CN116897191A - 注射成型用密封树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的注射成型用密封树脂组合物包含热固性树脂、固化剂、无机填充材料和咪唑催化剂,在使用差示扫描热量计在升温速度为10℃/min的条件下从30℃升温至330℃时得到的DSC曲线中,最大放热峰的峰值温度为155℃以上且小于175℃,以将所述最大放热峰前的热流量最小的点和所述最大放热峰后的热流量最小的点连接的直线作为基线求出的、所述最大放热峰的半值宽度为32℃以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种注射成型用密封树脂组合物。
背景技术
以对注射成型的挤出机中的热处理实现稳定化为目的进行了各种研究。作为这种技术,例如,可以举出专利文献1中记载的技术。根据该文献,记载了通过配合1种以上的规定的二甲基脲类固化促进剂,成型机料筒内的热稳定性优异。
并且,在专利文献2中记载了一种环氧树脂组合物,其含有规定的环氧树脂、酚类固化剂、固化催化剂和无机填充剂,当在升温速度10℃/分钟的条件下对该环氧树脂组合物进行差示扫描热量测量时,放热峰顶为150℃以上。根据该文献,记载了由该环氧树脂组合物构成的固化物在高Tg性、高温长期的重量保持性和机械强度保持性方面优异,并且环氧树脂组合物具有优异的流动性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-106771号公报
专利文献2:国际公开第2014/065152号
发明内容
发明要解决的技术问题
然而,在专利文献1和2中记载的现有技术中,在注射成型的挤出机中的热处理中,在从注射成型中的混炼区域到喷嘴区域会进行固化,可能会产生混炼不良,或者产生模具的注道堵塞等。
因此,本发明要解决的技术问题是提供一种注射成型用密封树脂组合物,其对注射成型的挤出机中的热处理稳定,不会产生如上所述的不良现象,因此能够缩短成型周期。
用于解决技术问题的手段
本发明的发明人发现,通过在使用差示扫描热量计得到的DSC曲线中,最大放热峰的半值宽度在规定范围内,能够解决上述技术问题,从而完成了本发明。
即,本发明可以如下所示。
根据本发明,提供一种注射成型用密封树脂组合物,其包含(A)热固性树脂、(B)固化剂、(C)无机填充材料和(D)固化促进剂,在使用差示扫描热量计在升温速度为10℃/min的条件下从30℃升温至330℃时得到的DSC曲线中,最大放热峰的峰值温度为155℃以上且小于175℃,以将所述最大放热峰前的热流量最小的点和所述最大放热峰后的热流量最小的点连接的直线作为基线求出的、所述最大放热峰的半值宽度为32℃以下。
根据本发明,提供一种结构体,其包括所述注射成型用密封树脂组合物的固化物。
发明效果
本发明的注射成型用密封树脂组合物,热稳定性和固化性均衡地优异,因此,对注射成型的挤出机中的热处理稳定,并且能够适合用作成型周期短的注射成型用密封树脂组合物。
附图说明
图1是表示实施方式的车载用电子控制单元的一个例子的截面示意图。
图2是通过对实施例1的注射成型用密封树脂组合物的DSC测量而得到的DSC曲线。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的实施方式进行说明。另外,在所有附图中,对相同的构成要件标注相同的附图标记,并适当地省略说明。并且,除非另有说明,否则“~”表示“以上”到“以下”。
本实施方式的注射成型用密封树脂组合物包含热固性树脂(A)、固化剂(B)、无机填充材料(C)和固化促进剂(D),在使用差示扫描热量计在升温速度为10℃/min的条件下从30℃升温至330℃时得到的DSC曲线中,最大放热峰的峰值温度为155℃以上且小于175℃,优选为155℃以上170℃以下,进一步优选为155℃以上168℃以下,以将所述最大放热峰前的热流量最小的点和所述最大放热峰后的热流量最小的点连接的直线作为基线求出的、所述最大放热峰的半值宽度为32℃以下,优选为30℃以下,下限值没有特别限定,为20℃以上。
本发明人着眼于密封树脂组合物的DSC曲线中的最大放热峰温度,发现通过将其半值宽度作为指标,能够评价密封树脂组合物的成型工序中的热稳定性和固化性、以及它们的平衡。基于这样的见解进一步进行了深入研究,结果发现通过使最大放热峰温度的半值宽度为规定值以下,热稳定性和固化性的平衡优异,因此在从注射成型中的混炼区域到喷嘴区域能够控制固化,能够抑制混炼不良和模具的注道堵塞的产生等,对密封树脂组合物的注射成型的挤出机中的热处理稳定,能够改善成型周期,从而完成了本发明。
