化体２を介して半導体素子１が固定されている。半導体素子１と基板８との導通をとるため、基板８の電極パッドが露出するよう、電極パッド上のソルダーレジスト７は、現像法により除去されている。半導体素子１の電極パッドと基板８の電極パッドとの間はボンディングワイヤ４によって接続されている。本実施形態のエポキシ樹脂組成物の硬化体６によって、基板８の半導体素子１が搭載された片面側のみが封止されている。基板８上の電極パッドは基板８上の非封止面側の半田ボール９と内部で接合されている。
【００５７】
図３は、本実施形態の構造体（車載用電子制御ユニット１０）の一例を示す断面模式図である。
車載用電子制御ユニット１０は、エンジンや各種車載機器等を制御するために用いられる。図３に示すように、車載用電子制御ユニット１０は、たとえば基板１２と、基板１２上に搭載された電子部品１６と、基板１２および電子部品１６を封止する封止樹脂層１４と、を備えている。基板１２は、少なくとも一辺において、外部と接続するための接続端子１８を有している。本実施形態の一例に係る車載用電子制御ユニット１０は、接続端子１８と相手方コネクタを嵌合することによって、接続端子１８を介して上記相手方コネクタに電気的に接続されることとなる。
【００５８】
基板１２は、たとえば一面および当該一面とは反対の他面のうちの一方または双方に回路配線が設けられた配線基板である。図３に示すように、基板１２は、たとえば平板状の形状を有している。本実施形態においては、たとえばポリイミド等の有機材料により形成された有機基板を基板１２として採用することができる。また、基板１２の厚さは、とくに限定されないが、たとえば０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下としてもよく、好ましくは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下としてもよい。
【００５９】
本実施形態においては、基板１２に、たとえば基板１２を貫通して、一面と他面を接続するスルーホール１２０が設けられていてもよい。この場合、基板１２のうちの一面に設けられた配線と、他面に設けられた配線と、がスルーホール１２０内に設けられた導体パターンを介して電気的に接続される。導電パターンは、スルーホール１２０の壁面上に沿って形成される。すなわち、スルーホール１２０内における導電パターンは、筒形状に形成されている。封止工程後のスルーホール１２０内において、導電パターンの内壁面で構成された空隙孔には、本実施形態のエポキシ樹脂組成物の硬化物（封止樹脂層１４）が充填している。
【００６０】
基板１２の一面および他面のうちの一方または双方には、たとえば電子部品１６が搭載されている。電子部品１６としては、車載用電子制御ユニットに搭載され得るものであればとくに限定されないが、たとえばマイクロコンピュータが挙げられる。
【００６１】
本実施形態に係る車載用電子制御ユニット１０において、基板１２は、たとえば金属ベース上に搭載されていてもよい。金属ベースは、たとえば電子部品１６から発生する熱を放熱するためのヒートシンクとして機能することができる。本実施形態においては、たとえば金属ベースと、金属ベース上に搭載された基板１２と、をエポキシ樹脂組成物により一体的に封止成形することにより車載用電子制御ユニット１０を形成することができる。金属ベースを構成する金属材料としては、とくに限定されないが、たとえば鉄、銅、およびアルミ、ならびにこれらの一種または二種以上を含む合金等を含むことができる。なお、車載用電子制御ユニット１０は、金属ベースを有していなくともよい。
【００６２】
以上、実施形態に基づき、本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。【００６４】
各実施例、各比較例で用いた成分について、以下に示す。
（エポキシ樹脂組成物の調製）
まず、表１に従い配合された各原材料を常温でミキサーを用いて混合した後、７０〜９０℃でロール混練した。次いで、得られた混練物を冷却した後、これを粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。表１中における各成分の詳細は下記のとおりである。また、表１中の単位は、質量％である。【００６５】
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂１：オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製、ＥＯＣＮ−１０２０−５５、エポキシ当量１９６ｇ／ｅｑ、軟化点５５℃）
エポキシ樹脂２：オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製、ＥＯＣＮ−１０２０−６２、エポキシ当量１９８ｇ／ｅｑ、軟化点６２℃）
エポキシ樹脂３：ビフェニル型エポキシ樹脂（三菱化学（株）製、ＹＸ−４０００Ｋ、エポキシ当量１８５ｇ／ｅｑ、融点１０８℃）
エポキシ樹脂４：トリフェノールメタン型エポキシ樹脂（三菱化学（株）製、１０３２Ｈ６０、エポキシ当量１７１ｇ／ｅｑ、軟化点５９℃）
エポキシ樹脂５：ナフタレン型エポキシ樹脂（ＤＩＣ（株）製、ＨＰ−４７７０、エポキシ当量２０５ｇ／ｅｑ、軟化点７２℃）【００６６】
（硬化剤）
硬化剤１：フェノールノボラック樹脂（住友ベークライト（株）製、ＰＲ−５５６１７、水酸基当量１０４、軟化点７４℃）
硬化剤２：：下記一般式（４）で表されるトリスフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂（エア・ウォーター（株）製、ＨＥ９１０−２０、水酸基当量１０１、軟化点８８℃）
【化１】
2018083885.tif 000003
硬化剤３：ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂（明和化成（株）製、ＭＥＨＣ−７８００−４Ｓ、水酸基当量１６８、軟化点６２℃）【００６７】
（無機充填材）
無機充填材１：溶融球状シリカ（デンカ（株）製、ＦＢ−９５０、平均粒径２３μｍ）
無機充填材２：溶融球状シリカ（デンカ（株）製、ＦＢ−１０５、平均粒径１１μｍ）
無機充填材３：溶融球状シリカ（（株）アドマテックス製、ＳＯ−２５Ｒ、平均粒径０．５μｍ）【００６８】
