JP2020152823A - 封止用樹脂組成物、フィルムコンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】低温での充填性および硬化性に優れるとともに、生産性に優れるフィルムコンデンサまたはフィルムコンデンサモジュールの封止技術を提供する。【解決手段】封止用樹脂組成物は、フィルムコンデンサまたはフィルムコンデンサモジュールの封止に用いられ、熱硬化性樹脂と、イミダゾール化合物と、を含み、封止用樹脂組成物を１２０℃で４時間加熱して得られる硬化物のガラス転移温度が１５０℃以上であり、ラボプラストミルを用いて回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件でトルク値を経時的に測定した際に、トルク値が最低トルク値の２倍以下である時間Ｔ1が１５秒以上１００秒以下であり、最低トルク値が０．５Ｎ・ｍ以上５．０Ｎ・ｍ以下である。【選択図】なし
Description
本発明は、封止用樹脂組成物、フィルムコンデンサおよびその製造方法に関する。
フィルムコンデンサ素子を樹脂で封止する技術として、特許文献１〜３に記載のものがある。
特許文献１（特開平６−５４６３号公報）には、エポキシ樹脂、硬化剤としてメチルテトラヒドロ無水フタル酸、硬化促進剤として２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールを含有してなるコンデンサ用樹脂組成物について記載されており、かかるコンデンサ用樹脂組成物は、金属層を腐触させないため亜鉛、アルミニウム等又はこれらの合金からなる金属層を有するコンデンサの封止、保護に適しているとされている。また、同文献には、封止方法として、ポッティング、ディッピング等があると記載されている。
特許文献１（特開平６−５４６３号公報）には、エポキシ樹脂、硬化剤としてメチルテトラヒドロ無水フタル酸、硬化促進剤として２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールを含有してなるコンデンサ用樹脂組成物について記載されており、かかるコンデンサ用樹脂組成物は、金属層を腐触させないため亜鉛、アルミニウム等又はこれらの合金からなる金属層を有するコンデンサの封止、保護に適しているとされている。また、同文献には、封止方法として、ポッティング、ディッピング等があると記載されている。
特許文献２（特開２００６−１４７６８７号公報）には、低発熱で低インダクタンス特性を維持しつつ、耐熱衝撃性、耐湿性に優れ、なおかつ生産性の高い車載用に適したフィルムコンデンサおよびその製造方法を提供することを目的とする技術として、フィルムコンデンサ素子の電極部に金属端子を接続する工程と、金属端子が接続されたフィルムコンデンサ素子をケースに収納する工程と、第１のエポキシ樹脂組成物を注入する工程と、第１のエポキシ樹脂組成物が注入されたものを一定時間加熱硬化させる工程と、第１のエポキシ樹脂組成物よりも線膨張係数の小さい第２のエポキシ樹脂組成物を第１のエポキシ樹脂組成物の上に注入する工程と、第２のエポキシ樹脂組成物が注入されたものを一定時間加熱硬化させる工程とを有する、フィルムコンデンサの製造方法について記載されている。
また、特許文献３（特開２０１２−２３４９３２号公報）には、金型内にフィルムコンデンサ素子を設置した後、金型を閉じ、射出成型方法によって、金型内に樹脂組成物を注入し、樹脂組成物を加熱硬化させるフィルムコンデンサの製造方法について記載されており、樹脂組成物が、フィラー含有量が４０〜８５質量％であり、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）での反応開始温度が８０℃〜１２０℃の液状のエポキシ樹脂組成物であることが記載されている。同文献によれば、かかる製造方法を用いると、熱硬化性樹脂による成形体自体がケースとしての性能を発揮するので、封止、ケース成形を一括してでき、製造工数を削滅することができ、その結果、製造コスト低下に寄与できるとされている。また、熱プレス工程を省略できることから、フィルムコンデンサ素子の劣化が防止でき静電容量の安定性が良好で、かつ、耐衝撃性、信頼性に優れ、その上外観の優れたフィルムコンデンサが得られるとされている。
しかしながら、本発明者が検討した結果、前述の各文献に記載の技術においては、低温での充填性および硬化性に優れるとともに、生産性に優れるフィルムコンデンサまたはフィルムコンデンサモジュールの封止技術を提供するという点で改善の余地があった。
本発明によれば、
フィルムコンデンサまたはフィルムコンデンサモジュールの封止に用いられる封止用樹脂組成物であって、
熱硬化性樹脂と、
イミダゾール化合物と、を含み、
当該封止用樹脂組成物を１２０℃で４時間加熱して得られる硬化物のガラス転移温度が１５０℃以上であり、
ラボプラストミルを用いて回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件でトルク値を経時的に測定した際に、トルク値が最低トルク値の２倍以下である時間Ｔ1が１５秒以上１００秒以下であり、最低トルク値が０．５Ｎ・ｍ以上５．０Ｎ・ｍ以下である、封止用樹脂組成物が提供される。
フィルムコンデンサまたはフィルムコンデンサモジュールの封止に用いられる封止用樹脂組成物であって、
熱硬化性樹脂と、
イミダゾール化合物と、を含み、
当該封止用樹脂組成物を１２０℃で４時間加熱して得られる硬化物のガラス転移温度が１５０℃以上であり、
ラボプラストミルを用いて回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件でトルク値を経時的に測定した際に、トルク値が最低トルク値の２倍以下である時間Ｔ1が１５秒以上１００秒以下であり、最低トルク値が０．５Ｎ・ｍ以上５．０Ｎ・ｍ以下である、封止用樹脂組成物が提供される。
本発明によれば、前述した本発明における封止用樹脂組成物でフィルムコンデンサ素子を封止してなるフィルムコンデンサが提供される。
また、本発明によれば、
フィルムコンデンサ素子を準備する工程と、
前記フィルムコンデンサ素子を、前述した本発明における封止用樹脂組成物で封止する工程と、
を含む、フィルムコンデンサの製造方法が提供される。
フィルムコンデンサ素子を準備する工程と、
前記フィルムコンデンサ素子を、前述した本発明における封止用樹脂組成物で封止する工程と、
を含む、フィルムコンデンサの製造方法が提供される。
本発明によれば、低温での充填性および硬化性に優れるとともに、生産性に優れるフィルムコンデンサまたはフィルムコンデンサモジュールの封止技術を提供することができる。
以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは必ずしも一致していない。また、本実施形態において、組成物は、各成分を単独でまたは２種以上を組み合わせて含むことができる。
（封止用樹脂組成物）
本実施形態において、封止用樹脂組成物は、フィルムコンデンサまたはフィルムコンデンサモジュールの封止に用いられ、熱硬化性樹脂と、イミダゾール化合物と、を含む。また、封止用樹脂組成物を１２０℃で４時間加熱して得られる硬化物のガラス転移温度が１５０℃以上である。また、封止用樹脂組成物は、ラボプラストミルを用いて回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件でトルク値を経時的に測定した際に、トルク値が最低トルク値の２倍以下である時間Ｔ1が１５秒以上１００秒以下であり、最低トルク値が０．５Ｎ・ｍ以上５．０Ｎ・ｍ以下である。
本実施形態において、封止用樹脂組成物は、フィルムコンデンサまたはフィルムコンデンサモジュールの封止に用いられ、熱硬化性樹脂と、イミダゾール化合物と、を含む。また、封止用樹脂組成物を１２０℃で４時間加熱して得られる硬化物のガラス転移温度が１５０℃以上である。また、封止用樹脂組成物は、ラボプラストミルを用いて回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件でトルク値を経時的に測定した際に、トルク値が最低トルク値の２倍以下である時間Ｔ1が１５秒以上１００秒以下であり、最低トルク値が０．５Ｎ・ｍ以上５．０Ｎ・ｍ以下である。