此外,本实施方式的注射成型用密封树脂组合物,从本发明的效果的观点出发,当使用Labo Plastomill在转速30rpm、测量温度130℃的条件下随着时间的变化测量转矩值时,转矩值为最低转矩值a的2倍以下的时间T1为65秒以上200秒以下,优选为90秒以上180秒以下,进一步优选为110秒以上170秒以下,并且当在转速30rpm、测量温度150℃的条件下随着时间的变化测量转矩值时,转矩值为最低转矩值b的2倍以下的时间T1′为35秒以上150秒以下,优选为40秒以上120秒以下,进一步优选为45秒以上100秒以下。
通过控制使用Labo Plastomill在特定条件下测量的转矩变化的举动(行为),能够进一步改善常温下的保管性和填充性与固化性和连接可靠性的平衡。
在本实施方式中,从本发明的效果的观点出发,所述最低转矩值a为0.5N·m以上10N·m以下,优选为0.8N·m以上5.0N·m以下,进一步优选为1.0N·m以上2.8N·m以下,并且所述最低转矩值b为0.1N·m以上4N·m以下,优选为0.2N·m以上2.5N·m以下,进一步优选为0.5N·m以上2N·m以下。
通过这样控制由Labo Plastomill测量的固化特性,能够实现填充性优异、未填充部分的产生得到抑制、成型周期得到改善的注射成型用密封树脂组合物,即成型性优异的树脂成型材料。
另外,DSC曲线中的最大放热峰的峰值温度、最大放热峰的半值宽度、以及由硫化仪测量的达到T10的时间和达到T90的时间,例如可以通过分别适当地调整注射成型用密封树脂组合物中包含的各成分的种类和/或含量、树脂成型材料的粒度分布等来控制。在本实施方式中,例如可以举出调整热固性树脂、固化剂、无机填充材料和咪唑类催化剂等的种类和/或含量。
此外,DSC曲线中的最大放热峰的峰值温度也可以通过调整注射成型用密封树脂组合物的混炼条件(温度和时间)而向低温侧移动。
对本实施方式的注射成型用密封树脂组合物的组成进行说明。
[热固性树脂(A)]
热固性树脂(A)例如包含选自环氧树脂、酚醛树脂、氧杂环丁烷树脂、(甲基)丙烯酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂和马来酰亚胺树脂中的一种或两种以上。其中,从提高固化性、保存性、耐热性、耐湿性和耐化学品性的观点出发,尤其优选包含环氧树脂。
作为热固性树脂(A)中包含的环氧树脂,可以使用一个分子内具有两个以上环氧基的所有单体、低聚物、聚合物,其分子量和分子结构没有特别限定。在本实施方式中,环氧树脂例如包含选自下述环氧树脂中的一种或两种以上:联苯型环氧树脂;双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、四甲基双酚F型环氧树脂等双酚型环氧树脂;茋型环氧树脂;苯酚酚醛清漆型环氧树脂、邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂;三酚基甲烷型环氧树脂、烷基改性三酚基甲烷型环氧树脂等所例示的三酚型环氧树脂等多官能环氧树脂;具有亚苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂、具有亚苯基骨架的萘酚芳烷基型环氧树脂、具有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂、具有亚联苯基骨架的萘酚芳烷基型环氧树脂等酚芳烷基型环氧树脂;二羟基萘型环氧树脂、将二羟基萘的二聚物进行缩水甘油醚化而得到的环氧树脂等萘酚型环氧树脂;三缩水甘油基异氰脲酸酯、单烯丙基二缩水甘油基异氰脲酸酯等含三嗪核的环氧树脂;双环戊二烯改性酚型环氧树脂等桥环状烃化合物改性酚型环氧树脂。
其中,从本发明的效果的观点出发,优选包含选自邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂和双酚A型环氧树脂中的一种或两种以上。
所述环氧树脂还优选包含在环氧树脂骨架的重复结构中具有三个以上环氧基的多官能环氧树脂。通过使用多官能环氧树脂,能够提高固化物的玻璃化转变温度。
作为多官能环氧树脂没有特别限定,例如可以举出四苯基乙烷型环氧树脂、2-[4-(2,3-环氧丙氧基)苯基]-2-[4-[1,1-双[4-(2,3-环氧丙氧基)苯基]乙基]苯基]丙烷、四(缩水甘油氧基苯基)乙烷、α-2,3-环氧丙氧基苯基-ω-氢聚(n=1~7){2-(2,3-环氧丙氧基)亚苄基-2,3-环氧丙氧基亚苯基}等。这些可以单独使用,也可以将多个组合使用。
作为多官能环氧树脂,优选四苯基乙烷型环氧树脂。
