WO2021125248A1 - チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物、チップ抵抗器保護膜、及び電子部品 - Google Patents
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- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
Definitions
- the present invention relates to a heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film, a chip resistor protective film made of a cured product of the composition, and an electronic component provided with the protective film.
- a chip resistor includes at least an insulating substrate made of ceramics, a resistor formed by screen-printing a material paste on the surface thereof, and an electrode connected to the resistor.
- the resistor is adjusted to a desired resistance value by forming a trimming groove by a method such as irradiating a laser beam.
- a protective film is formed on the resistor in order to cover and protect the resistor provided in the above-mentioned chip resistor or the like.
- Patent Document 1 a protective film layer obtained by curing a protective film layer encapsulant containing a cresol novolac type epoxy resin, a phenol aralkyl resin, and a phenol-modified xylene resin is used as a chip resistor. It is described to be used. Further, in Patent Document 2, it is a protective film including a first protective film and a second protective film that covers the first protective film, and the thermal conductivity of the first protective film is the second protective film. Chip resistors with a protective film adjusted to be larger than are described.
- an object of the present invention is a chip resistor protective film capable of forming a chip resistor protective film having excellent durability, which can suppress damage to the chip resistor even when the electronic component is increased in power or miniaturized.
- the present inventors have found that the cause of failure and damage of the chip resistor in the conventional chip resistor protective film is due to heat dissipation. Since the amount of heat generated from the chip resistor increases as the power consumption and miniaturization of electronic components increase, if a protective film having insufficient heat dissipation is used, the chip resistor malfunctions due to heat generation. Further, due to the increase in the calorific value as described above, the temperature of the chip resistor protective film may rise to a high temperature of about 400 ° C. For example, a short-time overload (JIS C 521-1 4.13) may be performed as an evaluation index for increasing the power of the resistor.
- JIS C 521-1 4.13 JIS C 521-1 4.13
- the short-time overload is a test in which 2.5 times the rated power is applied for 5 seconds and then the resistance value change is evaluated. At this time, the applied power is increased by a specified amount, and the calorific value of the resistor is gradually increased accordingly.
- a ruthenium oxide-based resistor is used in the thick film resistor, but the resistance value may reach 400 to 450 ° C. at the inflection point. In such a high temperature environment, even if a chip resistor protective film having high heat dissipation is simply used, the heat resistance is insufficient and it cannot withstand use in a high temperature environment. Therefore, the heat resistance of the chip resistor is high. It was also found to affect the damage.
- the present invention relates to the following [1] to [19].
- thermosetting resin, a curing agent, and a heat radiating filler having a thermal conductivity of 10 W / m ⁇ K or more are contained in an amount of 60% by volume or more, and the weight loss temperature of the cured product of the composition is 300 ° C. or more.
- a heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film [2] The heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film according to the above [1], wherein the stored elastic modulus of the cured product of the composition is 0.2 GPa or more and 10 GPa or less.
- thermosetting resin for a chip resistor protective film according to the above [1] or [2], wherein the thermosetting resin is an epoxy compound represented by the following formula (1).
- R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or a methyl group, respectively
- R 3 to R 6 represent a hydrogen atom, a methyl group, a chlorine atom, or a bromine atom, respectively.
- X represents an ethyleneoxyethyl group and a di (ethylene).
- It has an oxy) ethyl group, a tri (ethyleneoxy) ethyl group, a propyleneoxypropyl group, a di (propyleneoxy) propyl group, a tri (propyleneoxy) propyl group, an alkylene group having 2 to 15 carbon atoms, or a cycloalcan skeleton. It is an aliphatic hydrocarbon group having 6 to 17 carbon atoms.
- n is an average value of the number of repetitions of 0.5 to 5.0.
- X in the formula (1) is an aliphatic hydrocarbon having a di (ethyleneoxy) ethyl group, an alkylene group having 2 to 15 carbon atoms, or a cycloalkane skeleton and having 6 to 17 carbon atoms.
- the heat dissipation filler contains a small particle size heat dissipation filler having an average particle size of 0.1 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less, and a large particle size heat dissipation filler having an average particle size of more than 1.5 ⁇ m and 20 ⁇ m or less.
- a chip resistor protective film made of a cured product of the composition according to any one of the above claims [1] to [7].
- thermosetting resin, a curing agent, and a heat-dissipating filler having a thermal conductivity of 10 W / m ⁇ K or more are contained in an amount of 60% by volume or more, and a thixo ratio is 1.5 or more, as measured by a rotary viscometer.
- the composition contains an epoxy compound represented by the following formula (1), a curing agent, and a heat-dissipating filler having a thermal conductivity of 10 W / m ⁇ K or more, and the weight reduction temperature of the cured product of the composition is 300 ° C. or more.
- a heat-dissipating resin composition for a protective film (In the formula, R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or a methyl group, respectively, and R 3 to R 6 represent a hydrogen atom, a methyl group, a chlorine atom, or a bromine atom, respectively.
- X represents an ethyleneoxyethyl group and a di (ethylene).
- X in the formula (1) is an aliphatic hydrocarbon having a di (ethyleneoxy) ethyl group, an alkylene group having 2 to 15 carbon atoms, or a cycloalkane skeleton and having 6 to 17 carbon atoms.
- the heat radiating filler contains a small particle size inorganic filler having an average particle size of 0.1 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less, and a large particle size inorganic filler having an average particle size of more than 1.5 ⁇ m and 20 ⁇ m or less.
- An electronic component comprising the chip resistor protective film according to the above [8] or the protective film according to the above [17].
- a chip resistor comprising the chip resistor protective film according to the above [8] or the protective film according to the above [17].
- heat dissipation for a chip resistor protective film capable of forming a chip resistor protective film having excellent durability and capable of suppressing damage to the chip resistor even when the electronic component has increased power or miniaturization. It is possible to provide a resin composition, a chip resistor protective film made of a cured product of the composition, and an electronic component provided with the chip resistor protective film.
- the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film of the present invention contains 60% by volume or more of a thermosetting resin, a curing agent, and a heat-dissipating filler having a thermal conductivity of 10 W / m ⁇ K or more, and cures the composition.
- the weight loss temperature of the object is 300 ° C. or higher.
- thermosetting resin is not particularly limited, but is an epoxy compound, a bismaleimide resin, a phenol resin, a cyanate resin, an unsaturated imide resin, a benzoxazine resin, an oxetane resin, an amino resin, an unsaturated polyester resin, an allyl resin, and a dicyclopentadiene resin. , Acrylic resin, silicone resin, melamine resin and the like.
- One type of thermosetting resin may be used alone, or two or more types may be used in combination. Among them, the thermosetting resin is preferably an epoxy compound or a bismaleimide resin from the viewpoint of heat resistance and electrical insulation.
- the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film of the present invention preferably contains the epoxy compound represented by the formula (1).
- the hardness of the chip resistor protective film formed by the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film is improved, and the toughness is increased. This makes it easier to prevent the protective film from being damaged when, for example, cutting out the master substrate.
- R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or a methyl group, respectively, and R 3 to R 6 represent a hydrogen atom, a methyl group, a chlorine atom, or a bromine atom, respectively.
- X represents an ethyleneoxyethyl group and a di (ethylene). It has an oxy) ethyl group, a tri (ethyleneoxy) ethyl group, a propyleneoxypropyl group, a di (propyleneoxy) propyl group, a tri (propyleneoxy) propyl group, an alkylene group having 2 to 15 carbon atoms, or a cycloalcan skeleton. It is an aliphatic hydrocarbon group having 6 to 17 carbon atoms.
- n is an average value of the number of repetitions of 0.5 to 5.0.
- the following aspects are preferable for R 1 to R 6 and X from the viewpoint of improving the toughness of the protective film formed.
- R 1 and R 2 are preferably methyl groups, respectively.
- Each of R 3 to R 6 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a hydrogen atom.
- X is preferably a di (ethyleneoxy) ethyl group, an alkylene group having 2 to 15 carbon atoms, or an aliphatic hydrocarbon group having a cycloalkane skeleton and 6 to 17 carbon atoms.
- an alkylene group having 2 to 15 carbon atoms or an aliphatic hydrocarbon group having 6 to 17 carbon atoms having a cycloalkane skeleton is more preferable.
- an aliphatic hydrocarbon group having a cycloalkane skeleton and having 6 to 17 carbon atoms is preferable.
- the alkylene group having 2 to 15 carbon atoms is preferably an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 4 to 8 carbon atoms.
- Examples of the alkylene group having 2 to 15 carbon atoms include an ethylene group, an n-propylene group, an isopropylene group, an n-butylene group, an isobutylene group, an n-pentylene group, an n-hexylene group and an n-heptylene group.
- Examples thereof include n-octylene group, 2-ethylhexylene group, n-nonylene group, n-decylene group, n-undecylene group, n-dodecylene group, n-tridecylene group, n-tetradecylene group, n-pentadecylene group and the like. .. Among these, n-butylene group, isobutylene group, n-pentylene group, n-hexylene group, n-heptene group and n-octylene group are preferable, and n-octylene group is particularly preferable.
- the aliphatic hydrocarbon group having a cycloalkane skeleton and having 6 to 17 carbon atoms is preferably an aliphatic hydrocarbon group having a cycloalkane skeleton and having 6 to 10 carbon atoms.
- the aliphatic hydrocarbon group having a cycloalkane skeleton and having 6 to 17 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include groups represented by the following x-1 to x-6.
- * represents a bond, and specifically, a bond that binds to an oxygen atom adjacent to X.
- the group represented by x-1 to x-6 the group represented by x-1 or x-2 is preferable, and among them, the group represented by x-1-1 or x-2-1 below is preferable. More preferred.
- * represents a bond, specifically, a bond that binds to an oxygen atom adjacent to X.
- the group represented by x-2-1 is preferable.
- N in the formula (1) is 0.5 to 5.0, preferably 1.1 to 4.0, and more preferably 1.2 to 3. from the viewpoint of improving the toughness of the obtained protective film. It is 0.
- the compounds represented by the following formulas (1-1) to (1-5) are preferable from the viewpoint of enhancing the toughness of the protective film.
- n is an average value of the number of repetitions of 0.5 to 5.0.
- the formulas (1-2), (1-3), and (1-4) are used from the viewpoint of improving the toughness of the obtained protective film.
- the compound represented by (1-5) is preferable, and the compound represented by the formulas (1-2), (1-3) and (1-4) is more preferable, and the compound represented by the formula (1-4) is more preferable.
- the compound to be used is more preferable.
- the epoxy compound represented by the formula (1) may be used alone or in combination of two or more.
- the epoxy equivalent of the epoxy compound represented by the above formula (1) is preferably 300 or more, more preferably 350 or more, and preferably 1000 or less, more preferably 600 or less.
- the epoxy equivalent is equal to or more than these lower limit values and less than or equal to the upper limit value, the heat resistance and toughness of the cured product are further improved.
- the content of the epoxy compound represented by the above formula (1) is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and preferably 5% by mass or more, based on the total amount of the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film. Is 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less.
- the content of the epoxy compound represented by the formula (1) is at least these lower limit values, the toughness of the protective film formed is improved, and when it is at least these upper limit values, the blending amount of the heat radiation filler described later is increased. It can improve heat dissipation.
- the epoxy compound represented by the formula (1) may be used alone or in combination of two or more.
- the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film of the present invention may contain other epoxy compounds other than the epoxy compound represented by the above formula (1).
- the other epoxy compound an epoxy compound having an aromatic skeleton or an alicyclic skeleton is preferable from the viewpoint of improving the heat resistance of the protective film.
- Examples of the epoxy compound having an aromatic skeleton include an epoxy compound having a bisphenol skeleton, an epoxy compound having a naphthalene skeleton, an epoxy compound having a fluorene skeleton, an epoxy compound having a biphenyl skeleton, and an epoxy compound having a bi (glycidyloxyphenyl) methane skeleton.
- Examples of the epoxy compound having an alicyclic skeleton include an epoxy compound having a dicyclopentadiene skeleton and an epoxy compound having an adamantane skeleton.
- hydrogenated or modified products of each of the above-exemplified epoxy compounds can also be used as other epoxy compounds.
- the other epoxy compound is preferably an epoxy compound having a bisphenol skeleton (bisphenol type epoxy compound) from the viewpoint of improving the heat resistance of the protective film.
- Examples of the epoxy compound having the above-mentioned bisphenol skeleton include an epoxy compound having a bisphenol A type, bisphenol F type or bisphenol S type bisphenol skeleton.
- Examples of the epoxy compound having a naphthalene skeleton include 1-glycidylnaphthalene, 2-glycidylnaphthalene, 1,2-diglycidylnaphthalene, 1,5-diglycidylnaphthalene, 1,6-diglycidylnaphthalene, and the like. Examples thereof include 1,7-diglycidylnaphthalene, 2,7-diglycidylnaphthalene, triglycidylnaphthalene, and 1,2,5,6-tetraglycidylnaphthalene.
- Examples of the epoxy compound having a fluorene skeleton include 9,9-bis (4-glycidyloxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-glycidyloxy-3-methylphenyl) fluorene, and 9,9-bis (4-).
- Glycidyloxy-3-chlorophenyl) fluorene 9,9-bis (4-glycidyloxy-3-bromophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-glycidyloxy-3-fluorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-Glysidyloxy-3-methoxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-glycidyloxy-3,5-dimethylphenyl) Fluorene, 9,9-bis (4-glycidyloxy-3,5-dichlorophenyl) Examples thereof include fluorene and 9,9-bis (4-glycidyloxy-3,5-dibromophenyl) fluorene.
- Examples of the epoxy compound having the biphenyl skeleton include 4,4'-diglycidyl biphenyl, 4,4'-diglycidyl-3,3', 5,5'-tetramethylbiphenyl and the like.
- Examples of the epoxy compound having a bi (glycidyloxyphenyl) methane skeleton include 1,1'-bi (2,7-glycidyloxynaphthyl) methane and 1,8'-bi (2,7-glycidyloxynaphthyl) methane.
- Examples of the epoxy compound having a xanthene skeleton include 1,3,4,5,6,8-hexamethyl-2,7-bis-oxylanylmethoxy-9-phenyl-9H-xanthene.
- Examples of the epoxy compound having a dicyclopentadiene skeleton include a dicyclopentadiene dioxide and a phenol novolac epoxy compound having a dicyclopentadiene skeleton.
- Examples of the epoxy compound having an adamantane skeleton include 1,3-bis (4-glycidyloxyphenyl) adamantane and 2,2-bis (4-glycidyloxyphenyl) adamantane.
- a polybutadiene type epoxy resin may be used as the epoxy compound.
- the epoxy equivalent of the epoxy compound in the present invention is preferably 200 or more, more preferably 300 or more, further preferably 350 or more, and preferably 1000 or less, more preferably 600 or less.
- the epoxy equivalent is equal to or more than these lower limit values and less than or equal to the upper limit value, the heat resistance and toughness of the cured product are further improved.
- the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film of the present invention may contain a bismaleimide resin.
- the bismaleimide resin include N, N'-(4,4'-diphenylmethane) bismaleimide, bisphenol A diphenyl ether bismaleimide, 3,3'-dimethyl-5,5'-diethyl-4,4'-diphenylmethane.
- Bismaleimide 4-methyl-1,3-phenylene Bismaleimide, 1,6'-bismaleimide- (2,2,4-trimethyl) hexane, bis- (3-ethyl-5-methyl-4-maleimidephenyl) Methyl, m-phenylene bismaleimide (N, N'-1,3-phenylene bismaleimide), 1,6-bismaleimidehexane, 1,2-bismaleimideethane (N, N'-ethylenedimaeimide), N , N'-(1,2-phenylene) bismaleimide, N, N'-1,4-phenylenedimaleimide, N, N'-(sulfonyldi-p-phenylene) dimaleimide, N, N'-[3, 3'-(1,3-phenylenedioxy) diphenyl] bismaleimide and the like.
- the bismaleimide resin in the present invention contains a solid resin, but is more preferably liquid.
- Solid bismaleimide resin has low solubility in general organic solvents. Therefore, when using a solid bismaleimide resin, it is necessary to dilute it with a large amount of organic solvent. However, in this case, the solvent volatilizes during curing to form voids, which leads to a decrease in thermal conductivity and generation of cracks.
- the resin composition containing the liquid bismaleimide resin has a low viscosity. Therefore, workability when using the resin composition is improved.
- the dimer acid-modified bismaleimide resin is, for example, BMI-1500 or BMI-1700, which is a liquid bismaleimide resin, or BMI-3000, which is a solid bismaleimide resin (all manufactured by Designer molecules).
