JP2009256671A - ジアリルフタレート樹脂成形材料 - Google Patents

Abstract

【課題】硬化速度を維持しながら優れた流動性を有し、低圧成形性に優れるとともに特に小型部品の多数個取りに適した高流動性の成形材料を提供。
【解決手段】不飽和ポリエステル樹脂とジアリルフタレート樹脂を質量比９９／１〜２０／８０で配合した樹脂成分１００質量部に対して、フェライトパウダー３００〜７００質量部、重合禁止剤０．０５〜０．１５質量部及び硬化触媒１〜１０質量部を必須成分としてなることを特徴とするジアリルフタレート樹脂成形材料。
【選択図】なし

Description

本発明は、流動性に優れたジアリルフタレート樹脂成形材料に関するものであり、さらに詳しくは電子部品に好適なジアリルフタレート樹脂成形材料に関するものである。

近年、コンデンサー、コイル、抵抗体などの電子部品は、信頼性及び生産性向上のために封止用樹脂でパッケージされるようになってきた。これらの封止用樹脂に要求される性能は、電子部品の形態やサイズの違いによって異なるものの、高耐湿性で低応力性、高熱伝導性、耐衝撃性などがあり、これらの要求性能を満足する樹脂としてジアリルフタレート樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられている。

しかしながら、近年の電子部品の複合化の進展に伴い、封止用樹脂に対する要求性能がますます厳しくなっており、特に多数個取りの小型部品の封止用樹脂において、高流動性が求められるようになっている。

そこで封止材料としては、硬化剤の種類や樹脂の種類、離型剤等で流動性を持たせることを行ってきたが、近年の要求に対しては限界が有った。
また、流動性を上げる方法として、ジアリルフタレート樹脂に重合禁止剤を添加する手法もあるが（非特許文献１参照）、添加量が多くなると硬化速度が遅くなるという問題があった。

ジアリルフタレート樹脂のタイプに依らず、ジアリルフタレート樹脂成形材料の優れた電気的特性や機械的特性等を維持したまま耐ハンダリフロー性のレベルを向上し、かつ成形性に優れたジアリルフタレート樹脂成形材料を提供するものとして、硬化触媒として、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサンを配合してなることを特徴とするジアリルフタレート樹脂成形材料が知られている（特許文献１参照）。このジアリルフタレート樹脂成形材料でも、硬化速度を維持しながら優れた流動性を有し、低圧成形性に優れた樹脂成形材料とするには十分ではなかった。

特開２００４−２５６５８３号公報

吉見直喜、「ジアリルフタレート樹脂」（日刊工業新聞社）Ｐ．６５−６７

本発明は、このような従来の封止用樹脂が有する問題を克服し、硬化速度を維持しながら優れた流動性を有し、低圧成形性３ｋｇｆ／ｃｍ²〜５０ｋｇｆ／ｃｍ²、好ましくは４ｋｇｆ／ｃｍ²〜４５ｋｇｆ／ｃｍ²の低圧成形性、特に低圧トランスファー成形性、に優れるとともに特に小型部品の多数個取りに適した高流動性の成形材料を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、不飽和ポリエステル樹脂とジアリルフタレート樹脂を特定の割合で配合した樹脂成分に、フェライトパウダーを加え、流動性調整剤として重合禁止剤を用い、さらに硬化触媒を組合せることで上記目的を達成できることを見出し、本発明を成すに至った。

本願発明は、不飽和ポリエステル樹脂とジアリルフタレート樹脂を質量比９９／１〜２０／８０で配合した樹脂成分１００質量部に対して、フェライトパウダー３００〜７００質量部、重合禁止剤０．０５〜０．１５質量部及び硬化触媒１〜１０質量部を必須成分としてなることを特徴とするジアリルフタレート樹脂成形材料である。

また、フェライトパウダーとして、ニッケル−亜鉛系、マンガン−亜鉛系及びマグネシウム−亜鉛系フェライトから選ばれる少なくとも一種類を含むことを特徴とする。

本発明では重合禁止剤が、ヒドロキノンであることを特徴とする。

さらに、ジアリルフタレート樹脂成形材料が低圧封止材として用いられることを特徴とする。

ここで低圧封止材とは、上述した程度の低い圧力、３ｋｇｆ／ｃｍ²〜５０ｋｇｆ／ｃｍ²、好ましくは、４ｋｇｆ／ｃｍ²〜４５ｋｇｆ／ｃｍ²で成形することができる封止材を意味している。ここで封止材とはシール材、および電気部品や電気回路を防湿、防塵でき、部品や配線間の位置の固定化や装置や回路の小型化を可能とする材料を意味する。

本発明のジアリルフタレート樹脂成形材料は硬化速度を維持しながら優れた流動性を有している。電子部品向けの封止用成形材料として非常に有用である。特に多数個取りの小型部品に適した高流動性の成形材料を得ることができる。