本発明者は、フィルムコンデンサ素子を有するフィルムコンデンサまたはフィルムコンデンサモジュールの封止における生産性を向上すべく検討した。その結果、封止用樹脂組成物の構成成分を選択するとともに、硬化物のガラス転移温度、および、トルクラボプラストミルを用いて特定の条件下で測定される封止用樹脂組成物のトルク変化の挙動を制御することにより、フィルムコンデンサ素子に対する影響を抑制できる程度の低温にてフィルムコンデンサ素子を安定的に封止することができるとともに、トランスファー成形等の成形方法にて効率良くフィルムコンデンサ素子を封止できることを見出した。ここで、トルク変化の挙動とは、最低トルク値、およびトルク値が最低トルク値の２倍以下である時間Ｔ1である。
本実施形態においては、たとえば１３０℃以下、好ましくは１２０℃以下、より好ましくは１１０℃以下の低温にてフィルムコンデンサ素子を封止する場合にも、充填性および硬化性に優れる封止用樹脂組成物を得ることも可能となる。
また、本実施形態においては、たとえば、固形状の封止用樹脂組成物を用いてトランスファー成形、圧縮成形、インジェクション成形等により、フィルムコンデンサ素子の封止をおこなうことも可能となる。
以下、封止用樹脂組成物の特性について説明する。
本実施形態においては、たとえば１３０℃以下、好ましくは１２０℃以下、より好ましくは１１０℃以下の低温にてフィルムコンデンサ素子を封止する場合にも、充填性および硬化性に優れる封止用樹脂組成物を得ることも可能となる。
また、本実施形態においては、たとえば、固形状の封止用樹脂組成物を用いてトランスファー成形、圧縮成形、インジェクション成形等により、フィルムコンデンサ素子の封止をおこなうことも可能となる。
以下、封止用樹脂組成物の特性について説明する。
封止用樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）は、硬化物の耐熱性を向上する観点から、１５０℃以上であり、好ましくは１５５℃以上、さらに好ましくは１６０℃以上である。
また、封止用樹脂組成物の硬化物のＴｇは、たとえば２５０℃以下であってよく、またたとえば２２０℃以下であってもよい。
また、封止用樹脂組成物の硬化物のＴｇは、たとえば２５０℃以下であってよく、またたとえば２２０℃以下であってもよい。
ここで、ガラス転移温度の測定のための硬化物は、封止用樹脂組成物を１２０℃で４時間硬化することにより得られる。
具体的には、ガラス転移温度Ｔｇは、たとえば低圧トランスファー成形機を用いて金型温度１２０℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間３００秒で封止用樹脂組成物を注入成形して得た試験片を１２０℃、４時間で後硬化した後、当該試験片に対して熱機械分析装置を用いて測定温度範囲０℃〜３２０℃、昇温速度５℃／分の条件下で測定を行って得た測定結果から算出することができる。低圧トランスファー成形機としては、たとえばＫＴＳ−１５（コータキ精機社製）を用いることができる。また、熱機械分析装置としては、たとえばＴＭＡ１００（セイコー電子工業社製）やＴＭＡ７１００（日立ハイテクサイエンス社製）を用いることができる。
具体的には、ガラス転移温度Ｔｇは、たとえば低圧トランスファー成形機を用いて金型温度１２０℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間３００秒で封止用樹脂組成物を注入成形して得た試験片を１２０℃、４時間で後硬化した後、当該試験片に対して熱機械分析装置を用いて測定温度範囲０℃〜３２０℃、昇温速度５℃／分の条件下で測定を行って得た測定結果から算出することができる。低圧トランスファー成形機としては、たとえばＫＴＳ−１５（コータキ精機社製）を用いることができる。また、熱機械分析装置としては、たとえばＴＭＡ１００（セイコー電子工業社製）やＴＭＡ７１００（日立ハイテクサイエンス社製）を用いることができる。
次に、封止用樹脂組成物におけるトルク変化の挙動について説明する。図２は、ラボプラストミルを用いた測定により得られるトルク値と測定時間との関係を模式的に示すグラフである。本実施形態においては、図２に示すように、ラボプラストミル測定の測定開始点をＰ1とし、トルク値が最低値（最低トルク値）となる点をＰ3とし、Ｐ1からＰ3に至る間においてトルク値が最低トルク値の２倍となる点をＰ2とし、Ｐ3を経た後にトルク値が最低トルク値の２倍となる点をＰ4とし、Ｐ3を経た後にトルク値が３Ｎ・ｍとなる点をＰ5とし、Ｐ3を経た後にトルク値が６Ｎ・ｍとなる点をＰ6とする。また、ラボプラストミル測定の測定開始点は、ラボプラストミルに材料を投入し、急激にトルクが立ち上がった後、トルクが下がり始める点である。
ラボプラストミルを用いて回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件でトルク値を経時的に測定した際に、トルク値が最低トルク値の２倍以下である時間Ｔ1は、図２中、Ｐ2からＰ4までの時間に該当する。
封止用樹脂組成物においては、充填性を向上させる観点から、Ｔ1が１５秒以上であり、好ましくは２０秒以上、より好ましくは３０秒以上、さらに好ましくは４０秒以上である。
また、生産性を向上させる観点から、封止用樹脂組成物において、Ｔ1は１００秒以下であり、好ましくは９０秒以下、より好ましくは８０秒以下、さらに好ましくは７０秒以下である。
封止用樹脂組成物においては、充填性を向上させる観点から、Ｔ1が１５秒以上であり、好ましくは２０秒以上、より好ましくは３０秒以上、さらに好ましくは４０秒以上である。
また、生産性を向上させる観点から、封止用樹脂組成物において、Ｔ1は１００秒以下であり、好ましくは９０秒以下、より好ましくは８０秒以下、さらに好ましくは７０秒以下である。
また、ラボプラストミルを用いて回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件でトルク値を経時的に測定した際の最低トルク値は、図２中、Ｐ3におけるトルク値に該当する。
封止用樹脂組成物においては、ウエルドボイド等の未充填を抑制するという観点から、最低トルク値が０．５Ｎ・ｍ以上であり、好ましくは０．６Ｎ・ｍ以上、より好ましくは０．８Ｎ・ｍ以上、さらに好ましくは１．０Ｎ・ｍ以上である。
また、充填性を向上させる観点から、封止用樹脂組成物において、最低トルク値が５．０Ｎ・ｍ以下であり、好ましくは４．０Ｎ・ｍ以下、より好ましくは３．５Ｎ・ｍ以下、さらに好ましくは３．０Ｎ・ｍ以下である。
封止用樹脂組成物においては、ウエルドボイド等の未充填を抑制するという観点から、最低トルク値が０．５Ｎ・ｍ以上であり、好ましくは０．６Ｎ・ｍ以上、より好ましくは０．８Ｎ・ｍ以上、さらに好ましくは１．０Ｎ・ｍ以上である。
また、充填性を向上させる観点から、封止用樹脂組成物において、最低トルク値が５．０Ｎ・ｍ以下であり、好ましくは４．０Ｎ・ｍ以下、より好ましくは３．５Ｎ・ｍ以下、さらに好ましくは３．０Ｎ・ｍ以下である。
封止用樹脂組成物では、たとえばラボプラストミルを用いて回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件でトルク値を経時的に測定した際に、測定開始から最低トルク値に到達するまでの時間Ｔ2は、充填性を向上させる観点から、好ましくは４０秒以下であり、より好ましくは３５秒以下、さらに好ましくは２５秒以下である。下限値については制限はないが、生産性を向上させる観点から、時間Ｔ2は、好ましくは５秒以上であり、より好ましくは１０秒以上である。
ここで、上記時間Ｔ2は、図２中、Ｐ1からＰ3までの時間に該当する。
ここで、上記時間Ｔ2は、図２中、Ｐ1からＰ3までの時間に該当する。
また、封止用樹脂組成物では、たとえばラボプラストミルを用いて回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件でトルク値を経時的に測定した際に、最低トルク値を経た後にトルク値が３Ｎ・ｍとなる点から、トルク値が６Ｎ・ｍとなる点までの時間Ｔ3が、充填性を向上させる観点から、好ましくは２秒以上であり、より好ましくは３秒以上、さらに好ましくは５秒以上である。
また、生産効率を向上させる観点から、上記時間Ｔ3が、好ましくは２５秒以下であり、より好ましくは２０秒以下、さらに好ましくは１５秒以下である。
ここで、上記時間Ｔ3は、図２中、Ｐ5からＰ6までの時間に該当する。