在本实施方式中,热固性树脂(A)作为环氧树脂更优选包含选自邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A型环氧树脂和四苯基乙烷型环氧树脂中的一种以上。
本实施方式的注射成型用密封树脂组合物不包含由下述通式(1)表示的环氧树脂。
通式(1)中,n的平均值为0.2~4.0,G表示缩水甘油基。
注射成型用密封树脂组合物中的热固性树脂(A)的含量相对于注射成型用密封树脂组合物整体优选为2质量%以上,更优选为3质量%以上,尤其优选为4质量%以上。通过使热固性树脂(A)的含量为上述下限值以上,能够提高成型时的流动性。因此,常温保管性更优异,还能够进一步提高填充性和成型稳定性。另一方面,注射成型用密封树脂组合物中的热固性树脂(A)的含量相对于注射成型用密封树脂组合物整体优选为50质量%以下,更优选为30质量%以下,尤其优选为15质量%以下。通过使热固性树脂(A)的含量为上述上限值以下,对注射成型的挤出机中的热处理稳定,并且能够缩短成型周期。
注射成型用密封树脂组合物中的热固性树脂(A)的含量可以将上述下限值和上述上限值任意地组合,例如相对于注射成型用密封树脂组合物整体优选为2质量%以上50质量%以下,更优选为3质量%以上30质量%以下,尤其优选为4质量%以上15质量%以下。
[固化剂(B)]
作为固化剂(B),例如可以大致分为加聚型固化剂、催化剂型固化剂和缩合型固化剂这3种类型。
作为固化剂(B)使用的加聚型固化剂例如包含选自下述物质中的一种或两种以上:多胺化合物,包括二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(TETA)、间苯二甲胺(MXDA)等脂肪族多胺,二氨基二苯甲烷(DDM)、间苯二胺(MPDA)、二氨基二苯砜(DDS)等芳香族多胺,以及双氰胺(DICY)、有机酸二酰肼等;酸酐,包括六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)、甲基四氢邻苯二甲酸酐(MTHPA)等脂环族酸酐,偏苯三酸酐(TMA)、均苯四甲酸酐(PMDA)、二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)等芳香族酸酐等;酚醛清漆型酚醛树脂、聚乙烯基酚、芳烷基型酚醛树脂等酚醛树脂类固化剂;多硫化物、硫酯、硫醚等聚硫醇化合物;异氰酸酯预聚物、封端异氰酸酯等异氰酸酯化合物;含羧酸的聚酯树脂等有机酸类。
作为固化剂(B)使用的催化剂型固化剂例如包含选自苄基二甲胺(BDMA)、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚(DMP-30)等叔胺化合物;BF3配位化合物等路易斯酸中的一种或两种以上。
作为固化剂(B)使用的缩合型固化剂例如包含选自甲阶型酚醛树脂;含羟甲基的尿素树脂等尿素树脂;含羟甲基的三聚氰胺树脂等三聚氰胺树脂中的一种或两种以上。
其中,从提高阻燃性、耐湿性、电特性、固化性和保存稳定性等的平衡的观点出发,更优选包含酚醛树脂类固化剂。作为酚醛树脂类固化剂,可以使用在一分子内具有两个以上酚性羟基的所有单体、低聚物、聚合物,其分子量和分子结构没有特别限定。作为固化剂(B)使用的酚醛树脂类固化剂例如包含选自下述物质中的一种或两种以上:苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、双酚酚醛清漆等酚醛清漆型酚醛树脂;聚乙烯基酚;三酚基甲烷型酚醛树脂等多官能型酚醛树脂;萜烯改性酚醛树脂、双环戊二烯改性酚醛树脂等改性酚醛树脂;具有亚苯基骨架和/或亚联苯基骨架的苯酚芳烷基树脂、具有亚苯基骨架和/或亚联苯基骨架的萘酚芳烷基树脂等酚芳烷基型酚醛树脂;双酚A、双酚F等双酚化合物。其中,从提高注射成型用密封树脂组合物的固化性的观点出发,更优选包含酚醛清漆型酚醛树脂和酚芳烷基型酚醛树脂中的至少一种。
注射成型用密封树脂组合物中的固化剂(B)的含量相对于注射成型用密封树脂组合物整体优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,尤其优选为3质量%以上。通过使固化剂(B)的含量为上述下限值以上,常温保管性更优异,并且在成型时能够实现优异的流动性,提高填充性和成型性。另一方面,注射成型用密封树脂组合物中的固化剂(B)的含量相对于注射成型用密封树脂组合物整体优选为40质量%以下,更优选为25质量%以下,尤其优选为10质量%以下。通过使固化剂(B)的含量为上述上限值以下,对注射成型的挤出机中的热处理稳定,并且能够缩短成型周期。