- BMI-1500 or BMI-1700 which is a liquid bismaleimide resin
- BMI-3000 which is a solid bismaleimide resin (all manufactured by Designer molecules).
- the content of the thermosetting resin in the present invention is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and preferably 20% by mass or less, based on the total amount of the heat-dissipating resin composition for a protective film. More preferably, it is 15% by mass or less.
- the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film of the present invention contains a curing agent.
- the curing agent may be a solid curing agent or a liquid curing agent.
- the solid curing agent is a curing agent that is solid at 23 ° C.
- the liquid curing agent is a curing agent that is liquid at 23 ° C.
- the liquid also includes a viscous paste.
- the above-mentioned epoxy compound can be cured by using a curing agent, and the coatability of the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film can be improved by using a liquid curing agent.
- the curing agent is not particularly limited as long as it can cure the thermosetting resin, and is, for example, an amine compound (amine curing agent), an imidazole compound (imidazole curing agent), a phenol compound (phenol curing agent), and an acid.
- Anhydrous (acid anhydride curing agent) and the like can be mentioned.
- Examples of the amine compound include dicyandiamide, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl sulfone and the like.
- phenol compound examples include phenol novolac compound, o-cresol novolak compound, p-cresol novolak compound, t-butylphenol novolak compound, allylphenol novolak compound, dicyclopentadiencresol compound, polyparavinylphenol compound, and bisphenol A type novolak compound.
- Xylylene-modified novolac compound decalin-modified novolac compound, poly (di-o-hydroxyphenyl) methane compound, poly (di-m-hydroxyphenyl) methane, poly (di-p-hydroxyphenyl) methane and the like.
- Examples of the acid anhydride include dicarboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, and citraconic anhydride, and derivatives thereof.
- dicarboxylic acid anhydrides include hydrides and alkyl group adducts.
- solid curing agents examples include dicyandiamide (“DICY7” manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), adipic acid dihydrazide (“ADH” manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.), phenol novolac compound (“MEHC-7851SS” manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.), and imidazole.
- Examples thereof include compounds (“Curesol 2P4MHZ-PW” manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.).
- the content of the curing agent is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, still more preferably 3 parts by mass or more, based on 100 parts by mass in total of the heat-curable resin contained in the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film. Is 15 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, preferably 100 parts by mass or less, more preferably 80 parts by mass or less, still more preferably 60 parts by mass or less.
- the content of the curing agent is at least these lower limits, the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film can be satisfactorily cured.
- the content of the curing agent is not more than these upper limits, the residual amount of the curing agent that did not contribute to curing in the protective film is reduced.
- the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film of the present invention contains a heat-dissipating filler having a thermal conductivity of 10 W / m ⁇ K or more.
- a heat radiating filler having a thermal conductivity of 10 W / m ⁇ K or more.
- the thermal conductivity of the heat radiating filler is preferably 15 W / m ⁇ K or more, more preferably 20 W / m ⁇ K or more, and further preferably 25 W / m ⁇ K or more.
- the upper limit of the thermal conductivity of the heat radiating filler is not particularly limited.
- Heat-dissipating fillers having a thermal conductivity of about 300 W / m ⁇ K or 1000 W / m ⁇ K are widely known, and heat-dissipating fillers having a thermal conductivity of about 200 W / m ⁇ K are easily available.
- the thermal conductivity can be measured, for example, by a periodic heating thermoreflectance method using a thermal microscope manufactured by Bethel Co., Ltd. on a filler cross section cut by a cross section polisher.
- the average particle size of the heat radiating filler is preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or less, further preferably 15 ⁇ m or less, and preferably 0.01 ⁇ m or more.
- a heat radiating filler having an average particle size when a relatively thin protective film (for example, a protective film having a thickness of 30 ⁇ m or less) is formed, the toughness of the protective film can be increased and the protective film is damaged. It becomes easier to prevent that.
- d50 measured by the laser diffraction / scattering method is used as the average particle size.
- the heat radiating filler one type may be used alone or two or more types may be used in combination, but from the viewpoint of effectively improving the heat radiating property of the protective film, two or more types having different average particle diameters may be used in combination. It is more preferable to use two kinds having different average particle diameters in combination.
- the two types having different average particle diameters are the small particle size heat dissipation filler having an average particle size of 0.1 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less, and the large particle size heat radiation filler having an average particle size of more than 1.5 ⁇ m and 20 ⁇ m or less. It is preferable to have.
- the amount of the large particle size heat radiating filler in the composition is equal to or more than the amount of the small particle size heat radiating filler.
- the amount of the large particle size heat dissipation filler (the amount of the large particle size heat dissipation filler / the amount of the small particle size heat dissipation filler) with respect to the amount of the small particle size heat dissipation filler is preferably 1 or more, more preferably 1.2 or more. , More preferably 1.5 or more, and preferably 10 or less.
- the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film contains two or more types of heat-dissipating fillers having different average particle diameters due to the appearance of two or more peaks in the particle size distribution of the heat-dissipating filler.
- the heat-dissipating filler is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the heat-dissipating property of the protective film, it is preferably at least one selected from alumina, boron nitride, aluminum nitride, magnesium oxide, silicon nitride and diamond, and alumina and nitrided. More preferably, it is at least one selected from boron, aluminum nitride and diamond.
- the content of the heat-dissipating filler is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 80% by mass, based on the total amount of the heat-dissipating resin composition (without solvent) for the chip resistor protective film.
- the content of the heat radiating filler is at least the above lower limit, the heat radiating property of the protective film is improved.
- the content of the heat radiating filler is not more than the above upper limit, the coatability of the heat radiating resin composition for the protective film is enhanced, and the properties of the protective film are improved.
- the content of the heat-dissipating filler is 60% by volume or more, preferably 65% by volume or more, more preferably 70% by volume or more, based on the total amount of the heat-dissipating resin composition (without solvent) for the chip resistor protective film. It is more preferably 75% by volume or more, and preferably 85% by volume or less, more preferably 83% by volume or less.
- the content of the heat radiating filler is at least the above lower limit, the heat radiating property and heat resistance of the protective film are improved.
- the content of the heat radiating filler is not more than the above upper limit, the coatability of the heat radiating resin composition for the protective film is enhanced, and the properties of the protective film are improved.
- the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film of the present invention may contain a curing accelerator. By using a curing accelerator, the curing rate can be increased and the composition can be cured efficiently. Only one type of curing accelerator may be used, or two or more types may be used in combination. Examples of the curing accelerator include imidazole compounds, phosphorus compounds, amine compounds, and organometallic compounds. Of these, the imidazole compound is preferable because the effect of the present invention is even more excellent.
- imidazole compound examples include 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-.
- 2-Methylimidazole 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-un Decylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimerite, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimerite, 2,4-diamino-6- [2' -Methylimidazolyl- (1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-undecylimidazolyl- (1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino- 6- [2'-ethyl-4'-methyl
- a known imidazole-based latent curing agent can be used.
- Specific examples include PN23, PN40, and PN-H (trade names, all manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd.).
- a curing accelerator which is also called microencapsulated imidazole and is addition-reacted to the hydroxyl group of the epoxy adduct of the amine compound can be mentioned.
- Novacure HX-3088, Novacure HX-3941, HX-3742, HX-3722 (trade name, All of them are manufactured by Asahi Kasei E-Materials Co., Ltd.).
- subsumed imidazole can also be used.
- Specific examples include TIC-188 (trade name, manufactured by Nippon Soda Corporation).
- Examples of the phosphorus compound include triphenylphosphine and the like.
- Examples of the amine compound include 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, diethylamine, triethylamine, diethylenetetramine, triethylenetetramine and 4,4-dimethylaminopyridine.
- organometallic compound examples include zinc naphthenate, cobalt naphthenate, tin octylate, cobalt octylate, bisacetylacetonate cobalt (II) and trisacetylacetonate cobalt (III).
- the content of the curing accelerator is preferably 0.1 part by mass or more, more preferably 0.5 part by mass, based on 100 parts by mass of the total of the thermosetting resin contained in the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film. It is more than parts, more preferably 1 part by mass or more, and preferably 10 parts by mass or less, more preferably 8 parts by mass or less.
- the content of the curing accelerator is at least the above lower limit, the curing accelerator can be cured satisfactorily.
- the content of the curing accelerator is not more than the above upper limit, the residual amount of the curing accelerator that did not contribute to curing in the protective film is reduced.
- the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film of the present invention may contain a coupling agent. By containing the coupling agent, the substrate adhesion of the protective film can be improved.
- the coupling agent is not particularly limited, and is, for example, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyl.
- Examples thereof include silane coupling agents such as triethoxysilane, 2- (3,4-epylcyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and 2- (3,4-epylcyclohexyl) ethyldimethoxysilane.
- the content of the coupling agent contained in the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the thermosetting resin. , More preferably 0.3 to 7 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 5 parts by mass.
- the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film of the present invention may be a natural wax such as carnauba wax, a synthetic wax such as polyethylene wax, a higher fatty acid such as stearic acid or zinc stearate, and metal salts or paraffins thereof, if necessary. It may contain various additives such as a release agent such as, a colorant such as carbon black and red iron oxide, and a thixo-imparting agent such as fumed silica.
- flame retardants such as brominated epoxy resin, antimony trioxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc borate, zinc molybdate, and phosphazene, inorganic ion exchangers such as bismuth oxide hydrate, and silicone. It may contain various additives such as a low stress component such as oil and silicone rubber, a dispersant, an antioxidant, a defoaming agent, an ion trapping agent, and a leveling agent.
- a low stress component such as oil and silicone rubber
- a dispersant such as antioxidant, a defoaming agent, an ion trapping agent, and a leveling agent.
- the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film of the present invention may be diluted with a solvent selected from the group consisting of glycols, alcohols, ethers, esters, carboxylic acids, organic sulfur solvents and mixtures thereof, if necessary. good.
- a solvent selected from the group consisting of glycols, alcohols, ethers, esters, carboxylic acids, organic sulfur solvents and mixtures thereof, if necessary. good.
- Specific examples of the solvent include dipropylene glycol methyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, methyl isobutyl ketone, 2-butoxyethanol, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 4-methyl-1,3-dioxolan-2-one, dimethylsulfoxide, and N.
- the boiling point of the solvent is preferably 120 to 340 ° C. If the boiling point of the solvent is less than 120 ° C., when the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film is screen-printed, the solvent tends to volatilize and the workability is deteriorated, resulting in poor screen printability. On the other hand, when the boiling point of the solvent exceeds 340 ° C., the solvent is not sufficiently volatilized in the drying step, and when the thermosetting resin is cured, the solvent is likely to be present and voids are likely to be generated.
- the boiling point means the boiling point at 1 atm. From the viewpoint of screen printability and reduction of voids, the boiling point of the solvent is preferably 150 to 310 ° C, more preferably 180 to 290 ° C.
- solvents examples include butyl carbitol (boiling point: 230 ° C.), butyl carbitol acetate (boiling point: 247 ° C.), diethylene glycol dibutyl ether (boiling point of 256 ° C.), tetraethylene glycol dimethyl ether (boiling point: 275 ° C.).
- Ethylene glycol-based ethers such as triethylene glycol (boiling point: 287 ° C.), propylene glycol-based ethers such as tripropylene glycol butyl ether (boiling point: 274 ° C.), tripropylene glycol methyl ether (boiling point: 242 ° C.), tarpineol ( Alcohols such as boiling point: 220 ° C.) can be mentioned.
- One type of solvent may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- the viscosity of the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film in the rotary viscometer at 25 ° C. and 50 rpm can be adjusted to 30 to 100 Pa ⁇ s.
- the content of the solvent is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, still more preferably 2% by mass or more, and preferably 20% by mass based on the total amount of the heat-dissipating resin composition for a protective film. It is less than or equal to, more preferably 15% by mass or less, still more preferably 12% by mass or less.
- the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film of the present invention may contain a solvent having a boiling point different from that of a solvent having a boiling point of 120 to 340 ° C.
- the content of the solvent having a boiling point of 120 to 340 ° C. is preferably 60% by mass or more, preferably 80% by mass or more, based on the total amount of the solvent contained in the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film. , 90% by mass or more, and preferably 100% by mass.
- the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film of the present invention has a weight reduction temperature of a cured product of the composition of 300 ° C. or higher.
- the weight reduction temperature is preferably 350 ° C. or higher, more preferably 400 ° C. or higher, and further preferably 450 ° C. or higher.
- the upper limit of the weight reduction temperature is not particularly limited, and the higher the temperature, the better the heat resistance.
- the temperature may be 600 ° C. or lower, 550 ° C. or lower, or 500 ° C. or lower.
- thermosetting resin according to the present invention As a method of adjusting the weight reduction temperature within the above range, for example, the thermosetting resin according to the present invention is used, the content of the heat radiating filler, and the content of the heat radiating filler in the heat radiating resin composition for the protective film are adjusted. Adjustment to a specific range can be mentioned.
- the weight reduction temperature is 10 ° C./min from 25 ° C. to 500 ° C. using a cured product obtained by curing the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film as a sample, and using the thermogravimetric analyzer (TG / DTA) for the sample. It is a temperature at which the weight loss is 5% (a temperature at which 5% of the sample weight before measurement is reduced) measured by raising the temperature. As a condition for curing the composition to prepare a cured product, it is heated for a predetermined time at a temperature equal to or higher than the differential scanning calorimetry (DSC) of the heat-dissipating resin composition for a protective film.
- DSC differential scanning calorimetry
- the exothermic peak measured by the differential scanning calorimetry (DSC) of the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film after curing is 5% or less of the peak area before curing, and therefore the curing temperature.
- Curing time can be adjusted.
- the measurement by the differential scanning calorimeter shall be performed at a heating rate of 10 ° C./min from 40 ° C. to 300 ° C.
- the peak temperature of the DSC curve obtained by the measurement is the exothermic peak temperature.
- the peak temperature on the lowest temperature side among the peaks having a calorific value of 30% or more of the calorific value (mW) of the peak having the highest calorific value is referred to as this. Let it be the exothermic peak temperature in the invention.
- the sample for measuring the exothermic peak is composed of a solvent-soluble component containing a thermosetting resin and a curing agent.
- a solvent was added to the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film at a dilution ratio of 10 times (mass ratio) to dissolve the sample. It can be produced by separating a component insoluble in a solvent using a centrifuge and removing the solvent from the solution containing the resin composition by vacuum drying.
- the sample may be prepared by mixing all the components other than the solvent-insoluble component and the solvent in the components constituting the target heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film.
- the solvent used for preparing the sample for measuring the exothermic peak is the same type of solvent as the solvent contained in the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film of the present invention.
- the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film of the present invention preferably has a viscosity of 30 Pa ⁇ s or more and 100 Pa ⁇ s or less measured at 25 ° C. and 50 rpm with a rotary viscometer.
- the viscosity is in the above range, the screen printability of the heat-dissipating resin composition for a protective film, such as transferability and plate release property, is improved.
- the viscosity of the heat-dissipating resin composition for the protective film is preferably 35 Pa ⁇ s or more, more preferably 40 Pa ⁇ s or more, preferably 80 Pa ⁇ s or less, and more preferably 60 Pa ⁇ s.
- the viscosity can be set in the above range by adjusting the amount of the solvent in the heat-dissipating resin composition for a protective film, for example.
- the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film of the present invention preferably has a thixo ratio of 1.5 or more.
- the thixo ratio means a viscosity ratio (viscosity Y / viscosity X) of viscosity Y measured at 25 ° C. and 5 rpm with a rotational viscometer to viscosity X measured at 25 ° C. and 50 rpm with a rotational viscometer.
- the thixo ratio is 1.5 or more, the shape retention of the protective film formed by screen-printing the heat-dissipating resin composition for the protective film is improved.
- the thixo ratio is preferably 1.7 or more, more preferably 2.0 or more.
- the thixo ratio is preferably 5.0 or less, more preferably 4.5 or less, and further preferably 4.0 or less.
- the thixo ratio is not more than these upper limit values, it is possible to prevent the pattern derived from the screen plate used for screen printing from being formed on the protective film, and as a result, it becomes difficult for irregularities to be formed on the surface of the protective film.
- the thixo ratio can be set in the above range by adjusting the content of various fillers and the amount of solvent, for example.
- the storage elastic modulus of the cured product of the resin composition for the chip resistor protective film of the present invention is preferably 0.2 GPa or more and 10 GPa or less. More preferably, it is 0.5 GPa or more and 9 GPa or less.
- the film strength of the protective film is improved and it becomes difficult to be damaged.
- the protective film is not too hard and is unlikely to be brittle, so that cracks are less likely to occur in the thermal cycle.
- the occurrence of cracks in the above-mentioned thermal cycle can be confirmed by a thermal cycle test (TCT).