また、生産効率を向上させる観点から、上記時間Ｔ3が、好ましくは２５秒以下であり、より好ましくは２０秒以下、さらに好ましくは１５秒以下である。
ここで、上記時間Ｔ3は、図２中、Ｐ5からＰ6までの時間に該当する。
本実施形態においては、たとえば封止用樹脂組成物の調製方法を制御すること、および封止用樹脂組成物を構成する成分の種類や配合割合をそれぞれ適切に選択すること等により、封止用樹脂組成物のガラス転移温度Ｔｇ、時間Ｔ1、時間Ｔ2、時間Ｔ3、および最低トルク値をともに所望の範囲内とすることができる。封止用樹脂組成物の調製方法としては、たとえば各成分を混合した後、得られた混合物を回転ボールミルによって一定の条件下により微粉砕することが重要であると、本発明者により推定されている。たとえば装置容積に対するボールの体積充填率、および材料供給量（ｋｇ／ｈｒ）等の条件を調整して、回転ボールミルによる微粉砕を行うことが、封止用樹脂組成物のガラス転移温度Ｔｇ、時間Ｔ1、時間Ｔ2、時間Ｔ3、および最低トルク値に影響を与えるものと考えられている。また、回転ボールミルによる微粉砕の後における溶融混練工程の条件を制御することや、各成分の混合から溶融混練までのプロセスを連続的に行うこと等も封止用樹脂組成物の特性に影響を与え得るものと考えられる。なお、封止用樹脂組成物の調製方法は、上記のものに限定されるものではない。
封止用樹脂組成物の１２０℃におけるゲルタイムは、封止用樹脂組成物の充填性と成形性のバランスを向上する観点から、好ましくは５０秒以上であり、より好ましくは６０秒以上、さらに好ましくは７０秒以上、さらにより好ましくは８０秒以上である。
同様の観点から、封止用樹脂組成物の１２０℃におけるゲルタイムは、好ましくは１５０秒以下であり、より好ましくは１３０秒以下、さらに好ましくは１２０秒以下、さらにより好ましくは１００秒以下である。
ここで、ゲルタイム測定は、たとえば１２０℃に加熱した熱板上で封止用樹脂組成物を溶融した後、へらで練りながら硬化するまでの時間を測定することによりおこなうことができる。
同様の観点から、封止用樹脂組成物の１２０℃におけるゲルタイムは、好ましくは１５０秒以下であり、より好ましくは１３０秒以下、さらに好ましくは１２０秒以下、さらにより好ましくは１００秒以下である。
ここで、ゲルタイム測定は、たとえば１２０℃に加熱した熱板上で封止用樹脂組成物を溶融した後、へらで練りながら硬化するまでの時間を測定することによりおこなうことができる。
また、１２０℃にてスパイラルフローにより測定される封止用樹脂組成物の流動長は、狭部への充填性を向上する観点から、好ましくは４０ｃｍ以上であり、より好ましくは５０ｃｍ以上、さらに好ましくは６０ｃｍ以上、さらにより好ましくは８０ｃｍ以上である。
上限については制限はないが、エアベント部にバリが発生して生産性が悪化することを抑制するという観点から、封止用樹脂組成物の上記１２０℃におけるスパイラルフロー流動長は、好ましくは１５０ｃｍ以下であり、より好ましくは１２５ｃｍ以下、さらに好ましくは１２０ｃｍ以下である。
ここで、スパイラルフロー測定は、たとえば低圧トランスファー成形機（コータキ精機社製「ＫＴＳ−１５」）を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度１２０℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で封止用樹脂組成物を注入し、流動長を測定することによりおこなうことができる。
上限については制限はないが、エアベント部にバリが発生して生産性が悪化することを抑制するという観点から、封止用樹脂組成物の上記１２０℃におけるスパイラルフロー流動長は、好ましくは１５０ｃｍ以下であり、より好ましくは１２５ｃｍ以下、さらに好ましくは１２０ｃｍ以下である。
ここで、スパイラルフロー測定は、たとえば低圧トランスファー成形機（コータキ精機社製「ＫＴＳ−１５」）を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度１２０℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で封止用樹脂組成物を注入し、流動長を測定することによりおこなうことができる。
封止用樹脂組成物のゲルタイムおよびスパイラルフロー流動長は、たとえば封止用樹脂組成物の調製方法を制御すること、および封止用樹脂組成物を構成する成分の種類や配合割合をそれぞれ適切に選択すること等により、それぞれ所望の範囲内とすることが可能である。
以下、封止用樹脂組成物の構成成分について説明する。封止用樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、イミダゾール化合物と、を含む。
（熱硬化性樹脂）
熱硬化性樹脂は、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、オキセタン樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、およびマレイミド樹脂からなる群から選択される１種または２種以上を含む。これらの中でも、硬化性、保存性、耐熱性、耐湿性、および耐薬品性を向上させる観点から、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
（熱硬化性樹脂）
熱硬化性樹脂は、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、オキセタン樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、およびマレイミド樹脂からなる群から選択される１種または２種以上を含む。これらの中でも、硬化性、保存性、耐熱性、耐湿性、および耐薬品性を向上させる観点から、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂は、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造は限定されない。
エポキシ樹脂としては、たとえば、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂等の２官能性または結晶性エポキシ樹脂；クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；フェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のフェノールアラルキル型エポキシ樹脂；トリフェノールメタン型エポキシ樹脂およびアルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の３官能型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、テルペン変性フェノール型エポキシ樹脂等の変性フェノール型エポキシ樹脂；トリアジン核含有エポキシ樹脂等の複素環含有エポキシ樹脂等が挙げられる。
エポキシ樹脂は、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造は限定されない。
エポキシ樹脂としては、たとえば、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂等の２官能性または結晶性エポキシ樹脂；クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；フェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のフェノールアラルキル型エポキシ樹脂；トリフェノールメタン型エポキシ樹脂およびアルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の３官能型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、テルペン変性フェノール型エポキシ樹脂等の変性フェノール型エポキシ樹脂；トリアジン核含有エポキシ樹脂等の複素環含有エポキシ樹脂等が挙げられる。
