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JP2014131997A - New sulfonium borate complex - Google Patents

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JP2014131997A
JP2014131997A JP2013269032A JP2013269032A JP2014131997A JP 2014131997 A JP2014131997 A JP 2014131997A JP 2013269032 A JP2013269032 A JP 2013269032A JP 2013269032 A JP2013269032 A JP 2013269032A JP 2014131997 A JP2014131997 A JP 2014131997A
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JP
Japan
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group
formula
sulfonium
sulfonium borate
borate complex
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Pending
Application number
JP2013269032A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Araya
由久 新家
Jun Yamamoto
潤 山本
Ryota Aizaki
亮太 相崎
Naoki Hayashi
直樹 林
Misao Konishi
美佐夫 小西
Yasuhiro Fujita
泰浩 藤田
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Dexerials Corp
Original Assignee
Dexerials Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new sulfonium borate complex which can reduce the amount of fluorine ions formed on thermal cationic polymerization and can achieve the low temperature quick curability of a thermal cationic polymerizable adhesive.SOLUTION: The new sulfonium borate complex is represented by the structure of formula (1), where Ris an aralkyl group; Ris a lower alkyl group; Ris a lower alkoxycarbonyloxy group; X is a halogen atom; and n is an integer of 1-3.

Description

本発明は、熱カチオン重合開始剤として有用な新規なスルホニウムボレート錯体、その製造方法、それを含有するエポキシ樹脂組成物、及その組成物を利用した接続構造体に関する。   The present invention relates to a novel sulfonium borate complex useful as a thermal cationic polymerization initiator, a production method thereof, an epoxy resin composition containing the complex, and a connection structure using the composition.

従来より、ICチップなどの電子部品を配線基板に実装する際に使用する接着剤の一種として、エポキシ樹脂を主成分として含有する光カチオン重合性接着剤が用いられている。このような光カチオン重合性接着剤には、光によりプロトンを発生してカチオン重合を開始させる光カチオン重合開始剤が配合されており、そのような光カチオン重合開始剤としてスルホニウムアンチモネート錯体が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a photocationically polymerizable adhesive containing an epoxy resin as a main component has been used as a kind of an adhesive used when an electronic component such as an IC chip is mounted on a wiring board. Such a cationic photopolymerizable adhesive includes a cationic photopolymerization initiator that generates protons by light and initiates cationic polymerization. A sulfonium antimonate complex is known as such a cationic photopolymerization initiator. It has been.

しかし、スルホニウムアンチモネート錯体は、フッ素原子が金属であるアンチモンに結合しているSbF をカウンターアニオンとして有するため、カチオン重合時にフッ素イオンを多量に発生させ、金属配線や接続パッドを腐食させるという問題があった。このため、SbF に代えて、フッ素原子が炭素原子に結合しているテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートアニオン[(C]を使用したスルホニウムボレート錯体をカチオン重合開始剤として使用することが提案されており(特許文献1)、実際、以下の式(1c)の錯体[p−ヒドロキシフェニル−ベンジル−メチルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート]が市販されている。 However, since the sulfonium antimonate complex has SbF 6 having a fluorine atom bonded to metal, antimony, as a counter anion, it generates a large amount of fluorine ions during cationic polymerization and corrodes metal wiring and connection pads. There was a problem. Therefore, instead of SbF 6 , a sulfonium borate complex using a tetrakis (pentafluorophenyl) borate anion [(C 6 F 5 ) 4 B ] in which a fluorine atom is bonded to a carbon atom is used as a cationic polymerization initiator. (Patent Document 1), and in fact, a complex of the following formula (1c) [p-hydroxyphenyl-benzyl-methylsulfonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate] is commercially available.

Figure 2014131997
Figure 2014131997

ところで、電子部品を配線基板に実装する際に、接合部に光照射ができない場合も数多く生ずる。このため、特許文献1の実施例に開示されている具体的なスルホニウムボレート錯体を、熱カチオン重合性接着剤のための熱カチオン重合開始剤に転用することが試みられている。その場合、カチオン重合時にフッ素イオンの生成量を減じて熱カチオン重合性接着剤の耐電食性を向上させることだけでなく、生産性向上のために熱カチオン重合性接着剤の低温速硬化性を向上させることが求められている。   By the way, when electronic components are mounted on a wiring board, there are many cases where light cannot be irradiated to the joint. For this reason, attempts have been made to divert the specific sulfonium borate complexes disclosed in the Examples of Patent Document 1 to thermal cationic polymerization initiators for thermal cationic polymerizable adhesives. In that case, not only the electric corrosion resistance of the thermal cationic polymerizable adhesive is improved by reducing the amount of fluorine ions generated during cationic polymerization, but also the low temperature rapid curability of the thermal cationic polymerizable adhesive is improved to improve productivity. It is demanded to make it.

特開平9−176112号公報JP 9-176112 A

しかしながら、式(1c)の錯体を熱カチオン重合開始剤として使用した場合、熱カチオン重合時に生ずるフッ素イオンの量をある程度減ずることができたが、熱カチオン重合性接着剤等としてのエポキシ樹脂組成物の低温速硬化性が十分とは云えなかった。   However, when the complex of formula (1c) was used as a thermal cationic polymerization initiator, the amount of fluorine ions generated during thermal cationic polymerization could be reduced to some extent, but an epoxy resin composition as a thermal cationic polymerizable adhesive or the like. The low-temperature fast-curing property was not sufficient.