（硬化促進剤）
硬化促進剤１：２−フェニルイミダゾール（四国化成工業（株）製）
硬化促進剤２：２−メチルイミダゾール（四国化成工業（株）製）
硬化促進剤３：２−フェニル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業（株）製）
硬化促進剤４：２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成工業（株）製）
硬化促進剤５：トリフェニルホスフィン（ＰＰ−３６０、ケイ・アイ化成（株）製）
硬化促進剤６：下記式で表される硬化促進剤６
【化２】
2018083885.tif 000004
［硬化促進剤６の合成方法］
メタノール１８００ｇを入れたフラスコに、フェニルトリメトキシシラン２４９．５ｇ、２，３−ジヒドロキシナフタレン３８４．０ｇを加えて溶かし、次に室温攪拌下２８％ナトリウムメトキシド−メタノール溶液２３１．５ｇを滴下した。さらにそこへ予め用意したテトラフェニルホスホニウムブロマイド５０３．０ｇをメタノール６００ｇに溶かした溶液を室温攪拌下滴下すると結晶が析出した。析出した結晶を濾過、水洗、真空乾燥し、桃白色結晶の上記硬化促進剤６を得た。【００６９】
硬化促進剤７：下記式で表される硬化促進剤７【００７０】
【化３】
2018083885.tif 000005
【００７１】
［硬化促進剤７の合成方法］
撹拌装置付きのセパラブルフラスコに４，４’−ビスフェノールＳ３７．５ｇ（０．１５モル）、メタノール１００ｍｌを仕込み、室温で撹拌溶解し、更に攪拌しながら予め５０ｍｌのメタノールに水酸化ナトリウム４．０ｇ（０．１モル）を溶解した溶液を添加した。次いで予め１５０ｍｌのメタノールにテトラフェニルホスホニウムブロマイド４１．９ｇ（０．１モル）を溶解した溶液を加えた。しばらく攪拌を継続し、３００ｍｌのメタノールを追加した後、フラスコ内の溶液を大量の水に撹拌しながら滴下し、白色沈殿を得た。沈殿を濾過、乾燥し、白色結晶の上記硬化促進剤７を得た。【００７２】
硬化促進剤８：下記式で表される硬化促進剤８【００７３】
【化４】
2018083885.tif 000006
【００７４】
［硬化促進剤８の合成方法］
冷却管及び攪拌装置付きのセパラブルフラスコに２，３−ジヒドロキシナフタレン１２．８１ｇ（０．０８０ｍｏｌ）、テトラフェニルホスホニウムブロミド１６．７７ｇ（０．０４０ｍｏｌ）及びメタノール１００ｍｌを仕込み攪拌し、均一に溶解させた。予め水酸化ナトリウム１．６０ｇ（０．０４ｍｌ）を１０ｍｌのメタノールに溶解した水酸化ナトリウム溶液をフラスコ内に徐々に滴下すると結晶が析出した。析出した結晶をろ過、水洗、真空乾燥し、上記式で表される硬化促進剤８を得た。【００７５】
硬化促進剤９：下記式で表される硬化促進剤９（１，４−ベンゾキノンとトリフェニルホスフィンを付加させた化合物）【００７６】
【化５】
2018083885.tif 000007
【００７７】
［硬化促進剤９の合成方法］
冷却管及び攪拌装置付きのセパラブルフラスコにベンゾキノン６．４９ｇ（０．０６０ｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン１７．３ｇ（０．０６６ｍｏｌ）およびアセトン４０ｍｌを仕込み、攪拌下、室温で反応した。析出した結晶をアセトンで洗浄後、ろ過、乾燥し暗緑色結晶の１，４−ベンゾキノンとトリフェニルホスフィンを付加させた化合物（硬化促進剤９）を得た。【００７８】
（カップリング剤）
カップリング剤１：Ｎ−フェニルγ−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学（株）製、ＫＢＭ−５７３）【００７９】
（添加剤）
離型剤１：カルナバワックス（東亜化成（株）製、Ｃ−ＷＡＸ）
着色剤１：カーボンブラック（三菱化学（株）製、＃５）【００８０】
【表１】
2018083885.tif 000008
【００８１】
得られたエポキシ樹脂組成物について、以下の評価を行った。評価結果を表１に示す。【００８２】
（高化式フロー粘度）
高化式フローテスター（島津製作所（株）製、ＣＦＴ−５００Ｄ）を用いて、温度１２０℃、荷重４０ｋｇｆ（ピストン面積１ｃｍ２）、ダイ穴直径０．５０ｍｍ、ダイ長さ１．００ｍｍの試験条件で、得られたエポキシ樹脂組成物のみかけの粘度ηを測定した。粘度ηは、以下の計算式より算出した。計算式中、Ｑは単位時間あたりに流れるエポキシ樹脂組成物の流量である。表１中の単位はＰａ・ｓである。
η＝（πＤ４Ｐ／１２８ＬＱ）×１０−３（Ｐａ・ｓ）
η：みかけの粘度
Ｄ：ダイ穴直径（ｍｍ）
Ｐ：試験圧力（Ｐａ）
Ｌ：ダイ長さ（ｍｍ）
Ｑ：フローレート（ｃｍ３／ｓ）【００８３】
（キュラスト）
キュラストメーター（（株）エー・アンド・デイ製、キュラストメーターＭＯＤＥＬ７）を用い、金型温度１２０℃、振幅角度±０．２５度にて、得られたエポキシ樹脂組成物のトルク値を経時的に測定した。測定結果に基づいて、測定開始から、トルク値が２Ｎ・ｍに達する時間（ｓ）を算出した。【００８４】
（ＤＳＣ）
示差走査熱量計（ＳＩＩ製、ＤＳＣ７０２０）を用い、窒素気流下で、昇温速度を１０℃／分で３０℃から２００℃の温度範囲条件にて、１０ｍｇの上記エポキシ樹脂組成物について測定した。７０℃における発熱量高さＨ１と最大発熱ピーク温度における発熱量高さＨＭＡＸとの差をΔＨ１とし、発熱量高さＨ１を基準にしたときに発熱量高さが、ΔＨ１の１０％に達した時の温度を、発熱開始温度とした。発熱ピークは、ΔＨ１の３０％を超えるものとした。【００８５】
（ガラス転移温度）
得られたエポキシ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を次のように測定した。まず、トランスファー成形機を用いて金型温度１４０℃（各実施例）および１７５℃（各比較例）、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間３分でエポキシ樹脂組成物を注入成形し、１５ｍｍ×４ｍｍ×４ｍｍの試験片を得た。次いで、得られた試験片を１４０℃（各実施例）および１７５℃（各比較例）、４時間で後硬化した後、熱機械分析装置（ＳＩＩ製、ＴＭＡ／ＳＳ６１００）を用いて、測定温度範囲０℃〜３２０℃、昇温速度５℃／分の条件下で測定を行った。この測定結果から、ガラス転移温度を算出した。結果を表１に示す。【００８６】
