JP2019178209A - 樹脂組成物及びその硬化体 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 下記の(A)〜(C)成分を含む、樹脂組成物。
(A)窒素原子を含有するエポキシ樹脂
(B)合成フッ素金雲母及び/又は板状ガラスフィラー
(C)エポキシ樹脂硬化剤
[2] (A)窒素原子を含有するエポキシ樹脂が、グリシジルアミン型エポキシ樹脂及び/又はトリアジン誘導体エポキシ樹脂を含む、上記[1]記載の樹脂組成物。
[3] さらに(E)熱可塑性樹脂を含有する、上記[1]又は[2]記載の樹脂組成物。
[4] 光半導体素子の封止用である、上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
[5] 支持体と、該支持体上に形成された、上記[1]〜[4]のいずれか1つに記載の樹脂組成物の層とを含む、樹脂組成物シート。
[6] 上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の樹脂組成物の硬化体。
[7] 光半導体デバイスの光透過部位用である、上記[6]記載の硬化体。
[8] 光透過部位に上記[6]記載の硬化体を含む、光半導体デバイス。
[9] 光半導体素子の封止材として上記[6]記載の硬化体を含む、光半導体デバイス。
[樹脂組成物]
本発明の樹脂組成物は、必須成分として、(A)窒素原子を含有するエポキシ樹脂、(B)合成フッ素金雲母及び/又は板状ガラスフィラー、並びに、(C)エポキシ樹脂硬化剤を含有する。
本発明において使用する窒素原子を含有するエポキシ樹脂(以下、(A)成分ともいう)は、その骨格中に窒素原子を含むエポキシ樹脂であれば特に制限なく使用することができる。本発明の目的をより高いレベルで達成するという観点から、(A)成分は、グリシジルアミン型エポキシ樹脂及び/又はトリアジン誘導体エポキシ樹脂であることが好ましい。
グリシジルアミン型エポキシ樹脂とは、アミンのアミノ基がグリシジル化された構造を有するエポキシ樹脂であり、例えば、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、キシレンジアミンのグリシジル化合物、トリグリシジルアミノフェノール(トリグリシジル−p−アミノフェノール、トリグリシジル−m−アミノフェノール等)、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルジアミノジフェニルスルホン、テトラグリシジルジアミノジフェニルエーテル、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサノン、ジグリシジルトルイジン、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルメトキシアニリン、ジグリシジルジメチルアニリン、ジグリシジルトリフルオロメチルアニリン等が挙げられる。
トリアジン誘導体エポキシ樹脂としては、例えば、1,3,5−トリアジン誘導体エポキシ樹脂が挙げられ、1,3,5−トリアジン誘導体エポキシ樹脂は、イソシアヌレート環骨格を有するエポキシ樹脂が好ましい。また、イソシアヌレート環骨格を有するエポキシ樹脂は、1つのイソシアヌレート環に対して、2個以上のエポキシ基を有するものが好ましく、3個のエポキシ基を有するものがより好ましい。イソシアヌレート環骨格を有するエポキシ樹脂の具体例として、例えば、1,3,5−トリグリシジルイソシアヌレート、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリス(α−メチルグリシジル)イソシアヌレート、トリス(1−メチル−2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(2,3−エポキシプロピル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、1,3,5−トリス(3,4−エポキシブチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、1,3,5−トリス(5,6−エポキシブチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、トリス{2,2−ビス[(オキシラン−2−イルメトキシ)メチル]ブチル}−3,3’,3’’−[1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン−1,3,5−トリイル]トリプロパノエート等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、合成フッ素金雲母及び/又は板状ガラスフィラー(以下、「(B)成分」ともいう)を含有する。合成フッ素金雲母及び板状ガラスフィラーはいずれも扁平状微粒子である。