本発明は、前述の従来の技術の問題点を解決することであり、熱カチオン重合時にフッ素イオン生成量を減じ、耐電食性を向上させることができ、且つ熱カチオン重合性接着剤等としてのエポキシ樹脂組成物に低温速硬化性を実現できる新規なスルホニウムボレート錯体を提供することを目的とする。   The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and can reduce the amount of fluorine ions generated at the time of thermal cation polymerization, improve the electric corrosion resistance, and epoxy as a thermal cation polymerizable adhesive or the like. It is an object of the present invention to provide a novel sulfonium borate complex capable of realizing a low temperature fast curability in a resin composition.

本発明者は、スルホニウムボレート錯体のスルホニウム残基に、特定の複数の置換基の新規な組み合わせを導入することにより、上述の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。   The present inventor has found that the above object can be achieved by introducing a novel combination of a plurality of specific substituents into the sulfonium residue of the sulfonium borate complex, and has completed the present invention.

即ち、本発明は、式(1)で表されるスルホニウムボレート錯体である。   That is, this invention is a sulfonium borate complex represented by Formula (1).

Figure 2014131997
Figure 2014131997

式(1)中、Rはアラルキル基であり、Rは低級アルキル基であり、Rは低級アルコキシカルボニル基である。Xはハロゲン原子であり、nは1〜3の整数である。 In formula (1), R 1 is an aralkyl group, R 2 is a lower alkyl group, and R 3 is a lower alkoxycarbonyl group. X is a halogen atom, and n is an integer of 1 to 3.

また、本発明は、式(1)のスルホニウムボレート錯体の製造方法であって、
式(2)のスルホニウムアンチモネート錯体に、式(3)のナトリウムボレート塩を反応させることにより式(1)のスルホニウムボレート錯体を得る製造方法を提供する。
The present invention also provides a method for producing a sulfonium borate complex of the formula (1),
Provided is a production method for obtaining a sulfonium borate complex of formula (1) by reacting a sulfonium antimonate complex of formula (2) with a sodium borate salt of formula (3).

Figure 2014131997
Figure 2014131997

式(1)、(2)又は(3)において、Rはアラルキル基であり、Rは低級アルキル基であり、Rは低級アルコキシカルボニル基である。Xはハロゲン原子であり、nは1〜3の整数である。 In the formula (1), (2) or (3), R 1 is an aralkyl group, R 2 is a lower alkyl group, and R 3 is a lower alkoxycarbonyl group. X is a halogen atom, and n is an integer of 1 to 3.

また、本発明は、エポキシ樹脂と熱カチオン重合開始剤とからなるエポキシ樹脂組成物であって、該熱カチオン重合開始剤が上述の式(1)で表されるスルホニウムボレート錯体であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物、並びに、このエポキシ樹脂組成物の熱硬化物により、配線基板上に電子部品が接合されていることを特徴とする接続構造体を提供する。   The present invention is also an epoxy resin composition comprising an epoxy resin and a thermal cationic polymerization initiator, wherein the thermal cationic polymerization initiator is a sulfonium borate complex represented by the above formula (1). An epoxy resin composition and a thermosetting product of the epoxy resin composition, and a connection structure characterized in that an electronic component is bonded on a wiring board.

本発明の新規な式(1)のスルホニウムボレート錯体の複数の置換基は、新規な組み合わせとなっている。このため、この錯体を熱カチオン重合開始剤として含有する熱カチオン性接着剤等としてのエポキシ樹脂組成物の熱カチオン重合時には、フッ素イオン生成量を減少させ、耐電食性を向上させることができ、しかも低温速硬化性を実現できる。   The several substituent of the sulfonium borate complex of the novel formula (1) of this invention is a novel combination. For this reason, at the time of thermal cationic polymerization of an epoxy resin composition as a thermal cationic adhesive containing this complex as a thermal cationic polymerization initiator, the amount of fluorine ions generated can be reduced, and the electric corrosion resistance can be improved. Low temperature fast curability can be realized.

実施例1のスルホニウムボレート錯体のIRチャートである。2 is an IR chart of the sulfonium borate complex of Example 1. 実施例1のスルホニウムボレート錯体のH−NMRチャートである1 is a 1 H-NMR chart of a sulfonium borate complex of Example 1. THFのH−NMRチャートである。 1 is a 1 H-NMR chart of THF. 比較例1のスルホニウムボレート錯体のH−NMRチャートである。2 is a 1 H-NMR chart of a sulfonium borate complex of Comparative Example 1. 比較例2のスルホニウムボレート錯体のH−NMRチャートである。2 is a 1 H-NMR chart of a sulfonium borate complex of Comparative Example 2.

本発明の新規な化合物は、式(1)で表されるスルホニウムボレート錯体である。   The novel compound of the present invention is a sulfonium borate complex represented by the formula (1).

Figure 2014131997
Figure 2014131997

式(1)中、Rのアラルキル基としては、ベンジル基、o−メチルベンジル基、(1−ナフチル)メチル基、ピリジルメチル基、アントラセニルメチル基等が挙げられる。中でも、良好な速硬化性及び入手容易性の点でo−メチルベンジル基が好ましい。 In formula (1), examples of the aralkyl group for R 1 include a benzyl group, an o-methylbenzyl group, a (1-naphthyl) methyl group, a pyridylmethyl group, and an anthracenylmethyl group. Among these, an o-methylbenzyl group is preferable in terms of good quick curability and availability.

の低級アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。中でも、良好な速硬化性及び入手容易性の点でメチル基が好ましい。 Examples of the lower alkyl group for R 2 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. Among these, a methyl group is preferable from the viewpoint of good quick curability and availability.

