JP2013118338A - Resin composition for film capacitor and film capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はフィルムコンデンサ用樹脂組成物及びフィルムコンデンサに関し、フィルムコンデンサを製造するのに適した液状のエポキシ樹脂組成物及び該樹脂組成物を用いて得られる透湿性等の特性に優れたフィルムコンデンサに関する。 The present invention relates to a resin composition for a film capacitor and a film capacitor, and relates to a liquid epoxy resin composition suitable for producing a film capacitor and a film capacitor excellent in characteristics such as moisture permeability obtained by using the resin composition. .
従来のフィルムコンデンサの製造方法は、箔タイプ、メタライズタイプ共に、まずフィルムを巻き取ってフィルムコンデンサ素子を形成した後、このフィルムコンデンサ素子に対して熱プレスを行いフィルム間の間隔を狭めて容量の増加を図り、さらにエポキシ樹脂で樹脂ディップを、真空引きにてフィルムコンデンサ素子内部の空気を樹脂と置換しながら行いフィルム間に樹脂を含浸させる方法(特許文献1)が一般的であった。 In the conventional film capacitor manufacturing method, for both foil type and metallized type, first, a film is wound up to form a film capacitor element, and then the film capacitor element is hot-pressed to reduce the space between the films. In general, there has been a method (Patent Document 1) in which resin dip is performed with an epoxy resin, and the air inside the film capacitor element is replaced with resin by evacuation to impregnate the resin between the films.
その後、フィルムコンデンサ素子を収納可能なキャビティ凹部を有する射出成形金型を設け、フィルムコンデンサ素子をキャビティ凹部に収納し、射出成形金型を型締めしてフィルムコンデンサ素子を被包するキャビティを形成後、該キャビティ内にポリフェニレンスルフィド樹脂を射出し、キャビティ内に収納されたフィルムコンデンサ素子を樹脂封止してフィルムコンデンサ素子の外被を形成すると共に、フィルムコンデンサ素子の巻回されたフィルム間に樹脂を含浸する方法(特許文献2)も提案されている。 After that, an injection mold having a cavity recess capable of accommodating the film capacitor element is provided, the film capacitor element is accommodated in the cavity recess, and the injection mold is clamped to form a cavity enclosing the film capacitor element. The polyphenylene sulfide resin is injected into the cavity, and the film capacitor element housed in the cavity is sealed with resin to form an outer cover of the film capacitor element, and the resin between the wound films of the film capacitor element There has also been proposed a method of impregnating (Patent Document 2).
また、硬化物の透湿性が低く、プレモールド型中空パッケージ用材料として好適なエポキシ樹脂として、硬化物の水分拡散係数が所定の範囲の組成物に無機系吸水材を添加したエポキシ樹脂組成物(特許文献3)が知られている。 In addition, an epoxy resin composition in which an inorganic water-absorbing material is added to a composition having a moisture diffusion coefficient of a predetermined range as an epoxy resin having a low moisture permeability of the cured product and suitable as a premold type hollow package material ( Patent Document 3) is known.
しかしながら、特許文献1の方法では、容量を増加させるために熱プレスを行っているが、この処理によりフィルムコンデンサ素子を形成するフィルムに熱ストレスや加圧ストレスが加わりフィルムが劣化して、静電容量の安定性や耐衝撃性の低下を招くという問題がある。
However, in the method of
また、特許文献2の方法に至ってはPPS(ポリフェニレンスルフィド)の射出成形では100〜250kg重/cm2と高圧で、かつ、300℃と高温な条件が必要であるため、フィルムコンデンサ素子の破損する可能性を防止するために、本封止の前に予備封止を要する等の問題があった。
In addition, in the method of
さらに、特許文献3では透湿性に優れたエポキシ樹脂が提案されているが、このエポキシ樹脂はフィルムコンデンサへの適用については記載されておらず、また、成形条件が150〜180℃と高温であるため、適用した場合にはフィルムコンデンサ素子が劣化してしまうため、これをそのまま転用することはできない。
Furthermore, although the epoxy resin excellent in moisture permeability is proposed by
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、コンデンサ特性、とりわけ外観上良好でボイドの発生もなく、硬化物の透湿性が少なく、絶縁抵抗の変化率の少ない、信頼性に優れたフィルムコンデンサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and has excellent capacitor characteristics, particularly good appearance, no voids, low moisture permeability of the cured product, low change rate of insulation resistance, and excellent reliability. An object of the present invention is to provide a film capacitor.
本発明者らは、フィルムコンデンサについて研究を重ねた結果、特定の樹脂組成物を用いることにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成した。 As a result of repeated research on film capacitors, the present inventors have found that the above-described problems can be solved by using a specific resin composition, and have completed the present invention.