封止用樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、封止用樹脂組成物の流動性を向上して成形性を向上する観点から、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、好ましくは８質量％以上であり、より好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは１２質量％以上である。
また、硬化物の耐湿信頼性や耐リフロー性、耐温度サイクル性を向上する観点から、エポキシ樹脂の含有量は、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、好ましくは３０質量％以下であり、より好ましくは２５質量％以下、さらに好ましくは２０質量％以下である。
また、硬化物の耐湿信頼性や耐リフロー性、耐温度サイクル性を向上する観点から、エポキシ樹脂の含有量は、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、好ましくは３０質量％以下であり、より好ましくは２５質量％以下、さらに好ましくは２０質量％以下である。
また、封止用樹脂組成物中の熱硬化性樹脂の含有量は、封止用樹脂組成物の流動性を向上して成形性を向上する観点から、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、好ましくは８質量％以上であり、より好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは１２質量％以上である。
また、硬化物の耐湿信頼性や耐リフロー性、耐温度サイクル性を向上する観点から、熱硬化性樹脂の含有量は、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、好ましくは３５質量％以下であり、より好ましくは２５質量％以下、さらに好ましくは２０質量％以下である。
また、硬化物の耐湿信頼性や耐リフロー性、耐温度サイクル性を向上する観点から、熱硬化性樹脂の含有量は、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、好ましくは３５質量％以下であり、より好ましくは２５質量％以下、さらに好ましくは２０質量％以下である。
また、封止用樹脂組成物において、熱硬化性樹脂は、硬化剤の例として後述するフェノール樹脂硬化剤等の樹脂硬化剤を含んでもよい。
（硬化剤）
封止用樹脂組成物は、硬化剤を含んでもよい。硬化剤として、フェノール樹脂硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、メルカプタン系硬化剤等が挙げられる。これらの中でも、耐燃性、耐湿性、電気特性、硬化性、保存安定性等のバランスの点からフェノール樹脂硬化剤が好ましい。また、複数の系統の硬化剤を組み合わせてもよい。
封止用樹脂組成物は、硬化剤を含んでもよい。硬化剤として、フェノール樹脂硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、メルカプタン系硬化剤等が挙げられる。これらの中でも、耐燃性、耐湿性、電気特性、硬化性、保存安定性等のバランスの点からフェノール樹脂硬化剤が好ましい。また、複数の系統の硬化剤を組み合わせてもよい。
フェノール樹脂硬化剤としては、たとえば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂をはじめとするフェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェニルフェノール、アミノフェノール、α−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のフェノール類とホルムアルデヒドやケトン類とを酸性触媒下で縮合または共縮合させて得られるノボラック樹脂；上述のフェノール類とジメトキシパラキシレンまたはビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂；ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂などのフェノールアラルキル樹脂；トリスフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂からなる群から選択される１種または２種以上が挙げられる。
アミン系硬化剤としては、たとえば、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、メタキシリレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの脂肪族ポリアミン；ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）などの芳香族ポリアミン；ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）や有機酸ジヒドララジドなどのポリアミン化合物からなる群から選択される１種または２種以上が挙げられる。
酸無水物系硬化剤としては、たとえば、ヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（ＭＴＨＰＡ）や無水マレイン酸などの脂環族酸無水物；無水トリメリット酸（ＴＭＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸（ＢＴＤＡ）、無水フタル酸などの芳香族酸無水物からなる群から選択される１種または２種以上が挙げられる。
メルカプタン系硬化剤としては、たとえば、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、トリメチロールエタントリス（３−メルカプトブチレート）からなる群から選択される１以上の化合物が挙げられる。
また、その他の硬化剤としては、イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物；カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類などが挙げられる。
また、封止用樹脂組成物がエポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤とを含むとき、エポキシ樹脂と硬化剤との当量比、すなわち、（エポキシ樹脂中のエポキシ基モル数／フェノール樹脂硬化剤中のフェノール性水酸基モル数の比）は、封止用樹脂組成物の成形性および信頼性を向上する観点から、好ましくは０．５以上であり、より好ましくは０．６以上、さらに好ましくは０．８以上であり、また、好ましくは２以下であり、より好ましくは１．８以下、さらに好ましくは１．５以下である。
（イミダゾール化合物）
封止用樹脂組成物はイミダゾール化合物を含む。イミダゾール化合物は、具体的には、硬化促進剤として機能する。低温硬化性と充填性のバランスの観点から、イミダゾール化合物の官能基は、好ましくは３個以下であり、より好ましくは１個以下である。
封止用樹脂組成物はイミダゾール化合物を含む。イミダゾール化合物は、具体的には、硬化促進剤として機能する。低温硬化性と充填性のバランスの観点から、イミダゾール化合物の官能基は、好ましくは３個以下であり、より好ましくは１個以下である。
イミダゾール化合物として、たとえば、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、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、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−［２'−メチルイミダゾリル（１'）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２'−ウンデシルイミダゾリル（１'）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２'−エチル−４−メチルイミダゾリル（１'）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２'−メチルイミダゾリル（１'）］−エチル−ｓ−トリアジンのイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、２−メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシジメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールからなる群から選択される１または２以上の化合物が挙げられる。