スルホニウム残基に結合しているフェニル基の水酸基の個数を表すnは1〜3の整数である。そのようなフェニル基としては、nが1の場合、4−低級アルコキシカルボニルオキシフェニル基、2−低級アルコキシカルボニルオキシフェニル基又は3−低級アルコキシカルボニルオキシフェニル基等が挙げられ、nが2の場合、2,4−ジ低級アルコキシカルボニルオキシフェニル基、2,6−ジ低級アルコキシカルボニルオキシフェニル基、3,5−ジ低級アルコキシカルボニルオキシフェニル基、2,3−ジ低級アルコキシカルボニルオキシフェニル基が挙げられる。nが3の場合、2,4,6−トリ低級アルコキシカルボニルオキシフェニル基、2,4,5−トリ低級アルコキシカルボニルオキシフェニル基、2,3,4−トリ低級アルコシキカルボニルオキシフェニル基等が挙げられる。中でも、良好な速硬化性及び入手容易性の点で、nが1の4−低級アルコキシカルボニルオキシフェニル基、特に4−メトキシカルボニルオキシフェニル基が好ましい。   N representing the number of hydroxyl groups of the phenyl group bonded to the sulfonium residue is an integer of 1 to 3. Examples of such a phenyl group include, when n is 1, 4-lower alkoxycarbonyloxyphenyl group, 2-lower alkoxycarbonyloxyphenyl group, 3-lower alkoxycarbonyloxyphenyl group, and the like. 2,4-dilower alkoxycarbonyloxyphenyl group, 2,6-dilower alkoxycarbonyloxyphenyl group, 3,5-dilower alkoxycarbonyloxyphenyl group, 2,3-dilower alkoxycarbonyloxyphenyl group It is done. When n is 3, 2,4,6-tri-lower alkoxycarbonyloxyphenyl group, 2,4,5-tri-lower alkoxycarbonyloxyphenyl group, 2,3,4-tri-lower alkoxycarbonyloxyphenyl group, etc. Can be mentioned. Among these, a 4-lower alkoxycarbonyloxyphenyl group having n of 1, particularly a 4-methoxycarbonyloxyphenyl group is preferable from the viewpoint of good rapid curability and availability.

Xのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子である。中でも、反応性向上の点から高い電子吸引性を有するフッ素原子が好ましい。   The halogen atom for X is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom. Among these, a fluorine atom having high electron withdrawing property is preferable from the viewpoint of improving reactivity.

本発明の新規な式(1)のスルホニウムボレート錯体の製造は、以下の反応式に従って製造することができる。なお、式(1)、(2)又は(3)における各置換基は、既に説明したとおりのものであり、即ち、Rはアラルキル基であり、Rは低級アルキル基であり、Rは低級アルコキシカルボニルオキシ基である。Xはハロゲン原子であり、nは1〜3の整数である。 The novel sulfonium borate complex of the formula (1) of the present invention can be produced according to the following reaction formula. In addition, each substituent in the formula (1), (2) or (3) is as described above, that is, R 1 is an aralkyl group, R 2 is a lower alkyl group, and R 3 Is a lower alkoxycarbonyloxy group. X is a halogen atom, and n is an integer of 1 to 3.

Figure 2014131997
Figure 2014131997

即ち、式(2)のスルホニウムアンチモネート錯体(合成方法は、特開2006−96742号公報参照。具体的には式(2)のサ錯体からギ酸エステル残基を取り除いた化合物に相当するヒドロキシフェニルスルホニウムアンチモネート錯体に、トリエチルアミン存在下、アセトニトリル中でクロルギ酸低級アルキルエステル化合物(例えば、クロルギ酸メチルエステル)を反応させればよい。)を酢酸エチル等の有機溶媒に溶解し、その溶液に式(3)のナトリウムボレート塩(合成方法は特開平10−310587号公報参照)の水溶液を等モル量で混合し、得られた2層系混合物を20〜80℃の温度で1〜3時間、攪拌し、式(2)のスルホニウムアンチモネート錯体に式(3)のナトリウムボレート塩を反応させることにより式(1)のスルホニウムボレート錯体を得ることができる。式(1)のスルホニウムボレート錯体の単離は、有機溶媒層を分液し乾燥した後、有機溶媒を減圧蒸発除去することにより、蒸発残渣として目的物を得ることで行うことができる。   That is, the sulfonium antimonate complex of formula (2) (refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-96742 for the synthesis method. Specifically, hydroxyphenyl corresponding to a compound obtained by removing the formate residue from the sa complex of formula (2). A sulfonium antimonate complex may be reacted with a lower alkyl ester compound of chloroformate (for example, methyl chloroformate) in acetonitrile in the presence of triethylamine, and dissolved in an organic solvent such as ethyl acetate. An aqueous solution of sodium borate salt (3) (refer to JP-A-10-310587 for the synthesis method) is mixed in an equimolar amount, and the obtained two-layer mixture is heated at a temperature of 20 to 80 ° C. for 1 to 3 hours. Stir and react the sodium borate salt of formula (3) with the sulfonium antimonate complex of formula (2). Can be obtained sulfonium borate complex of 1). Isolation of the sulfonium borate complex of the formula (1) can be carried out by separating the organic solvent layer and drying it, and then evaporating and removing the organic solvent under reduced pressure to obtain the desired product as an evaporation residue.