- TCT Thermal Cycle Test
- the manufactured chip resistor is placed in a cold cycle machine in which a temperature cycle of 30 minutes is performed at each temperature between -40 ° C and 155 ° C, and TCT (Thermal Cycle Test) is performed to crack the protective film after 1000 cycles. It can be confirmed by evaluating the appearance change such as peeling.
- TCT Thermal Cycle Test
- the resin composition for a chip resistor protective film according to the present invention can protect the resistor from temperature, humidity and the like, and can improve the thermal impact resistance.
- the storage elastic modulus can be adjusted within the above range by using the thermosetting resin according to the present invention.
- the thermal conductivity of the cured product of the resin composition for the chip resistor protective film of the present invention is preferably 2 W / m ⁇ K or more, more preferably 4 W / m ⁇ K or more, and further preferably 8 W / m ⁇ K or more. is there. When the thermal conductivity is at least these lower limit values, the heat dissipation of the cured product becomes good.
- the upper limit of the thermal conductivity of the cured product is not particularly limited, and the higher the thermal conductivity of the cured product, the better the heat dissipation. -It may be K or less.
- the thermal conductivity of the cured product can be adjusted by adjusting the type and content of the heat radiating filler contained in the resin composition for the chip resistor protective film. The thermal conductivity of the cured product can be measured by the method described in Examples.
- the resin composition for a chip resistor protective film of the present invention can be obtained by stirring, melting, mixing, and dispersing each component at the same time or separately, while subjecting heat treatment as necessary.
- the device for mixing, stirring, dispersing, etc. is not particularly limited, but a Raikai machine equipped with a stirring and heating device, a three-roll mill, a ball mill, a planetary mixer, a bead mill, and the like can be used. .. Moreover, you may use these devices in combination as appropriate.
- the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film of the present invention can be cured by heating to obtain a chip resistor protective film made of a cured product of the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film.
- the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film is heated for a predetermined time at a temperature equal to or higher than the heat generation peak temperature measured by a differential scanning calorimeter (DSC).
- DSC differential scanning calorimeter
- the heat generation peak area measured by the differential scanning calorimetry (DSC) of the cured product of the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film is measured by the differential scanning calorimetry of the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film before curing. It is desirable to cure the heat until it becomes 5% or less of the exothermic peak area, and therefore the curing temperature and the curing time can be appropriately adjusted.
- the measurement by the differential scanning calorimeter shall be performed at a heating rate of 10 ° C./min from 40 ° C. to 300 ° C.
- the peak temperature of the DSC curve obtained by measurement is the exothermic peak temperature.
- the peak temperature on the lowest temperature side among the peaks having a calorific value of 30% or more of the calorific value (mW) of the peak having the highest calorific value is referred to as this. Let it be the exothermic peak temperature in the invention.
- the sample for measuring the exothermic peak is composed of a solvent-soluble component containing a thermosetting resin and a curing agent.
- a solvent was added to the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film at a dilution ratio of 10 times (mass ratio) to dissolve the sample. It can be produced by separating a component insoluble in a solvent using a centrifuge and removing the solvent from the solution containing the resin composition by vacuum drying.
- the sample may be prepared by mixing all the components other than the solvent-insoluble component and the solvent in the components constituting the target heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film.
- the solvent used for preparing the sample for measuring the exothermic peak is the same type of solvent as the solvent contained in the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film of the present invention.
- the chip resistor protective film can be suitably used for coating a resistor provided in an electronic component such as a chip resistor. That is, the chip resistor protective film can be used as an electronic component having a chip resistor protective film, a chip resistor having a chip resistor protective film, or the like.
- the thixo ratio is preferably 1 or more, and the rotary viscometer is used at 25 ° C.
- the viscosity measured at 50 rpm is preferably 20 Pa ⁇ s or more, and preferably 120 Pa ⁇ s or less.
- thermosetting resin, a curing agent, and a heat radiating filler having a thermal conductivity of 10 W / m ⁇ K or more are contained in an amount of 60% by volume or more, a thixo ratio is 1.5 or more, and measurement is performed by a rotary viscometer. Therefore, a heat-dissipating resin composition for a protective film having a viscosity at 25 ° C. and 50 rpm of 30 Pa ⁇ s or more and 100 Pa ⁇ s or less and a weight loss temperature of a cured product of the composition of 300 ° C. or more can also be provided.
- the epoxy compound represented by the following formula (1), a curing agent, and a heat radiating filler having a thermal conductivity of 10 W / m ⁇ K or more are contained, and the weight reduction temperature of the cured product of the composition is lowered.
- a heat-dissipating resin composition for a protective film having a temperature of 300 ° C. or higher can also be provided.
- R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or a methyl group, respectively
- R 3 to R 6 represent a hydrogen atom, a methyl group, a chlorine atom, or a bromine atom, respectively.
- X represents an ethyleneoxyethyl group and a di (ethylene).
- n is an average value of the number of repetitions of 0.5 to 5.0.
- thermosetting resin, curing agent, and heat-dissipating filler having a thermal conductivity of 10 W / m ⁇ K or more contained in the heat-dissipating resin composition for the protective film are described in the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film described above. It is the same as that described as the component contained. Further, the heat-dissipating resin composition for a protective film may contain a curing accelerator, a solvent, and various additives that may be contained in the heat-dissipating resin composition for a chip resistor protective film described above.
- the thixo ratio, viscosity, weight reduction temperature, and storage elastic modulus of the heat-dissipating resin composition for the protective film are the same as those described in the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film.
- the heat-dissipating resin composition for a protective film can be cured to obtain a protective film made of a cured product of the heat-dissipating resin composition for a protective film.
- the curing conditions at this time are the same as those of the heat-dissipating resin composition for the chip resistor protective film.
- the protective film can be suitably used for coating a resistor provided in an electronic component such as a chip resistor. That is, the protective film can be used as an electronic component provided with the protective film, a chip resistor provided with the protective film, or the like.
- a chip resistor protective film of the present invention or the chip resistor provided with the protective film will be described below.
- a chip resistor generally includes at least an insulating substrate, a resistor formed on the insulating substrate, an electrode, and a protective film.
- the chip resistor will be specifically described with reference to the drawings, but the content of the present invention is not limited to the content of the drawings.
- the chip resistor provided with the protective film will be described in the drawings, the same applies to the case where the chip resistor protective film is used as the protective film.
- FIG. 1 shows an embodiment of the chip resistor of the present invention.
- the chip resistor 10 shown in FIG. 1 overlaps at least a part of a plate-shaped insulating substrate 11, a pair of upper surface electrodes 12 formed on the upper surface of the insulating substrate 11, and each upper surface of the electrodes 12.
- It includes a resistor 13 that is laminated and connects both electrodes 12, an undercoat layer 14 that covers the resistor 13, and a protective film 16 of the present invention that is laminated on the surface of the undercoat layer 14.
- a cut portion (see the cut portion 15 in FIG. 3) formed by trimming by laser irradiation or the like is formed on the resistor 13 and the undercoat layer 14, and the protective film 16 is also formed on the cut portion. Is introduced and covers the resistor 13 and the undercoat layer 14.
- the resistance value of the resistor 13 can be adjusted by changing the shape of the cut portion.
- the undercoat layer 14 is provided for the purpose of protecting the resistor 13 from the heat of the laser, preventing the intrusion of moisture from the outside, and the like.
- the protective film 16 of the present invention is formed by curing the above-mentioned heat-dissipating resin composition for a protective film, and has excellent heat-dissipating properties. Therefore, the heat generated by the resistor 13 can be effectively dissipated.
- the notch portion 15 is present in the chip resistor, heat tends to be accumulated in the notch portion 15 and it is generally difficult to dissipate heat.
- the protective film 16 of the present invention when used, heat can be effectively dissipated. it can.
- the protective film 16 of the present invention has high toughness, so that problems such as a part of the protective film being chipped when cutting the master substrate can be effectively prevented.
- FIG. 1 Although only a single-layer protective film 16 is shown in FIG. 1, another protective film may be provided on the upper surface or the lower surface of the protective film 16 so that the protective film is multi-layered.
- the content of the heat-dissipating filler may be changed for each protective film so that the design is suitable for heat dissipation. It is preferable to adjust more than other protective films.
- a pair of lower surface electrodes may be formed on the lower surface side of the insulating substrate 11. In this case, the pair of lower surface electrodes and the pair of upper surface electrodes are arranged at opposite positions via the insulating substrate.
- a pair of end face electrodes may be formed on the end face 11a and the end face 11b parallel to the longitudinal direction of the upper surface electrode 12 of the insulating substrate 11 via the substrate, and may be formed on the end face electrodes. May have a plating film formed.
- the plating film is formed by a wet plating method or the like.
- the insulating substrate 11 is formed of an insulating material such as alumina.
- the electrodes such as the upper surface electrode, the lower surface electrode, and the end surface electrode are formed of, for example, silver, silver palladium, copper, or the like.
- the resistor 13 is formed of, for example, silver-palladium, ruthenium oxide, copper nickel, or the like.
- the undercoat layer 14 is formed of a lead borosilicate glass-based material and may contain an organic pigment.
- a conductive paste is printed on the upper surface of a plate-shaped insulating base material 11 made of an insulating material such as alumina, and then dried and fired to form a pair of electrodes 12.
- a resistance paste is printed so as to overlap at least a part of the upper surface of each of the pair of electrodes 12, and then dried and fired to form a resistor 13 that connects the pair of electrodes 12 to each other.
- a glass paste is printed on the resistor 13 and then dried and sintered to form an undercord layer 14 that covers the resistor 13.
- the printing method is not particularly limited, but screen printing is preferable.
- the resistor 13 on which the undercord layer 14 is formed on the surface in this manner is irradiated with laser light from above the undercord layer 14 to trim the resistor 13.
- a cut portion 15 in which the resistor 13 and the undercord layer 4 are cut at the same time is formed.
- the heat-dissipating resin composition for a protective film of the present invention described above is printed on the surface of the undercoat layer 14, and then heated and cured to form the protective film 16.
- the protective film 16 formed of the heat-dissipating resin composition for the protective film is excellent in both heat dissipation and heat resistance, so that it is excellent in durability and can suppress damage to the chip resistor. ..
- the hydroxyl group equivalent of the compound is 364 g / eq.
- the viscosity is 40 mPa ⁇ s (150 ° C., ICI viscometer), and the average value of n in the structural formula ph-1a calculated from the hydroxyl group equivalent is n ⁇ 1.
- the component of was 3.21 and the component of n ⁇ 0 was 1.16.
- the inside of the system was dehydrated by azeotrope, and after undergoing microfiltration, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 457 g of a transparent liquid epoxy compound.
- the epoxy equivalent of this epoxy compound (Ep-1a) is 462 g / eq.
- the viscosity is 12000 mPa ⁇ s (25 ° C., Cannon Fenceke method), and the average value of n in the structural formula Ep-1a calculated from the epoxy equivalent is 2.97 for the component n ⁇ 1, and n ⁇ 0.
- the component of was 1.35.
- Ep-2a a transparent liquid epoxy compound
- the epoxy equivalent of this epoxy compound (Ep-2a) is 430 g / eq.
- the viscosity is 1000000 mPa ⁇ s (25 ° C, E-type viscometer), and the average value of n in the structural formula calculated from the epoxy equivalent is , N ⁇ 1 component was 2.97, and n ⁇ 0 component was 1.35.
- the hydroxyl group equivalent of this is 389 g / eq.
- the melt viscosity at 150 ° C. is 140 mPa ⁇ s (ICI viscometer), and the average value of n of the structural formula ph-3a calculated from the hydroxyl group equivalent is a component of n ⁇ 1.
- the components of 2.66 and n ⁇ 0 were 1.30.
- Ep-3a a transparent liquid epoxy compound (Ep-3a).
- the epoxy equivalent of this epoxy compound (Ep-3a) is 490 g / eq.
- the melt viscosity at 150 ° C. is 130 mPa ⁇ s (ICI viscometer), and the average value of n in the structural formula Ep-3a calculated from the epoxy equivalent is 2.66 and n ⁇ 0 with the component of n ⁇ 1.
- the composition was 1.51.
- Imidazole compound 1 2E4MZ (manufactured by Shikoku Chemicals Corporation)
- Imidazole compound 2 2P4MHZ (manufactured by Shikoku Chemicals Corporation)
- Carbon Black # 8300 manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
- Dispersant Dispersant, DISPERBYK-145 (manufactured by BYK)
- Tables 1 to 5 show each component (thermosetting resin (epoxy compound or bismaleimide resin), heat dissipation filler, curing agent, curing accelerator, silane coupling agent, dispersant, solvent, colorant, other filler).
- thermosetting resin epoxy compound or bismaleimide resin
- heat dissipation filler curing agent, curing accelerator, silane coupling agent, dispersant, solvent, colorant, other filler.
- a heat-dissipating resin composition for a protective film was prepared by mixing in the number of parts by mass shown in 1 to 5 and defoaming. The following various evaluations were performed using the heat-dissipating resin composition for the protective film, and the results are shown in Tables 1 to 5.
- Width of the printed part is within 2130 ⁇ m
- Substrate Adhesion A heat-dissipating resin composition for a protective film was screen-printed on an alumina substrate using a screen mask having a mesh 250ST, a total thickness of 70 ⁇ m, and a rectangular emulsion opening of 70 ⁇ 60 mm, and 10 at 120 ° C. It was dried for a minute, cured under each condition, and allowed to cool to room temperature to prepare a test piece. According to JIS-K5600-5-6: 1999 "Adhesion (cross-cut method)", grid-like cuts were made in the coating film at intervals of 2 mm, and the adhesion was evaluated by a tape peeling test. Each criterion was set as follows.
- Pencil Hardness The obtained heat-dissipating resin composition for a protective film was heated under each condition shown in Table 1 and cured to obtain a cured product having a thickness of 100 mm ⁇ 100 mm ⁇ a thickness of 50 ⁇ m.
- the hardness of the obtained cured product was measured according to JIS K 5600-5-4. As for the pencil hardness, the higher the value written before "H", the higher the hardness.
- a solid alumina substrate (insulating substrate having a size capable of manufacturing a plurality of chip resistors) in which a primary slit S1 and a secondary slit S2 are formed in advance on the upper surface was prepared.
- the thickness is parallel to the primary slit S1 and narrower than the distance between the secondary slits S2.
- a 20 ⁇ m coating layer was formed by screen printing. The coating layer was held at 120 ° C. for 10 minutes and then at 190 ° C. for 30 minutes to dry and harden to form a protective film.
- the strip formed by the primary division is made vertical, and the secondary division is performed according to the secondary slit S2 to be the same as the chip resistor. Obtained multiple pieces of size.
- a groove having a width larger than the thickness of the alumina substrate, a depth smaller than the distance between the primary slit S1 and the secondary slit S2, and a length longer than the long side of the alumina substrate is formed. This was done using an iron jig.
- FIG. 4 is an explanatory view showing that the resin chip 17 is present in a part of the protective film 16 formed on the upper surface of the insulating substrate 11.
- the black portion in FIG. 4 is the protective film 16, and the resin chip 17 is present in the upper left portion of the protective film 16.
- the rate of decrease in volume resistivity before and after the heat resistance test was calculated, and the heat resistance was judged according to the following criteria. (Criteria for heat resistance) S: The rate of decrease in volume resistivity before and after the test was 5% or less. A: The rate of decrease in volume resistivity before and after the test was more than 5% and less than 10%. B: The rate of decrease in volume resistivity before and after the test exceeded 10% and was 20% or less. C: The rate of decrease in volume resistivity before and after the test exceeded 20%.
- Chip Resistor To explain the fabrication method of the chip resistor for evaluation, first, as shown in FIG. 1, a pair of upper surface electrodes 12 are formed on a plate-shaped insulating substrate 11 and partially overlap the surface thereof. As described above, a 1 k ⁇ / ⁇ resistor paste (manufactured by DuPont, trade name: 0031Z) was screen-printed, dried and fired to form a resistor 13. At that time, instead of laser trimming, the length is 1/3 of the distance between the pair of top electrodes 12 and the width is short of the resistor 13 from the center in the long side direction of the resistor 13 and one side of the short side of the resistor 13. A groove having a side length of 1/2 was formed by a screen plate shape design.
- a 1 k ⁇ / ⁇ resistor paste manufactured by DuPont, trade name: 0031Z
- the heat-dissipating resin composition for a protective film obtained from the above embodiment was printed on the resistor 13 with a screen printing machine, and dried at an atmospheric temperature of 100 ° C. for 10 minutes.
- a protective film 16 having a shape completely covering the surface of the resistor 13 was formed.