注射成型用密封树脂组合物中的固化剂(B)的含量可以将上述下限值和上述上限值任意地组合,例如相对于注射成型用密封树脂组合物整体优选为1质量%以上40质量%以下,更优选为2质量%以上25质量%以下,尤其优选为3质量%以上10质量%以下。
[无机填充剂(C)]
本实施方式的注射成型用密封树脂组合物包含无机填充剂(C)。
作为无机填充剂(C),例如可以包含选自玻璃纤维、熔融破碎二氧化硅、结晶二氧化硅等二氧化硅、氧化铝、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、氮化硅和氮化铝中的一种或两种以上。其中,从通用性优异的观点出发,优选包含玻璃纤维、熔融破碎二氧化硅、碳酸钙,更优选包含玻璃纤维、熔融破碎二氧化硅。
无机填充剂(C)特别是通过包含熔融破碎二氧化硅,能够降低车载用电子控制单元10的制造成本。在无机填充剂(C)包含破碎二氧化硅的情况下,破碎二氧化硅的含量例如可以相对于无机填充剂(C)整体为10重量%以上95重量%以下,更优选为15重量%以上90重量%以下。
在无机填充剂(C)包含二氧化硅的情况下,例如优选包含平均粒径D50为1μm以上50μm以下的二氧化硅。由此,能够更有效地提高填充性、密合性、耐湿性、耐热性等的平衡。另外,二氧化硅的平均粒径D50例如可以使用市售的激光式粒度分布计(例如,株式会社岛津制作所(Shimadzu Corporation)制造,SALD-7000等)来测量。
注射成型用密封树脂组合物中的无机填充剂(C)的含量相对于注射成型用密封树脂组合物整体优选为50重量%以上,更优选为60重量%以上。通过使无机填充剂(C)的含量为上述下限值以上,能够提高低吸湿性和低热膨胀性,能够更有效地提高车载用电子控制单元的耐湿可靠性和耐回流焊性。另一方面,注射成型用密封树脂组合物中的无机填充剂(C)的含量相对于注射成型用密封树脂组合物整体优选为90重量%以下,更优选为85重量%以下。通过使无机填充剂(C)的含量为上述上限值以下,能够更有效地提高注射成型用密封树脂组合物成型时的流动性和填充性。
注射成型用密封树脂组合物中的无机填充剂(C)的含量可以将上述下限值和上述上限值任意地组合,例如相对于注射成型用密封树脂组合物整体优选为50质量%以上90质量%以下,更优选为60质量%以上85质量%以下。
[固化促进剂(D)]
本实施方式的注射成型用密封树脂组合物包含固化促进剂(固化催化剂)(D)。固化促进剂(D)只要是能够促进热固性树脂(A)与固化剂(B)的交联反应的物质即可,可以使用公知的固化促进剂。
作为固化促进剂(D),例如可以举出咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑(EMI24)、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑(2P4MZ)、1-苄基-2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑鎓三酸酯、1-氰乙基-2-苯基咪唑鎓三酸酯、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑啉(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑啉(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4-甲基咪唑啉(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑啉(1’)]-乙基-均三嗪的异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑的异氰脲酸加成物、2-甲基咪唑的异氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羟基二甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、2,4-二氨基-6-[2-(2-甲基-1-咪唑啉)乙基]-1,3,5-三嗪等咪唑催化剂;1,1’-(4-甲基-间亚苯基)双(3,3-二甲基脲)、N,N’-二甲基脲等尿素类催化剂等。这些可以单独使用,也可以将两种以上组合使用。
其中,从提高低温固化性和填充性的观点出发,优选包含选自2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、1,1’-(4-甲基-间亚苯基)双(3,3-二甲基脲)和N,N’-二甲基脲中的一种以上。
并且,从低温固化性与填充性的平衡的观点出发,固化促进剂(D)的官能团例如优选为三个以下,更优选为两个以下。
