JP2007277469A - 注形用エポキシ樹脂組成物及び電気・電子部品装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充分な可撓性を付与することができ、かつ、樹脂組成物自体を安価に製造することができる注形用のエポキシ樹脂組成物を提供する。
【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）シリカと、（Ｃ）水酸化アルミニウムとを含有する主剤成分と、（Ｄ）酸無水物に、（Ｅ）ポリエーテルジオールを、（Ｆ）硬化促進剤の存在下で反応させた硬化剤成分と、からなる注形用エポキシ樹脂組成物及びその硬化物からなる電気・電子部品装置。
【選択図】なし

Description

本発明は、注形用エポキシ樹脂組成物及びそのエポキシ樹脂組成物によって注形された電気・電子部品装置に係り、特に、ガラス転移点が低く、その硬化物が可撓性に富む注形用エポキシ樹脂組成物及びそのエポキシ樹脂組成物によって注形された電気・電子部品装置に関する。

電気機器部品は、構成部品の保護、絶縁などを目的として、多くは注形用樹脂組成物で、注形封止されており、近年、多機能化による内蔵部品の複雑化などにより、注形用樹脂組成物には、可撓性が求められている。このようなエポキシ樹脂組成物において、可撓性を付与する手法としては、変性されたエポキシ樹脂又はアミン硬化剤を使用することが一般的であった（例えば、特許文献１乃至３参照。）。
特開２００５−１８７６０９号公報 特開２００５−２９６３４号公報 特開平９−３２４０３２号公報

しかしながら、そのような手法は、価格的な面で汎用使用には乏しく、近年の家電製品の低価格化によって、電気機器部品もコストを抑えながら、性能が維持するようにすることが求められており、すなわち、可撓性のエポキシ樹脂組成物においても低価格で従来の性質と同等以上のものが求められている。

そこで、本発明は、上記課題を解決するものとして、充分な可撓性を付与することができ、かつ、樹脂組成物自体を安価に製造することができる注形用のエポキシ樹脂組成物を提供することを目的とするものである。

本発明の注形用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）シリカと、（Ｃ）水酸化アルミニウムとを含有する主剤成分と、（Ｄ）酸無水物と、（Ｅ）ポリエーテルジオールとを、（Ｆ）硬化促進剤存在下で反応させた硬化剤成分と、からなることを特徴とするものである。

また、本発明の電気・電子部品装置は、本発明の注形用エポキシ樹脂組成物を用いて注形されてなることを特徴とするものである。

本発明のエポキシ樹脂組成物によれば、主剤成分と硬化剤成分の２液性のエポキシ樹脂組成物において、ポリエーテルジオールで変性した硬化剤成分を用いることにより、硬化物のガラス転移点が低く、可撓性に富む注形用樹脂組成物とすることができる。

また、本発明の電気・電子部品装置は、ポリオールジオールを用いて変性したことにより硬化物の可撓性に富む電子部品装置を安価に製造することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するものであれば、分子量、分子構造等に制限されることなく一般的に用いられているものを用いることができ、例えば、ビスフェノール型、ノボラック型、ビフェニル型等の芳香族系エポキシ樹脂、ポリカルボン酸のグリシジルエーテル、シクロヘキサン誘導体等のエポキシ化によって得られる脂環族系エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。

また、この他に、必要に応じて液状のモノエポキシ樹脂等を併用成分として使用することができ、さらに、難燃性を付与しようとする場合には、臭素系のエポキシ樹脂を使用することもできる。

本発明に用いる（Ｂ）シリカとしては、結晶シリカ、溶融シリカ等の充填剤として通常用いられているものであれば、特に制限なく用いることができ、例えば、クリスタライトＡ−Ａ、クリスタライトＡ−１、Ｃ、Ｅ−２、ＲＤ−８（以上、株式会社龍森製、商品名）等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。

このシリカは、（Ａ）エポキシ樹脂 １００質量部に対して、３０〜１５０質量部の範囲で含有することが好ましく、含有量が３０質量部未満では強度が低下する懸念があり、１５０質量部を超えると、粒度が上昇し、作業性が低下してしまう懸念がある。