本発明における不飽和ポリエステル樹脂は、特に制限されず、多価アルコールと不飽和多塩基酸、飽和二塩基酸を重縮合させたものであればよい。

多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、水素化ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ、グリセリン等が用いられる。

不飽和多塩基酸としては、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等が用いられ、飽和二塩基酸としては、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、セバシン酸、コハク酸、テトラクロロ無水フタル酸等が用いられ、これらのうちでも特にテレフタル酸、イソフタル酸系の樹脂が好適に用いられる。

本発明におけるジアリルフタレート樹脂は特に限定されず、ジアリルイソフタレート樹脂、ジアリルオルソフタレート樹脂、ジアリルテレフタレート樹脂及びそれらの変性樹脂等が挙げられ、これらは単独または２種以上混合して使用される。

本発明においては、樹脂成分として不飽和ポリエステル樹脂とジアリルフタレート樹脂が併用され、両者の質量比は９９／１〜２０／８０の範囲が望ましく、９９／１〜３０／７０の範囲がさらに望ましい。成形時の流動性の低下を防ぐためにはジアリルフタレート樹脂の比率がこの割合を超えて多くならないことが望ましい。

本発明の大きな特徴としてフェライトパウダーを使用するが、これにより電気特性が大いに改善される。

さらに、フェライトパウダーとして、ニッケル−亜鉛系、マンガン−亜鉛系及びマグネシウム−亜鉛系フェライト等が上げられるが、電気特性の面でニッケル−亜鉛系が望ましい。

本発明においては、フェライトパウダーは、粒子径が５〜４０μｍのものが望ましく、さらに望ましくは７〜３７μｍである。高い流動性を得る為には粒子径４０μｍ以下が望ましく、製造機械への巻き付きの防止や成形材料を均一にするなどの作業性を良くするためには５μｍ以上が望ましい。

本発明においては、このフェライトパウダーは、樹脂成分１００質量部に対して３００〜７００質量部の割合で配合するが、望ましくは、３５０〜５５０質量部の割合で配合し、更に望ましくは３８０〜４５０質量部で配合する。十分な電気特性を得るためには３００質量部以上が望ましく、また成形性を良くするには７００質量部以下が望ましい。

本発明に使用される硬化触媒は、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイドの如きジアルキルパーオキサイド類やジアリルパーオキサイド類、ｔｅｒｔ−ブチル−ペルオキシベンゾエートのようなペルオキシエステル類、ｔｅｒｔ−ブチル−ペルオキシ−イソプロピルカーボネートペルオキシド類、１，１−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ペルオキシ−シクロヘキサンのようなペルオキシケタール類、ベンゾイルパーオキサイド、２，４−ジクロルベンゾインパーオキサイドのようなジアロイルパーオキサイド類やジアシルパーオキサイド類、ヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシド類、アゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ化合物等が挙げられる。

硬化触媒の使用量は樹脂成分１００質量部に対して１〜１０質量部が望ましく、更に望ましくは３〜７質量部である。硬化速度を維持し成形性を良くするには１質量部以上が望ましい。また、機械的強度の低下を防止するためには１０質量部以下であることが望ましい。

本発明に使用される重合禁止剤は、キノン系、例えばヒドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、２,６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール；フェノール系、例えば２,２'−メチレンビス(6−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチルフェノール)、４,４'−ブチリデンビス−１６−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチルフェノール、４,４−テオビス(６−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチルフェノール)、ｐ−ニトロソフェノール；スルフィド系、例えばジイソプロピルキサントゲンスルフィド；アンモニウム塩；例えばＮ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、１,１−ジフェニル−２−ビクリルヒドラジル；１,３,５−トリフェニルフェルダジル等が挙げられるが、その中でもヒドロキノンが好適である。

重合禁止剤の使用量は樹脂成分１００質量部に対して０．０５〜０．１５質量部が望ましく、更に望ましくは０．１０〜０．１５質量部である。流動性を良くするには０．０５質量部以上が望ましい。また硬化速度を維持し成形性を良くするには０．１５質量部以下が望ましい。

本発明において、重合禁止剤はその重合を禁止するはたらきを持ち、成形材料の硬化開始を遅らせることができ、また使用量を調整することで、成形時の硬化時間に影響せずに高流動性を得ることができる。

また、本発明のジアリルフタレート樹脂成形材料には、所望によりジアリルフタレート樹脂成形材料に一般的に使用されている各種添加剤、例えばステアリン酸亜鉛やステアリン酸カルシウムなどの離型剤、カップリング剤、顔料、溶剤等を配合することができる。