本实施方式的注射成型用密封树脂组合物不包含由下述化学式(1)~(3)表示的二甲基脲类固化促进剂。
在本实施方式中,固化促进剂(D)的含量的下限值例如相对于注射成型用密封树脂组合物的总固体成分优选为0.1质量%以上,更优选为0.2质量%以上,尤其优选为0.3质量%以上。通过使固化促进剂的含量为上述下限值以上,能够有效地提高成型时的固化性。另一方面,固化促进剂(D)的含量的上限值例如相对于注射成型用密封树脂组合物的总固体成分优选为3.0质量%以下,更优选为2.0质量%以下,尤其优选为1.5质量%以下。通过使固化促进剂的含量为上述上限值以下,能够实现成型时的流动性的提高。
注射成型用密封树脂组合物中的固化促进剂(D)的含量可以将上述下限值和上述上限值任意地组合,例如相对于注射成型用密封树脂组合物的总固体成分优选为0.1质量%以上3.0质量%以下,更优选为0.2质量%以上2.0质量%以下,尤其优选为0.3质量%以上1.5质量%以下。
并且,固化促进剂(D)的含量的下限值例如相对于环氧树脂的总固体成分优选为3.5质量%以上,更优选为4.0质量%以上,尤其优选为5.0质量%以上。通过使固化促进剂(D)的含量为上述下限值以上,能够有效地提高成型时的低温固化性。另一方面,固化促进剂(D)的含量的上限值例如相对于环氧树脂的总固体成分优选为12.0质量%以下,更优选为11.0质量%以下,尤其优选为10.0质量%以下。通过使固化促进剂(D)的含量为上述上限值以下,能够实现成型时的流动性的提高。
注射成型用密封树脂组合物中的固化促进剂(D)的含量可以将上述下限值和上述上限值任意地组合,例如相对于环氧树脂的总固体成分优选为3.5质量%以上12.0质量%以下,更优选为4.0质量%以上11.0质量%以下,尤其优选为5.0质量%以上10.0质量%以下。
(其他成分)
在本实施方式的注射成型用密封树脂组合物中,可以根据需要,适当地配合例如脱模性赋予剂、着色剂、离子捕捉剂、油、低应力剂和阻燃剂等各种添加剂中的一种以上。
脱模性赋予剂例如可以包含选自巴西棕榈蜡等天然蜡、褐煤酸酯蜡或氧化聚乙烯蜡等合成蜡、硬脂酸锌等高级脂肪酸及其金属盐类、以及石蜡中的一种或两种以上。着色剂例如可以包含炭黑和黑色氧化钛中的任一者或两者。
离子捕捉剂例如可以包含水滑石。油例如可以包含硅油。低应力剂例如可以包含硅橡胶。阻燃剂例如可以包含选自氢氧化镁、硼酸锌、钼酸锌和磷腈中的一种或两种以上。
抗氧化剂可以包含选自芳香族胺类抗氧化剂、受阻酚类抗氧化剂、受阻胺类抗氧化剂、含硫抗氧化剂和含磷抗氧化剂中的一种或两种以上。
作为受阻酚类抗氧化剂,可以优选使用3-(4′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)丙酸正十八烷基酯。
注射成型用密封树脂组合物中的抗氧化剂的含量相对于注射成型用密封树脂组合物整体(100质量%)可以优选为0.05质量%以上2.0质量%以下,进一步优选为0.1质量%以上1.0质量%以下。通过使抗氧化剂的含量在上述范围内,在注射成型用密封树脂组合物的成型时,能够抑制注射成型用密封树脂组合物的劣化。
<注射成型用密封树脂组合物>
本实施方式的注射成型用密封树脂组合物可以通过现有公知方法将上述成分混合而得到。将本实施方式的注射成型用密封树脂组合物加热固化而得到的固化物(密封材)由上述的配方构成,因此,机械强度优异,裂纹的产生得到抑制。
作为包括本实施方式的注射成型用密封树脂组合物的固化物的结构体,可以举出车载用电子控制单元。
[车载用电子控制单元]
车载用电子控制单元10用于控制发动机和各种车载设备等。如图1所示,车载用电子控制单元10例如包括:配线基板12;搭载在配线基板12的至少一面上的多个电子部件16;和将电子部件16密封的密封树脂14。配线基板12在至少一边上具有用于与外部连接的连接端子18。本实施方式的一个例子的车载用电子控制单元10通过将连接端子18和对象连接器嵌合,经由连接端子18与上述对象连接器电连接。
配线基板12例如是在一面和与该一面相反的另一面中的一者或两者设置有电路配线的配线基板。如图1所示,配线基板12例如具有平板状的形状。在本实施方式中,例如可以采用由聚酰亚胺等有机材料形成的有机基板作为配线基板12。配线基板12例如可以具有贯穿配线基板12而将一面和另一面连接的通孔120。在该情况下,设置在配线基板12中的一面上的配线与设置在另一面上的配线经由设置在通孔120内的导体图案电连接。
配线基板12例如在搭载电子部件16的一面上具有阻焊层。上述阻焊层可以使用在半导体装置领域中通常使用的阻焊剂形成用树脂组合物来形成。在本实施方式中,例如可以在配线基板12的一面和另一面上设置阻焊层。