イミダゾール化合物は、低温硬化性を向上する観点および低温成形時の充填性等を向上して封止材の製造安定性を高める観点から、好ましくは２−フェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾールおよび２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールからなる群から選択される１以上の化合物を含み、より好ましくは２−フェニルイミダゾールおよび２−メチルイミダゾールの１以上を含む。
封止用樹脂組成物中のイミダゾール化合物の含有量は、封止用樹脂組成物の硬化性を向上する観点から、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、好ましくは０．１質量％以上であり、より好ましくは０．３質量％以上、さらに好ましくは０．５質量％以上である。
また、低温成形時の充填性等を向上して封止材の製造安定性を高める観点から、封止用樹脂組成物中のイミダゾール化合物の含有量は、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、好ましくは２質量％以下であり、より好ましくは１．５質量％以下、さらに好ましくは１質量％以下である。
また、低温成形時の充填性等を向上して封止材の製造安定性を高める観点から、封止用樹脂組成物中のイミダゾール化合物の含有量は、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、好ましくは２質量％以下であり、より好ましくは１．５質量％以下、さらに好ましくは１質量％以下である。
（無機充填材）
封止用樹脂組成物は、無機充填材をさらに含んでもよい。
無機充填材としては、たとえば、溶融シリカ、結晶シリカ、非晶質シリカ等のシリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、窒化珪素、窒化アルミニウムが挙げられる。汎用性に優れる点から、無機充填材は好ましくはシリカを含み、より好ましくは球状のシリカを含み、さらに好ましくは溶融球状シリカを含む。
また、安価に封止材を作成するという観点では、無機充填材がシリカを含み、シリカが球状シリカおよび破砕シリカを含むことが好ましい。
封止用樹脂組成物は、無機充填材をさらに含んでもよい。
無機充填材としては、たとえば、溶融シリカ、結晶シリカ、非晶質シリカ等のシリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、窒化珪素、窒化アルミニウムが挙げられる。汎用性に優れる点から、無機充填材は好ましくはシリカを含み、より好ましくは球状のシリカを含み、さらに好ましくは溶融球状シリカを含む。
また、安価に封止材を作成するという観点では、無機充填材がシリカを含み、シリカが球状シリカおよび破砕シリカを含むことが好ましい。
無機充填材の平均粒径ｄ50は、流動性を向上する観点から、好ましくは１μｍ以上であり、より好ましくは５μｍ以上である。
また、充填性を向上する観点から、無機充填材の平均粒径ｄ50は、好ましくは５０μｍ以下であり、好ましくは４０μｍ以下である。
また、充填性を向上する観点から、無機充填材の平均粒径ｄ50は、好ましくは５０μｍ以下であり、好ましくは４０μｍ以下である。
ここで、無機充填材の粒径分布は、市販のレーザー回折式粒度分布測定装置（たとえば、島津製作所社製、ＳＡＬＤ−７０００）を用いて粒子の粒度分布を体積基準で測定することにより取得することができる。
封止用樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、硬化物の耐衝撃性や耐湿性を向上する観点から、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、好ましくは５０質量％以上であり、より好ましくは６０質量％以上、さらに好ましくは６５質量％以上である。
また、封止用樹脂組成物の成形時における流動性や充填性をより効果的に向上する観点から、無機充填材の含有量は、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、好ましくは８５質量％以下であり、より好ましくは８０質量％以下、さらに好ましくは７５質量％以下である。
また、封止用樹脂組成物の成形時における流動性や充填性をより効果的に向上する観点から、無機充填材の含有量は、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、好ましくは８５質量％以下であり、より好ましくは８０質量％以下、さらに好ましくは７５質量％以下である。
また、封止用樹脂組成物は、上述した成分以外の成分を含んでもよい。たとえば、封止用樹脂組成物が、離型剤、カップリング剤、イオン捕捉剤、ｐＨ調整剤、着色剤、低応力材、酸化防止剤からなる群から選択される１種または２種以上を含んでもよい。
封止用樹脂組成物中のこれら各成分の量は、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、それぞれ、０．０１〜２質量％程度の量とすることができる。
封止用樹脂組成物中のこれら各成分の量は、封止用樹脂組成物の全固形分に対して、それぞれ、０．０１〜２質量％程度の量とすることができる。
離型剤は、たとえばカルナバワックス等の天然ワックス；酸化ポリエチレンワックス、モンタン酸エステルワックス、１−アルケン（Ｃ＞１０）・マレイン酸無水物の重縮合物とステアリルアルコールとの反応生成物等の合成ワックス；ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸およびその金属塩類；ならびにパラフィンから選択される１種類または２種類以上を含むことができる。
カップリング剤の具体例として、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン、メタクリルシラン等の各種シラン化合物、チタン化合物、アルミニウムキレート類、アルミニウム／ジルコニウム化合物が挙げられる。
シラン化合物の具体例として、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−［ビス（β−ヒドロキシエチル）］アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（β−アミノエチル）アミノプロピルジメトキシメチルシラン、Ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン、Ｎ−（ジメトキシメチルシリルイソプロピル）エチレンジアミン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミンの加水分解物が挙げられる。
チタン化合物の具体例として、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネートが挙げられる。
これらの中でも、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシランまたはビニルシランのシラン系化合物が好ましい。また、充填性や成形性をより効果的に向上させる観点からは、フェニルアミノプロピルトリメトキシシランに代表される２級アミノシランを用いることが好ましい。
シラン化合物の具体例として、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−［ビス（β−ヒドロキシエチル）］アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（β−アミノエチル）アミノプロピルジメトキシメチルシラン、Ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン、Ｎ−（ジメトキシメチルシリルイソプロピル）エチレンジアミン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミンの加水分解物が挙げられる。