本発明の樹脂組成物は、エポキシ樹脂の硬化剤(以下、(C)成分ともいう)を含有する。
本発明の樹脂組成物は、硬化時間を調整する等の目的で硬化促進剤(以下、(D)成分とも称す)を含有してもよい。(D)成分としては、例えば、有機ホスフィン化合物、イミダゾール化合物、アミンアダクト化合物(例えば、エポキシ樹脂に3級アミンを付加させて反応を途中で止めているエポキシアダクト化合物等)、3級アミン化合物などが挙げられる。これらの硬化促進剤は樹脂組成物の配合成分によってはエポキシ硬化剤として機能する場合がある。有機ホスフィン化合物の具体例としては、TPP、TPP−K、TPP−S、TPTP−S(北興化学工業社製)などが挙げられる。イミダゾール化合物の具体例としては、キュアゾール2MZ、2E4MZ、C11Z、C11Z−CN、C11Z−CNS、C11Z−A、2MZOK、2MA−OK、2PHZ(四国化成工業社製)などが挙げられる。アミンアダクト化合物の具体例としては、フジキュア(富士化成工業社製)などが挙げられる。3級アミン化合物の具体例としては、DBU(1,8-diazabicyelo[5.4.0]undec-7-ene)、DBUの2−エチルヘキサン酸塩、オクチル酸塩などのDBU−有機酸塩、U−CAT3512T(サンアプロ社製)等の芳香族ジメチルウレア、U−3503N(サンアプロ社製)等の脂肪族ジメチルウレアなどが挙げられる。中でも耐湿性の点からウレア化合物が好ましく、芳香族ジメチルウレアが特に好ましく用いられる。本発明の樹脂組成物において、硬化促進剤を用いる場合の硬化促進剤の含有量は、樹脂組成物中に含まれるエポキシ樹脂の総量(不揮発分)に対し、通常0.05〜5質量%の範囲で使用される。0.05質量%以上とすることで、硬化時間の短縮が容易に達成しやすくなる傾向にあり、5質量%以下とすることで、樹脂組成物の十分な保存安定性を容易に達成しやすくなる傾向となる。
本発明の樹脂組成物は、硬化体への可撓性の付与、樹脂組成物シートを調製する際の熱硬化性樹脂組成物ワニスの塗工性(はじき防止)等の観点から、熱可塑性樹脂(以下、(E)成分とも称する)を含有することができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル系ポリマー等を挙げることができる。これらは1種または2種以上を使用することができる。
本発明の樹脂組成物には、酸素バリア性と透明性のバランスを保つ観点から、(A)成分以外のエポキシ樹脂(以下、(F)成分ともいう)を含有させることができる。
本発明の効果を損なわない範囲内で、本発明の樹脂組成物には、ゴム粒子、シリコーンパウダー、ナイロンパウダー、フッ素樹脂パウダー等の有機充填剤;シリコーン系、フッ素系、高分子系の消泡剤またはレベリング剤;オルベン、ベントン等の増粘剤;酸化防止剤;熱安定剤;光安定剤等の添加剤を配合することができる。
本発明の樹脂組成物は、例えば、EL素子(有機、無機)、高輝度LED素子、太陽電池セル等の発光素子や受光素子を有する光半導体デバイスの光透過部位や光取出し部位の透明部材として使用される。例えば、本発明の樹脂組成物から得られるフィルム状の硬化体をそのまま光透過部位や光取出し部位を形成する透明パネル等として使用することができる。一般に「パネル」との用語は比較的硬度(剛性)が高い製品に対して使用され、「フィルム」や「シート」との用語は比較的硬度(剛性)の低い製品に使用される傾向があり、ここでいう「パネル」も比較的硬度(剛性)が高い製品という意味である。本発明の樹脂組成物の硬化体は高い酸素バリア性を有するため、本発明の樹脂組成物の硬化体を光半導体デバイスの光透過部位や光取出し部位の透明部材に使用することで、デバイス内部の酸化劣化の抑制に寄与する
本発明の硬化体は、本発明の樹脂組成物を熱硬化させたものであり、透明部材となる。フィルム状の樹脂組成物を硬化すれば、フィルム状の硬化体が得られ、フィルム状の透明部材になる。透明部材は高い透明性と高い酸素バリア性を有する。
(A)成分
「EP3890S」(アデカ社製):グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ジグリシジルアニリン、エポキシ当量115g/eq、窒素原子含有率6%
「TEPIC−L」(日産化学工業社製):イソシアヌレート環骨格含有エポキシ樹脂、1,3,5−トリグリシジルイソシアヌレート、エポキシ当量105g/eq、窒素原子含有率13%
「630」(三菱ケミカル社製):p−アミノフェノール型エポキシ樹脂、トリグリシジル−p−アミノフェノール、エポキシ当量95g/eq、窒素原子含有率5%
「PDM−9LX」(トピー工業社製):合成フッ素金雲母、平均粒子径100μm、アスペクト比70
「PDM−20L」(トピー工業社製):合成フッ素金雲母、平均粒子径20μm、アスペクト比70
「PDM−5B」(トピー工業社製):合成フッ素金雲母、平均粒子径5μm、アスペクト比40