実施例１から実施例１０のエポキシ樹脂組成物は、比較例１〜４のエポキシ樹脂組成物と比べて、低温領域におけるキュラストトルク値の上昇速度が早いため、低温硬化性に優れることが判明した。また、実施例１から実施例１０のエポキシ樹脂組成物は、発熱開始温度が比較的高温に存在するため、エポキシ樹脂組成物の粘度が低い状態を維持することができ、成形時における充填性を高められることが判明した。また、実施例１から実施例１０のエポキシ樹脂組成物は、ガラス転移温度が比較的高いことから、耐温度サイクル性を向上できることが期待される。【００８７】
この出願は、２０１６年１１月２日に出願された日本出願特願２０１６−２１４８９０号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
2018083885.tif 000009
【図２】
2018083885.tif 000010
【図３】
2018083885.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月27日(2018.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填材と、
硬化促進剤と、を含む、エポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤が、イミダゾール系硬化促進剤を含み、
前記硬化促進剤の含有量が、前記エポキシ樹脂の全固形分に対して、４．０質量％以上１２．０質量％以下であり、
示差走査熱量計を用いて昇温速度１０℃／分の条件下で３０℃から２００℃まで昇温した際に得られる当該エポキシ樹脂組成物のＤＳＣ曲線における最大発熱ピーク温度が、８０℃以上１４５℃以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
当該エポキシ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が、１４０℃以上２５０℃以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記ＤＳＣ曲線における発熱開始温度が、７０℃以上１１０℃以下の範囲内にある、エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記ＤＳＣ曲線における、７０℃における発熱量高さＨ１と最大発熱ピーク温度における発熱量高さＨＭＡＸとの差を表すΔＨ１の３０％を超える発熱ピークは、１つである、エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
１２０℃においてキュラストメーターで測定したトルク値が、測定開始から２Ｎ・ｍに到達するまでの時間が、３０秒以上３００秒以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
１２０℃かつ荷重４０ｋｇｆで測定した高化式フローテスタの最低溶融粘度が、２０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
７０℃における発熱量と最大発熱ピーク温度における発熱量との発熱量差が、１２０マイクロＷ／ｍｇ以上４００マイクロＷ／ｍｇ以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂の含有量が、当該エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して、８質量％以上３０質量％以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記イミダゾール系硬化促進剤が、２−フェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、および２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールからなる群から選択される一種以上を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記イミダゾール系硬化促進剤の官能基数は、３個以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤が、異なる種類の前記イミダゾール系硬化促進剤を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化剤が、フェノール樹脂系硬化剤を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材は、平均粒径Ｄ５０が１μｍ以上５０μｍ以下の充填材を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材が、異なる平均粒径Ｄ５０を有する充填材を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材が、溶融シリカを含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
粉粒状、顆粒状、タブレット状、またはシート状である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
封止用樹脂組成物または固定用樹脂組成物に用いる、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材の含有量は、当該エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して、７０質量％以上９５質量％以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物を備える、構造体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明によれば、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填材と、