チタン化合物の具体例として、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネートが挙げられる。
これらの中でも、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシランまたはビニルシランのシラン系化合物が好ましい。また、充填性や成形性をより効果的に向上させる観点からは、フェニルアミノプロピルトリメトキシシランに代表される２級アミノシランを用いることが好ましい。
ｐＨ調整剤の具体例として、ハイドロタルサイトが挙げられる。
着色剤の具体例として、カーボンブラック、ベンガラが挙げられる。
また、低応力剤の具体例として、シリコーンオイル、シリコーンゴム、カルボキシル基末端ブタジエンアクリロニトリルゴムが挙げられる。樹脂流動性向上の観点から、低応力剤は、好ましくはシリコーンオイルおよびカルボキシル基末端ブタジエンアクリロニトリルゴムからなる群から選択される１種以上を含む。
着色剤の具体例として、カーボンブラック、ベンガラが挙げられる。
また、低応力剤の具体例として、シリコーンオイル、シリコーンゴム、カルボキシル基末端ブタジエンアクリロニトリルゴムが挙げられる。樹脂流動性向上の観点から、低応力剤は、好ましくはシリコーンオイルおよびカルボキシル基末端ブタジエンアクリロニトリルゴムからなる群から選択される１種以上を含む。
次に、封止用樹脂組成物の製造方法を説明する。本実施形態において、封止用樹脂組成物は、たとえば、まず、前述の各原料成分を、公知の手段で混合することにより混合物を得る。さらに、混合物を溶融混練することにより、混練物を得る。混練方法としては、たとえば、１軸型混練押出機、２軸型混練押出機等の押出混練機や、ミキシングロール等のロール式混練機を用いることができるが、２軸型混練押出機を用いることが好ましい。冷却した後、混練物を粉粒状、顆粒状、タブレット状、またはシート状とすることができる。
粉粒状の樹脂組成物を得る方法としては、たとえば、粉砕装置により、混練物を粉砕する方法が挙げられる。混練物をシートに成形したものを粉砕してもよい。粉砕装置としては、たとえば、ハンマーミル、石臼式磨砕機、ロールクラッシャーを用いることができる。
顆粒状または粉末状の樹脂組成物を得る方法としては、たとえば、混練装置の出口に小径を有するダイスを設置して、ダイスから吐出される溶融状態の混練物を、カッター等で所定の長さに切断するというホットカット法に代表される造粒法を用いることもできる。この場合、ホットカット法等の造粒法により顆粒状または粉末状の樹脂組成物を得た後、樹脂組成物の温度があまり下がらないうちに脱気を行うことが好ましい。
ここで、本実施形態においては、たとえば、各原料成分の種類や配合量を適切に選択するとともに、封止用樹脂組成物の調製方法等を適切に選択し、具体的には硬化反応が進みすぎないように混練温度を、たとえば５０〜８０℃程度の低温とすることにより、トルク変化の挙動および硬化物のガラス転移温度について所望の特性を有する封止用樹脂組成物を得ることができる。
本実施形態において得られる封止用樹脂組成物は、フィルムコンデンサまたはフィルムコンデンサモジュールの封止に好適に用いられ、その際の低温での充填性および硬化性に優れるものである。また、本実施形態において得られる封止用樹脂組成物を用いることにより、フィルムコンデンサまたはフィルムコンデンサモジュールを優れた生産性で安定的に得ることも可能となる。たとえば、本実施形態によれば、１２０℃、５分程度の封止条件にて封止用樹脂組成物の硬化物からなる封止材を形成することも可能となる。
（フィルムコンデンサ）
本実施形態において、フィルムコンデンサは、前述した本実施形態における封止用樹脂組成物の硬化物でフィルムコンデンサ素子を封止してなる。
図１は、本実施形態におけるフィルムコンデンサの構成の一例を示す斜視図である。図１に示したフィルムコンデンサ１００は、フィルムコンデンサ素子１０１と、フィルムコンデンサ素子１０１を封止する封止材１０３とを含み、封止材１０３が前述した本実施形態における封止用樹脂組成物の硬化物により構成されている。
また、フィルムコンデンサ１００は、フィルムコンデンサ素子１０１に電気的に接続する電極１０５および電極１０７を有する。
本実施形態において、フィルムコンデンサは、前述した本実施形態における封止用樹脂組成物の硬化物でフィルムコンデンサ素子を封止してなる。
図１は、本実施形態におけるフィルムコンデンサの構成の一例を示す斜視図である。図１に示したフィルムコンデンサ１００は、フィルムコンデンサ素子１０１と、フィルムコンデンサ素子１０１を封止する封止材１０３とを含み、封止材１０３が前述した本実施形態における封止用樹脂組成物の硬化物により構成されている。
また、フィルムコンデンサ１００は、フィルムコンデンサ素子１０１に電気的に接続する電極１０５および電極１０７を有する。
フィルムコンデンサ素子１０１は、たとえば巻回型、積層型のものが挙げられる。また、フィルムコンデンサ素子１０１は、具体的には、基材層と、金属層とを、含む。
基材層は、具体的には誘電体により構成される。さらに具体的には、基材層の材料はおポリプロピレンを含む。
基材層の厚さは、耐衝撃性・耐絶縁破壊性の観点から、好ましくは０．５μｍ以上であり、より好ましくは１．０μｍ以上である。また、小型化と電気容量特性の両立の観点から、基材層の厚さは、好ましくは６００μｍ以下であり、より好ましくは５００μｍ以下であり、また、たとえば１００μｍ以下、またはたとえば１０μｍ以下であってもよい。
金属層の材料としては、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｚｎ等が挙げられる。
基材層は、具体的には誘電体により構成される。さらに具体的には、基材層の材料はおポリプロピレンを含む。
基材層の厚さは、耐衝撃性・耐絶縁破壊性の観点から、好ましくは０．５μｍ以上であり、より好ましくは１．０μｍ以上である。また、小型化と電気容量特性の両立の観点から、基材層の厚さは、好ましくは６００μｍ以下であり、より好ましくは５００μｍ以下であり、また、たとえば１００μｍ以下、またはたとえば１０μｍ以下であってもよい。
金属層の材料としては、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｚｎ等が挙げられる。
また、封止材１０３は、フィルムコンデンサ素子１０１を封止用樹脂組成物で封止してなる封止層である。封止材１０３の厚さは、最も薄い部分において、耐衝撃性・耐湿性を向上する観点から、好ましくは０．５ｍｍ以上であり、より好ましくは１ｍｍ以上である。また、フィルムコンデンサ１００全体の小型化の観点から、封止材１０３の厚さは、最も薄い部分において、好ましくは１０ｍｍ以下であり、より好ましくは５ｍｍ以下である。
次に、フィルムコンデンサ１００の製造方法を説明する。
本実施形態において、フィルムコンデンサ１００は、たとえば、フィルムコンデンサ素子１０１を準備する工程と、フィルムコンデンサ素子１０１を、本実施形態における封止用樹脂組成物の硬化物で封止する工程と、を含む製造方法により得ることができる。
封止工程においては、たとえば封止用樹脂組成物をトランスファー成形法、圧縮成形法、インジェクション成形等の方法を用いて封止成形することにより、封止材１０３を形成することができる。
本実施形態において得られるフィルムコンデンサ１００は、封止材１０３として前述の封止用樹脂組成物を用いているため、低温での製造安定性および生産性に優れるものである。
本実施形態において、フィルムコンデンサ１００は、たとえば、フィルムコンデンサ素子１０１を準備する工程と、フィルムコンデンサ素子１０１を、本実施形態における封止用樹脂組成物の硬化物で封止する工程と、を含む製造方法により得ることができる。
封止工程においては、たとえば封止用樹脂組成物をトランスファー成形法、圧縮成形法、インジェクション成形等の方法を用いて封止成形することにより、封止材１０３を形成することができる。
本実施形態において得られるフィルムコンデンサ１００は、封止材１０３として前述の封止用樹脂組成物を用いているため、低温での製造安定性および生産性に優れるものである。