本発明の式(1)の新規なスルホニウムボレート錯体は、熱カチオン重合性接着剤等の一般的なエポキシ樹脂用の熱カチオン重合開始剤として使用することができる。従って、エポキシ樹脂に本発明の式(1)の新規なスルホニウムボレート錯体を熱カチオン重合開始剤として配合したエポキシ樹脂組成物も本願発明の一部である。   The novel sulfonium borate complex of the formula (1) of the present invention can be used as a thermal cationic polymerization initiator for general epoxy resins such as a thermal cationic polymerizable adhesive. Therefore, an epoxy resin composition in which the novel sulfonium borate complex of the formula (1) of the present invention is blended in the epoxy resin as a thermal cationic polymerization initiator is also a part of the present invention.

本発明のエポキシ樹脂組成物を構成するエポキシ樹脂としては、従来より電子材料の接合に用いられている熱硬化型エポキシ樹脂を適宜使用することができる。このような熱硬化型エポキシ樹脂としては、液状でも固体状でもよく、エポキシ当量が通常100〜4000程度であって、分子中に2以上のエポキシ基を有するものが好ましい。例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、エステル型エポキシ化合物、脂環型エポキシ化合物等を好ましく使用することができる。また、これらの化合物にはモノマーやオリゴマーが含まれる。   As the epoxy resin constituting the epoxy resin composition of the present invention, a thermosetting epoxy resin conventionally used for joining electronic materials can be appropriately used. Such a thermosetting epoxy resin may be liquid or solid, and preferably has an epoxy equivalent of usually about 100 to 4000 and having two or more epoxy groups in the molecule. For example, a bisphenol A type epoxy compound, a phenol novolac type epoxy compound, a cresol novolac type epoxy compound, an ester type epoxy compound, an alicyclic epoxy compound, or the like can be preferably used. These compounds include monomers and oligomers.

本発明のエポキシ樹脂組成物においては、エポキシ樹脂100質量部に対する式(1)のスルホニウムボレート錯体の配合量は、少なすぎると硬化が不十分であり、多すぎると保存安定性が低下するので、好ましくは0.1〜10質量部、より好ましくは0.5〜5質量部である。   In the epoxy resin composition of the present invention, the blending amount of the sulfonium borate complex of the formula (1) with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin is insufficient when cured, and when too large, the storage stability decreases. Preferably it is 0.1-10 mass parts, More preferably, it is 0.5-5 mass parts.

本発明のエポキシ樹脂組成物においては、上述したような熱硬化型エポキシ樹脂に加えて、発明の効果を損なわない範囲で、熱硬化型尿素樹脂、熱硬化型メラミン樹脂、熱硬化型フェノール樹脂等の熱硬化型樹脂や、ポリエステル樹脂やポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂を併用することができる。   In the epoxy resin composition of the present invention, in addition to the thermosetting epoxy resin as described above, a thermosetting urea resin, a thermosetting melamine resin, a thermosetting phenol resin, etc., as long as the effects of the invention are not impaired. These thermoplastic resins can be used in combination with thermoplastic resins such as polyester resins and polyurethane resins.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じてシリカ、マイカなどの充填剤、顔料、帯電防止剤、シランカップリング剤などを含有させることができる。また、本発明のエポキシ樹脂組成物の形態としては、トルエン等の溶媒に溶解した溶液、ペースト、成膜したフィルムとして使用することができる。   The epoxy resin composition of the present invention may contain a filler such as silica and mica, a pigment, an antistatic agent, a silane coupling agent, and the like as necessary. Moreover, as a form of the epoxy resin composition of this invention, it can use as a solution melt | dissolved in solvents, such as toluene, a paste, and the film formed into a film.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂及び熱カチオン重合開始剤と、必要に応じて添加されるシランカップリング剤、熱硬化型樹脂、充填剤等の他の添加剤とを、常法に従って均一に混合撹拌することにより製造することができる。   The epoxy resin composition of the present invention comprises an epoxy resin and a thermal cationic polymerization initiator and other additives such as a silane coupling agent, a thermosetting resin, and a filler that are added as necessary according to a conventional method. It can be produced by uniformly mixing and stirring.

このようにして得られた本発明のエポキシ系脂組成物は、熱カチオン重合開始剤として新規なスルホニウムボレート錯体を使用しているので、熱カチオン重合時には、フッ素イオン生成量が減少して耐電食性が向上し、しかも低温速硬化性を実現できる。   The epoxy-based fat composition of the present invention thus obtained uses a novel sulfonium borate complex as a thermal cationic polymerization initiator, so that during the thermal cationic polymerization, the amount of fluorine ions produced decreases and the electric corrosion resistance In addition, low temperature rapid curability can be realized.

従って、本発明のエポキシ系脂組成物は、配線基板上に電子部品を搭載する場合に好ましく適用することができる。この場合、配線基板上に電子部品がこのエポキシ樹脂組成物の熱硬化物により接合されてなる、耐電食性に優れた接続構造体が得られる。この接続構造体も本発明の一部である。   Therefore, the epoxy-based fat composition of the present invention can be preferably applied when an electronic component is mounted on a wiring board. In this case, it is possible to obtain a connection structure excellent in electric corrosion resistance, in which an electronic component is bonded onto a wiring board by a thermoset of the epoxy resin composition. This connection structure is also part of the present invention.

配線基板としては、フレキシブル印刷基板、ガラスエポキシ基板、ガラス基板、テープ基板等を挙げることができる。電子部品としては、ICチップ、抵抗素子、コンデンサ素子、アンテナ素子、スイッチング素子等を挙げることができる。   Examples of the wiring board include a flexible printed board, a glass epoxy board, a glass board, and a tape board. Examples of the electronic component include an IC chip, a resistance element, a capacitor element, an antenna element, and a switching element.