本発明に用いる（Ｃ）水酸化アルミニウムとしては、一般的に充填剤として使用されているもの（例えば、析出法や粉砕法で得られたもの）であれば特に制限されることなく用いることができ、例えば、ハイジライトＨ４２Ｍ、Ｈ４２Ｉ、Ｈ３２、Ｈ３１Ｉ、Ｈ３１、Ｈ３２Ｉ（以上、昭和電工株式会社製、商品名）、Ｂ０１３、Ｂ１５３、Ｂ１０３、ＢＦ０８３（日本軽金属株式会社製、商品名）等が挙げられ、これらは単独又は２種以上を混合して使用することができる。

この水酸化アルミニウムの配合量は、（Ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、５０〜１５０質量部であることが好ましく、含有量が５０質量部未満であると、難燃性が低下する懸念があり、１５０質量部を超えると、作業性の低下、強度及び耐湿性の低下等が懸念される。

本発明に用いる（Ｄ）酸無水物としては、エポキシ樹脂の硬化剤として用いられる、分子中に酸無水物基を有するものであれば特に制限されずに用いることができ、例えば、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられ、これらの硬化剤は単独又は２種以上を混合して使用することができる。

本発明に用いる（Ｅ）ポリエーテルジオールは、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール等のようにエーテル結合を有し、両末端が水酸基となっている直鎖状の化合物であり、その分子構造、分子量等に制限されることなく、広く使用することができる。例えば、環状エーテル（ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、トリメチレンオキサイド、テトラヒドロフラン等）の開環重合や、グリコール（エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−メチル−１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール等）の重縮合により得ることができる。

これらは単独又は２種以上を混合して使用することができ、また、平均分子量の異なる同種の化合物を混合して使用してもよい。また、ここで用いるポリエーテルジオールとしては、平均分子量が５００〜５０００であることが好ましく、１０００〜３０００であることが特に好ましい。

このポリエーテルジオールは、（Ｄ）酸無水物 １００質量部に対して、２０〜１５０質量部の範囲で含有させることが好ましく、含有量が２０質量部未満であると、ガラス転移点が上がりすぎてしまい可撓性を付与できず、１５０質量部を超えると、粘度が上昇して作業性が低下してしまう。

本発明に用いる（Ｆ）硬化促進剤としては、（Ｄ）酸無水物と（Ｅ）ポリエーテルジオールを反応させ、かつ、エポキシ樹脂同士、又はエポキシ樹脂と（Ｄ）酸無水物との反応を促進する作用を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、２−エチル−４−エチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−エチルイミダゾール等のイミダゾール類、ベンジルジメチルアミン、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）及びそのオクチル塩等の３級アミン類、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン等が挙げられ、これらは単独又は２種類以上を混合して使用することができる。

この硬化促進剤は（Ｄ）酸無水物 １００質量部に対して、１〜５質量部の範囲であることが好ましく、含有量が１質量部未満であると、硬化時間が長く硬化特性が十分に向上できないおそれがあり、５質量部を超えると、反応が速く、ポットライフが短くなるため好ましくない。

本発明に用いる注形用エポキシ樹脂組成物には、以上の各成分の他に、本発明の効果を阻害しない範囲で、この種の組成物に一般に配合される、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、クレー、ベンガラ、ガラス繊維、炭素繊維等の無機充填剤、カップリング剤、消泡剤、顔料その他添加剤及び難燃助剤として三酸化アンチモン等を必要に応じて配合することができる。

本発明のエポキシ樹脂組成物を、注形材料として調整するにあたっては、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）シリカ、（Ｃ）水酸化アルミニウム、及び上記した必要に応じて配合される成分を充分混合して主剤成分とした後、この混合物に、硬化剤成分として、あらかじめ（Ｄ）酸無水物に（Ｅ）ポリエーテルジオールを（Ｆ）硬化促進剤の存在下で反応させた反応物（硬化剤成分）を、均一に混合することにより製造することができる。

このようにして得られた注形用エポキシ樹脂組成物は、電気機器部品、例えば、コイル、ＩＣチップ等の封止、被覆、絶縁等に適用すれば優れた特性と信頼性を付与することができる。これらの用途に適用するためには、本発明のエポキシ樹脂組成物から得られる硬化物のガラス転移点が、−２０〜６０℃の範囲であることが好ましい。

本発明の電気・電子部品装置は、本発明の注形用エポキシ樹脂組成物によって注形されてなることを特徴とするものであり、この電気・電子部品装置を得るには、コイル等の電気・電子部品に対し、本発明のエポキシ樹脂組成物を２液性のエポキシ樹脂における常法に従い注形し、硬化させることにより製造することができる。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