在配线基板12的一面或者一面和另一面两者设置的上述阻焊层,例如由包含有机硅化合物的树脂组合物形成。由此,能够实现表面平滑性优异的阻焊层。
在车载用电子控制单元10的制造中,有时难以提高密封树脂相对于在最上层形成有包含有机硅化合物等的阻焊层的配线基板的密合性。在本实施方式中,使用包含热固性树脂和咪唑类且利用Labo Plastomill在特定条件下测量的转矩变化的举动(行为)得到控制的注射成型用密封树脂组合物。因此,如上所述,即使在配线基板12的最上层设置有包含有机硅化合物等的阻焊层的情况下,也能够提高注射成型用密封树脂组合物的填充性与密封树脂14相对于配线基板12的密合性的平衡。
如图1所示,多个电子部件16例如分别搭载在配线基板12的一面和另一面上。另一方面,也可以是电子部件16仅设置在配线基板12的一面,不设置在配线基板12的另一面。作为电子部件16,只要是可搭载在车载用电子控制单元的电子部件,就没有特别限定,例如可以举出微型计算机。
密封树脂14通过以将电子部件16密封的方式将注射成型用密封树脂组合物成型并固化而形成。在本实施方式中,密封树脂14例如以将配线基板12与电子部件16一同密封的方式形成。在图1所示的例子中,以将配线基板12的一面和另一面、以及搭载在配线基板12上的电子部件16密封的方式设置有密封树脂14。并且,密封树脂14例如以将配线基板12的一部分或全部密封的方式形成。在图1中,例示了如下情况:以不将配线基板12中的连接端子18密封而将其他部分整体密封的方式设置密封树脂14,以使得连接端子18露出。
在本实施方式的车载用电子控制单元10中,配线基板12例如可以搭载在金属基底上。金属基底例如能够作为用于散发从电子部件16产生的热的散热片发挥作用。在本实施方式中,例如可以通过将金属基底与搭载在金属基底上的配线基板12利用注射成型用密封树脂组合物一体地密封成型来形成车载用电子控制单元10。作为构成金属基底的金属材料没有特别限定,例如可以包含铁、铜和铝、以及含有它们中的一种或两种以上的合金等。另外,车载用电子控制单元10也可以不具有金属基底。
图1所例示的车载用电子控制单元10通过注射成型,利用注射成型用密封树脂组合物将多个电子部件16密封成型。
具体而言,首先,将搭载有多个电子部件16的配线基板12配置在模具的型腔内。然后,经由料斗向内部具有螺杆的挤出机(料筒)内投入本实施方式的注射成型用密封树脂组合物,在挤出机温度80℃以上100℃以下使注射成型用密封树脂组合物熔融。用螺杆使熔融树脂在挤出机内移动,并经由浇口注射注入到模具的型腔内,将多个电子部件16密封。
本实施方式的注射成型用密封树脂组合物,DSC曲线中的最大放热峰温度在规定的范围内,而且最大放热峰温度的半值宽度在规定的范围内,因此,在所述挤出机中的热处理温度下稳定且成型周期短。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是这些是本发明的例示,在不损害本发明的效果的范围内,可以采用上述以外的各种构成。
[实施例]
以下,通过实施例对本发明进行更详细的说明,但是本发明并不限定于这些。
[实施例1~5和比较例1~8]
对于实施例1~5和比较例1~8,分别以如下方式制备注射成型用密封树脂组合物。
首先,按照表1所示的配方,将各成分在设定为室温状态的亨舍尔混合机(容量200升、转速900rpm)中预混合20分钟。接着,使用连续旋转球磨机(日本焦炭工业株式会社(NIPPON COKE&ENGINEERING.CO.,LTD.)制造的动态磨机MYD25,螺杆转速500rpm,氧化铝制球直径10mm,球相对于装置容积的体积填充率50%),以材料供给量200kg/hr将材料温度保持在30℃以下,同时将得到的混合物进行微粉碎。接着,使用10英寸的两个辊将微粉碎了的混合物进行混炼。辊温度设定为105℃和15℃进行混炼。混炼时间为5分钟。另外,实施例4的混炼时间为20分钟,实施例5的混炼时间为40分钟。接着,将混炼后的混合物进行冷却并粉碎,从而得到注射成型用密封树脂组合物。另外,从利用亨舍尔混合机的预混合到得到注射成型用密封树脂组合物为止的各工序连续地进行。另外,表1中的各成分的详细情况如下所述。并且,表1中的单位为重量%。
(A)热固性树脂
·环氧树脂1:邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂(EPICLON N-670,迪爱生株式会社(DICCorporation)制造)
·环氧树脂2:四苯基乙烷型环氧树脂(JER 1031S,三菱化学株式会社(Mitsubishi Chemical Corporation)制造)