「MEG160FY」(日本板硝子社製):板状ガラスフィラー、平均粒子径160μm、アスペクト比30
「FTD025FY−F01」日本板硝子社製):板状ガラスフィラー、平均粒子径25μm、アスペクト比60
「TBP−DA」(北興化学社製):テトラブチルホスホニウムデカン酸塩、イオン液体
「U−CAT3512T」(サンアプロ社製):芳香族ジメチルウレア
「YX7200B35」(三菱ケミカル社製):ビフェニル骨格及びシクロヘキサン骨格含有フェノキシ樹脂、不揮発分35質量%、重量平均分子量30,000、エポキシ当量9,000g/eq
「YX8040」(三菱ケミカル社製):水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量1000g/eq
「HP−820」(DIC社製):アルキルフェノール型エポキシ樹脂、エポキシ当量230g/eq
「YX8000」(三菱ケミカル社製):水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量205g/eq
なお、以下の記載において、各成分(材料)の量に関する「部」「%」は、特に断りがない限り、「質量部」、「質量%」を意味する。また、後記の表1には、溶剤を含有する材料については溶剤を含む総量と不揮発分のみの量(カッコ内の数値)も記載した。
窒素原子を含有するエポキシ樹脂として、p−アミノフェノール型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「630」)50部、アルキルフェノール型エポキシ樹脂(DIC社製「HP−820」)50部、合成フッ素金雲母として、平均粒子径100μm(トピー工業社製「PDM−9LX」)28部、平均粒子径5μm(トピー工業社製「PDM−5B」)7部、エポキシ樹脂硬化剤として、イオン液体(北興化学社製「TBP−DA」)4部、エポキシ樹脂硬化促進剤として、芳香族ウレア化合物(サンアプロ社製「U−CAT3512T」)2.5部、を配合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、組成物を得た。
窒素原子を含有するエポキシ樹脂として、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(アデカ社製「EP−3890S」)65部、合成フッ素金雲母として、平均粒子径100μm(トピー工業社製「PDM−9LX」)62部、平均粒子径5μm(トピー工業社製「PDM−5B」)12部、エポキシ樹脂硬化剤として、イオン液体(北興化学社製「TBP−DA」)4部、熱可塑性樹脂として、フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7200B35」)100部(固形分として35部)、MEK10部を配合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、熱硬化性樹脂組成物ワニスを得た。次いで、熱硬化性樹脂組成物ワニスを、支持体(シリコーン系離型剤で処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ38μm、以下、「離型PETフィルム」と略す。)の離型処理面上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚さが100μmとなるようにダイコーターにて均一に塗布し、80℃で5分間乾燥し、離型PETフィルム上に樹脂組成物層が形成されたシート(樹脂組成物シート)を作製した。この樹脂組成物シート2枚の樹脂組成物層側を合わせて、バッチ式真空ラミネーター(ニチゴー・モートン社製、V−160)を用いてラミネートし、樹脂組成物層の厚さが200μmの樹脂組成物シートを得た。ラミネート条件は、温度80℃、減圧時間30秒の後、圧力0.3MPaにて30秒加圧であった。
窒素原子を含有するエポキシ樹脂として、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(アデカ社製「EP−3890S」)65部、板状ガラスフィラーとして、平均粒子径160μm(日本板硝子社製「MEG160FY」)12部と平均粒子径25μm(日本板硝子社製「FTD025FY−F01」)50部、エポキシ樹脂硬化剤として、イオン液体(北興化学社製「TBP−DA」)4部、熱可塑性樹脂として、フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7200B35」)100部(固形分として35部)、MEK10部を配合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、熱硬化性樹脂組成物ワニスを得た。次いで、該熱硬化性樹脂組成物ワニスを使用し、実施例2に記載の方法で樹脂組成物シートを得た。