- the cured protective film was formed so as to have a thickness of 20 ⁇ m ⁇ 2 ⁇ m.
- TCT test Each of the manufactured resistors was placed in a cold cycle machine in which a temperature cycle of 30 minutes at each temperature was performed between ⁇ 40 ° C. and 155 ° C., and TCT (Thermal Cycle Test) was performed. Appearance changes such as cracks and peeling of the protective film after 1000 cycles were evaluated. (Evaluation criteria) A: No change B: Change
- the cured product (protective film) of the heat-dissipating resin composition for a protective film of the present invention produced in each example has high thermal conductivity and excellent heat-dissipating properties, and further, because of its high heat resistance, a heat-dissipating test of a resistor , And the result of the overload test, which is the main index of durability, was excellent.
- the elastic modulus is low and the toughness is excellent, so that the appearance change can be suppressed even in the TCT test.
- the cured product (protective film) formed of the composition containing no heat dissipation filler has low thermal conductivity and is inferior in the heat dissipation test and overload test of the resistor. It was.
- the protective film formed of the heat-dissipating resin composition for the protective film of Comparative Examples 2 to 5 contains a heat-dissipating filler, the content thereof is less than 60% by volume, so that the results of the heat-dissipating property and the overload test were poor. Further, the protective film of Comparative Example 5 was inferior in heat resistance because the weight reduction temperature was less than 300 ° C., and the result of the TCT test was also poor.
- Chip resistor 11 Insulated substrate 11a End face 11b End face 12 Top electrode 13 Resistor 14 Undercoat layer 15 Notch 16 Protective film 17 Resin chipping
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Abstract
本発明は、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーを60体積%以上含み、組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物である。本発明によれば、電子部品が高電力化や小型化した場合においても、チップ抵抗器の破損を抑制可能な、耐久性に優れるチップ抵抗器保護膜を形成しうるチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物、該組成物の硬化物よりなるチップ抵抗器保護膜、及び該チップ抵抗器保護膜を備える電子部品を提供することができる。
Description
本発明はチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物、該組成物の硬化物からなるチップ抵抗器保護膜、及び該保護膜を備える電子部品に関する。
チップ抵抗器などの電子部品は、電流の流れを制御するために各種抵抗体を備えている。
例えば、チップ抵抗器は、セラミックスよりなる絶縁基板と、その表面に材料ペーストをスクリーン印刷して形成した抵抗体と、抵抗体に接続された電極とを少なくとも備えている。該抵抗体は、レーザー光線を照射するなどの方法によりトリミング溝が形成され、所望の抵抗値に調整されている。また、通常は、上記したチップ抵抗器などに備えられている抵抗体を被覆し保護するために、抵抗体上に保護膜が形成されている。
例えば、特許文献1では、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂と、フェノールアラルキル樹脂と、フェノール変性キシレン樹脂とを含むことを特徴とする保護膜層用封止剤を硬化させた保護膜層をチップ抵抗器に使用することが記載されている。
また、特許文献2では、第1の保護膜と、第1の保護膜を覆う第2の保護膜とを含む保護膜であって、第1の保護膜の熱伝導率を第2の保護膜よりも大きく調整した保護膜を用いたチップ抵抗器が記載されている。
例えば、チップ抵抗器は、セラミックスよりなる絶縁基板と、その表面に材料ペーストをスクリーン印刷して形成した抵抗体と、抵抗体に接続された電極とを少なくとも備えている。該抵抗体は、レーザー光線を照射するなどの方法によりトリミング溝が形成され、所望の抵抗値に調整されている。また、通常は、上記したチップ抵抗器などに備えられている抵抗体を被覆し保護するために、抵抗体上に保護膜が形成されている。
例えば、特許文献1では、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂と、フェノールアラルキル樹脂と、フェノール変性キシレン樹脂とを含むことを特徴とする保護膜層用封止剤を硬化させた保護膜層をチップ抵抗器に使用することが記載されている。
また、特許文献2では、第1の保護膜と、第1の保護膜を覆う第2の保護膜とを含む保護膜であって、第1の保護膜の熱伝導率を第2の保護膜よりも大きく調整した保護膜を用いたチップ抵抗器が記載されている。
近年、チップ抵抗器などの電子部品の制御電流の増加に伴い、電子部品の高電力化が求められてきており、加えて、電子部品の小型化、高精度化の要求がある。しかしながら、従来のチップ抵抗器保護膜を使用した電子部品では、電子部品が高電力化や小型化した際に、チップ抵抗器に不具合が生じ破損する場合があり、上記したような高電力化や小型化に対応して作動可能なチップ抵抗器や保護膜が求められている。
そこで、本発明の目的は、電子部品が高電力化や小型化した場合においても、チップ抵抗器の破損を抑制可能な、耐久性に優れるチップ抵抗器保護膜を形成しうるチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物、該組成物よりなるチップ抵抗器保護膜、及び該チップ抵抗器保護膜を備える電子部品を提供することにある。また、該耐久性に優れる保護膜用放熱樹脂組成物、保護膜、保護膜を備える電子部品を提供することである。
そこで、本発明の目的は、電子部品が高電力化や小型化した場合においても、チップ抵抗器の破損を抑制可能な、耐久性に優れるチップ抵抗器保護膜を形成しうるチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物、該組成物よりなるチップ抵抗器保護膜、及び該チップ抵抗器保護膜を備える電子部品を提供することにある。また、該耐久性に優れる保護膜用放熱樹脂組成物、保護膜、保護膜を備える電子部品を提供することである。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、従来のチップ抵抗器保護膜において、チップ抵抗器に不具合が生じ破損する原因が放熱性に起因することを見出した。電子部品の高電力化や小型化に伴いチップ抵抗器からの発熱量が増大するため、放熱性が不十分な保護膜を用いた場合は発熱によるチップ抵抗器の不具合が生じる。
また、上記したような発熱量の増加により、チップ抵抗器保護膜の温度は400℃程度の高温まで上昇することがある。例えば、抵抗器の高電力化の評価指標として、短時間過負荷 (JIS C 5201-1の4.13)が行われることがある。短時間過負荷は5秒間、定格電力の2.5倍の電力を印加し、その後の抵抗値変化を評価する試験である。この際、印加電力は規定量ずつ増加し、それに伴い、抵抗体の発熱量は段階的に上昇する。そして、厚膜抵抗器では、酸化ルテニウム系の抵抗体が使用されるが、抵抗値変曲点では400~450℃まで達することがある。そのような高温環境下では、単に放熱性の高いチップ抵抗器保護膜を用いたとしても、耐熱性が不十分となり高温環境下での使用に耐えることができないため、耐熱性がチップ抵抗器の破損に影響することも見出した。
そこで上記事情を鑑み、特定の放熱性フィラーを一定量以上含み、かつ重量減少温度が一定値以上であるチップ抵抗器保護膜により上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記[1]~[19]に関する。
また、上記したような発熱量の増加により、チップ抵抗器保護膜の温度は400℃程度の高温まで上昇することがある。例えば、抵抗器の高電力化の評価指標として、短時間過負荷 (JIS C 5201-1の4.13)が行われることがある。短時間過負荷は5秒間、定格電力の2.5倍の電力を印加し、その後の抵抗値変化を評価する試験である。この際、印加電力は規定量ずつ増加し、それに伴い、抵抗体の発熱量は段階的に上昇する。そして、厚膜抵抗器では、酸化ルテニウム系の抵抗体が使用されるが、抵抗値変曲点では400~450℃まで達することがある。そのような高温環境下では、単に放熱性の高いチップ抵抗器保護膜を用いたとしても、耐熱性が不十分となり高温環境下での使用に耐えることができないため、耐熱性がチップ抵抗器の破損に影響することも見出した。
そこで上記事情を鑑み、特定の放熱性フィラーを一定量以上含み、かつ重量減少温度が一定値以上であるチップ抵抗器保護膜により上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記[1]~[19]に関する。
[1]熱硬化性樹脂と、硬化剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーを60体積%以上含み、組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
[2]前記組成物の硬化物の貯蔵弾性率が0.2GPa以上10GPa以下である、上記[1]に記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
[3]前記熱硬化性樹脂が、下記式(1)で示されるエポキシ化合物である、上記[1]又は[2]に記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
(式中、R1及びR2はそれぞれ水素原子又はメチル基を、R3~R6はそれぞれ水素原子、メチル基、塩素原子、又は臭素原子を表す。Xはエチレンオキシエチル基、ジ(エチレンオキシ)エチル基、トリ(エチレンオキシ)エチル基、プロピレンオキシプロピル基、ジ(プロピレンオキシ)プロピル基、トリ(プロピレンオキシ)プロピル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基である。また、nは繰り返し数の平均値で0.5~5.0である。)
[4]前記エポキシ化合物が、式(1)におけるXが、ジ(エチレンオキシ)エチル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基であるエポキシ化合物である、上記[3]に記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
[5]前記放熱フィラーが、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素及びダイヤモンドから選択される少なくとも1種である、上記[1]~[4]のいずれかに記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
[6]前記放熱フィラーの平均粒子径が30μm以下である、上記[1]~[5]のいずれかに記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
[7]前記放熱フィラーが、平均粒子径が0.1μm以上1.5μm以下の小粒径放熱フィラーと、平均粒子径が1.5μmを超え20μm以下の大粒径放熱フィラーとを含有する、上記[1]~[6]のいずれかに記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
[8]前記請求項上記[1]~[7]のいずれかに記載の組成物の硬化物からなるチップ抵抗器保護膜。
[9]熱硬化性樹脂と、硬化剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーを60体積%以上含み、チクソ比が1.5以上、回転式粘度計による測定で、25℃、50rpmにおける粘度が、30Pa・s以上100Pa・s以下、組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である、保護膜用放熱樹脂組成物。
[10]下記式(1)で示されるエポキシ化合物と、硬化剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーとを含み、組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である、保護膜用放熱樹脂組成物。
(式中、R1及びR2はそれぞれ水素原子又はメチル基を、R3~R6はそれぞれ水素原子、メチル基、塩素原子、又は臭素原子を表す。Xはエチレンオキシエチル基、ジ(エチレンオキシ)エチル基、トリ(エチレンオキシ)エチル基、プロピレンオキシプロピル基、ジ(プロピレンオキシ)プロピル基、トリ(プロピレンオキシ)プロピル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基である。また、nは繰り返し数の平均値で0.5~5.0である。)
[11]チクソ比が1.5以上、回転式粘度計による測定で、25℃、50rpmにおける粘度が、30Pa・s以上100Pa・s以下である、上記[10]に記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
[12]前記組成物の硬化物の貯蔵弾性率が0.2GPa以上10GPa以下である、上記[9]~[11]のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
[13]前記エポキシ化合物が、式(1)におけるXが、ジ(エチレンオキシ)エチル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基であるエポキシ化合物である、上記[10]~[12]のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
[14]前記放熱フィラーが、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、及びダイヤモンドから選択される少なくとも1種である、上記[9]~[13]のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
[15]前記放熱フィラーの平均粒子径が30μm以下である、上記[9]~[14]のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
[16]前記放熱フィラーが、平均粒子径が0.1μm以上1.5μm以下の小粒径無機フィラーと、平均粒子径が1.5μmを超え20μm以下の大粒径無機フィラーとを含有する、上記[9]~[15]のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
[17]上記[9]~[16]のいずれかに記載の組成物の硬化物からなる保護膜。
[18]上記[8]に記載のチップ抵抗器保護膜又は上記[17]に記載の保護膜を備える、電子部品。
[19]上記[8]に記載のチップ抵抗器保護膜又は上記[17]に記載の保護膜を備える、チップ抵抗器。
[2]前記組成物の硬化物の貯蔵弾性率が0.2GPa以上10GPa以下である、上記[1]に記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
[3]前記熱硬化性樹脂が、下記式(1)で示されるエポキシ化合物である、上記[1]又は[2]に記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
(式中、R1及びR2はそれぞれ水素原子又はメチル基を、R3~R6はそれぞれ水素原子、メチル基、塩素原子、又は臭素原子を表す。Xはエチレンオキシエチル基、ジ(エチレンオキシ)エチル基、トリ(エチレンオキシ)エチル基、プロピレンオキシプロピル基、ジ(プロピレンオキシ)プロピル基、トリ(プロピレンオキシ)プロピル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基である。また、nは繰り返し数の平均値で0.5~5.0である。)
[4]前記エポキシ化合物が、式(1)におけるXが、ジ(エチレンオキシ)エチル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基であるエポキシ化合物である、上記[3]に記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
[5]前記放熱フィラーが、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素及びダイヤモンドから選択される少なくとも1種である、上記[1]~[4]のいずれかに記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
[6]前記放熱フィラーの平均粒子径が30μm以下である、上記[1]~[5]のいずれかに記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
[7]前記放熱フィラーが、平均粒子径が0.1μm以上1.5μm以下の小粒径放熱フィラーと、平均粒子径が1.5μmを超え20μm以下の大粒径放熱フィラーとを含有する、上記[1]~[6]のいずれかに記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
[8]前記請求項上記[1]~[7]のいずれかに記載の組成物の硬化物からなるチップ抵抗器保護膜。
[9]熱硬化性樹脂と、硬化剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーを60体積%以上含み、チクソ比が1.5以上、回転式粘度計による測定で、25℃、50rpmにおける粘度が、30Pa・s以上100Pa・s以下、組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である、保護膜用放熱樹脂組成物。
[10]下記式(1)で示されるエポキシ化合物と、硬化剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーとを含み、組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である、保護膜用放熱樹脂組成物。
(式中、R1及びR2はそれぞれ水素原子又はメチル基を、R3~R6はそれぞれ水素原子、メチル基、塩素原子、又は臭素原子を表す。Xはエチレンオキシエチル基、ジ(エチレンオキシ)エチル基、トリ(エチレンオキシ)エチル基、プロピレンオキシプロピル基、ジ(プロピレンオキシ)プロピル基、トリ(プロピレンオキシ)プロピル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基である。また、nは繰り返し数の平均値で0.5~5.0である。)
[11]チクソ比が1.5以上、回転式粘度計による測定で、25℃、50rpmにおける粘度が、30Pa・s以上100Pa・s以下である、上記[10]に記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