(B)固化剂
·酚醛树脂1:酚醛清漆型酚醛树脂(PR-53195,住友电木株式会社(SumitomoBakelite Co.,Ltd.)制造,羟基当量104g/eq)
(C)无机填充剂
·玻璃纤维:CS3E479,日东纺绩株式会社(Nitto Boseki Co.,Ltd.)制造
·二氧化硅1:破碎二氧化硅(RD-8,株式会社龙森(TATSUMORI LTD.)制造,平均粒径D50=15μm)
·二氧化硅2:破碎二氧化硅(F-207,FUMITEC株式会社制造,平均粒径D50=7μm)
(D)固化催化剂
·固化催化剂1:由下述化学式表示的2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑(熔点225~235℃,分子量204,活性温度区域155~175℃,(2PHZ-PW,四国化成株式会社(SHIKOKU KASEIHOLDINGS CORPORATION)制造,微粉末))
在本实施例中,活性温度区域通过上述的方法来测量。
·固化催化剂2:由下述化学式表示的2-苯基-4-甲基咪唑(熔点174~184℃,分子量172,活性温度区域110~125℃(2P4MZ,四国化成株式会社制造))
·固化催化剂3:由下述化学式表示的2-苯基咪唑(熔点137~147℃,分子量144,活性温度区域105~125℃(2PZ,四国化成株式会社制造))
·固化催化剂4:N,N’-二甲基脲(东京化成株式会社(Tokyo Chemical IndustryCo.,Ltd.)制造)
·固化催化剂5:由下述化学式表示的1,1’-(4-甲基-间亚苯基)双(3,3-二甲基脲)(AMICURE UR2T,赢创公司(Evonik Industries AG)制造)
(E)其他成分
·低应力剂:硅橡胶(CF2152,东丽·道康宁株式会社(Dow Coming Toray Co.,Ltd.)制造)
·脱模性赋予剂:硬脂酸钙(东京化成株式会社(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.)制造)
·着色剂:炭黑(#5,三菱化学株式会社制造)
(DSC测量)
将各实施例和各比较例中得到的注射成型用密封树脂组合物利用研钵进行微粉碎,称量3~5mg到铝盘中作为试样。接着,对该试样,在起始温度30℃、测量温度范围30~330℃、升温速度10℃/min的条件下,使用差示扫描热量计(DSC7020,日立高技术科学株式会社(Hitachi High-Tech Science Co.,Ltd.))进行差示扫描热量测量。从所得到的DSC曲线分别计算出最大放热峰的峰值温度(℃)、最大放热峰的半值宽度(℃)、最大放热峰前的最小温度(℃)、最大放热峰后的最小温度(℃)。
图2是通过对实施例1中得到的注射成型用密封树脂组合物的DSC测量而得到的DSC曲线。以下,以实施例1为例,记载各实施例和各比较例中的最大放热峰的半值宽度(℃)的计算方法。
最大放热峰的半值宽度(℃)以如下方式算出。首先,将连接最大放热峰前的热流量最小的点(最大放热峰前的最小温度)A和最大放热峰后的热流量最小的点(最大放热峰后的最小温度)B的直线确定为基线。接着,将通过放热峰值的热流量最大的点C的X轴的垂线与基线的交点设为点D。接着,当引通过作为直线CD的中点的点E并且与X轴平行的直线时,将与DSC曲线相交的点分别设为点F和点F′。将直线FF′的长度确定为半值宽度。
(Labo Plastomill试验机中的时间T1、T1′、最低转矩值a、b的测量)
对各实施例和各比较例的所得到的注射成型用密封树脂组合物以如下方式进行时间T1、T1′和最低转矩值的测量。首先,使用Labo Plastomill试验机(株式会社东洋精机制作所(Toyo Seiki Seisaku-sho,Ltd.)制造,4C150)在转速30rpm、测量温度130℃的条件下,随着时间的变化测量注射成型用密封树脂组合物的熔融转矩。接着,根据测量结果计算出转矩值为最低转矩值的2倍以下的时间T1。测量起始点为将材料投入到Labo Plastomill试验机中,在转矩急剧上升之后,转矩开始下降的点。并且,根据测量结果计算出最低转矩值a。
同样地,在转速30rpm、测量温度150℃的条件下随着时间的变化测量注射成型用密封树脂组合物的熔融转矩,根据测量结果计算出转矩值为最低转矩值的2倍以下的时间T1、最低转矩值b。将结果示于表1中。表1中的时间T1、T1′的单位是秒,最低转矩值a、b的单位是N·m。
(玻璃化转变温度(Tg))