すなわち、本発明のフィルムコンデンサ用樹脂組成物は、(A)液状エポキシ樹脂と、(B)ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂と、(C)酸無水物硬化剤と、(D)無機フィラーと、を必須成分として含有するフィルムコンデンサ用樹脂組成物であって、前記(A)液状エポキシ樹脂と(B)ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂との合量を100質量部としたときの各成分の配合量が、前記(A)液状エポキシ樹脂 50〜90質量部、前記(B)ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂 10〜50質量部、前記(C)酸無水物硬化剤 75〜120質量部、前記(D)無機フィラー 500〜1500質量部、であることを特徴とするものである。 That is, the resin composition for a film capacitor of the present invention comprises (A) a liquid epoxy resin, (B) a dicyclopentadiene type epoxy resin, (C) an acid anhydride curing agent, and (D) an inorganic filler. It is a resin composition for film capacitors contained as an essential component, and the blending amount of each component when the total amount of the (A) liquid epoxy resin and (B) dicyclopentadiene type epoxy resin is 100 parts by mass. The (A) liquid epoxy resin 50 to 90 parts by mass, the (B) dicyclopentadiene type epoxy resin 10 to 50 parts by mass, the (C) acid anhydride curing agent 75 to 120 parts by mass, and the (D) inorganic The filler is 500 to 1500 parts by mass.
また、本発明のフィルムコンデンサは、上記フィルムコンデンサ用樹脂組成物を用いて、フィルムコンデンサ素子を封止したことを特徴とするものである。 The film capacitor of the present invention is characterized in that a film capacitor element is sealed using the resin composition for a film capacitor.
本発明のフィルムコンデンサ用樹脂組成物は、成形性に優れ、その硬化物が透湿性に優れているため、この樹脂組成物を適用することで、信頼性に優れたフィルムコンデンサを得ることができる。 Since the resin composition for a film capacitor of the present invention is excellent in moldability and its cured product is excellent in moisture permeability, a film capacitor excellent in reliability can be obtained by applying this resin composition. .
以下、本発明のフィルムコンデンサ用樹脂組成物及びフィルムコンデンサについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明はそれらの図面により何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the resin composition for film capacitors and the film capacitor of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited at all by those drawings.
図1は、本発明のフィルムコンデンサの製造方法を説明する図である。ここで、フィルムコンデンサの製造に用いる金型は下金型1と上金型2とから構成され、この金型には下金型1及び上金型2にそれぞれ凹部が形成されており、この凹部がキャビティとなっている。このキャビティに溶融した樹脂組成物を用いて射出成型を行い、フィルムコンデンサを製造する。
FIG. 1 is a diagram for explaining a method for producing a film capacitor of the present invention. Here, the mold used for manufacturing the film capacitor is composed of a
まず、図1(a)に示したように、所定形状の凹部を有し温度制御がなされた下金型1の凹部内にフィルムコンデンサ素子3を配置し、その上に液状エポキシ樹脂組成物4の射出ノズル5を有する上金型2を被せ、下金型1との接合部を気密にシールするとともに、下金型1と上金型2とで形成されるキャビティ内を真空ポンプ等(図示を省略)により減圧吸引し、10Torrまで達せしめる。ここで、射出ノズル5は、先端部5cが上金型2に設けられた樹脂をキャビティへ導入するためのスプルー2aに接続されており、ノズル全体が上下に昇降可能に構成されている。また、ノズル本管5a内に同心的に配設されたプランジャ5bを上昇および下降させることで、ノズル先端部5cを開放および閉塞することができるようになっている。
First, as shown in FIG. 1A, a
そして、図1(b)に示したように、キャビティ内が一定の減圧度に保たれたら、射出ノズル5の先端部5cを開き、液状のエポキシ樹脂組成物4を、下金型1と上金型2との間のキャビティ内に射出する。射出によりキャビティ内を液状のエポキシ樹脂組成物4で充填した後、下金型1及び上金型2を適当な温度に加熱して硬化させると共にフィルムコンデンサ素子3の電極端子3aは、上金型2と下金型1との間で隙間なく扶持される。
Then, as shown in FIG. 1 (b), when the inside of the cavity is kept at a certain degree of reduced pressure, the
硬化が完了したら、下金型1と上金型2を型開きして、成形品であるフィルムコンデンサを取出す。ここで得られるフィルムコンデンサ11は、例えば、図2に示したように、フィルムコンデンサ素子3が液状のエポキシ樹脂組成物の硬化物12で覆われて保護された構成となっており、電極3aは、その端部が硬化物12の外に突出して、他の機器等と接続できるようになっている。
When the curing is completed, the
ここで、フィルムコンデンサ素子3は、フィルムと電極箔を巻回して形成されたコンデンサであり、金属製の電極3aをその上下面から平行に、コンデンサ本体に対して逆方向に伸びるように突出している。図示したフィルムコンデンサ素子3は、一例であり、本発明におけるフィルムコンデンサ素子3としては、公知のフィルムコンデンサ素子であれば、特に限定せずに用いることができる。