本発明のエポキシ系脂組成物(ペースト状、フィルム形状等)の熱カチオン重合は、100〜250℃に加熱することにより行うことができる。   Thermal cationic polymerization of the epoxy-based fat composition of the present invention (paste shape, film shape, etc.) can be performed by heating to 100 to 250 ° C.

実施例1及び比較例1〜3
式(2a)〜(2d)のスルホニウムアンチモネート錯体(合成方法は特開平10−245378号公報、特開2006−96742号公報参照)を酢酸エチルに溶解し、当該錯体の10質量%酢酸エチル溶液をそれぞれ調製した。これらとは別に式(3)のナトリウムボレート塩(合成方法は特開平10−310587号公報参照)の10質量%水溶液を調製した。
Example 1 and Comparative Examples 1-3
A sulfonium antimonate complex of the formulas (2a) to (2d) (see JP-A-10-245378 and JP-A-2006-96742 for a synthesis method) is dissolved in ethyl acetate, and a 10% by mass ethyl acetate solution of the complex Were prepared respectively. Separately from this, a 10% by mass aqueous solution of a sodium borate salt of the formula (3) (refer to JP-A-10-310587 for the synthesis method) was prepared.

次に、当該錯体の10質量%酢酸エチル溶液に、式(3)のナトリウムボレート塩の10質量%水溶液を、当モル量で室温下で混合し、そのまま30分間攪拌した。その後、反応混合液から酢酸エチル層を分液し、乾燥し、酢酸エチルを減圧除去した。蒸発残渣として、実施例1の式(1A)のスルホニウムボレート錯体、比較例1〜3の式(1a)〜(1c)のスルホニウムボレート錯体を得た。   Next, a 10% by mass aqueous solution of the sodium borate salt of the formula (3) was mixed in an equimolar amount at room temperature with a 10% by mass ethyl acetate solution of the complex and stirred as it was for 30 minutes. Thereafter, the ethyl acetate layer was separated from the reaction mixture, dried, and ethyl acetate was removed under reduced pressure. As the evaporation residue, the sulfonium borate complex of the formula (1A) of Example 1 and the sulfonium borate complexes of the formulas (1a) to (1c) of Comparative Examples 1 to 3 were obtained.

Figure 2014131997
Figure 2014131997

新規化合物である実施例1の式(1A)のスルホニウムボレート錯体、並びに比較例1及び比較例2のそれぞれ式(1a)及び(1b)のスルホニウムボレート錯体について、質量分析(測定機器:AQUITY UPLCシステム、WATERS社)、元素分析(測定機器:PHOENIX、EDAX社)、IR測定(測定機器:7000e FT−IR、VARIAN社)、H−NMR分析(測定機器:MERCURY PLUS、VARIAN社)を行った。これらのスルホニウムボレート錯体については、得られた結果から、目的化合物であることが確認できた。 Mass spectrometry (measuring instrument: AQUITY UPLC system) for the sulfonium borate complex of the formula (1A) of Example 1 as a novel compound and the sulfonium borate complexes of the formulas (1a) and (1b) of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, respectively. , WATERS), elemental analysis (measuring instrument: PHOENIX, EDAX), IR measurement (measuring instrument: 7000e FT-IR, Varian), 1 H-NMR analysis (measuring instrument: MERCURY PLUS, Varian). . These sulfonium borate complexes were confirmed to be target compounds from the obtained results.

(i) 実施例1の式(1A)のスルホニウムボレート錯体[p−メトキシカルボニルオキシフェニル−ベンジル−メチルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート]の分析結果 (I) Analysis result of sulfonium borate complex of formula (1A) in Example 1 [p-methoxycarbonyloxyphenyl-benzyl-methylsulfonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate]

<MS分析結果>
=289(スルホニウム残基)
=679(ボレート残基)
<MS analysis results>
M + = 289 (sulfonium residue)
M + = 679 (borate residue)

<元素分析結果>
実測値が理論値に合致していた。
<Results of elemental analysis>
The measured value was consistent with the theoretical value.

<IR分析結果(cm−1)>
測定結果のIRチャートを図1に示す。実施例1の式(1A)のスルホニウムボレート錯体の結合のIR特性吸収は、図1のIRチャートにおいて観察された。
<IR analysis result (cm < -1 >)>
An IR chart of the measurement results is shown in FIG. The IR characteristic absorption of the bond of the sulfonium borate complex of formula (1A) in Example 1 was observed in the IR chart of FIG.

H−NMR分析結果(δ値)>
測定結果のH−NMRチャートを図2Aに示し、対照となる溶媒のTHFのH−NMRチャートを図2Bに示す。図2AのNMRチャートにおいて、以下のプロトンが帰属できた。
<1 H-NMR analysis ([delta] value)>
A 1 H-NMR chart of the measurement results is shown in FIG. 2A, and a 1 H-NMR chart of THF as a control solvent is shown in FIG. 2B. In the NMR chart of FIG. 2A, the following protons could be assigned.