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。
（実施例１〜４、比較例１、２）
（封止用樹脂組成物の調製）
各実施例および各比較例について、以下のように封止用樹脂組成物を調製した。
まず、表１に従い配合された各原材料を常温でミキサーを用いて混合した後、５０〜８０℃でロール混練した。次いで、得られた混練物を冷却した後、これを粉砕して樹脂組成物を得た。表１における各成分の詳細は下記のとおりである。
（封止用樹脂組成物の調製）
各実施例および各比較例について、以下のように封止用樹脂組成物を調製した。
まず、表１に従い配合された各原材料を常温でミキサーを用いて混合した後、５０〜８０℃でロール混練した。次いで、得られた混練物を冷却した後、これを粉砕して樹脂組成物を得た。表１における各成分の詳細は下記のとおりである。
（原料）
（無機充填材）
無機充填材１：溶融球状シリカ、デンカ社製、ＦＢ−５６０
無機充填材２：溶融球状シリカ、アドマテックス社製、ＳＣ−２５００−ＳＱ
（着色剤）
着色剤１：オイルファーネスブラック、三菱ケミカル社製、カーボン＃５
（カップリング剤）
カップリング剤１：Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、東レダウコーニング社製、ＣＦ４０８３
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂１：オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ＥＯＣＮ−１０２０−５５、日本化薬社製
エポキシ樹脂２：変性エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製、ＨＰ−６０００Ｌ
（硬化剤）
硬化剤１：ノボラック型フェノール樹脂、住友ベークライト社製、ＰＲ−５５６１７
（硬化促進剤）
硬化促進剤１：２−フェニルイミダゾール、四国化成工業社製、２ＰＺ−ＰＷ
硬化促進剤２：２−メチルイミダゾール、四国化成工業社製、２ＭＺ−Ｈ
硬化促進剤３：トリフェニルホスフィン、ケイ・アイ化成社製、ＰＰ−３６０ビフン
硬化促進剤４：下記式で表される硬化促進剤
（無機充填材）
無機充填材１：溶融球状シリカ、デンカ社製、ＦＢ−５６０
無機充填材２：溶融球状シリカ、アドマテックス社製、ＳＣ−２５００−ＳＱ
（着色剤）
着色剤１：オイルファーネスブラック、三菱ケミカル社製、カーボン＃５
（カップリング剤）
カップリング剤１：Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、東レダウコーニング社製、ＣＦ４０８３
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂１：オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ＥＯＣＮ−１０２０−５５、日本化薬社製
エポキシ樹脂２：変性エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製、ＨＰ−６０００Ｌ
（硬化剤）
硬化剤１：ノボラック型フェノール樹脂、住友ベークライト社製、ＰＲ−５５６１７
（硬化促進剤）
硬化促進剤１：２−フェニルイミダゾール、四国化成工業社製、２ＰＺ−ＰＷ
硬化促進剤２：２−メチルイミダゾール、四国化成工業社製、２ＭＺ−Ｈ
硬化促進剤３：トリフェニルホスフィン、ケイ・アイ化成社製、ＰＰ−３６０ビフン
硬化促進剤４：下記式で表される硬化促進剤
（離型剤）
離型剤１：１−アルケン（Ｃ＞１０）・マレイン酸無水物の重縮合物とステアリルアルコールとの反応生成物、エアー・ウォーター社製、Ｔ−ＷＡＸ
（ｐＨ調整剤）
ｐＨ調整剤１：ハイドロタルサイト、協和化学工業社製、ＤＨＴ−４Ｈ
（低応力材）
低応力材１：エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、東レダウコーニング社製、ＦＺ−３７３０
離型剤１：１−アルケン（Ｃ＞１０）・マレイン酸無水物の重縮合物とステアリルアルコールとの反応生成物、エアー・ウォーター社製、Ｔ−ＷＡＸ
（ｐＨ調整剤）
ｐＨ調整剤１：ハイドロタルサイト、協和化学工業社製、ＤＨＴ−４Ｈ
（低応力材）
低応力材１：エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、東レダウコーニング社製、ＦＺ−３７３０
（樹脂組成物の物性）
各例で得られた樹脂組成物について、以下の物性測定をおこなった。測定結果を表１にあわせて示す。
各例で得られた樹脂組成物について、以下の物性測定をおこなった。測定結果を表１にあわせて示す。
（ガラス転移温度）
各例で得られた封止用樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を以下のように測定した。まず、低圧トランスファー成形機（コータキ精機社製、「ＫＴＳ−１５」）を用いて金型温度１２０℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間３００秒で封止用樹脂組成物を注入成形し、１５ｍｍ×４ｍｍ×４ｍｍの試験片を得た。次いで、得られた試験片を１２０℃、４時間で後硬化した後、熱機械分析装置（セイコー電子工業社製、ＴＭＡ１００）を用いて、測定温度範囲０℃〜３２０℃、昇温速度５℃／分の条件下で測定をおこなった。そして、この測定結果から、ガラス転移温度（℃）を算出した。
各例で得られた封止用樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を以下のように測定した。まず、低圧トランスファー成形機（コータキ精機社製、「ＫＴＳ−１５」）を用いて金型温度１２０℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間３００秒で封止用樹脂組成物を注入成形し、１５ｍｍ×４ｍｍ×４ｍｍの試験片を得た。次いで、得られた試験片を１２０℃、４時間で後硬化した後、熱機械分析装置（セイコー電子工業社製、ＴＭＡ１００）を用いて、測定温度範囲０℃〜３２０℃、昇温速度５℃／分の条件下で測定をおこなった。そして、この測定結果から、ガラス転移温度（℃）を算出した。
（トルク変化の挙動：時間Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3および最低トルク値の測定）
各例で得られた封止用樹脂組成物について、時間Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3および最低トルク値の測定を次のように行った。まず、ラボプラストミル試験機（東洋精機製作所社製、４Ｃ１５０）を用いて、回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件で封止用樹脂組成物の溶融トルクを経時的に測定した。次いで、トルク値が最低トルク値の２倍以下である時間Ｔ1（秒）と、測定開始から最低トルク値に到達するまでの時間Ｔ2（秒）と、最低トルク値を経た後にトルク値が３Ｎ・ｍとなる点からトルク値が６Ｎ・ｍとなる点までの時間Ｔ3（秒）と、を測定結果に基づいて算出した。測定開始点は、ラボプラストミル試験機に材料を投入し、急激にトルクが立ち上がった後、トルクが下がり始める点とした。また、測定結果から、最低トルク値（Ｎ・ｍ）を算出した。
各例で得られた封止用樹脂組成物について、時間Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3および最低トルク値の測定を次のように行った。まず、ラボプラストミル試験機（東洋精機製作所社製、４Ｃ１５０）を用いて、回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件で封止用樹脂組成物の溶融トルクを経時的に測定した。次いで、トルク値が最低トルク値の２倍以下である時間Ｔ1（秒）と、測定開始から最低トルク値に到達するまでの時間Ｔ2（秒）と、最低トルク値を経た後にトルク値が３Ｎ・ｍとなる点からトルク値が６Ｎ・ｍとなる点までの時間Ｔ3（秒）と、を測定結果に基づいて算出した。測定開始点は、ラボプラストミル試験機に材料を投入し、急激にトルクが立ち上がった後、トルクが下がり始める点とした。また、測定結果から、最低トルク値（Ｎ・ｍ）を算出した。