Here, the
このように射出成型を用いた本発明の製造方法においては、フィルムコンデンサ3への液状エポキシ樹脂組成物4の供給と封止成形とを続けて効率的に行うことができ、未充填部やボイドがなく、かつ、外観が良好な封止成形体を得ることができる。このように熱硬化性樹脂を用いる場合、射出温度を低温に設定した後、高温の金型へ充填して硬化させることが好ましい。
Thus, in the manufacturing method of the present invention using the injection molding, the supply of the liquid
射出充填の条件としては、射出温度は50〜70℃が好ましい。50℃未満であると流動性が悪くなる。一方、70℃より大きいと、射出ノズル内で一部硬化反応が進行する点で好ましくない。充填速度は0.2〜5.0L/minであることが好ましい。0.2L/min未満であると生産性の観点から好ましくない。一方、5.0L/minであると封止成形体に樹脂巻き込みボイドが発生する可能性があり好ましくない。 As the injection filling conditions, the injection temperature is preferably 50 to 70 ° C. If it is less than 50 ° C., the fluidity will deteriorate. On the other hand, if it is higher than 70 ° C., it is not preferable in that a part of the curing reaction proceeds in the injection nozzle. The filling rate is preferably 0.2 to 5.0 L / min. If it is less than 0.2 L / min, it is not preferable from the viewpoint of productivity. On the other hand, if it is 5.0 L / min, a resin entrainment void may occur in the sealed molded body, which is not preferable.
加圧条件としては、0.2〜10MPaであることが好ましい。0.2MPa未満であると、未充填部分やボイドが生じる。一方、10MPaより大きいと、フィルムコンデンサ素子の破損が生じる。 As a pressurizing condition, 0.2 to 10 MPa is preferable. If it is less than 0.2 MPa, unfilled portions and voids are generated. On the other hand, if it is greater than 10 MPa, the film capacitor element is damaged.
なお、射出ノズル等は樹脂を維持する所望の温度まで樹脂を加温できるヒータ等の加温手段を装着していてもよい。 The injection nozzle or the like may be equipped with a heating means such as a heater that can heat the resin to a desired temperature for maintaining the resin.
樹脂組成物の加熱硬化は90〜110℃で5〜25分程度行うのが好ましい。この範囲内であると硬化反応が緩慢に進行し、フィルムコンデンサ素子の空隙に樹脂組成物が均一に含浸充填される。 The heat curing of the resin composition is preferably performed at 90 to 110 ° C. for about 5 to 25 minutes. Within this range, the curing reaction proceeds slowly, and the resin composition is uniformly impregnated and filled in the voids of the film capacitor element.
金型の温度としては90〜120℃が好ましい。90℃以下では硬化不足が生じる。一方、120℃より大きいとフィルムコンデンサ素子が熱により破損してしまう。下金型1と上金型2は、ステンレス鋼等の耐熱性及び耐食性を有する金属からなるものが好ましい。
The temperature of the mold is preferably 90 to 120 ° C. Under 90 ° C., insufficient curing occurs. On the other hand, if it is higher than 120 ° C., the film capacitor element is damaged by heat. The
さらに成形型から取り出して必要に応じて後硬化させることが好ましく、例えば、100℃、2時間の条件下で行われる。 Further, it is preferably taken out from the mold and post-cured as necessary. For example, it is carried out at 100 ° C. for 2 hours.
次に、上記した製造方法等に用いる本発明の液状のエポキシ樹脂組成物について詳細に説明する。 Next, the liquid epoxy resin composition of the present invention used in the above-described production method will be described in detail.
本発明の主題は、安定した絶縁抵抗率を示し、透湿性がなく、信頼性に優れ、かつ、外観が良好なフィルムコンデンサを提供することにある。本発明者らは、所定の成分を所定の割合で配合される樹脂組成物によってフィルムコンデンサ素子の周囲を封止成形することで、上記特性を満足するフィルムコンデンサが得られることを見出したものである。 The subject of the present invention is to provide a film capacitor which exhibits a stable insulation resistivity, has no moisture permeability, is excellent in reliability, and has a good appearance. The present inventors have found that a film capacitor satisfying the above characteristics can be obtained by sealing and molding the periphery of a film capacitor element with a resin composition containing a predetermined component in a predetermined ratio. is there.