[12]前記組成物の硬化物の貯蔵弾性率が0.2GPa以上10GPa以下である、上記[9]~[11]のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
[13]前記エポキシ化合物が、式(1)におけるXが、ジ(エチレンオキシ)エチル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基であるエポキシ化合物である、上記[10]~[12]のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
[14]前記放熱フィラーが、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、及びダイヤモンドから選択される少なくとも1種である、上記[9]~[13]のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
[15]前記放熱フィラーの平均粒子径が30μm以下である、上記[9]~[14]のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
[16]前記放熱フィラーが、平均粒子径が0.1μm以上1.5μm以下の小粒径無機フィラーと、平均粒子径が1.5μmを超え20μm以下の大粒径無機フィラーとを含有する、上記[9]~[15]のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
[17]上記[9]~[16]のいずれかに記載の組成物の硬化物からなる保護膜。
[18]上記[8]に記載のチップ抵抗器保護膜又は上記[17]に記載の保護膜を備える、電子部品。
[19]上記[8]に記載のチップ抵抗器保護膜又は上記[17]に記載の保護膜を備える、チップ抵抗器。
本発明によれば、電子部品が高電力化や小型化した場合においても、チップ抵抗器の破損を抑制可能な、耐久性に優れるチップ抵抗器保護膜を形成しうるチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物、該組成物の硬化物よりなるチップ抵抗器保護膜、及び該チップ抵抗器保護膜を備える電子部品を提供することができる。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーを60体積%以上含み、組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である。
[熱硬化性樹脂]
熱硬化性樹脂は特に限定されないが、エポキシ化合物、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、不飽和イミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、オキセタン樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリル樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。中でも、熱硬化性樹脂は、耐熱性、電気絶縁性の観点からエポキシ化合物、ビスマレイミド樹脂が好ましい。
熱硬化性樹脂は特に限定されないが、エポキシ化合物、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、不飽和イミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、オキセタン樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリル樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。中でも、熱硬化性樹脂は、耐熱性、電気絶縁性の観点からエポキシ化合物、ビスマレイミド樹脂が好ましい。
<式(1)で示されるエポキシ化合物>
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、エポキシ化合物の中でも、式(1)で示されるエポキシ化合物を含有することが好ましい。該エポキシ化合物を含むことにより、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物により形成されるチップ抵抗器保護膜の硬度が向上し、靭性が高くなる。これにより、例えばマスター基板を切り出す際に保護膜が破損することを防止しやすくなる。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、エポキシ化合物の中でも、式(1)で示されるエポキシ化合物を含有することが好ましい。該エポキシ化合物を含むことにより、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物により形成されるチップ抵抗器保護膜の硬度が向上し、靭性が高くなる。これにより、例えばマスター基板を切り出す際に保護膜が破損することを防止しやすくなる。
(式中、R1及びR2はそれぞれ水素原子又はメチル基を、R3~R6はそれぞれ水素原子、メチル基、塩素原子、又は臭素原子を表す。Xはエチレンオキシエチル基、ジ(エチレンオキシ)エチル基、トリ(エチレンオキシ)エチル基、プロピレンオキシプロピル基、ジ(プロピレンオキシ)プロピル基、トリ(プロピレンオキシ)プロピル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基である。また、nは繰り返し数の平均値で0.5~5.0である。)
上記式(1)で示されるエポキシ化合物の中でも、形成される保護膜の靭性を向上させる観点から、R1~R6、Xについては以下の態様が好ましい。
式(1)において、R1及びR2はそれぞれメチル基であることが好ましい。R3~R6はそれぞれ、水素原子又はメチル基であること好ましく、水素原子であることがより好ましい。
式(1)において、Xはジ(エチレンオキシ)エチル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基が好ましい。中でも靭性をより向上させる観点から、炭素原子数2~15のアルキレン基又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基がより好ましい。また、耐熱性を向上させる観点から、シクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基が好ましい。
上記炭素原子数2~15のアルキレン基は、炭素原子数2~10のアルキレン基であることが好ましく、炭素原子数4~8のアルキレン基であることがより好ましい。
上記炭素原子数2~15のアルキレン基としては、例えば、エチレン基、n-プロピレン基、イソプロピレン基、n-ブチレン基、イソブチレン基、n-ペンチレン基、n-ヘキシレン基、n-ヘプチレン基、n-オクチレン基、2-エチルヘキシレン基、n-ノニレン基、n-デシレン基、n-ウンデシレン基、n-ドデシレン基、n-トリデシレン基、n-テトラデシレン基、n-ペンタデシレン基などが挙げられる。これらの中でも、n-ブチレン基、イソブチレン基、n-ペンチレン基、n-ヘキシレン基、n-ヘプチレン基、n-オクチレン基が好ましく、特にn-オクチレン基が好ましい。
上記炭素原子数2~15のアルキレン基としては、例えば、エチレン基、n-プロピレン基、イソプロピレン基、n-ブチレン基、イソブチレン基、n-ペンチレン基、n-ヘキシレン基、n-ヘプチレン基、n-オクチレン基、2-エチルヘキシレン基、n-ノニレン基、n-デシレン基、n-ウンデシレン基、n-ドデシレン基、n-トリデシレン基、n-テトラデシレン基、n-ペンタデシレン基などが挙げられる。これらの中でも、n-ブチレン基、イソブチレン基、n-ペンチレン基、n-ヘキシレン基、n-ヘプチレン基、n-オクチレン基が好ましく、特にn-オクチレン基が好ましい。
上記シクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基は、シクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~10の脂肪族炭化水素基であることが好ましい。
シクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基は、特に限定されないが、以下のx-1~x-6で表される基が挙げられる。
シクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基は、特に限定されないが、以下のx-1~x-6で表される基が挙げられる。
上記x-1~x-6で表される基において、*は結合手を表し、具体的にはXに隣接する酸素原子に結合する結合手を表す。上記x-1~x-6で表される基の中でも、x-1又はx-2で表される基が好ましく、中でも下記x-1-1又はx-2-1で表される基がより好ましい。
上記x-1-1又はx-2-1で表される基において、*は結合手を表し、具体的にはXに隣接する酸素原子に結合する結合手を表す。これらの中でもx-2-1で表される基が好ましい。
式(1)におけるnは0.5~5.0であり、得られる保護膜の靭性を向上させる観点から、好ましくは1.1~4.0であり、より好ましくは1.2~3.0である。
式(1)で示されるエポキシ化合物の中でも、保護膜の靭性を高める観点から、以下の式(1-1)~式(1-5)で表される化合物が好ましい。
上記式(1-1)~(1-5)で表される化合物において、nは繰り返し数の平均値で0.5~5.0である。上記式(1-1)~(1-5)で表される化合物の中でも、得られる保護膜の靭性を向上させる観点から、式(1-2)、(1-3)、(1-4)、(1-5)で表される化合物が好ましく、式(1-2)、(1-3)、(1-4)で表される化合物がより好ましく、式(1-4)で表される化合物がさらに好ましい。
なお、式(1)で示されるエポキシ化合物は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、式(1)で示されるエポキシ化合物は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記式(1)で示されるエポキシ化合物のエポキシ当量は、好ましくは300以上であり、より好ましくは350以上であり、そして好ましくは1000以下であり、より好ましくは600以下である。エポキシ当量これら下限値以上でかつ上限値以下であると、硬化物の耐熱性と靭性がより一層向上するである。
上記式(1)で示されるエポキシ化合物の含有量は、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物全量基準に対して、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上であり、そして好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下である。式(1)で示されるエポキシ化合物の含有量がこれら下限値以上であると、形成される保護膜の靭性が向上し、これら上限値以下であると、後述する放熱フィラーの配合量を増加させることができ、放熱性が向上する。なお、式(1)で示されるエポキシ化合物は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
<その他のエポキシ化合物>
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物には、上記した式(1)で示されるエポキシ化合物以外のその他のエポキシ化合物が含まれてもよい。
他のエポキシ化合物としては、保護膜の耐熱性を向上される観点から、芳香族骨格又は脂環式骨格を有するエポキシ化合物が好ましい。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物には、上記した式(1)で示されるエポキシ化合物以外のその他のエポキシ化合物が含まれてもよい。
他のエポキシ化合物としては、保護膜の耐熱性を向上される観点から、芳香族骨格又は脂環式骨格を有するエポキシ化合物が好ましい。
芳香族骨格を有するエポキシ化合物としては、ビスフェノール骨格を有するエポキシ化合物、ナフタレン骨格を有するエポキシ化合物、フルオレン骨格を有するエポキシ化合物、ビフェニル骨格を有するエポキシ化合物、バイ(グリシジルオキシフェニル)メタン骨格を有するエポキシ化合物、キサンテン骨格を有するエポキシ化合物、アントラセン骨格を有するエポキシ化合物、ピレン骨格を有するエポキシ化合物等が挙げられる。
脂環式骨格を有するエポキシ化合物としては、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ化合物、アダマンタン骨格を有するエポキシ化合物等が挙げられる。
また、上記例示した各エポキシ化合物の水素添加物又は変性物も他のエポキシ化合物として使用することができる。
中でも、その他のエポキシ化合物としては、保護膜の耐熱性向上の観点から、ビスフェノール骨格を有するエポキシ化合物(ビスフェノール型エポキシ化合物)であることが好ましい。
脂環式骨格を有するエポキシ化合物としては、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ化合物、アダマンタン骨格を有するエポキシ化合物等が挙げられる。
また、上記例示した各エポキシ化合物の水素添加物又は変性物も他のエポキシ化合物として使用することができる。
中でも、その他のエポキシ化合物としては、保護膜の耐熱性向上の観点から、ビスフェノール骨格を有するエポキシ化合物(ビスフェノール型エポキシ化合物)であることが好ましい。
上記ビスフェノール骨格を有するエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型又はビスフェノールS型のビスフェノール骨格を有するエポキシ化合物が挙げられる。
上記ナフタレン骨格を有するエポキシ化合物(ナフタレン型エポキシ樹脂)としては、1-グリシジルナフタレン、2-グリシジルナフタレン、1,2-ジグリシジルナフタレン、1,5-ジグリシジルナフタレン、1,6-ジグリシジルナフタレン、1,7-ジグリシジルナフタレン、2,7-ジグリシジルナフタレン、トリグリシジルナフタレン、及び1,2,5,6-テトラグリシジルナフタレン等が挙げられる。
上記フルオレン骨格を有するエポキシ化合物としては、9,9-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-グリシジルオキシ-3-メチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-グリシジルオキシ-3-クロロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-グリシジルオキシ-3-ブロモフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-グリシジルオキシ-3-フルオロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-グリシジルオキシ-3-メトキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-グリシジルオキシ-3,5-ジメチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-グリシジルオキシ-3,5-ジクロロフェニル)フルオレン、及び9,9-ビス(4-グリシジルオキシ-3,5-ジブロモフェニル)フルオレン等が挙げられる。
上記ビフェニル骨格を有するエポキシ化合物としては、4,4’-ジグリシジルビフェニル、及び4,4’-ジグリシジル-3,3’,5,5’-テトラメチルビフェニル等が挙げられる。
上記バイ(グリシジルオキシフェニル)メタン骨格を有するエポキシ化合物としては、1,1’-バイ(2,7-グリシジルオキシナフチル)メタン、1,8’-バイ(2,7-グリシジルオキシナフチル)メタン、1,1’-バイ(3,7-グリシジルオキシナフチル)メタン、1,8’-バイ(3,7-グリシジルオキシナフチル)メタン、1,1’-バイ(3,5-グリシジルオキシナフチル)メタン、1,8’-バイ(3,5-グリシジルオキシナフチル)メタン、1,2’-バイ(2,7-グリシジルオキシナフチル)メタン、1,2’-バイ(3,7-グリシジルオキシナフチル)メタン、及び1,2’-バイ(3,5-グリシジルオキシナフチル)メタン等が挙げられる。
上記キサンテン骨格を有するエポキシ化合物としては、1,3,4,5,6,8-ヘキサメチル-2,7-ビス-オキシラニルメトキシ-9-フェニル-9H-キサンテン等が挙げられる。
上記ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ化合物としては、ジシクロペンタジエンジオキシド、及びジシクロペンタジエン骨格を有するフェノールノボラックエポキシ化合物が挙げられる。
上記アダマンタン骨格を有するエポキシ化合物としては、1,3-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)アダマンタン、及び2,2-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)アダマンタン等が挙げられる。
また、上記したエポキシ化合物以外にも、ポリブタジエン型エポキシ樹脂をエポキシ化合物として使用してもよい。
本発明におけるエポキシ化合物のエポキシ当量は、好ましくは200以上であり、より好ましくは300以上であり、さらに好ましくは350以上であり、そして好ましくは1000以下であり、より好ましくは600以下である。エポキシ当量これら下限値以上でかつ上限値以下であると、硬化物の耐熱性と靭性がより一層向上するである。
[ビスマレイミド樹脂]
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物には、ビスマレイミド樹脂が含まれていてもよい。ビスマレイミド樹脂としては、たとえば、N,N’-(4,4’-ジフェニルメタン)ビスマレイミド、ビスフェノールAジフェニルエーテルビスマレイミド、3,3'-ジメチル-5,5'-ジエチル-4,4'-ジフェニルメタンビスマレイミド、4-メチル-1,3-フェニレンビスマレイミド、1,6’-ビスマレイミド-(2,2,4-トリメチル)ヘキサン、ビス-(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、m-フェニレンビスマレイミド(N,N’-1,3-フェニレンビスマレイミド)、1,6-ビスマレイミドヘキサン、1,2-ビスマレイミドエタン(N,N'-エチレンジマェイミド)、N,N'-(1,2-フェニレン)ビスマレイミド、N,N'-1,4-フェニレンジマレイミド、N,N'-(スルホニルジ-p-フェニレン)ジマレイミド、N,N'-[3,3'-(1,3-フェニレンジオキシ)ジフェニル]ビスマレイミド等である。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物には、ビスマレイミド樹脂が含まれていてもよい。ビスマレイミド樹脂としては、たとえば、N,N’-(4,4’-ジフェニルメタン)ビスマレイミド、ビスフェノールAジフェニルエーテルビスマレイミド、3,3'-ジメチル-5,5'-ジエチル-4,4'-ジフェニルメタンビスマレイミド、4-メチル-1,3-フェニレンビスマレイミド、1,6’-ビスマレイミド-(2,2,4-トリメチル)ヘキサン、ビス-(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、m-フェニレンビスマレイミド(N,N’-1,3-フェニレンビスマレイミド)、1,6-ビスマレイミドヘキサン、1,2-ビスマレイミドエタン(N,N'-エチレンジマェイミド)、N,N'-(1,2-フェニレン)ビスマレイミド、N,N'-1,4-フェニレンジマレイミド、N,N'-(スルホニルジ-p-フェニレン)ジマレイミド、N,N'-[3,3'-(1,3-フェニレンジオキシ)ジフェニル]ビスマレイミド等である。
本発明におけるビスマレイミド樹脂は固形のものを含むが、より好ましくは液状である。固形のビスマレイミド樹脂は一般有機溶剤に対する溶解度が低い。よって、固形のビスマレイミド樹脂を使用する際には、多量の有機溶剤による希釈が必要となる。しかし、この場合には硬化時に溶剤が揮発してボイドとなり、熱伝導率の低下やクラック発生につながる。一方、液状のビスマレイミド樹脂を含む樹脂組成物は粘度が低い。よって、樹脂組成物を使用する際の作業性が向上する。
また、ダイマー酸変性ビスマレイミド樹脂を用いることも可能である。ダイマー酸変性ビスマレイミド樹脂は、たとえば、液状のビスマレイミド樹脂であるBMI-1500、BMI-1700、または固形のビスマレイミド樹脂であるBMI-3000(いずれもDesigner molecules社製)である。ダイマー酸変性ビスマレイミド樹脂を用いることにより、樹脂組成物の弾性率を低く抑えることができる。これは、ダイマー酸変性ビスマレイミドは、両末端にのみ反応性のマレイミド基を有し、分子鎖中に架橋性の反応基を持たないためと考えられる。このような樹脂組成物の硬化物は、クラックが発生し難い。
本発明における熱硬化性樹脂の含有量は、保護膜用放熱樹脂組成物全量基準に対して、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上であり、そして好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下である。