Figure 2014131997
Figure 2014131997
Figure 2014131997
Figure 2014131997

(ii)式(1a)のスルホニウムボレート錯体[4−ヒドロキシフェニル−メチル−1−ナフチルメチルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート]の分析結果 (Ii) Analysis result of sulfonium borate complex of formula (1a) [4-hydroxyphenyl-methyl-1-naphthylmethylsulfonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate]

<MS分析結果>
=281(スルホニウム残基)
=679(ボレート残基)
<MS analysis results>
M + = 281 (sulfonium residue)
M + = 679 (borate residue)

<元素分析結果>
実測値 C;52.51 H;1.89
理論値 C;52.52 H;1.78
<Results of elemental analysis>
Found C; 52.51 H; 1.89
Theoretical value C; 52.52 H; 1.78

<IR分析結果(cm−1)>
662(C−S)、776、980、1088、1276(Ar−F)、1300、1374、1464、1514、1583、1643、2881(C−H)、2981(C−H)、3107(O−H)
<IR analysis result (cm < -1 >)>
662 (C-S), 776, 980, 1088, 1276 (Ar-F), 1300, 1374, 1464, 1514, 1583, 1643, 2881 (C-H), 2981 (C-H), 3107 (O--) H)

H−NMR分析結果(δ値)、図3参照(THF使用)>
2.6(1H、(d))、3.3(3H、(a))、5.3(2H、(e))、6.9(2H、(c))、7.6(2H、(b))、7.2〜8.1(7H、(f),(g),(h),(i),(j),(k),(l))
<1 H-NMR analysis ([delta] value), see Fig. 3 (THF used)>
2.6 (1H, (d)), 3.3 (3H, (a)), 5.3 (2H, (e)), 6.9 (2H, (c)), 7.6 (2H, (B)), 7.2-8.1 (7H, (f), (g), (h), (i), (j), (k), (l))

Figure 2014131997
Figure 2014131997
Figure 2014131997
Figure 2014131997

(iii) 式(1b)のスルホニウムボレート錯体[4−ヒドロキシフェニル−メチル−(2−メチルベンジル)スルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート]の分析結果 (Iii) Analysis result of sulfonium borate complex [4-hydroxyphenyl-methyl- (2-methylbenzyl) sulfonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate] of formula (1b)

<MS分析結果>
=245(スルホニウム残基)
=679(ボレート残基)
<MS analysis results>
M + = 245 (sulfonium residue)
M + = 679 (borate residue)

<元素分析結果>
実測値 C;50.39 H;1.77
理論値 C;50.60 H;1.80
<Results of elemental analysis>
Found C; 50.39 H; 1.77
Theoretical value C; 50.60 H; 1.80

<IR分析結果(cm−1)>
662(C−S)、773、980、1088、1276(Ar−F)、1463、1514、1583、1644、2882(C−H)、2983(C−H)、3109(O−H)
<IR analysis result (cm < -1 >)>
662 (C-S), 773, 980, 1088, 1276 (Ar-F), 1463, 1514, 1583, 1644, 2882 (C-H), 2983 (C-H), 3109 (O-H)

H−NMR分析結果(δ値)、図4参照(THF使用)>
2.3(3H、(j))、2.4(1H、(d))、3.3(3H、(a))、4.8(2H、(e))、7.0(2H、(c))、7.6(2H、(b))、7.0〜7.4(4H、(f),(g),(h),(i))
<1 H-NMR analysis ([delta] value), see FIG. 4 (THF used)>
2.3 (3H, (j)), 2.4 (1H, (d)), 3.3 (3H, (a)), 4.8 (2H, (e)), 7.0 (2H, (C)), 7.6 (2H, (b)), 7.0-7.4 (4H, (f), (g), (h), (i))

Figure 2014131997
Figure 2014131997
Figure 2014131997
Figure 2014131997

<特性評価>
実施例1、比較例1〜3の各スルホニウムボレート錯体(1A)、(1a)、(1b)、(1c)、及び参考例1〜4としてそれらで使用したスルホニウムアンチモネート錯体(2a)〜(2d)のそれぞれについて、以下に説明するように、熱カチオン重合時の温度条件下でのフッ素イオン濃度を測定した。
<Characteristic evaluation>
Example 1, each sulfonium borate complex (1A), (1a), (1b), (1c) of Comparative Examples 1-3, and sulfonium antimonate complexes (2a)-( For each of 2d), the fluorine ion concentration was measured under temperature conditions during thermal cationic polymerization as described below.

<錯体のフッ素イオン生成評価>
錯体0.2gを純水10mLに投入し、100℃で10時間加温した後、上澄み液のフッ素イオン量を、イオンクロマトクラフィ分析(ダイオニクス社)により測定した。得られた結果を表1に示す。実用上、10ppm未満であることが望まれる。
<Evaluation of fluorine ion production of complex>
0.2 g of the complex was added to 10 mL of pure water and heated at 100 ° C. for 10 hours, and then the amount of fluorine ions in the supernatant was measured by ion chromatographic analysis (Dionics). The obtained results are shown in Table 1. Practically, it is desired to be less than 10 ppm.

Figure 2014131997
Figure 2014131997

表1の結果から、スルホニウムボレート錯体が、スルホニウムアンチモレート錯体に比べ、非常に少ないフッ素イオン生成量(10ppm未満)を示すため、その点で熱カチオン重合開始剤として有用であることがわかる。   From the results of Table 1, it can be seen that the sulfonium borate complex is useful as a thermal cationic polymerization initiator in that respect because it shows a very small amount of fluorine ion generation (less than 10 ppm) compared to the sulfonium antimolybate complex.