すなわち、本発明の液状のエポキシ樹脂組成物は、(A)液状のエポキシ樹脂と、(B)シクロペンタジエン型エポキシ樹脂と、(C)酸無水物硬化剤と、(D)無機フィラーと、を必須成分として含有するもので、必要に応じてその他添加剤を配合してなる。 That is, the liquid epoxy resin composition of the present invention comprises (A) a liquid epoxy resin, (B) a cyclopentadiene type epoxy resin, (C) an acid anhydride curing agent, and (D) an inorganic filler. It is contained as an essential component, and other additives are blended as necessary.
ここで、本発明で用いる(A)液状のエポキシ樹脂としては、1分子あたり1つより多くのエポキシ基を有するものであり、1分子あたり2個のエポキシ基を有するものであることが好ましい。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、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、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型以外の脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエーテル等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができる。 Here, the liquid epoxy resin (A) used in the present invention has more than one epoxy group per molecule, and preferably has two epoxy groups per molecule. Examples of such epoxy resins include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol AD type epoxy resins, novolac type epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins, and alicyclic epoxy resins other than dicyclopentadiene type. And glycidyl ether. These can be used alone or in admixture of two or more.
本発明で用いる(B)ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂としては、5員環構造を有する環式ジエンであるシクロペンタジエンに由来する主骨格を有し、かつ、1分子あたり1つより多くのエポキシ基を有するものであり、1分子あたり2個のエポキシ基を有するものであることが好ましい。ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂としては、例えば、下記一般式(I)
上記一般式(I)中のR1としては、例えば、水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基;ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基;などの炭素数1〜5の置換又は非置換の一価の炭化水素基が挙げられ、これらのなかでもメチル基、エチル基等のアルキル基及び水素原子が好ましく、メチル基及び水素原子がより好ましい。 R 1 in the general formula (I) is, for example, a hydrogen atom; an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, or a tert-butyl group; a vinyl group, an allyl group, or a butenyl group. Alkenyl groups such as halogenated alkyl groups, amino group-substituted alkyl groups, mercapto group-substituted alkyl groups; substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon groups having 1 to 5 carbon atoms, such as methyl Group, an alkyl group such as an ethyl group and a hydrogen atom are preferable, and a methyl group and a hydrogen atom are more preferable.
R2としては、例えば、水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基;ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基;などの炭素数1〜5の置換又は非置換の一価の炭化水素基が挙げられ、これらのなかでも水素原子が好ましい。このようなエポキシ樹脂としては、HP−7200(大日本インキ化学工業株式会社製、商品名)等が挙げられ、これは市販品として入手可能である。 Examples of R 2 include a hydrogen atom; an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, and a tert-butyl group; an alkenyl group such as a vinyl group, an allyl group, and a butenyl group; A substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms such as a group, an amino group-substituted alkyl group, a mercapto group-substituted alkyl group; and the like. Among these, a hydrogen atom is preferable. Examples of such an epoxy resin include HP-7200 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., trade name) and the like, which are available as commercial products.
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂の平均分子量が100〜1000である。この範囲であれば硬化剤との混合性が良好であることや射出成型時、ノズルより材料が漏出することを防止できる点が優れている。 The average molecular weight of the dicyclopentadiene type epoxy resin is 100 to 1000. If it is this range, the point which can prevent that a material leaks from a nozzle at the time of injection molding with favorable mixing property with a hardening | curing agent is excellent.
本発明は、上記した(A)液状のエポキシ樹脂と(B)ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂の2種類のエポキシ樹脂を併用することが必須の構成であり、それらの配合量は、両成分の合量を100質量部としたときに、(A)液状のエポキシ樹脂を50〜90質量部、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を10〜50質量部の範囲である。ここで、(A)成分が50質量部未満では粘度が低下せず、その結果、含浸性が良好とならず、また、90質量部を超えて配合した場合には、硬化物の耐湿信頼性が低下し、目的とする硬化物特性が得られない。 In the present invention, it is indispensable to use two types of epoxy resins (A) liquid epoxy resin and (B) dicyclopentadiene type epoxy resin in combination. When the amount is 100 parts by mass, the range is (A) 50 to 90 parts by mass of the liquid epoxy resin and 10 to 50 parts by mass of the dicyclopentadiene type epoxy resin. Here, when the component (A) is less than 50 parts by mass, the viscosity does not decrease, and as a result, the impregnation property is not good, and when it exceeds 90 parts by mass, the moisture resistance reliability of the cured product Decreases and the desired cured product characteristics cannot be obtained.
本発明に用いる(C)酸無水物硬化剤としては、エポキシ樹脂の硬化剤として公知の酸無水物硬化剤であればよく、この酸無水物硬化剤の具体例としては、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物等が挙げられる。 The (C) acid anhydride curing agent used in the present invention may be any known acid anhydride curing agent as an epoxy resin curing agent. Specific examples of the acid anhydride curing agent include tetrahydrophthalic anhydride. , Hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride and the like.