硬化促進剤と、を含む、エポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤が、イミダゾール系硬化促進剤を含み、
前記硬化促進剤の含有量が、前記エポキシ樹脂の全固形分に対して、４．０質量％以上１２．０質量％以下であり、
示差走査熱量計を用いて昇温速度１０℃／分の条件下で３０℃から２００℃まで昇温した際に得られる当該エポキシ樹脂組成物のＤＳＣ曲線における最大発熱ピーク温度が、８０℃以上１４５℃以下である、エポキシ樹脂組成物が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
以上、実施形態に基づき、本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。
以下、参考形態の例を付記する。
１．  エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填材と、
硬化促進剤と、を含む、エポキシ樹脂組成物であって、
示差走査熱量計を用いて昇温速度１０℃／分の条件下で３０℃から２００℃まで昇温した際に得られる当該エポキシ樹脂組成物のＤＳＣ曲線における最大発熱ピーク温度が、８０℃以上１４５℃以下である、エポキシ樹脂組成物。
２．  １．に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
当該エポキシ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が、１４０℃以上２５０℃以下である、エポキシ樹脂組成物。
３．  １．または２．に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記ＤＳＣ曲線における発熱開始温度が、７０℃以上１１０℃以下の範囲内にある、エポキシ樹脂組成物。
４．  １．から３．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記ＤＳＣ曲線における、７０℃における発熱量高さＨ１と最大発熱ピーク温度における発熱量高さＨＭＡＸとの差を表すΔＨ１の３０％を超える発熱ピークは、１つである、エポキシ樹脂組成物。
５．  １．から４．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
１２０℃においてキュラストメーターで測定したトルク値が、測定開始から２Ｎ・ｍに到達するまでの時間が、３０秒以上３００秒以下である、エポキシ樹脂組成物。
６．  １．から５．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
１２０℃かつ荷重４０ｋｇｆで測定した高化式フローテスタの最低溶融粘度が、２０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下である、エポキシ樹脂組成物。
７．  １．から６．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
７０℃における発熱量と最大発熱ピーク温度における発熱量との発熱量差が、１２０マイクロＷ／ｍｇ以上４００マイクロＷ／ｍｇ以下である、エポキシ樹脂組成物。
８．  １．から７．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂の含有量が、当該エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して、８質量％以上３０質量％以下である、エポキシ樹脂組成物。
９．  １．から８．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤が、イミダゾール系硬化促進剤を含む、エポキシ樹脂組成物。
１０．  ９．に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記イミダゾール系硬化促進剤が、２−フェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、および２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールからなる群から選択される一種以上を含む、エポキシ樹脂組成物。
１１．  ９．または１０．に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記イミダゾール系硬化促進剤の官能基数は、３個以下である、エポキシ樹脂組成物。
１２．  ９．から１１．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤が、異なる種類の前記イミダゾール系硬化促進剤を含む、エポキシ樹脂組成物。
１３．  １．から１２．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤の含有量が、前記エポキシ樹脂の全固形分に対して、３．５質量％以上１２．０質量％以下である、エポキシ樹脂組成物。
１４．  １．から１３．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化剤が、フェノール樹脂系硬化剤を含む、エポキシ樹脂組成物。
１５．  １．から１４．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材は、平均粒径Ｄ５０が１μｍ以上５０μｍ以下の充填材を含む、エポキシ樹脂組成物。
１６．  １．から１５．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材が、異なる平均粒径Ｄ５０を有する充填材を含む、エポキシ樹脂組成物。
１７．  １．から１６．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材が、溶融シリカを含む、エポキシ樹脂組成物。
１８．  １．から１７．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
粉粒状、顆粒状、タブレット状、またはシート状である、エポキシ樹脂組成物。
１９．  １．から１８．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