[硬化剤]
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、硬化剤を含有する。上記硬化剤は固形硬化剤でもよく液状硬化剤でもよい。ここで、固形硬化剤とは、23℃で固形である硬化剤であり、液状硬化剤とは、23℃で液状である硬化剤である。なお、液状には、粘稠なペーストも含まれる。硬化剤を用いることにより上記したエポキシ化合物を硬化させることができ、また液状硬化剤を用いるとチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物の塗布性を向上させることができる。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、硬化剤を含有する。上記硬化剤は固形硬化剤でもよく液状硬化剤でもよい。ここで、固形硬化剤とは、23℃で固形である硬化剤であり、液状硬化剤とは、23℃で液状である硬化剤である。なお、液状には、粘稠なペーストも含まれる。硬化剤を用いることにより上記したエポキシ化合物を硬化させることができ、また液状硬化剤を用いるとチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物の塗布性を向上させることができる。
硬化剤としては、熱硬化性樹脂を硬化させることが可能であれば特に制限されないが、例えば、アミン化合物(アミン硬化剤)、イミダゾール化合物(イミダゾール硬化剤)、フェノール化合物(フェノール硬化剤)及び酸無水物(酸無水物硬化剤)等が挙げられる。これらの中でも、アミン化合物、フェノール化合物、イミダゾール化合物及び酸無水物から選ばれる少なくともいずれかを用いることが好ましく、保護膜の耐熱性を向上させる観点から、フェノール化合物及び酸無水物から選ばれる少なくともいずれかを用いることがより好ましい。
上記アミン化合物としては、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン及びジアミノジフェニルスルフォン等が挙げられる。
上記フェノール化合物としては、フェノールノボラック化合物、o-クレゾールノボラック化合物、p-クレゾールノボラック化合物、t-ブチルフェノールノボラック化合物、アリルフェノールノボラック化合物、ジシクロペンタジエンクレゾール化合物、ポリパラビニルフェノール化合物、ビスフェノールA型ノボラック化合物、キシリレン変性ノボラック化合物、デカリン変性ノボラック化合物、ポリ(ジ-o-ヒドロキシフェニル)メタン化合物、ポリ(ジ-m-ヒドロキシフェニル)メタン、及びポリ(ジ-p-ヒドロキシフェニル)メタン等が挙げられる。
上記酸無水物としては、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水シトラコン酸などのジカルボン酸無水物およびその誘導体が挙げられる。ジカルボン酸無水物の誘導体としては、水素化物およびアルキル基付加物などが挙げられる。
固形硬化剤を例示すると、ジシアンジアミド(三菱ケミカル株式会社製「DICY7」)、アジピン酸ジヒドラジド(大塚化学株式会社製「ADH」)、フェノールノボラック化合物(明和化成株式会社製「MEHC-7851SS」)、イミダゾール化合物(四国化成工業株式会社製「キュアゾール2P4MHZ-PW」)などが挙げられる。
チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂の合計100質量部に対して、硬化剤の含有量は、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは15質量部以上、更に好ましくは30質量部以上であり、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下、更に好ましくは60質量部以下である。硬化剤の含有量がこれら下限以上であると、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物を良好に硬化させることができる。硬化剤の含有量がこれら上限以下であると、保護膜中の硬化に寄与しなかった硬化剤の残存量が少なくなる。
[放熱フィラー]
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーを含有する。このような放熱フィラーを含有することにより、該組成物により形成される保護膜の放熱性を高めることができる。
放熱フィラーの熱伝導率は、好ましくは15W/m・K以上であり、より好ましくは20W/m・K以上であり、更に好ましくは25W/m・K以上である。放熱フィラーの熱伝導率の上限は特に限定されない。熱伝導率が300W/m・K程度や1000W/m・K程度である放熱フィラーは広く知られており、また熱伝導率が200W/m・K程度である放熱フィラーは容易に入手できる。
熱伝導率は、例えば、クロスセクションポリッシャーにて切削加工したフィラー断面に対して、株式会社ベテル製サーマルマイクロスコープを用いて、周期加熱サーモリフレクタンス法により測定することができる。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーを含有する。このような放熱フィラーを含有することにより、該組成物により形成される保護膜の放熱性を高めることができる。
放熱フィラーの熱伝導率は、好ましくは15W/m・K以上であり、より好ましくは20W/m・K以上であり、更に好ましくは25W/m・K以上である。放熱フィラーの熱伝導率の上限は特に限定されない。熱伝導率が300W/m・K程度や1000W/m・K程度である放熱フィラーは広く知られており、また熱伝導率が200W/m・K程度である放熱フィラーは容易に入手できる。
熱伝導率は、例えば、クロスセクションポリッシャーにて切削加工したフィラー断面に対して、株式会社ベテル製サーマルマイクロスコープを用いて、周期加熱サーモリフレクタンス法により測定することができる。
放熱フィラーの平均粒子径は、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下であり、さらに好ましくは15μm以下であり、そして好ましくは0.01μm以上である。このような平均粒子径の放熱フィラーを用いることで、比較的厚みの薄い保護膜(例えば厚みが30μm以下の保護膜)を形成させた場合において、保護膜の靭性を高めることができ、破損することを防止しやすくなる。なお、本発明においてはレーザー回折・散乱法により測定されたd50を平均粒子径とする。
放熱フィラーは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよいが、保護膜の放熱性を効果的に高める観点から、平均粒子径の異なる2種以上を併用することが好ましく、平均粒子径の異なる2種を併用することがより好ましい。
上記した平均粒子径の異なる2種としては、平均粒子径が0.1μm以上1.5μm以下の小粒径放熱フィラーと、平均粒子径が1.5μmを超え20μm以下の大粒径放熱フィラーであることが好ましい。
小粒径放熱フィラーと大粒径放熱フィラーを併用する場合、組成物中の大粒径放熱フィラーの量を小粒径放熱フィラーの量の同量以上とすることが好ましい。小粒径放熱フィラーの量に対する大粒径放熱フィラーの量(大粒径放熱フィラーの量/小粒径放熱フィラーの量)は、好ましくは1以上であり、より好ましくは1.2以上であり、さらに好ましくは1.5以上であり、そして好ましくは10以下である。
なお、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、放熱フィラーの粒度分布において、ピークが2つ以上現れることで平均粒子径が異なる2種類以上の放熱フィラーを含むと判断できる。
上記した平均粒子径の異なる2種としては、平均粒子径が0.1μm以上1.5μm以下の小粒径放熱フィラーと、平均粒子径が1.5μmを超え20μm以下の大粒径放熱フィラーであることが好ましい。
小粒径放熱フィラーと大粒径放熱フィラーを併用する場合、組成物中の大粒径放熱フィラーの量を小粒径放熱フィラーの量の同量以上とすることが好ましい。小粒径放熱フィラーの量に対する大粒径放熱フィラーの量(大粒径放熱フィラーの量/小粒径放熱フィラーの量)は、好ましくは1以上であり、より好ましくは1.2以上であり、さらに好ましくは1.5以上であり、そして好ましくは10以下である。
なお、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、放熱フィラーの粒度分布において、ピークが2つ以上現れることで平均粒子径が異なる2種類以上の放熱フィラーを含むと判断できる。
放熱フィラーは特に限定されないが、保護膜の放熱性を高める観点からは、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素及びダイヤモンドから選択される少なくとも1種であることが好ましく、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム及びダイヤモンドから選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
放熱フィラーの含有量は、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物(溶剤を含まない)全量基準に対して、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下である。放熱フィラーの含有量が上記下限以上であると、保護膜の放熱性が向上する。放熱フィラーの含有量が上記上限以下であると、保護膜用放熱樹脂組成物の塗布性が高まり、保護膜の性状が良好になる。
放熱フィラーの含有量はチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物(溶剤を含まない)全量基準に対して、60体積%以上であり、好ましくは65体積%以上、より好ましくは70体積%以上、更に好ましくは75体積%以上であり、そして、好ましくは85体積%以下、より好ましくは83体積%以下である。放熱フィラーの含有量が上記下限以上であると、保護膜の放熱性及び耐熱性が向上する。放熱フィラーの含有量が上記上限以下であると、保護膜用放熱樹脂組成物の塗布性が高まり、保護膜の性状が良好になる。
[硬化促進剤]
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、硬化促進剤を含有してもよい。硬化促進剤の使用によって、硬化速度を速くし、組成物を効率的に硬化させることができる。硬化促進剤は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
硬化促進剤としては、イミダゾール化合物、リン化合物、アミン化合物、及び有機金属化合物等が挙げられる。中でも、本発明の効果がより一層優れることから、イミダゾール化合物が好ましい。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、硬化促進剤を含有してもよい。硬化促進剤の使用によって、硬化速度を速くし、組成物を効率的に硬化させることができる。硬化促進剤は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
硬化促進剤としては、イミダゾール化合物、リン化合物、アミン化合物、及び有機金属化合物等が挙げられる。中でも、本発明の効果がより一層優れることから、イミダゾール化合物が好ましい。
上記イミダゾール化合物としては、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、2-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-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、1,2-ジ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-トリアジンイソシアヌル酸付加物、2-フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-メチルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール及び2-フェニル-4-メチル-5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、等が挙げられる。
また、公知のイミダゾール系潜在性硬化剤を用いることができる。具体例としては、PN23、PN40、PN-H(商品名、いずれも味の素ファインテクノ社製)が挙げられる。また、マイクロカプセル化イミダゾールとも呼ばれる、アミン化合物のエポキシアダクトの水酸基に付加反応させた硬化促進剤が挙げられ、例えばノバキュアHX-3088、ノバキュアHX-3941、HX-3742、HX-3722(商品名、いずれも旭化成イーマテリアルズ社製)等が挙げられる。さらに、包摂イミダゾールを用いることもできる。具体例としては、TIC-188(商品名、日本曹達社製)が挙げられる。
上記リン化合物としては、トリフェニルホスフィン等が挙げられる。
上記アミン化合物としては、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジエチレンテトラミン、トリエチレンテトラミン及び4,4-ジメチルアミノピリジン等が挙げられる。
上記有機金属化合物としては、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナートコバルト(II)及びトリスアセチルアセトナートコバルト(III)等が挙げられる。
チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂の合計100質量部に対して、硬化促進剤の含有量は、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、さらに好ましくは1質量部以上であり、そして好ましくは10質量部以下、より好ましくは8質量部以下である。硬化促進剤の含有量が上記下限以上であると、硬化促進剤を良好に硬化させることができる。硬化促進剤の含有量が上記上限以下であると、保護膜における硬化に寄与しなかった硬化促進剤の残存量が少なくなる。
(カップリング剤)
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、カップリング剤を含有してもよい。カップリング剤を含有することにより、保護膜の基板密着性を向上させることができる。
カップリング剤は、特に限定されないが、例えば、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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、3-グリシドキシプロピルメチルトリエトキシシラン、2-(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、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルジメトキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。
チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物に含まれるカップリング剤の含有量は、特に限定されないが、熱硬化性樹脂の合計100質量部に対して、好ましくは0.1~10質量部であり、より好ましくは0.3~7質量部であり、さらに好ましくは0.5~5質量部である。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、カップリング剤を含有してもよい。カップリング剤を含有することにより、保護膜の基板密着性を向上させることができる。
カップリング剤は、特に限定されないが、例えば、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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、3-グリシドキシプロピルメチルトリエトキシシラン、2-(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、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルジメトキシシラン等のシランカップリング剤が挙げられる。
チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物に含まれるカップリング剤の含有量は、特に限定されないが、熱硬化性樹脂の合計100質量部に対して、好ましくは0.1~10質量部であり、より好ましくは0.3~7質量部であり、さらに好ましくは0.5~5質量部である。
(他の成分)
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、必要に応じて、カルナバワックス等の天然ワックス、ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸及びその金属塩類若しくはパラフィン等の離型剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、ヒュームドシリカなどのチキソ性付与剤等の各種添加剤を含んでもよい。また、これら以外にも、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、フォスファゼン等の難燃剤、酸化ビスマス水和物等の無機イオン交換体、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力化成分、分散剤、酸化防止剤、消泡剤、イオン捕捉剤、レベリング剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、必要に応じて、カルナバワックス等の天然ワックス、ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸及びその金属塩類若しくはパラフィン等の離型剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、ヒュームドシリカなどのチキソ性付与剤等の各種添加剤を含んでもよい。また、これら以外にも、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、フォスファゼン等の難燃剤、酸化ビスマス水和物等の無機イオン交換体、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力化成分、分散剤、酸化防止剤、消泡剤、イオン捕捉剤、レベリング剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、必要に応じて、グリコール、アルコール、エーテル、エステル、カルボン酸、有機硫黄溶媒ならびにその混合物からなる群から選択される溶剤で希釈しても良い。
溶剤の具体例としてはジプロピレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、メチルイソブチルケトン、2-ブトキシエタノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、4-メチル-1,3-ジオキソラン-2-オン、ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、フェノール、テルピネオール、γ-ブチロラクトン、コハク酸メチルおよびグルタル酸メチルおよびアジピン酸ジメチルを含むエステル混合物、ブチルグリコールアセテートならびにその混合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
溶剤の具体例としてはジプロピレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、メチルイソブチルケトン、2-ブトキシエタノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、4-メチル-1,3-ジオキソラン-2-オン、ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、フェノール、テルピネオール、γ-ブチロラクトン、コハク酸メチルおよびグルタル酸メチルおよびアジピン酸ジメチルを含むエステル混合物、ブチルグリコールアセテートならびにその混合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記溶剤の沸点は120~340℃であることが好ましい。溶剤の沸点が120℃未満であると、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物をスクリーン印刷する際に、溶剤が揮発しやすく作業性が低下するなどスクリーン印刷性が悪くなる。一方、溶剤の沸点が340℃を超えると、乾燥工程で溶剤が十分に揮発せず熱硬化性樹脂が硬化する際に、溶剤が存在しやすくなり、ボイドが発生しやすくなる。なお、沸点は1気圧における沸点を意味する。
スクリーン印刷性及びボイドの低減の観点から、溶剤の沸点は、好ましくは150~310℃であり、より好ましくは180~290℃である。
スクリーン印刷性及びボイドの低減の観点から、溶剤の沸点は、好ましくは150~310℃であり、より好ましくは180~290℃である。