窒素原子を含有するエポキシ樹脂として、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(アデカ社製「EP−3890S」)65部とイソシアヌル骨格エポキシ樹脂(日産化学工業社製「TEPIC−L」)4.5部、合成フッ素金雲母として、平均粒子径100μm(トピー工業社製「PDM−9LX」)62部と平均粒子径5μm(トピー工業社製「PDM−5B」)12部、エポキシ樹脂硬化剤として、イオン液体(北興化学社製「TBP−DA」)4部、熱可塑性樹脂としてフェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7200B35」)87.1部(固形分として30.5部)、MEK10部を配合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、熱硬化性樹脂組成物ワニスを得た。次いで、該熱硬化性樹脂組成物ワニスを使用し、実施例2に記載の方法で樹脂組成物シートを得た。
窒素原子を含有するエポキシ樹脂として、p−アミノフェノール型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「630」)85部、合成フッ素金雲母として、平均粒子径100μm(トピー工業社製「PDM−9LX」)65部と平均粒子径5μm(トピー工業社製「PDM−5B」)16部、エポキシ樹脂硬化剤として、イオン液体(北興化学社製「TBP−DA」)4部、熱可塑性樹脂として、フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7200B35」)42.9部(固形分として15部)、MEK10部を配合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、熱硬化性樹脂組成物ワニスを得た。次いで、実施例2に記載の方法で樹脂組成物シートを得た。
窒素原子を含有するエポキシ樹脂として、p−アミノフェノール型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「630」)85部、合成フッ素金雲母として、平均粒子径20μm(トピー工業社製「PDM−20L」)82部、エポキシ樹脂硬化剤として、イオン液体(北興化学社製「TBP−DA」)4部、熱可塑性樹脂として、フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7200B35」)42.9部(固形分として15部)、MEK10部を配合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、熱硬化性樹脂組成物ワニスを得た。次いで、実施例2に記載の方法で樹脂組成物シートを得た。
窒素原子を含有するエポキシ樹脂として、p−アミノフェノール型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「630」)85部、板状ガラスフィラーとして、平均粒子径25μm(日本板硝子社製「FTD025FY−F01」)82部、エポキシ樹脂硬化剤として、イオン液体(北興化学社製「TBP−DA」)4部、熱可塑性樹脂として、フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7200B35」)42.9部(固形分として15部)、MEK10部を配合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂組成物ワニスを得た。次いで、実施例2に記載の方法で樹脂組成物シートを得た。
エポキシ樹脂として、アルキルフェノール型エポキシ樹脂(DIC社製「HP−820」)100部、合成フッ素金雲母として、平均粒子径100μm(トピー工業社製「PDM−9LX」)28部と平均粒子径5μm(トピー工業社製「PDM−5B」)7部、エポキシ樹脂硬化剤として、イオン液体(北興化学社製「TBP−DA」)4部、エポキシ樹脂硬化促進剤として芳香族ウレア化合物(サンアプロ社製「U−CAT3512T」)2.5部を配合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂組成物を得た。
エポキシ樹脂として、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX8040」)MEK50%溶液52部(固形分として26部)と水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX8000」)39部、合成フッ素金雲母として、平均粒子径100μm(トピー工業社製「PDM−9LX」)30部と平均粒子径5μm(トピー工業社製「PDM−5B」)7部、エポキシ樹脂硬化剤として、イオン液体(北興化学社製「TBP−DA」)4部、熱可塑性樹脂として、フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7200B35」)100部(固形分として35部)、MEK10部を配合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、熱硬化性樹脂組成物ワニスを得た。次いで、実施例2に記載の方法で樹脂組成物シートを得た。