将JIS6911弯曲试验片在175℃条件下成型3分钟,实施流动方向的TMA测量,将弯曲点作为Tg。以升温5℃/min实施。可以认为,成型后(未固化)的Tg越高,越能够缩短成型周期。
(热稳定性试验)
使用100t电动注射成型机(产品编号;EC-100SXR,芝浦机械株式会社(ShibauraMachine CO.,LTD)制造)成型ISO178哑铃试验片(试件)。将100t电动注射成型机的模具温度设定为165℃,将喷嘴温度设定为85℃/65℃/45℃。注射时间设定为15秒,固化时间设定为100秒。注射速度设定为5mm/sec,保持压力设定为30MPa 5秒。将称重后的注射等待时间设为0分钟或5分钟进行注射成型,测量所得到的试件(ISO试验片2个+注道+流道)的总重量。将等待时间为0分钟的情况下注射成型时的重量设为W0,将等待时间为5分钟的情况下注射成型时的重量设为W5,将(W5/W0)×100为98%以上的表示为○,将(W5/W0)×100小于98%的表示为×。
如表1所记载的那样,明确了如下内容:根据在使用差示扫描热量计在升温速度10℃/min的条件下从30℃升温至330℃时得到的DSC曲线中,最大放热峰的峰值温度为155℃以上且小于175℃,所述最大放热峰的半值宽度为65℃以下的实施例的注射成型用密封树脂组合物,热稳定性优异,并且Tg高且固化性优异,由于这些特性均衡地优异,因此,对注射成型的挤出机中的热处理稳定,并且能够适合用于成型周期短的注射成型。
本申请以2021年2月17日申请的日本申请特愿2021-023120号为基础要求优先权,并将其公开的全部内容援用于本说明书中。
附图标记说明
10车载用电子控制单元,12配线基板,14密封树脂,16电子部件,18连接端子,120通孔。
Claims (9)
1.一种注射成型用密封树脂组合物,其特征在于,包含:
(A)热固性树脂;
(B)固化剂;
(C)无机填充材料;和
(D)固化促进剂,
在使用差示扫描热量计在升温速度为10℃/min的条件下从30℃升温至330℃时得到的DSC曲线中,
最大放热峰的峰值温度为155℃以上且小于175℃,
以将所述最大放热峰前的热流量最小的点和所述最大放热峰后的热流量最小的点连接的直线作为基线求出的、所述最大放热峰的半值宽度为32℃以下。
2.根据权利要求1所述的注射成型用密封树脂组合物,其特征在于:
当使用Labo Plastomill在转速为30rpm、测量温度为130℃的条件下随着时间的变化测量转矩值时,转矩值为最低转矩值a的2倍以下的时间T1为65秒以上200秒以下,
当在转速为30rpm、测量温度为150℃的条件下随着时间的变化测量转矩值时,转矩值为最低转矩值b的2倍以下的时间T1′为35秒以上150秒以下。
3.根据权利要求2所述的注射成型用密封树脂组合物,其特征在于:
最低转矩值a为0.5N·m以上10.0N·m以下,
最低转矩值b为0.1N·m以上4.0N·m以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的注射成型用密封树脂组合物,其特征在于:
固化促进剂(D)包含选自2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、1,1’-(4-甲基-间亚苯基)双(3,3-二甲基脲)和N,N’-二甲基脲中的一种以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的注射成型用密封树脂组合物,其特征在于:
热固性树脂(A)作为环氧树脂包含选自邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A型环氧树脂和四苯基乙烷型环氧树脂中的一种以上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的注射成型用密封树脂组合物,其特征在于:
固化剂(B)包含酚醛树脂类固化剂。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的注射成型用密封树脂组合物,其特征在于:
无机填充材料(C)包含平均粒径D50为1μm以上50μm以下的填充材料。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的注射成型用密封树脂组合物,其特征在于:
无机填充材料(C)包含熔融破碎二氧化硅。
9.一种结构体,其特征在于:
包括权利要求1至8中任一项所述的注射成型用密封树脂组合物的固化物。
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