好適に使用される溶剤の例としては、ブチルカルビトール(沸点:230℃)、ブチルカルビトールアセテート(沸点:247℃)、ジエチレングリコールジブチルエーテル(沸点256℃)、テトラエチレングリコールジメチルエーテル(沸点:275℃)、トリエチレングリコール(沸点:287℃)などのエチレングリコール系エーテル類、トリプロピレングリコールブチルエーテル(沸点274℃)、トリプロピレングリコールメチルエーテル( 沸点:242℃)などのプロピレングリコール系エーテル類、ターピネオール(沸点:220℃)などのアルコール類が挙げられる。
溶剤は、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。
溶剤は、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。
溶剤の含有量により、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物の回転式粘度計における、25℃、50rpmでの粘度が、30~100Pa・sとなるよう調整することもできる。溶剤の含有量は、保護膜用放熱樹脂組成物全量基準で、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは2質量%以上であり、そして好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは15質量%以下であり、さらに好ましくは12質量%以下である。溶剤の含有量がこれら下限値以上であると、スクリーン印刷性が良好になる傾向があり、溶剤の含有量がこれら上限値以下であると、ボイドの発生が抑制される傾向がある。
なお、本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物には、沸点が120~340℃の溶剤とは異なる沸点を有する溶剤を含んでもよい。チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物に含まれる溶剤全量を基準として、沸点が120~340℃の溶剤の含有量は60質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることが好ましく、100質量%であることが好ましい。
(重量減少温度)
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、その組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である。重量減少温度が上記下限以上であると、保護膜用放熱樹脂組成物の硬化物は耐熱性に優れる。上記観点から、上記重量減少温度は、350℃以上であることが好ましく、400℃以上であることがより好ましく、450℃以上であることがさらに好ましい。上記重量減少温度の上限は特に限定されず、高いほど耐熱性に優れるが、例えば、600℃以下であってもよく、550℃以下であってもよく、500℃以下であってもよい。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、その組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である。重量減少温度が上記下限以上であると、保護膜用放熱樹脂組成物の硬化物は耐熱性に優れる。上記観点から、上記重量減少温度は、350℃以上であることが好ましく、400℃以上であることがより好ましく、450℃以上であることがさらに好ましい。上記重量減少温度の上限は特に限定されず、高いほど耐熱性に優れるが、例えば、600℃以下であってもよく、550℃以下であってもよく、500℃以下であってもよい。
上記重量減少温度を上記範囲に調整する方法としては、例えば、本発明に係る熱硬化性樹脂を用いたり、放熱フィラーの含有量や、保護膜用放熱樹脂組成物中の放熱フィラーの含有率を特定の範囲に調整したりすることが挙げられる。
重量減少温度は、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物を硬化させた硬化物を試料として用い、該試料を熱重量測定装置(TG/DTA)により25℃から500℃まで10℃/minで昇温させて測定される、重量減少が5%となる温度(測定前の試料重量の5%が減少する温度)である。組成物を硬化して硬化物を作製する条件としては、保護膜用放熱樹脂組成物の示差走査熱量計(DSC)によって測定される発熱ピーク温度以上の温度で所定時間加熱させる。硬化後のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物の示差走査熱量計(DSC)によって測定される発熱ピークが硬化前のピーク面積の5%以下になるまで硬化させることが望ましく、そのために硬化温度、硬化時間は調整することができる。示差走査熱量計による測定は、40℃から300℃まで10℃/分の昇温速度で行うこととする。また、測定により得られたDSC曲線のピークの温度が発熱ピーク温度である。なお、DSC曲線のピークが2つ以上観測される多峰性の曲線の場合、最も熱量の高いピークの熱量(mW)の30%以上の熱量を有するピークのうち最も低温側のピーク温度を本発明における発熱ピーク温度とする。
発熱ピークを測定するための試料は、熱硬化性樹脂及び硬化剤を含む、溶剤に可溶な成分で構成されている。該試料は、目的とするチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物を一旦作製した後、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物に溶剤を希釈倍率10倍(質量比)添加して溶解させ、遠心分離機を用いて溶剤に不溶な成分を分離し、樹脂組成物を含有している溶解液から溶媒を真空乾燥により除去して作製することができる。あるいは、該試料は、目的とするチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物を構成する成分において、溶剤に不溶な成分及び溶剤以外のすべての成分を混合して作製してもよい。
なお、発熱ピークを測定するための試料作製に用いる溶媒は、本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物に含有される溶剤と同じ種類の溶剤である。
なお、発熱ピークを測定するための試料作製に用いる溶媒は、本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物に含有される溶剤と同じ種類の溶剤である。
(粘度、粘度比)
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、回転式粘度計で25℃、50rpmで測定した粘度が30Pa・s以上100Pa・s以下であることが好ましい。粘度が上記範囲であると、保護膜用放熱樹脂組成物の転写性、版離性などのスクリーン印刷適性が良好になる。上記観点から、保護膜用放熱樹脂組成物の粘度は、好ましくは35Pa・s以上、より好ましくは40Pa・s以上であり、好ましくは80Pa・s以下、より好ましくは60Pa・sである。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、回転式粘度計で25℃、50rpmで測定した粘度が30Pa・s以上100Pa・s以下であることが好ましい。粘度が上記範囲であると、保護膜用放熱樹脂組成物の転写性、版離性などのスクリーン印刷適性が良好になる。上記観点から、保護膜用放熱樹脂組成物の粘度は、好ましくは35Pa・s以上、より好ましくは40Pa・s以上であり、好ましくは80Pa・s以下、より好ましくは60Pa・sである。
上記粘度は、例えば、保護膜用放熱樹脂組成物中の溶剤の量を調整することで上記範囲とすることができる。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、チクソ比が1.5以上であることが好ましい。なお、上記チクソ比とは、回転粘度計で25℃、50rpmで測定した粘度Xに対する、回転粘度計で25℃、5rpmで測定した粘度Yの粘度比(粘度Y/粘度X)を意味する。上記チクソ比が1.5以上であると、保護膜用放熱樹脂組成物をスクリーン印刷することにより形成される保護膜の形状保持性が良好になる。保護膜の形状保持性を高め、放熱性を良好にする観点から、上記チクソ比は、好ましくは1.7以上であり、より好ましくは2.0以上である。
また、チクソ比は、好ましくは5.0以下であり、より好ましくは4.5以下であり、さらに好ましくは4.0以下である。チクソ比がこれら上限値以下であると、スクリーン印刷に用いるスクリーン版に由来する模様が保護膜に形成されることを抑制し、その結果、保護膜の表面に凹凸が形成され難くなる。
上記チクソ比は、例えば、各種フィラーの含有量や溶剤の量を調整することにより上記範囲とすることができる。
(貯蔵弾性率)
本発明のチップ抵抗器保護膜用樹脂組成物の硬化物の貯蔵弾性率は0.2GPa以上10GPa以下であることが好ましい。さらに好ましくは0.5GPa以上9GPa以下である。上記下限値以上であると、保護膜の膜強度が向上し、傷つき難くなる。上記上限値以下であると、保護膜が硬くなりすぎず脆くなり難いため、冷熱サイクルにおいてクラックが発生し難くなる。
本発明のチップ抵抗器保護膜用樹脂組成物の硬化物の貯蔵弾性率は0.2GPa以上10GPa以下であることが好ましい。さらに好ましくは0.5GPa以上9GPa以下である。上記下限値以上であると、保護膜の膜強度が向上し、傷つき難くなる。上記上限値以下であると、保護膜が硬くなりすぎず脆くなり難いため、冷熱サイクルにおいてクラックが発生し難くなる。
上記冷熱サイクルにおけるクラックの発生は、冷熱サイクル試験(TCT)により確認することができる。製造したチップ抵抗器を、-40℃と155℃の間で各温度30分間の温度サイクルが行われる冷熱サイクル機に入れ、TCT(Thermal Cycle Test)を行い、1000サイクル後の保護膜のクラック、剥離等の外観変化を評価することで確認することができる。
車両の電子制御化が進むにつれて、部品の発熱量増加、搭載スペースの減少等により、チップ抵抗器などに関しては、より高温の使用環境温度が求められてきているが、寒冷地でも支障なく動作する必要があり、使用温度領域の広範囲化が求められている。本発明に係るチップ抵抗器保護膜用樹脂組成物は、抵抗体を温度、湿度等から保護し、冷熱衝撃性を向上させることができる。
車両の電子制御化が進むにつれて、部品の発熱量増加、搭載スペースの減少等により、チップ抵抗器などに関しては、より高温の使用環境温度が求められてきているが、寒冷地でも支障なく動作する必要があり、使用温度領域の広範囲化が求められている。本発明に係るチップ抵抗器保護膜用樹脂組成物は、抵抗体を温度、湿度等から保護し、冷熱衝撃性を向上させることができる。
上記貯蔵弾性率は、本発明に係る熱硬化性化樹脂を用いることで上記範囲に調整することができる。
(熱伝導率)
本発明のチップ抵抗器保護膜用樹脂組成物の硬化物の熱伝導率は、好ましくは2W/m・K以上、より好ましくは4W/m・K以上、さらに好ましくは8W/m・K以上である。熱伝導率がこれら下限値以上であると、硬化物の放熱性が良好になる。硬化物の熱伝導率の上限値は特に限定されるものではなく、硬化物の熱伝導率は高いほど放熱性に優れるため好ましいが、50W/m・K以下であってもよく、30W/m・K以下であってもよい。硬化物の熱伝導率は、チップ抵抗器保護膜用樹脂組成物に含有される放熱フィラーの種類及び含有量などにより調整することができる。硬化物の熱伝導率は実施例に記載の方法で測定できる。
本発明のチップ抵抗器保護膜用樹脂組成物の硬化物の熱伝導率は、好ましくは2W/m・K以上、より好ましくは4W/m・K以上、さらに好ましくは8W/m・K以上である。熱伝導率がこれら下限値以上であると、硬化物の放熱性が良好になる。硬化物の熱伝導率の上限値は特に限定されるものではなく、硬化物の熱伝導率は高いほど放熱性に優れるため好ましいが、50W/m・K以下であってもよく、30W/m・K以下であってもよい。硬化物の熱伝導率は、チップ抵抗器保護膜用樹脂組成物に含有される放熱フィラーの種類及び含有量などにより調整することができる。硬化物の熱伝導率は実施例に記載の方法で測定できる。
本発明のチップ抵抗器保護膜用樹脂組成物は、各成分を同時にまたは別々に、必要により加熱処理を加えながら、撹拌、溶融、混合、分散させることにより得ることができる。これらの混合、撹拌、分散等の装置としては、特に限定されるものではないが、撹拌、加熱装置を備えたライカイ機、3本ロールミル、ボールミル、プラネタリーミキサー、ビーズミル等を使用することができる。また、これら装置を適宜組み合わせて使用してもよい。
(硬化条件)
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、加熱することにより硬化させて、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物の硬化物からなるチップ抵抗器保護膜とすることができる。
チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物の示差走査熱量計(DSC)によって測定される発熱ピーク温度以上の温度で所定時間加熱させる。チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物の硬化物の示差走査熱量計(DSC)によって測定される発熱ピーク面積が、硬化前のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物を示差走査熱量計で測定した際の発熱ピーク面積の5%以下になるまで硬化させることが望ましく、そのために硬化温度、硬化時間は適宜調整することができる。示差走査熱量計による測定は、40℃から300℃まで10℃/分の昇温速度で行うこととする。また、測定により得られるDSC曲線のピークの温度が発熱ピーク温度である。なお、DSC曲線のピークが2つ以上観測される多峰性の曲線の場合、最も熱量の高いピークの熱量(mW)の30%以上の熱量を有するピークのうち最も低温側のピーク温度を本発明における発熱ピーク温度とする。
本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物は、加熱することにより硬化させて、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物の硬化物からなるチップ抵抗器保護膜とすることができる。
チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物の示差走査熱量計(DSC)によって測定される発熱ピーク温度以上の温度で所定時間加熱させる。チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物の硬化物の示差走査熱量計(DSC)によって測定される発熱ピーク面積が、硬化前のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物を示差走査熱量計で測定した際の発熱ピーク面積の5%以下になるまで硬化させることが望ましく、そのために硬化温度、硬化時間は適宜調整することができる。示差走査熱量計による測定は、40℃から300℃まで10℃/分の昇温速度で行うこととする。また、測定により得られるDSC曲線のピークの温度が発熱ピーク温度である。なお、DSC曲線のピークが2つ以上観測される多峰性の曲線の場合、最も熱量の高いピークの熱量(mW)の30%以上の熱量を有するピークのうち最も低温側のピーク温度を本発明における発熱ピーク温度とする。
発熱ピークを測定するための試料は、熱硬化性樹脂及び硬化剤を含む、溶剤に可溶な成分で構成されている。該試料は、目的とするチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物を一旦作製した後、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物に溶剤を希釈倍率10倍(質量比)添加して溶解させ、遠心分離機を用いて溶剤に不溶な成分を分離し、樹脂組成物を含有している溶解液から溶媒を真空乾燥により除去して作製することができる。あるいは、該試料は、目的とするチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物を構成する成分において、溶剤に不溶な成分及び溶剤以外のすべての成分を混合して作製してもよい。
なお、発熱ピークを測定するための試料作製に用いる溶媒は、本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物に含有される溶剤と同じ種類の溶剤である。
なお、発熱ピークを測定するための試料作製に用いる溶媒は、本発明のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物に含有される溶剤と同じ種類の溶剤である。
チップ抵抗器保護膜は、チップ抵抗器などの電子部品に設けられている抵抗体を被覆するために好適に用いることができる。すなわち、チップ抵抗器保護膜を使用して、チップ抵抗器保護膜を備える電子部品やチップ抵抗器保護膜を備えるチップ抵抗器などとすることができる。
本発明に係るチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物をチップ抵抗器用の保護膜として用いるためには、上記チクソ比が1以上であることが好ましく、また、上記回転式粘度計で25℃、50rpmで測定した粘度が、20Pa・s以上であることが好ましく、120Pa・s以下であることが好ましい。上記チクソ比及び上記粘度が上記範囲であることにより、チップ抵抗器用の保護膜として好適に用いることができる。
本発明においては、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーを60体積%以上含み、チクソ比が1.5以上、回転式粘度計による測定で、25℃、50rpmにおける粘度が、30Pa・s以上100Pa・s以下、組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である、保護膜用放熱樹脂組成物も提供できる。
さらに本発明においては、下記式(1)で示されるエポキシ化合物と、硬化剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーとを含み、組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である、保護膜用放熱樹脂組成物も提供することができる。
(式中、R1及びR2はそれぞれ水素原子又はメチル基を、R3~R6はそれぞれ水素原子、メチル基、塩素原子、又は臭素原子を表す。Xはエチレンオキシエチル基、ジ(エチレンオキシ)エチル基、トリ(エチレンオキシ)エチル基、プロピレンオキシプロピル基、ジ(プロピレンオキシ)プロピル基、トリ(プロピレンオキシ)プロピル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基である。また、nは繰り返し数の平均値で0.5~5.0である。)
(式中、R1及びR2はそれぞれ水素原子又はメチル基を、R3~R6はそれぞれ水素原子、メチル基、塩素原子、又は臭素原子を表す。Xはエチレンオキシエチル基、ジ(エチレンオキシ)エチル基、トリ(エチレンオキシ)エチル基、プロピレンオキシプロピル基、ジ(プロピレンオキシ)プロピル基、トリ(プロピレンオキシ)プロピル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基である。また、nは繰り返し数の平均値で0.5~5.0である。)
保護膜用放熱樹脂組成物に含有される、熱硬化性樹脂、硬化剤、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーについては、上記したチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物に含有される成分として説明したものと同様である。さらに保護膜用放熱樹脂組成物には、上記したチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物に含有されうる硬化促進剤、溶剤、各種添加剤を含有してもよい。
さらに、保護膜用放熱樹脂組成物のチクソ比、粘度、重量減少温度、貯蔵弾性率についても、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物で説明したものと同様である。
さらに、保護膜用放熱樹脂組成物のチクソ比、粘度、重量減少温度、貯蔵弾性率についても、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物で説明したものと同様である。
保護膜用放熱樹脂組成物を硬化させて、保護膜用放熱樹脂組成物の硬化物からなる保護膜とすることができる。この際の硬化条件についても、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物の条件と同様である。
保護膜は、チップ抵抗器などの電子部品に設けられている抵抗体を被覆するために好適に用いることができる。すなわち、上記保護膜を使用して、保護膜を備える電子部品や保護膜を備えるチップ抵抗器などとすることができる。
[チップ抵抗器]
本発明のチップ抵抗器保護膜又は保護膜を備えるチップ抵抗器について、以下説明する。チップ抵抗器は、一般に、絶縁基板と、絶縁基板上に形成された抵抗体と、電極と、保護膜とを少なくとも備えている。以下チップ抵抗器について、図面を用いて具体的に説明するが、本発明の内容は、図面の内容に限定されるものではない。なお、図面では保護膜を備えるチップ抵抗器について説明するが、保護膜として、チップ抵抗器保護膜を用いる場合も同様である。