エポキシ樹脂として、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX8040」)MEK50%溶液 52部(固形分として26部)と水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX8000」)39部、エポキシ樹脂硬化剤として、イオン液体(北興化学社製「TBP−DA」)4部、熱可塑性樹脂として、フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7200B35」)100部(固形分として35部)、MEK10部を配合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂組成物ワニスを得た。次いで、実施例2に記載の方法で樹脂組成物シートを得た。
窒素原子を含有するエポキシ樹脂として、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(アデカ社製「EP−3890S」)39部、エポキシ樹脂として水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX8040」)MEK50%溶液52部(固形分として26部)、無機フィラーとして、タルク平均粒子径1.5μm(日本タルク「FG−15」)30部、エポキシ樹脂硬化剤として、イオン液体(北興化学社製「TBP−DA」)4部、フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7200B35」)100部(固形分として35部)、MEK10部を配合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂組成物ワニスを得た。次いで、実施例2に記載の方法で樹脂組成物シートを得た。
(1)実施例1および比較例1の組成物については、以下の作業により評価用サンプルを作成した。ガラス板(長さ76mm、幅26mmおよび厚さ1.2mmのマイクロスライドガラス、松浪ガラス工業社製白スライドグラスS1112 縁磨No.2)上に、テープで200μm厚さの枠(枠の平面形状:5cm×1.5cm、面面積:7.5cm2)を作成し、該枠内に組成物を流し込んだ後、枠の上に上記と同じガラス板を乗せてクリップで止め、熱循環式オーブンで150℃、1時間加熱して組成物を硬化させ、ガラス板の間に樹脂組成物の硬化体を有する積層体(評価用サンプル、硬化体の厚さ:200μm)を得た。
良好(○): 70% 以上
不良(×): 70% 未満
(1)実施例1および比較例1の組成物については、ポリイミドフィルム(ユーピレックス(宇部興産社製、厚さ75μm)上に200μm厚さのテープで枠(枠の平面形状:10cm×20cm、平面面積:200cm2)を形成し、該枠内に組成物を流し込み、ガラスバーでバーコートし、熱循環式オーブンにて150℃で1時間加熱して組成物を硬化することで厚さが200μm前後の硬化体(試験片)を得た。得られた硬化体の厚みをマイクロメーター(ミツトヨ社製)にて1μmの単位まで測長した。
良好(○):0.4ml・mm/m2・day・atm未満
不良(×):0.4ml・mm/m2・day・atm以上
表1から、本発明の樹脂組成物は、高い透明性と高い酸素バリア性を兼ね備えた硬化体を形成し得るものであることが分かる。
Claims (9)
- 下記の(A)〜(C)成分を含む、樹脂組成物。
(A)窒素原子を含有するエポキシ樹脂
(B)合成フッ素金雲母及び/又は板状ガラスフィラー
(C)エポキシ樹脂硬化剤 - (A)窒素原子を含有するエポキシ樹脂が、グリシジルアミン型エポキシ樹脂及び/又はトリアジン誘導体エポキシ樹脂を含む、請求項1記載の樹脂組成物。
- さらに(E)熱可塑性樹脂を含有する、請求項1又は2記載の樹脂組成物。
- 光半導体素子の封止用である、請求項1〜3のいずれか1項記載の樹脂組成物。
- 支持体と、該支持体上に形成された、請求項1〜4のいずれか1項記載の樹脂組成物の層とを含む、樹脂組成物シート。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載の樹脂組成物の硬化体。
- 光半導体デバイスの光透過部位用である、請求項6記載の硬化体。
- 光透過部位に請求項6記載の硬化体を含む、光半導体デバイス。
- 光半導体素子の封止材として請求項6記載の硬化体を含む、光半導体デバイス。
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