（実施例１）
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂としてＥＰ４１００Ｅ（旭電化工業株式会社製、商品名） １００質量部、シリカとしてクリスタライトＡ−１（株式会社龍森製、商品名） ８０質量部、水酸化アルミニウムとしてＨ４２Ｉ（昭和電工株式会社製、商品名） ３５質量部およびＢＦ０８３（日本軽金属株式会社製、商品名） ９５質量部、消泡剤としてＴＳＡ７２０（東芝シリコーン株式会社製、商品名） ０．１質量部、シランカップリング剤としてＴＳＬ８３５０（東芝シリコーン株式会社、商品名） ０．５質量部、難燃剤として環状フェノキシホスファゼン（融点：１００℃） ６質量部を混合して主剤とした。

次いで、酸無水物としてＱＨ２００（日本ゼオン株式会社製、商品名） １００質量部に、ポリエーテルジオールとしてＤ７００（日本油脂株式会社製、商品名） ８４質量部を硬化促進剤であるカオーライザーＮｏ．２０（花王株式会社製、商品名） １．０質量部及びアデカハードナーＥＨＣ−３０（旭電化工業株式会社製、商品名） １．０質量部の存在下で１００℃、２時間反応させて硬化剤とし、この硬化剤を主剤１００質量部に対して２００質量部加えて注形用エポキシ樹脂組成物を製造した。

（実施例２）
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂としてＥＰ４１００Ｅ（旭電化工業株式会社製、商品名） １００質量部、シリカとしてクリスタライトＡ−１（株式会社龍森製、商品名） ８０質量部、水酸化アルミニウムとしてＨ４２Ｉ（昭和電工株式会社製、商品名） ３５質量部およびＢＦ０８３（日本軽金属株式会社製、商品名） ９５質量部、消泡剤としてＴＳＡ７２０（東芝シリコーン株式会社製、商品名） ０．１質量部、シランカップリング剤としてＴＳＬ８３５０（東芝シリコーン株式会社、商品名） ０．５質量部、赤燐系難燃剤としてノーバレッド１２０ＵＦ（燐化学工業株式会社製、商品名） ６質量部を混合して主剤とした。

次いで、酸無水物としてＱＨ２００（日本ゼオン株式会社製、商品名） １００質量部に、ポリエーテルジオールとしてＤ７００（日本油脂株式会社製、商品名） １２５質量部、を硬化促進剤であるカオーライザーＮｏ．２０（花王株式会社製、商品名） １．０質量部及びアデカハードナーＥＨＣ−３０（旭電化工業株式会社製、商品名） １．０質量部の存在下で１００℃、２時間反応させて硬化剤とし、この硬化剤を主剤１００質量部に対して２８５質量部加えて均一に混合して注形用エポキシ樹脂組成物を製造した。

（実施例３）
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂としてＥＰ４１００Ｅ（旭電化工業株式会社製、商品名） １００質量部、シリカとしてクリスタライトＡ−１（株式会社龍森製、商品名） ８０質量部、水酸化アルミニウムとしてＨ４２Ｉ（昭和電工株式会社製、商品名） ３５質量部およびＢＦ０８３（日本軽金属株式会社製、商品名） ９５質量部、消泡剤としてＴＳＡ７２０（東芝シリコーン株式会社製、商品名） ０．１質量部、シランカップリング剤としてＴＳＬ８３５０（東芝シリコーン株式会社、商品名） ０．５質量部、赤燐系難燃剤としてノーバレッド１２０ＵＦ（燐化学工業株式会社製、商品名） ６質量部を混合して主剤とした。

次いで、酸無水物としてＱＨ２００（日本ゼオン株式会社製、商品名） １００質量部に、ポリエーテルジオールとしてＤ４００（日本油脂株式会社製、商品名） ４８質量部、を硬化促進剤であるカオーライザーＮｏ．２０（花王株式会社製、商品名） １．０質量部及びアデカハードナーＥＨＣ−３０（旭電化工業株式会社製、商品名） １．０質量部の存在下で１００℃、２時間反応させて硬化剤とし、この硬化剤を主剤１００質量部に対して１６５質量部加えて均一に混合して注形用エポキシ樹脂組成物を製造した。