この(C)酸無水物硬化剤の配合量は、上記(A)成分と(B)成分の合量を100質量部としたときに、75〜120質量部の範囲である。また、液状のエポキシ樹脂及びジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂のエポキシ当量に対して0.9〜1.1倍の当量とすることが好ましい。この範囲外で配合した場合には耐衝撃性、信頼性が低下してしまい好ましくない。 The compounding amount of the (C) acid anhydride curing agent is in the range of 75 to 120 parts by mass when the total amount of the component (A) and the component (B) is 100 parts by mass. Moreover, it is preferable to set it as an equivalent of 0.9 to 1.1 times with respect to the epoxy equivalent of a liquid epoxy resin and a dicyclopentadiene type epoxy resin. When blending outside this range, impact resistance and reliability are lowered, which is not preferable.
本発明に用いる(D)無機フィラーは、樹脂組成物中に配合される無機フィラーであれば特に限定されるものではなく、例えば、シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化硼素、マグネシア、ベーマイト、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク等が挙げられる。これらのフィラーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。本発明ではシリカ粉末が好ましく使用され、特に、球状シリカ粉末の使用が好ましい。
The (D) inorganic filler used in the present invention is not particularly limited as long as it is an inorganic filler blended in the resin composition. For example, silica, alumina, silicon nitride, boron nitride, magnesia, boehmite, calcium carbonate , Aluminum hydroxide, talc and the like. These fillers may be used individually by 1 type, and may mix and
ここで、(D)無機フィラーは、(A)成分と(B)成分の合量を100質量部としたときに、500〜1500質量部の範囲で含有するものである。フィラー量が、500質量部以下であると硬化物収縮によるフィルムコンデンサ素子や電極などの構造体の歪み、破損が発生しやすくなり、一方、1500質量部以上であると射出時の流動性が低下し、未充填箇所が発生したりするため好ましくない。上記範囲内であると硬化物の耐熱衝撃性、機械的強度、難燃性が良好となる。 Here, (D) an inorganic filler contains in the range of 500-1500 mass parts, when the total amount of (A) component and (B) component is 100 mass parts. When the amount of the filler is 500 parts by mass or less, the structure such as a film capacitor element or an electrode is likely to be distorted or damaged due to shrinkage of the cured product. However, it is not preferable because unfilled portions are generated. Within the above range, the cured product has good thermal shock resistance, mechanical strength, and flame retardancy.
また、本発明における(D)無機フィラーとしては、1種類のフィラーであって平均粒径の異なるものを併用すると、射出時の流動性の点で好ましく、例えば、無機フィラー全体を100質量%としたとき、平均粒径が15〜25μmの球状溶融シリカを70〜90質量%、平均粒径1〜5μmの球状溶融シリカを10〜30質量%の範囲で含有することがより好ましい。球状溶融シリカを用いた場合、上記した球状溶融シリカのみで無機フィラーを構成することが特に好ましい。 In addition, as the inorganic filler (D) in the present invention, it is preferable to use one kind of filler having different average particle diameters in terms of fluidity at the time of injection. For example, the whole inorganic filler is 100% by mass. It is more preferable that spherical fused silica having an average particle size of 15 to 25 μm is contained in an amount of 70 to 90% by mass and spherical fused silica having an average particle size of 1 to 5 μm is contained in an amount of 10 to 30% by mass. When spherical fused silica is used, it is particularly preferable that the inorganic filler is composed only of the above-described spherical fused silica.
なお、上記した平均粒径の異なる球状溶融シリカを併用する際に、それ以外に他の無機フィラーを含有することもできるが、その場合、残りのフィラーを溶融破砕シリカ、結晶シリカからなるシリカ粉末とすることが、硬化物の低吸水率性、低透湿性の点から好ましい。この範囲外で配合した場合、射出時の流動性が低下し、未充填箇所が発生したりするため好ましくない。 In addition, when using the above-mentioned spherical fused silica having different average particle diameters, other inorganic fillers can also be contained. In that case, the remaining filler is silica powder composed of fused crushed silica and crystalline silica. Is preferable from the viewpoint of low water absorption and low moisture permeability of the cured product. When blending outside this range, the fluidity at the time of injection is lowered and unfilled portions are generated, which is not preferable.
また、本発明は上記成分を必須成分とするものであるが、硬化特性を改善するために、さらに(E)硬化促進剤を添加することもできる。本発明に用いる(E)硬化促進剤としては、特に制限はなく、従来エポキシ樹脂の硬化促進剤として使用されているものの中から、任意のものを適宜選択して用いることができる。 Moreover, although this invention makes the said component an essential component, in order to improve a hardening characteristic, (E) hardening accelerator can also be added. There is no restriction | limiting in particular as (E) hardening accelerator used for this invention, Arbitrary things can be suitably selected and used from what was conventionally used as a hardening accelerator of an epoxy resin.