封止用樹脂組成物に用いる、エポキシ樹脂組成物。
２０．  １．から１９．のいずれか１つに記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物を備える、構造体。
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月9日(2018.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填材と、
硬化促進剤と、を含む、エポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤が、イミダゾール系硬化促進剤を含み、
前記エポキシ樹脂の含有量が、当該エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して、８質量％以上２０質量％以下であり、
前記イミダゾール系硬化促進剤の含有量が、前記エポキシ樹脂の全固形分に対して、４．０質量％以上１２．０質量％以下であり、
示差走査熱量計を用いて昇温速度１０℃／分の条件下で３０℃から２００℃まで昇温した際に得られる当該エポキシ樹脂組成物のＤＳＣ曲線における最大発熱ピーク温度が、８０℃以上１４５℃以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
当該エポキシ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が、１４０℃以上２５０℃以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記ＤＳＣ曲線における発熱開始温度が、７０℃以上１１０℃以下の範囲内にある、エポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記ＤＳＣ曲線における、７０℃における発熱量高さＨ１と最大発熱ピーク温度における発熱量高さＨＭＡＸとの差を表すΔＨ１の３０％を超える発熱ピークは、１つである、エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
１２０℃においてキュラストメーターで測定したトルク値が、測定開始から２Ｎ・ｍに到達するまでの時間が、３０秒以上３００秒以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
１２０℃かつ荷重４０ｋｇｆで測定した高化式フローテスタの最低溶融粘度が、２０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
７０℃における発熱量と最大発熱ピーク温度における発熱量との発熱量差が、１２０マイクロＷ／ｍｇ以上４００マイクロＷ／ｍｇ以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記イミダゾール系硬化促進剤が、２−フェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、および２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールからなる群から選択される一種以上を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記イミダゾール系硬化促進剤の官能基数は、３個以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤が、異なる種類の前記イミダゾール系硬化促進剤を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化剤が、フェノール樹脂系硬化剤を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材は、平均粒径Ｄ５０が１μｍ以上５０μｍ以下の充填材を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材が、異なる平均粒径Ｄ５０を有する充填材を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材が、溶融シリカを含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
粉粒状、顆粒状、タブレット状、またはシート状である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
封止用樹脂組成物または固定用樹脂組成物に用いる、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記無機充填材の含有量は、当該エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して、７０質量％以上９５質量％以下である、エポキシ樹脂組成物。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物を備える、構造体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明によれば、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填材と、
硬化促進剤と、を含む、エポキシ樹脂組成物であって、
前記硬化促進剤が、イミダゾール系硬化促進剤を含み、
前記エポキシ樹脂の含有量が、当該エポキシ樹脂組成物の全固形分に対して、８質量％以上２０質量％以下であり、
前記イミダゾール系硬化促進剤の含有量が、前記エポキシ樹脂の全固形分に対して、４．０質量％以上１２．０質量％以下であり、
示差走査熱量計を用いて昇温速度１０℃／分の条件下で３０℃から２００℃まで昇温した際に得られる当該エポキシ樹脂組成物のＤＳＣ曲線における最大発熱ピーク温度が、８０℃以上１４５℃以下である、エポキシ樹脂組成物が提供される。
【国際調査報告】
2018083885.tif 000012
2018083885.tif 000013
2018083885.tif 000014
2018083885.tif 000015