実施例2,3、比較例4〜9、参考例5〜12
表2の組成の成分を均一に混合することによりエポキシ樹脂組成物を調製した。更に、各エポキシ樹脂組成物について、以下に説明するように示差熱分析測定(DSC測定)を行い、また、耐電食性試験を行った。なお、使用した液状エポキシ樹脂は、ジャパンエポキシレジン社のエピコート828であり、シランカップリング剤は、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社)であり、充填材は、球状溶融シリカ(EB−6D、電気化学工業社)である。
Examples 2 and 3, Comparative Examples 4 to 9, Reference Examples 5 to 12
An epoxy resin composition was prepared by uniformly mixing the components having the composition shown in Table 2. Further, for each epoxy resin composition, differential thermal analysis measurement (DSC measurement) was performed as described below, and an electric corrosion resistance test was performed. The liquid epoxy resin used was Epicoat 828 of Japan Epoxy Resin Co., Ltd., the silane coupling agent was γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and the filler was spherical fused silica. (EB-6D, Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.).

<DSC測定>
エポキシ樹脂組成物について、熱分析装置(DSC 5100、セイコーインスツル社)を用いて昇温速度10℃/分で示差熱分析(発熱開始温度、ピーク温度、発熱量)を行った。得られた結果を表2に示す。
<DSC measurement>
The epoxy resin composition was subjected to differential thermal analysis (heat generation start temperature, peak temperature, heat generation amount) at a temperature rising rate of 10 ° C./min using a thermal analyzer (DSC 5100, Seiko Instruments Inc.). The obtained results are shown in Table 2.

なお、発熱開始温度は、錯体からプロトンが生成され、カチオン重合を開始した温度である。発熱開始温度が低いほど低温硬化性が高まるが、保存安定性が低下する傾向が生ずるので、実用上60〜80℃が好ましい。発熱ピーク温度が低すぎると保存安定性が低下し、高すぎると硬化不良が生ずる傾向があるので、実用上100〜110℃である。発熱量は、エポキシ樹脂1gあたりの反応熱であり、少なすぎると硬化不良が生ずる傾向があるので、使用するエポキシ樹脂によって異なるが、一般的には200J/g以上が望ましい。   The exothermic start temperature is a temperature at which protons are generated from the complex and cationic polymerization is started. The lower the heat generation start temperature, the lower the temperature curability, but the tendency to decrease the storage stability arises. If the exothermic peak temperature is too low, the storage stability is lowered, and if it is too high, there is a tendency for curing failure to occur, so it is practically 100 to 110 ° C. The calorific value is the heat of reaction per gram of epoxy resin, and if it is too small, there is a tendency for poor curing, so it varies depending on the epoxy resin used, but generally 200 J / g or more is desirable.

<耐電食性試験(マイグレーション試験)>
ガラス基板上にAl/Cr/ITO電極もしくはMo/ITO電極とを20μmギャップで櫛歯状に設けてなるガラス配線基板に、試験すべきエポキシ系樹脂組成物を20μm厚となるように塗布し、200℃で10分間加熱して硬化させ、試験片を得た。得られた試験片を、85℃、85%RHの恒温槽中に入れ、電極間に30Vの電圧を印加した状態で12時間放置した。その後、電極に変色や欠陥、断線等が発生したか否かを、ガラス配線基板の表面及び裏面から光学顕微鏡を用いて観察し、以下の基準に従って評価した。得られた結果を表2示す。
<Electrical corrosion resistance test (migration test)>
An epoxy resin composition to be tested is applied to a glass wiring substrate in which an Al / Cr / ITO electrode or Mo / ITO electrode is provided in a comb-like shape with a 20 μm gap on a glass substrate so as to have a thickness of 20 μm. A test piece was obtained by heating and curing at 200 ° C. for 10 minutes. The obtained test piece was placed in a constant temperature bath at 85 ° C. and 85% RH and left for 12 hours in a state where a voltage of 30 V was applied between the electrodes. Thereafter, whether or not discoloration, defects, disconnection, or the like occurred in the electrodes was observed from the front and back surfaces of the glass wiring board using an optical microscope and evaluated according to the following criteria. The results obtained are shown in Table 2.

耐電食性評価基準
G:変色・欠陥・断線等が認められる場合
NG:変色・欠陥・断線等が認められない場合
Electrical corrosion resistance evaluation criteria G: When discoloration, defect, disconnection, etc. are observed NG: When discoloration, defect, disconnection, etc. are not observed

Figure 2014131997
Figure 2014131997

フッ素イオン生成量(表1参照)が10ppm未満である実施例1及び2の新規な式(1A)のスルホニウムボレート錯体を使用した実施例2及び3のエポキシ樹脂組成物の場合、表2から、DSC測定における反応開始温度が70〜80℃の範囲にあり、発熱ピーク温度が100〜110℃の範囲にあり、発熱量も200J/g以上であるので、実用上満足できるものであった。   In the case of the epoxy resin compositions of Examples 2 and 3 using the novel sulfonium borate complex of the formula (1A) of Examples 1 and 2 having a fluorine ion production amount (see Table 1) of less than 10 ppm, from Table 2, Since the reaction start temperature in the DSC measurement was in the range of 70 to 80 ° C., the exothermic peak temperature was in the range of 100 to 110 ° C., and the calorific value was 200 J / g or more, it was satisfactory in practical use.

一方、比較例1〜3のスルホニウムボレート錯体を使用した比較例4〜9のエポキシ樹脂組成物の場合、フッ素イオン生成量が10ppm未満であり且つ耐電食性にも優れていたが、反応開始温度及び発熱ピーク温度の評価項目に問題があった。   On the other hand, in the case of the epoxy resin compositions of Comparative Examples 4 to 9 using the sulfonium borate complex of Comparative Examples 1 to 3, the fluorine ion generation amount was less than 10 ppm and excellent in electric corrosion resistance. There was a problem with the evaluation item of the exothermic peak temperature.