この(E)硬化促進剤としては、例えば、芳香族ジメチルウレア、脂肪族ジメチルウレア、3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチルウレア(DCMU)、3−(3−クロロ−4−メチルフェニル)−1,1−ジメチルウレア、2,4−ビス(3,3−ジメチルウレイド)トルエン等のウレア類、ベンジルジメチルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7、トリエチルアミン等の第3級アミン系化合物、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾール、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などのイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン塩等の有機ホスフィン塩化合物が挙げられる。これらの硬化促進剤は、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。このうち、低透湿性、耐湿信頼性の点からイミダゾール系硬化促進剤を好ましく使用できる。 Examples of the (E) curing accelerator include aromatic dimethylurea, aliphatic dimethylurea, 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU), 3- (3-chloro-4 -Methylphenyl) -1,1-dimethylurea, ureas such as 2,4-bis (3,3-dimethylureido) toluene, benzyldimethylamine, 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7 , Tertiary amine compounds such as triethylamine, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-isopropylimidazole, 2-phenylimidazole, 2 -Existence of imidazole compounds such as phenyl-4-methylimidazole, triphenylphosphine salt, etc. Phosphine salt compounds. These curing accelerators may be used alone or in combination of two or more. Of these, imidazole-based curing accelerators can be preferably used from the viewpoint of low moisture permeability and moisture resistance reliability.
(E)硬化促進剤の配合量は、硬化促進性及び硬化樹脂物性のバランスなどの点から、(A)成分と(B)成分の合量を100質量部としたときに、通常0.1〜10質量部程度、好ましくは0.4〜5質量部の範囲で選定される。 (E) The amount of the curing accelerator is usually 0.1 when the total amount of the component (A) and the component (B) is 100 parts by mass from the viewpoint of the balance between curing acceleration and cured resin physical properties. About 10 to 10 parts by mass, preferably 0.4 to 5 parts by mass.
なお、この液状のエポキシ樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、カップリング剤(例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等)、離型剤(例えば、合成ワックス、天然ワックス、直鎖脂肪族の金属塩、酸アミド、エステル類等)、着色剤(例えば、カーボンブラック、コバルトブルー等)、低応力付与剤(例えば、シリコーンオイル、シリコーンゴム等)、消泡剤等がさらに配合されていてもよい。 The liquid epoxy resin composition has a coupling agent (for example, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, etc.) as long as the effects of the present invention are not impaired. , Mold release agents (eg, synthetic wax, natural wax, linear aliphatic metal salts, acid amides, esters, etc.), colorants (eg, carbon black, cobalt blue, etc.), low stress imparting agents (eg, silicone) Oil, silicone rubber, etc.), an antifoaming agent, etc. may be further blended.
上記のような配合からなる本発明の液状のエポキシ樹脂組成物は、100℃でのゲルタイムが5〜30分であることが好ましい。このゲルタイムが、5分以下であると硬化物にボイドが発生しやすくなり、30分以上であると硬化物の形状の保持性が悪くなる。 The liquid epoxy resin composition of the present invention having the above composition preferably has a gel time at 100 ° C. of 5 to 30 minutes. When the gel time is 5 minutes or less, voids are likely to be generated in the cured product, and when it is 30 minutes or more, the shape retainability of the cured product is deteriorated.
本発明の樹脂組成物を12個のフィルムコンデンサ素子(60mm×35mm、厚さ60mm)が配置されたキャビティ内に前記条件によって注入、次いで硬化させる射出成形法により、フィルムコンデンサ(200mm×250mm、厚さ70mm)を製造することができる。 A film capacitor (200 mm × 250 mm, thickness) is formed by an injection molding method in which the resin composition of the present invention is injected into a cavity in which 12 film capacitor elements (60 mm × 35 mm, thickness 60 mm) are placed under the above conditions and then cured. 70 mm) can be manufactured.
このような製造方法においては、下金型内に保持されたフィルムコンデンサ素子3へ一定の減圧下で上部に射出機構を有する上金型を用いて、液状エポキシ樹脂組成物の供給と封止成形とを続けて効率的に行うことができ、未充填部やボイドがない外観が良好なコンデンサ装置を得ることができる。さらに、このようにして得られたコンデンサ装置は、透湿性、絶縁抵抗性等のいずれの諸特性においても優れ、信頼性の高い装置である。
In such a manufacturing method, a liquid epoxy resin composition is supplied and sealed using an upper mold having an injection mechanism on the upper side of the
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples.
(実施例1〜7及び比較例1〜5)
表1及び表2に示す配合組成(質量部)の各原料を均一に撹拌混合して液状のエポキシ樹脂組成物を調製した。
(Examples 1-7 and Comparative Examples 1-5)
Each raw material of the blend composition (parts by mass) shown in Table 1 and Table 2 was uniformly stirred and mixed to prepare a liquid epoxy resin composition.