（実施例４）
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂としてＥＰ４１００Ｅ（旭電化工業株式会社製、商品名） １００質量部、シリカとしてクリスタライトＡ−１（株式会社龍森製、商品名） ８０質量部、水酸化アルミニウムとしてＨ４２Ｉ（昭和電工株式会社製、商品名） ３５質量部およびＢＦ０８３（日本軽金属株式会社製、商品名） ９５質量部、消泡剤としてＴＳＡ７２０（東芝シリコーン株式会社製、商品名） ０．１質量部、シランカップリング剤としてＴＳＬ８３５０（東芝シリコーン株式会社、商品名） ０．５質量部、赤燐系難燃剤としてノーバレッド１２０ＵＦ（燐化学工業株式会社製、商品名） ６質量部を混合して主剤とした。

次いで、酸無水物としてＱＨ２００（日本ゼオン株式会社製、商品名） １００質量部に、ポリエーテルジオールとしてＤ２５０（日本油脂株式会社製、商品名） ３０質量部、を硬化促進剤であるカオーライザーＮｏ．２０（花王株式会社製、商品名） １．０質量部及びアデカハードナーＥＨＣ−３０（旭電化工業株式会社製、商品名） １．０質量部の存在下で１００℃、２時間反応させて硬化剤とし、この硬化剤を主剤１００質量部に対して１４５質量部加えて均一に混合して注形用エポキシ樹脂組成物を製造した。

（比較例１）
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂としてＥＰ４１００Ｅ（旭電化工業株式会社製、商品名） １００質量部、シリカとしてクリスタライトＡ−１（株式会社龍森製、商品名） ８０質量部、水酸化アルミニウムとしてＨ４２Ｉ（昭和電工株式会社製、商品名） ３５質量部およびＢＦ０８３（日本軽金属株式会社製、商品名） ９５質量部、消泡剤としてＴＳＡ７２０（東芝シリコーン株式会社製、商品名） ０．１質量部、シランカップリング剤としてＴＳＬ８３５０（東芝シリコーン株式会社社、商品名） ０．５質量部を混合して主剤とした。

次いで、酸無水物としてＱＨ２００（日本ゼオン株式会社製、商品名） ８８質量部、硬化促進剤としてカオーライザーＮｏ．２０（花王株式会社製、商品名） ２．０質量部を加えて硬化剤とし、この硬化剤を主剤１００質量部に対して２８質量部加えて均一に混合して注形用エポキシ樹脂組成物を製造した。

（試験例）
実施例１〜４及び比較例１で得られたエポキシ樹脂組成物を加熱硬化させた硬化物のガラス転移点、難燃性及び絶縁破壊の強さを評価し、その結果を表１に示した。

＊１：厚さ６．４ｍｍの硬化物を試験片とし、ＵＬ９４試験により評価した。
＊２：ＴＭＡ法により、温度を１０℃／ｍｉｎで−４０℃から１８０℃まで昇温させて測定した。
＊３：ＪＩＳ Ｃ ２１０５に準じ、温度２５℃において測定した。

この結果から、本発明の注形用エポキシ樹脂組成物は、ガラス転移点が低く、可撓性が良好な硬化物を得ることができることがわかった。また、ポリエーテルジオールという安価な成分によりこれを達成することができるため、可撓性に優れた電気・電子部品装置の製造を低コストで行うことができる。

Claims (3)

1. （Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）シリカと、（Ｃ）水酸化アルミニウムと、を含有する主剤成分と、
   （Ｄ）酸無水物と、（Ｅ）ポリエーテルジオールとを、（Ｆ）硬化促進剤の存在下で反応させた硬化剤成分と、
   からなることを特徴とする注形用エポキシ樹脂組成物。
2. 前記主剤成分が、前記（Ａ）エポキシ樹脂 １００質量部に対して、前記（Ｂ）シリカを３０〜１５０質量部、前記（Ｃ）水酸化アルミニウムを５０〜１５０質量部配合したものであり、前記硬化剤成分が、前記（Ｄ）酸無水物 １００質量部に対して、前記（Ｅ）ポリエーテルジオールを２０〜１５０質量部、前記（Ｆ）硬化促進剤を１〜５質量部配合したものであって、
   前記主剤成分 １００質量部に対して、前記硬化剤成分を１００〜３５０質量部混合したことを特徴とする請求項１記載の注形用エポキシ樹脂組成物。
3. 請求項１又は２記載の注形用エポキシ樹脂組成物によって注形されてなることを特徴とする電気・電子部品装置。