本発明のジアリルフタレート樹脂成形材料の製造方法は特に限定されないが、加圧ニーダー、ミキシング熱ロール、二軸押出機等で加熱溶融混練した混練物をシート状にし、ペレタイザー、パワーミル等を用いて粉砕して製造される。また、こうして得られた成形材料は、射出成形、移送成形、圧縮成形等のいずれにも適用することが可能である。特に生産性に優れた移送成形に好適である。

実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるものではない。なお、実施例記載の「部」は、特に断らない限り「質量部」を示す。また、本明細書において質量部を用いて配合量を説明する場合、不飽和ポリエステル樹脂とジアリルフタレート樹脂成分を併用した１００質量部に対する質量部として記載する。

＜実施例１＞
表１に示すように、樹脂成分１００部（不飽和ポリエステル樹脂：ジアリルイソフタレート樹脂＝９９：１）、フェライトパウダー（粒子径：３４μｍ）３００部、硬化剤としてｔｅｒｔ-ブチルペルオキシベンゾエート３部、重合禁止剤としてヒドロキノン０．０５部、離型剤としてステアリン酸亜鉛２部、その他（シランカップリング剤とメタノール）５部を配合し均一混合した。その後、ミキシング熱ロールにて均一に加熱溶融混練してシート状にし、冷却後パワーミルで粉砕しグラニュール状の成形材料を得た。

得られたジアリルフタレート樹脂成形材料を用いて、流動性、溶融粘度、硬化時間について評価を行った。その結果を表１に示す。なお各種特性評価について、下記に基づいて実施した。

（１） ＫＦ式流れ、溶融粘度
高化式フローテスター（島津製作所製）にて測定。
測定温度：１６０℃
荷重：２００ｋｇｆ
ダイス径：φ０．５ｍｍ
試料：２．０ｇ
（２） 硬化時間
キュラストメーター（日合商事製）にて測定。
測定温度：１５０℃
試料：６．０ｇ

優れた成形性を確保するためには、ＫＦ式流れが７〜１１ｍｍ／秒の範囲にあり、溶融粘度かつ２９〜４０Ｐａ・ｓの範囲にあり、かつキャスト硬化時間が５０秒以下であることが必要となる。

ここで、ＫＦ式流れが７ｍｍ／秒より低いと成形時に樹脂が未充填の状態が発生する欠点が生じ、また一方、１１ｍｍ／秒を超えると樹脂とフェライトの分離が発生する欠点が生じる。また溶融粘度が２９Ｐａ・ｓより低いと成形時に樹脂が未充填の状態が発生する欠点を生じ、一方４０Ｐａ・ｓを超えると樹脂とフェライトの分離が発生する欠点が生じる。さらに、キャスト硬化時間が５０秒を超えると、成形サイクルタイムが長くなるので、電子部品としては生産性がよくない欠点が生ずる。

＜実施例２〜１５、比較例１〜１２＞
配合割合を表１（実施例）及び表２（比較例）に示すように変えた以外は実施例１と同様にして、成形材料を製造し、さらにその成形材料を用いて実施例１と同様に、流動性、溶融粘度、硬化時間について、評価した。
その結果を表１（実施例１〜１５）及び表２（比較例１〜１２）にまとめて示す。

表１から明らかなように、実施例１〜１５で得られたジアリルフタレート樹脂成形材料は、硬化時間が適性時間（５０秒）以下で、優れた流動特性（溶融粘度２９〜４０（Ｐａ・ｓ）及びＫＦ式流れ７〜１１（ｍｍ／秒））を示している。

これに対し比較例１，４，７，８，１１，１２は硬化時間が長い欠点がある。また比較２，３，５，１０はＫＦ式流れが低すぎる欠点がある。さらに、比較例１，４，１１は溶融粘度が低すぎる欠点があり、また、比較例２，３，５，６，９，１０は溶融粘度が高い欠点がある。

以上のことにより、本発明のジアリルフタレート樹脂成形材料は優れた流動性（成形性）を有し、本発明のジアリルフタレート樹脂成形材料を用いた電子部品向けの成形品、特に小型部品に非常に有用である。

Claims (4)

1. 不飽和ポリエステル樹脂とジアリルフタレート樹脂を質量比９９／１〜２０／８０で配合した樹脂成分１００質量部に対して、フェライトパウダー３００〜７００質量部、重合禁止剤０．０５〜０．１５質量部及び硬化触媒１〜１０質量部を必須成分としてなることを特徴とするジアリルフタレート樹脂成形材料。
2. 前記フェライトパウダーとして、ニッケル−亜鉛系、マンガン−亜鉛系及びマグネシウム−亜鉛系フェライトから選ばれる少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項１に記載のジアリルフタレート樹脂成形材料。
3. 前記重合禁止剤が、ヒドロキノンであることを特徴とする請求項１又は２に記載のジアリルフタレート樹脂成形材料。
4. ジアリルフタレート樹脂成形材料が低圧封止材として用いられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のジアリルフタレート樹脂成形材料。