（スパイラルフロー）
各例で得られた封止用樹脂組成物に対しスパイラルフロー測定を行った。スパイラルフロー測定は、低圧トランスファー成形機（コータキ精機社製、「ＫＴＳ−１５」）を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度１２０℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で封止用樹脂組成物を注入し、流動長（ｃｍ）を測定することにより行った。
各例で得られた封止用樹脂組成物に対しスパイラルフロー測定を行った。スパイラルフロー測定は、低圧トランスファー成形機（コータキ精機社製、「ＫＴＳ−１５」）を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度１２０℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で封止用樹脂組成物を注入し、流動長（ｃｍ）を測定することにより行った。
（ゲルタイム）
各例で得られた封止用樹脂組成物のゲルタイムを測定した。ゲルタイムの測定は、１２０℃に加熱した熱板上で封止用樹脂組成物を溶融した後、へらで練りながら硬化するまでの時間（ゲルタイム：秒）を測定することによりおこなった。
各例で得られた封止用樹脂組成物のゲルタイムを測定した。ゲルタイムの測定は、１２０℃に加熱した熱板上で封止用樹脂組成物を溶融した後、へらで練りながら硬化するまでの時間（ゲルタイム：秒）を測定することによりおこなった。
（評価方法）
各例で得られた樹脂組成物を用いてフィルムコンデンサ素子を１２０℃で封止した際の充填性および硬化性を以下の方法で評価した。評価結果を表１にあわせて示す。
各例で得られた樹脂組成物を用いてフィルムコンデンサ素子を１２０℃で封止した際の充填性および硬化性を以下の方法で評価した。評価結果を表１にあわせて示す。
（充填性）
各実施例および比較例について、フィルムキャパシタを未充填なく封止できるかどうかを以下のように評価した。ＡＰＩＣ社製 ＭＺ−９１０−０１マニュアルプレスにより、金型温度１２０℃、注入時間３５秒、注入圧力３ＭＰａ、硬化時間３００秒の条件にて、図１に示すようなフィルムキャパシタを封止成形し、以下の成形物を得た。
フィルムキャパシタ素子の基材層の材料：ポリプロピレン
基材層の厚さ：０．５ｍｍ
最も薄い部分における封止材の厚さ：２ｍｍ
得られた成形物表面を目視で観察し、未充填部分があれば×、なければ○として、充填性を評価した。
各実施例および比較例について、フィルムキャパシタを未充填なく封止できるかどうかを以下のように評価した。ＡＰＩＣ社製 ＭＺ−９１０−０１マニュアルプレスにより、金型温度１２０℃、注入時間３５秒、注入圧力３ＭＰａ、硬化時間３００秒の条件にて、図１に示すようなフィルムキャパシタを封止成形し、以下の成形物を得た。
フィルムキャパシタ素子の基材層の材料：ポリプロピレン
基材層の厚さ：０．５ｍｍ
最も薄い部分における封止材の厚さ：２ｍｍ
得られた成形物表面を目視で観察し、未充填部分があれば×、なければ○として、充填性を評価した。
（硬化性）
各実施例および比較例について、フィルムキャパシタを未充填なく封止できるかどうかを以下のように評価した。ＡＰＩＣ社製 ＭＺ−９１０−０１マニュアルプレスにより、金型温度１２０℃、注入時間３５秒、注入圧力３ＭＰａ、硬化時間３００秒の条件にて、図１に示すようなフィルムキャパシタを封止成形し、成形物を得た。
得られた成形物の表面硬度を、ＪＩＳ Ｋ ７２１５−１９８６に準拠してデュロメータ（高分子計器社製）を用いて測定し、硬度が６０未満であれば×、６０以上であれば○として、硬化性を評価した。
各実施例および比較例について、フィルムキャパシタを未充填なく封止できるかどうかを以下のように評価した。ＡＰＩＣ社製 ＭＺ−９１０−０１マニュアルプレスにより、金型温度１２０℃、注入時間３５秒、注入圧力３ＭＰａ、硬化時間３００秒の条件にて、図１に示すようなフィルムキャパシタを封止成形し、成形物を得た。
得られた成形物の表面硬度を、ＪＩＳ Ｋ ７２１５−１９８６に準拠してデュロメータ（高分子計器社製）を用いて測定し、硬度が６０未満であれば×、６０以上であれば○として、硬化性を評価した。
表１より、各実施例で得られた樹脂組成物は、１２０℃の低温条件下でフィルムコンデンサ素子を封止する際の充填性および硬化性に優れていた。
そして、各実施例で得られた樹脂組成物を用いることにより、優れた生産性でフィルムコンデンサを得ることができる。
そして、各実施例で得られた樹脂組成物を用いることにより、優れた生産性でフィルムコンデンサを得ることができる。
１００ フィルムコンデンサ
１０１ フィルムコンデンサ素子
１０３ 封止材
１０５ 電極
１０７ 電極
１０１ フィルムコンデンサ素子
１０３ 封止材
１０５ 電極
１０７ 電極
Claims (7)
- フィルムコンデンサまたはフィルムコンデンサモジュールの封止に用いられる封止用樹脂組成物であって、
熱硬化性樹脂と、
イミダゾール化合物と、を含み、
当該封止用樹脂組成物を１２０℃で４時間加熱して得られる硬化物のガラス転移温度が１５０℃以上であり、
ラボプラストミルを用いて回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件でトルク値を経時的に測定した際に、トルク値が最低トルク値の２倍以下である時間Ｔ1が１５秒以上１００秒以下であり、最低トルク値が０．５Ｎ・ｍ以上５．０Ｎ・ｍ以下である、封止用樹脂組成物。 - ラボプラストミルを用いて回転数３０ｒｐｍ、測定温度１２０℃の条件でトルク値を経時的に測定した際に、測定開始から最低トルク値に到達するまでの時間Ｔ2が、５秒以上４０秒以下である、請求項１に記載の封止用樹脂組成物。
- 無機充填材をさらに含む、請求項１または２に記載の封止用樹脂組成物。
- 前記無機充填材の含有量が、当該封止用樹脂組成物の全固形分に対して５０質量％以上８５質量％以下である、請求項３に記載の封止用樹脂組成物。
- 請求項１乃至４いずれか１項に記載の封止用樹脂組成物でフィルムコンデンサ素子を封止してなるフィルムコンデンサ。
- 前記フィルムコンデンサ素子が、基材層と、金属層とを、含み、
前記基材層の材料がポリプロピレンを含み、
前記基材層の厚さが１．０μｍ以上６００μｍ以下であり、
前記フィルムコンデンサ素子を前記封止用樹脂組成物で封止してなる封止層の厚さが、最も薄い部分において、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、請求項５に記載のフィルムコンデンサ。 - フィルムコンデンサ素子を準備する工程と、
前記フィルムコンデンサ素子を、請求項１乃至４いずれか１項に記載の封止用樹脂組成物で封止する工程と、
を含む、フィルムコンデンサの製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019052806A JP2020152823A (ja) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | 封止用樹脂組成物、フィルムコンデンサおよびその製造方法 |
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|---|---|
| JP2020152823A true JP2020152823A (ja) | 2020-09-24 |
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| JP (1) | JP2020152823A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020152822A (ja) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | 住友ベークライト株式会社 | 封止用樹脂組成物、フィルムコンデンサおよびその製造方法 |
-
2019
- 2019-03-20 JP JP2019052806A patent/JP2020152823A/ja active Pending
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