次いで、下金型1の凹部にフィルムコンデンサ素子3を収容し、上金型2を合わせ、先に調整した液状のエポキシ樹脂組成物4を図1の射出ノズル5のノズル本管5a内に導入し、下金型1と上金型2との間のキャビティ内を真空ポンプにて10Torrまで達せしめた。次いで、プランジャ5bを上昇させ、キャビティ内に充填速度0.5L/min、射出温度60℃で樹脂組成物を射出充填した後、0.5MPa下、下金型1及び上金型2を加熱し、100℃で20分の条件により樹脂組成物を加熱硬化させると共にフィルムコンデンサ素子3の電極端子3aは、上金型2と下型部1との間で隙間なく挟持した。その後、金型を開放して(金型から硬化物を取り出して)100℃、2時間の条件下で後硬化を行い、フィルムコンデンサを製造した。各例における諸特性の評価結果を表1及び表2に併せて示した。
Next, the
なお、使用した各原料成分は以下の通りである。 In addition, each raw material component used is as follows.
[エポキシ樹脂]
(1)R140P(三井化学社製のビスフェノールA型エポキシ樹脂、商品名;液状、エポキシ当量 188)
(2)jER807(三菱化学社製のビスフェノールF型エポキシ樹脂、商品名;液状、エポキシ当量 170)
(3)HP−7200(DIC社製のジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、商品名;液状、エポキシ当量 260)
(4)HP−4032(DIC社製のナフタレン骨格エポキシ樹脂、商品名;固形、エポキシ当量 150)
(5)SR−16H(阪本薬品社製のグリシジルエーテル、商品名;液状、エポキシ当量 157)
(6)BREM−105(日本化薬社製の臭素化エポキシ樹脂、商品名;固形、エポキシ当量 280)
(7)EPOXAN(信越化学工業社製のシリコーン変性エポキシ樹脂、商品名;固形、エポキシ当量 300)
[Epoxy resin]
(1) R140P (Bisphenol A type epoxy resin manufactured by Mitsui Chemicals, trade name; liquid, epoxy equivalent 188)
(2) jER807 (Bisphenol F type epoxy resin manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, trade name; liquid, epoxy equivalent 170)
(3) HP-7200 (DIC dicyclopentadiene type epoxy resin, trade name; liquid, epoxy equivalent 260)
(4) HP-4032 (Naphthalene skeleton epoxy resin manufactured by DIC, trade name: solid, epoxy equivalent 150)
(5) SR-16H (Glicidyl ether manufactured by Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd., trade name; liquid, epoxy equivalent 157)
(6) BREM-105 (Nippon Kayaku Brominated epoxy resin, trade name; solid, epoxy equivalent 280)
(7) EPOXAN (silicon-modified epoxy resin manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name; solid, epoxy equivalent 300)
[硬化剤]
(1)HN2000(日立化成社製のメチルテトラヒドロ無水フタル酸、商品名;酸無水物当量 166)
(2)HN5500(日立化成社製のメチルヘキサヒドロ無水フタル酸、商品名;酸無水物当量 168)
(3)NH−7000(日本化薬社製のフェノール樹脂、商品名;水酸基当量 140)
(4)XL225−3L(三井化学社製のフェノール樹脂、商品名;水酸基当量 170)
[Curing agent]
(1) HN2000 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., methyltetrahydrophthalic anhydride, trade name; acid anhydride equivalent 166)
(2) HN5500 (Methylhexahydrophthalic anhydride manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name; acid anhydride equivalent 168)
(3) NH-7000 (Phenol resin manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: hydroxyl group equivalent 140)
(4) XL225-3L (phenol resin manufactured by Mitsui Chemicals, trade name; hydroxyl group equivalent 170)
[消泡剤]
TSA720(モメンテイブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、商品名)
[シランカップリング剤]
A−187(日本ユニカー社製の3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、商品名)
[Defoaming agent]
TSA720 (Momentive Performance Materials Japan, product name)
[Silane coupling agent]
A-187 (Nihon Unicar Co., Ltd. 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, trade name)
[無機フィラー]
(1)HS−106(マイクロン社製の球状溶融シリカ、商品名;球状、平均粒径 18.2μm)
(2)SO−C6(アドマファイン社製の球状溶融シリカ、商品名;球状、平均粒径 2.2μm)
[硬化促進剤]
2E4MZ(四国化成社製のイミダゾール、商品名)
[Inorganic filler]
(1) HS-106 (Spherical fused silica manufactured by Micron, trade name; spherical, average particle size 18.2 μm)
(2) SO-C6 (spherical fused silica manufactured by Admafine, trade name: spherical, average particle size 2.2 μm)
[Curing accelerator]
2E4MZ (imidazole manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd., trade name)
<樹脂硬化物>
(1)煮沸吸水率
樹脂組成物を100℃、5時間の条件で硬化させて作製した円板形状の試料(直径50mm×厚さ3mm)について、煮沸水中に1時間浸漬し、浸漬前後の硬化物質量により、浸漬前の質量に対する質量増加分を煮沸吸水率として算出した。
(2)透湿性