このように、スルホニウムボレート錯体の中でも、本発明の実施例1の式(1A)のスルホニウムボレート錯体が他の錯体に比べて熱カチオン重合開始剤として優れていることがわかった。   Thus, it was found that among the sulfonium borate complexes, the sulfonium borate complex of the formula (1A) of Example 1 of the present invention was superior as a thermal cationic polymerization initiator compared to other complexes.

なお、参考例(2a)〜(2d)のスルホニウムアンチモネート錯体を使用した参考例5〜12のエポキシ樹脂組成物の場合、フッ素イオン生成量が10000ppmを超え、しかも耐電食性に問題があった。   In the case of the epoxy resin compositions of Reference Examples 5 to 12 using the sulfonium antimonate complexes of Reference Examples (2a) to (2d), the amount of fluorine ions generated exceeded 10,000 ppm, and there was a problem with resistance to electrolytic corrosion.

本発明の新規なスルホニウムボレート錯体は、この錯体を熱カチオン重合開始剤として含有する熱カチオン性接着剤等としてのエポキシ樹脂組成物の熱カチオン重合時には、フッ素イオン生成量を減少させ、耐電食性を向上させることができ、しかも低温速硬化性を実現できる。従って、エポキシ樹脂組成物の熱カチオン重合開始剤として有用である。   The novel sulfonium borate complex of the present invention reduces the amount of fluorine ions generated during thermal cationic polymerization of an epoxy resin composition such as a thermal cationic adhesive containing this complex as a thermal cationic polymerization initiator, and has resistance to electric corrosion. In addition, low temperature rapid curability can be realized. Therefore, it is useful as a thermal cationic polymerization initiator for the epoxy resin composition.

耐電食性評価基準
G:変色・欠陥・断線等が認められない場合
NG:変色・欠陥・断線等が認められ場合

Electrolytic corrosion resistance Evaluation Criteria G: If discoloration defects, such as disconnection is not recognized NG: If the discoloration defects, such as disconnection is Ru observed

Claims (9)

式(1)で表されるスルホニウムボレート錯体。
Figure 2014131997
(式(1)中、Rはアラルキル基であり、Rは低級アルキル基であり、Rは低級アルコシキカルボニル基である。Xはハロゲン原子であり、nは1〜3の整数である。)
A sulfonium borate complex represented by the formula (1).
Figure 2014131997
(In formula (1), R 1 is an aralkyl group, R 2 is a lower alkyl group, R 3 is a lower alkoxycarbonyl group, X is a halogen atom, and n is an integer of 1 to 3. is there.)
がo−メチルベンジル基又は(1−ナフチル)メチル基である請求項1記載のスルホニウムボレート錯体。 The sulfonium borate complex according to claim 1, wherein R 1 is an o-methylbenzyl group or a (1-naphthyl) methyl group. がメチル基である請求項1又は2記載のスルホニウムボレート錯体。 The sulfonium borate complex according to claim 1 or 2, wherein R 2 is a methyl group. nが1であり、RO基がフェニル基の4位に結合している請求項1〜3のいずれかに記載のスルホニウムボレート錯体。 The sulfonium borate complex according to claim 1, wherein n is 1 and the R 3 O group is bonded to the 4-position of the phenyl group. がメトキシカルボニル基である請求項1〜4のいずれかに記載のスルホニウムボレート錯体。 Sulfonium borate complex according to any one of claims 1 to 4 R 3 is a methoxy group. Xがフッ素原子である請求項1〜4のいずれかに記載のスルホニウムボレート錯体。   X is a fluorine atom, The sulfonium borate complex in any one of Claims 1-4. 請求項1記載の式(1)のスルホニウムボレート錯体の製造方法であって、
式(2)のスルホニウムアンチモネート錯体に、式(3)のナトリウムボレート塩を反
応させることにより式(1)のスルホニウムボレート錯体を得る製造方法。
Figure 2014131997
(式(1)、(2)又は(3)において、Rはアラルキル基であり、Rは低級アルキル基であり、Rは低級アルコシキカルボニル基である。Xはハロゲン原子であり、nは1〜3の整数である。)
A process for producing a sulfonium borate complex of formula (1) according to claim 1,
A production method for obtaining a sulfonium borate complex of formula (1) by reacting a sodium borate salt of formula (3) with a sulfonium antimonate complex of formula (2).
Figure 2014131997
(In Formula (1), (2) or (3), R 1 is an aralkyl group, R 2 is a lower alkyl group, R 3 is a lower alkoxycarbonyl group, X is a halogen atom, n is an integer of 1 to 3.)
エポキシ樹脂と熱カチオン重合開始剤とを含有するエポキシ樹脂組成物であって、該熱カチオン重合開始剤が、請求項1〜6のいずれかに記載のスルホニウムボレート錯体であることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。   An epoxy resin composition comprising an epoxy resin and a thermal cationic polymerization initiator, wherein the thermal cationic polymerization initiator is the sulfonium borate complex according to any one of claims 1 to 6. Resin composition. 配線基板上に電子部品が請求項8記載のエポキシ樹脂組成物の熱硬化物により接合されていることを特徴とする接続構造体。   An electronic component is bonded onto a wiring board by a thermoset of the epoxy resin composition according to claim 8.
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