樹脂組成物を100℃、5時間の条件で硬化させて作製した円板形状の試料(直径60mm×厚さ2mm)について、カップ法(JIS L 1099)にて85℃/85%RHで300時間の環境下における質量変化量を算出し、その値に基づき、24時間の1m2当たりの質量増加分を透湿性の評価特性として算出した。
<Hardened resin>
(1) Boiling water absorption rate A disc-shaped sample (diameter 50 mm ×
(2) Moisture permeability About a disk-shaped sample (diameter 60 mm ×
(3)成形外観
成型後のフィルムコンデンサを任意に切断し、切断面におけるボイドの有無を目視で確認し、以下の基準で評価した。
○:ボイドなし
△:わずかにボイド有り
×:ボイド有り
(4)絶縁抵抗性
成型後のフィルムコンデンサにおいて、85℃/85%RH環境下で1000時間後のパッケージ(PKG)電極間の絶縁抵抗を測定した。試験前後の絶縁抵抗の変化率から、以下の基準で評価した。
○:変化率20%未満
△:変化率20%以上50%未満
×:変化率50%以上
(3) Molding appearance The molded film capacitor was arbitrarily cut, the presence or absence of voids on the cut surface was visually confirmed, and evaluated according to the following criteria.
○: No void △: Slightly voided ×: Voided (4) Insulation resistance The insulation resistance between package (PKG) electrodes after 1000 hours in an 85 ° C / 85% RH environment in a molded film capacitor It was measured. From the change rate of the insulation resistance before and after the test, the following criteria were used for evaluation.
○: Change rate of less than 20% △: Change rate of 20% or more and less than 50% ×: Change rate of 50% or more
表1から明らかなように、実施例1〜7において、液状エポキシ樹脂とジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を併用してなるエポキシ樹脂組成物を用いることで、耐湿試験後の絶縁抵抗率の変化、すなわち絶縁抵抗の変化率が小さく、さらに外観の良好な封止成形体を得ることができた。 As is apparent from Table 1, in Examples 1 to 7, by using an epoxy resin composition that is a combination of a liquid epoxy resin and a dicyclopentadiene type epoxy resin, the change in insulation resistivity after the moisture resistance test, that is, It was possible to obtain a sealed molded body having a small change rate of insulation resistance and a good appearance.
これに対し、表2に示したように、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を用いない比較例1〜3では絶縁抵抗の変化率が大きかった。また、フィラー充填量が1500質量部以上の比較例4では、未充填部分が多く、絶縁抵抗の変化率が大きかった。さらに、比較例5のように硬化剤が異なる場合では、100℃、5時間での硬化では不十分であった。 In contrast, as shown in Table 2, in Comparative Examples 1 to 3 in which no dicyclopentadiene type epoxy resin was used, the rate of change in insulation resistance was large. Further, in Comparative Example 4 in which the filler filling amount was 1500 parts by mass or more, there were many unfilled portions, and the rate of change in insulation resistance was large. Further, when the curing agent is different as in Comparative Example 5, curing at 100 ° C. for 5 hours was insufficient.
1…下金型、2…上金型、3…フィルムコンデンサ素子、4…液状のエポキシ樹脂組成物、5…射出ノズル、11…フィルムコンデンサ、12…硬化物
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記(A)液状エポキシ樹脂と(B)ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂との合量を100質量部としたときの各成分の配合量が、前記(A)液状エポキシ樹脂 50〜90質量部、前記(B)ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂 10〜50質量部、前記(C)酸無水物硬化剤 75〜120質量部、前記(D)無機フィラー 500〜1500質量部、であることを特徴とするフィルムコンデンサ用樹脂組成物。 A resin composition for a film capacitor comprising (A) a liquid epoxy resin, (B) a dicyclopentadiene type epoxy resin, (C) an acid anhydride curing agent, and (D) an inorganic filler as essential components. And
When the total amount of the (A) liquid epoxy resin and the (B) dicyclopentadiene type epoxy resin is 100 parts by mass, the blending amount of each component is 50 to 90 parts by mass of the (A) liquid epoxy resin, (B) 10 to 50 parts by mass of a dicyclopentadiene type epoxy resin, 75 to 120 parts by mass of the (C) acid anhydride curing agent, and 500 to 1500 parts by mass of the (D) inorganic filler. Resin composition for capacitors.
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