本発明のチップ抵抗器保護膜又は保護膜を備えるチップ抵抗器について、以下説明する。チップ抵抗器は、一般に、絶縁基板と、絶縁基板上に形成された抵抗体と、電極と、保護膜とを少なくとも備えている。以下チップ抵抗器について、図面を用いて具体的に説明するが、本発明の内容は、図面の内容に限定されるものではない。なお、図面では保護膜を備えるチップ抵抗器について説明するが、保護膜として、チップ抵抗器保護膜を用いる場合も同様である。
一般に、チップ抵抗器を製造する際には、1枚のマスター基板上に、抵抗体、電極、及び保護膜などを備える構造体を複数形成させ、該マスター基板を切り分けることで、複数個のチップ抵抗器を製造している。以下の説明では簡単のため切り分けられた後の1個のチップ抵抗器について説明する。
図1に、本発明のチップ抵抗器の一実施態様を示す。図1に示すチップ抵抗器10は、板状の絶縁基板11と、該絶縁基板11の上面に形成された一対の上面電極12と、該電極12の各々の上面の少なくとも一部に重なるように積層され、かつ両電極12を接続する抵抗体13と、該抵抗体13を被覆するアンダーコート層14と、アンダーコート層14の面上に積層された本発明の保護膜16とを備える。抵抗体13とアンダーコート層14には、レーザー照射などによりトリミングされて形成された切込部(図3における切込部15を参照)が形成されており、該切込部にも保護膜16の一部が導入され、抵抗体13とアンダーコート層14とを被覆している。該切込部の形状を変更することにより、抵抗体13の抵抗値を調整することができる。上記アンダーコート層14は、抵抗体13をレーザーの熱から保護すること、及び外部から湿気の侵入を防止することなどを目的に設けられる。
本発明の保護膜16は、上記した保護膜用放熱樹脂組成物を硬化することにより形成されており、放熱性に優れるため、抵抗体13により発生する熱を効果的に放熱できる。特に、チップ抵抗体に切込部15が存在する場合は、該切込部15に熱が溜まりやすく、一般に放熱が難しいが、本発明の保護膜16を用いると、効果的に放熱することができる。また、本発明の保護膜16は靭性が高く、そのため、マスター基板を切り分ける場合などにおいて、保護膜の一部が欠けるなどの不具合も有効に防止される。
図1に、本発明のチップ抵抗器の一実施態様を示す。図1に示すチップ抵抗器10は、板状の絶縁基板11と、該絶縁基板11の上面に形成された一対の上面電極12と、該電極12の各々の上面の少なくとも一部に重なるように積層され、かつ両電極12を接続する抵抗体13と、該抵抗体13を被覆するアンダーコート層14と、アンダーコート層14の面上に積層された本発明の保護膜16とを備える。抵抗体13とアンダーコート層14には、レーザー照射などによりトリミングされて形成された切込部(図3における切込部15を参照)が形成されており、該切込部にも保護膜16の一部が導入され、抵抗体13とアンダーコート層14とを被覆している。該切込部の形状を変更することにより、抵抗体13の抵抗値を調整することができる。上記アンダーコート層14は、抵抗体13をレーザーの熱から保護すること、及び外部から湿気の侵入を防止することなどを目的に設けられる。
本発明の保護膜16は、上記した保護膜用放熱樹脂組成物を硬化することにより形成されており、放熱性に優れるため、抵抗体13により発生する熱を効果的に放熱できる。特に、チップ抵抗体に切込部15が存在する場合は、該切込部15に熱が溜まりやすく、一般に放熱が難しいが、本発明の保護膜16を用いると、効果的に放熱することができる。また、本発明の保護膜16は靭性が高く、そのため、マスター基板を切り分ける場合などにおいて、保護膜の一部が欠けるなどの不具合も有効に防止される。
なお、図1には保護膜として単層の保護膜16のみを示しているが、保護膜16の上面又は下面に別の保護膜を備え、保護膜が多層化されていてもよい。保護膜を多層化する場合は、放熱フィラーの含有量を保護膜ごとに変更するなどして、放熱に適する設計にすればよいが、抵抗体に近い保護膜の熱伝導性フィラーの量を、その他の保護膜よりも多く調整することが好ましい。
図1には図示していないが、絶縁基板11の下面側にも、1対の下面電極が形成されてもよい。この場合、1対の下面電極及び1対の上面電極は、絶縁基板を介して対向する位置に配置される。また、絶縁基板11の上面電極12の長手方向と平行の端面11a及び端面11bには、基板を介して1対の端面電極(図示せず)が形成されていてもよく、該端面電極上には、めっき膜が形成されていてもよい。めっき膜は、湿式めっき法などにより形成される。
図1には図示していないが、絶縁基板11の下面側にも、1対の下面電極が形成されてもよい。この場合、1対の下面電極及び1対の上面電極は、絶縁基板を介して対向する位置に配置される。また、絶縁基板11の上面電極12の長手方向と平行の端面11a及び端面11bには、基板を介して1対の端面電極(図示せず)が形成されていてもよく、該端面電極上には、めっき膜が形成されていてもよい。めっき膜は、湿式めっき法などにより形成される。
上記絶縁基板11は、例えば、アルミナなどの絶縁材料により形成される。上記上面電極、下面電極、端面電極などの電極は、例えば、銀、銀パラジウム、又は銅などから形成される。上記抵抗体13は、例えば、銀パラジウム、酸化ルテニウム、又は銅ニッケルなどから形成される。上記アンダーコート層14は、鉛ホウケイ酸ガラス系の材料により形成され、有機顔料を含んでもよい。
次に、チップ抵抗器10の製造方法の一具体例について、図2及び図3を参照しながら説明する。
先ず、アルミナ等の絶縁材料からなる板状の絶縁基材11の上面に導電ペーストを印刷した後、これを乾燥及び焼成して1対の電極12を形成する。次に上記1対の電極12の各々の上面の少なくとも一部に重なるように抵抗ペーストを印刷した後、これを乾燥及び焼成して上記1対の電極12同士を互いに接続する抵抗体13を形成する。次に抵抗体13上に、ガラスペーストを印刷した後、これを乾燥及び焼結して、上記抵抗体13を被覆するアンダーコード層14を形成する。印刷方法は特に限定されないが、スクリーン印刷が好適である。
先ず、アルミナ等の絶縁材料からなる板状の絶縁基材11の上面に導電ペーストを印刷した後、これを乾燥及び焼成して1対の電極12を形成する。次に上記1対の電極12の各々の上面の少なくとも一部に重なるように抵抗ペーストを印刷した後、これを乾燥及び焼成して上記1対の電極12同士を互いに接続する抵抗体13を形成する。次に抵抗体13上に、ガラスペーストを印刷した後、これを乾燥及び焼結して、上記抵抗体13を被覆するアンダーコード層14を形成する。印刷方法は特に限定されないが、スクリーン印刷が好適である。
このようにして表面にアンダーコード層14が形成された抵抗体13に対して、アンダーコード層14の上からレーザー光を照射して抵抗体13のトリミングを行う。これにより図3に示すように抵抗体13とアンダーコード層4とが同時に切り込まれた切込部15が形成される。次に、アンダーコート層14の表面上に上記した本発明の保護膜用放熱樹脂組成物を印刷した後、これを加熱し硬化させて保護膜16を形成させる。
該保護膜用放熱樹脂組成物により形成された保護膜16は、上記した通り、放熱性及び耐熱性の両方に優れるため、耐久性に優れ、チップ抵抗器の破損を抑制することが可能となる。
該保護膜用放熱樹脂組成物により形成された保護膜16は、上記した通り、放熱性及び耐熱性の両方に優れるため、耐久性に優れ、チップ抵抗器の破損を抑制することが可能となる。
以下、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げることにより、本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。
[熱硬化性樹脂]
以下の熱硬化性樹脂を用いた。市販品であるEp-4a、Ep-8a、Ep-9a、Ep-10a、マレイミド樹脂1、マレイミド樹脂2以外は、後述する方法により製造した。
Ep-1a・・後述する方法で製造した上記式(1-1)で表されるエポキシ化合物 n=1.35、エポキシ当量462
Ep-2a・・後述する方法で製造した上記式(1-4)で表されるエポキシ化合物 n=1.35、エポキシ当量430
Ep-3a・・後述する方法で製造した上記式(1-5)で表されるエポキシ化合物 n=1.51、エポキシ当量490
Ep-4a・・式(1)のエポキシ化合物に該当しないエポキシ化合物、新日本理化株式会社製「YD-127」ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量188
Ep-8a・・ADEKA株式会社製 「EP-4010L」ポリブタジエン型エポキシ樹脂 エポキシ当量350
Ep-9a・・DIC株式会社製 「HP-6000」 ナフタレン型エポキシ樹脂 エポキシ当量245
Ep-10a・・「デコナールEX-861」 ポリエチレングリコールグリシジルエーテル エポキシ当量551
マレイミド樹脂1・・BMI-1500 (Designer Molecure Inc.社)
マレイミド樹脂2・・BMI-1700 (Designer Molecure Inc.社)
以下の熱硬化性樹脂を用いた。市販品であるEp-4a、Ep-8a、Ep-9a、Ep-10a、マレイミド樹脂1、マレイミド樹脂2以外は、後述する方法により製造した。
Ep-1a・・後述する方法で製造した上記式(1-1)で表されるエポキシ化合物 n=1.35、エポキシ当量462
Ep-2a・・後述する方法で製造した上記式(1-4)で表されるエポキシ化合物 n=1.35、エポキシ当量430
Ep-3a・・後述する方法で製造した上記式(1-5)で表されるエポキシ化合物 n=1.51、エポキシ当量490
Ep-4a・・式(1)のエポキシ化合物に該当しないエポキシ化合物、新日本理化株式会社製「YD-127」ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量188
Ep-8a・・ADEKA株式会社製 「EP-4010L」ポリブタジエン型エポキシ樹脂 エポキシ当量350
Ep-9a・・DIC株式会社製 「HP-6000」 ナフタレン型エポキシ樹脂 エポキシ当量245
Ep-10a・・「デコナールEX-861」 ポリエチレングリコールグリシジルエーテル エポキシ当量551
マレイミド樹脂1・・BMI-1500 (Designer Molecure Inc.社)
マレイミド樹脂2・・BMI-1700 (Designer Molecure Inc.社)
温度計、撹拌機を取り付けたフラスコにビスフェノールA 228g(1.00モル)とトリエチレングリコールジビニルエーテル(ISP社製:商品名Rapi-CureDVE-3)172g(0.85モル)を仕込み、120℃まで1時間要して昇温した。その後、さらに120℃で6時間反応させて透明半固形の変性多価フェノール類(ph-1a)400gを得た。得られた変性多価フェノール類(ph-1a)は、図5のNMRスペクトル(13C)から、またマススペクトルでn=1、n=2の理論構造に相当するM+=658,M+=1088のピークが得られたことから前記一般式ph-1aで表される構造をもつ化合物であることが確認された。該化合物の水酸基当量は364g/eq.、粘度は40mPa・s(150℃,ICI粘度計)であり、水酸基当量より算出される前記構造式ph-1a中のnの平均値は、n≧1の成分で3.21、及びn≧0の成分で1.16であった。
温度計、滴下ロート、冷却管、撹拌機を取り付けたフラスコに上記(1)で得られた変性多価フェノール類(ph-1a)400g(水酸基当量364g/eq.)、エピクロルヒドリン925g(10モル)、n-ブタノール185gを仕込み溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、65℃に昇温した後に、共沸する圧力までに減圧して、49%水酸化ナトリウム水溶液122g(1.5モル)を5時間かけて滴下した。次いでこの条件下で0.5時間撹拌を続けた。この間、共沸で留出してきた留出分をディーンスタークトラップで分離して、水層を除去し、有機層を反応系内に戻しながら反応した。その後、未反応のエピクロルヒドリンを減圧蒸留して留去させた。得られた粗エポキシ化合物にメチルイソブチルケトン1000gとn-ブタノール100gを加え溶解した。更にこの溶液に10%水酸化ナトリウム水溶液20gを添加して80℃で2時間反応させた後に洗浄液のpHが中性となるまで水300gで水洗を3回繰り返した。次いで共沸によって系内を脱水し精密濾過を経た後に溶媒を減圧下で留去して透明液体のエポキシ化合物457gを得た。そのエポキシ化合物は、図6のNMRスペクトル(13C)から、またマススペクトルでn=1、n=2の理論構造に相当するM+=770,M+=1200のピークが確認されたことから、得られたエポキシ化合物は前記構造式Ep-1aで表される構造のエポキシ化合物であることが確認された。得られたエポキシ化合物は、前記構造式Ep-1aにおいてn=0の化合物と、n=1以上の化合物との混合物であり、GPCで確認したところ該混合物中n=0の化合物を20質量%の割合で含有するものであった。また、このエポキシ化合物(Ep-1a)のエポキシ当量は462g/eq.、粘度は12000mPa・s(25℃,キャノンフェンスケ法)、エポキシ当量から算出される前記構造式Ep-1a中のnの平均値は、n≧1の成分で2.97、及びn≧0の成分で1.35であった。
温度計、撹拌機を取り付けたフラスコにビスフェノールA 228g(1.00モル)と1,8-ビス(エテニルオキシ)オクタン144g(0.85モル)を仕込み、120℃まで1時間要して昇温した後、さらに120℃で6時間反応させて透明半固形の上記式ph-2aで表される変性多価フェノール類400gを得た。
温度計、滴下ロート、冷却管、撹拌機を取り付けたフラスコに上記(1)で得られた変性多価フェノール類(ph-2a)400g(水酸基当量364g/eq.)、エピクロルヒドリン925g(10モル)、n-ブタノール185gを仕込み溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、65℃に昇温した後に、共沸する圧力までに減圧して、49%水酸化ナトリウム水溶液122g(1.5モル)を5時間かけて滴下した。次いでこの条件下で0.5時間撹拌を続けた。この間、共沸で留出してきた留出分をディーンスタークトラップで分離して、水層を除去し、有機層を反応系内に戻しながら反応した。その後,未反応のエピクロルヒドリンを減圧蒸留して留去させた。得られた粗エポキシ樹脂にメチルイソブチルケトン1000gとn-ブタノール100gを加え溶解した。更にこの溶液に10%水酸化ナトリウム水溶液20gを添加して80℃で2時間反応させた後に洗浄液のpHが中性となるまで水300gで水洗を3回繰り返した。次いで共沸によって系内を脱水し精密濾過を経た後に溶媒を減圧下で留去して透明液体のエポキシ化合物(Ep-2a)437gを得た。
得られたエポキシ化合物(Ep-2a)は、前記構造式においてn=0の化合物と、n=1以上の化合物との混合物であり、GPCで確認したところ該混合物中n=0の化合物を20質量%の割合で含有するものであった。また、このエポキシ化合物(Ep-2a)のエポキシ当量は430g/eq.、粘度は1000000mPa・s(25℃,E型粘度計)、エポキシ当量から算出される前記構造式中のnの平均値は、n≧1の成分で2.97、及びn≧0の成分で1.35であった。
得られたエポキシ化合物(Ep-2a)は、前記構造式においてn=0の化合物と、n=1以上の化合物との混合物であり、GPCで確認したところ該混合物中n=0の化合物を20質量%の割合で含有するものであった。また、このエポキシ化合物(Ep-2a)のエポキシ当量は430g/eq.、粘度は1000000mPa・s(25℃,E型粘度計)、エポキシ当量から算出される前記構造式中のnの平均値は、n≧1の成分で2.97、及びn≧0の成分で1.35であった。
温度計、撹拌機を取り付けたフラスコにビスフェノールA 228g(1.00モル)と1,4-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル(日本カーバイト工業社製:商品名CHDVE)144gを仕込み、120℃まで1時間要して昇温した。その後、さらに120℃で6時間反応させて透明固形の変性多価フェノール類(ph-3a)372gを得た。その樹脂は、図7のNMRスペクトル(13C)から,またマススペクトルでn=1、n=2の理論構造に相当するM+=652,M+=1076のピークが得られたことから前記構造式Ph-3aで表される構造をもつ目的の2官能性フェノール樹脂であることが確認された。これの水酸基当量は389g/eq.、150℃における溶融粘度は140mPa・s(ICI粘度計)、水酸基当量より算出される前記構造式ph-3aのnの平均値は、n≧1の成分で2.66、及びn≧0の成分で1.30であった。
温度計、滴下ロート、冷却管、撹拌機を取り付けたフラスコに上記(1)で得られた変性多価フェノール類(ph-3a)372g、エピクロルヒドリン925g(10モル)、n-ブタノール185gを仕込み溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、65℃に昇温した後に、共沸する圧力まで減圧して、49%水酸化ナトリウム水溶液122g(1.5モル)を5時間かけて滴下した。次いでこの条件下で0.5時間撹拌を続けた。この間、共沸で留出してきた留出分をディーンスタークトラップで分離して、水層を除去し、有機層を反応系内に戻しながら反応した。その後、未反応のエピクロルヒドリンを減圧蒸留して留去させた。得られた粗エポキシ樹脂にメチルイソブチルケトン1000gとn-ブタノール100gを加え溶解した。更にこの溶液に10%水酸化ナトリウム水溶液20gを添加して80℃で2時間反応させた後に洗浄液のPHが中性となるまで水300gで水洗を3回繰り返した。次いで共沸によって系内を脱水し精密濾過を経た後に溶媒を減圧下で留去して透明液体のエポキシ化合物(Ep-3a)422gを得た。
そのエポキシ化合物(Ep-3a)は、図8のNMRスペクトル(13C)から、またマススペクトルでn=1、n=2の理論構造に相当するM+=764,M+=1188のピークが得られたことから前記構造式Ep-3aで表される構造のエポキシ化合物であることが確認された。得られたエポキシ化合物(Ep-3a)は、前記構造式においてn=0の化合物と、n=1以上の化合物との混合物であり、GPCで確認したところ該混合物中n=0の化合物を15質量%の割合で含有するものであった。また、このエポキシ化合物(Ep-3a)のエポキシ当量は490g/eq.、150℃における溶融粘度は130mPa・s(ICI粘度計)、エポキシ当量から算出される前記構造式Ep-3a中のnの平均値は、n≧1の成分で2.66及びn≧0の成分で1.51であった。
そのエポキシ化合物(Ep-3a)は、図8のNMRスペクトル(13C)から、またマススペクトルでn=1、n=2の理論構造に相当するM+=764,M+=1188のピークが得られたことから前記構造式Ep-3aで表される構造のエポキシ化合物であることが確認された。得られたエポキシ化合物(Ep-3a)は、前記構造式においてn=0の化合物と、n=1以上の化合物との混合物であり、GPCで確認したところ該混合物中n=0の化合物を15質量%の割合で含有するものであった。また、このエポキシ化合物(Ep-3a)のエポキシ当量は490g/eq.、150℃における溶融粘度は130mPa・s(ICI粘度計)、エポキシ当量から算出される前記構造式Ep-3a中のnの平均値は、n≧1の成分で2.66及びn≧0の成分で1.51であった。
[硬化剤]
酸無水物 YH-307(DIC株式会社製)
フェノールノボラック化合物 MEH-8005(明和化成株式会社製)
アミン化合物 113(三菱ケミカル株式会社製)
ジシアンジアミド DICY7 (三菱ケミカル株式会社製)
アジピン酸ジヒドラジド ADH(大塚化学株式会社製)
酸無水物 YH-307(DIC株式会社製)
フェノールノボラック化合物 MEH-8005(明和化成株式会社製)
アミン化合物 113(三菱ケミカル株式会社製)
ジシアンジアミド DICY7 (三菱ケミカル株式会社製)
アジピン酸ジヒドラジド ADH(大塚化学株式会社製)
[硬化促進剤]
イミダゾール化合物1 2E4MZ(四国化成工業株式会社製)
イミダゾール化合物2 2P4MHZ(四国化成工業株式会社製)
イミダゾール化合物1 2E4MZ(四国化成工業株式会社製)
イミダゾール化合物2 2P4MHZ(四国化成工業株式会社製)
[放熱フィラー]
アルミナ1 CB-P10(昭和電工株式会社) 熱伝導率:30W/m・K、平均粒子径:8μm
アルミナ2 CB-P02(昭和電工株式会社) 熱伝導率:30W/m・K、平均粒子径:2μm
アルミナ3 AA07 (住友化学株式会社) 熱伝導率:30W/m・K、平均粒子径:0.8μm
窒化ホウ素1 UHP-1K(昭和電工株式会社) 熱伝導率:60W/m・K、平均粒子径:8μm
窒化ホウ素2 UHP-S1(昭和電工株式会社) 熱伝導率:60W/m・K、平均粒子径:0.5μm
窒化アルミニウム1 TFZ-N05P(東洋アルミニウム株式会社) 熱伝導率:170W/m・K、平均粒子径:5μm
窒化アルミニウム2 TFZ-N01P(東洋アルミニウム株式会社) 熱伝導率:170W/m・K、平均粒子径:1.2μm
ダイヤモンド1 CMM5/10(トーメイダイヤ株式会社) 熱伝導率:1000W/m・K、平均粒子径:5.6μm
ダイヤモンド2 CMM0/2(トーメイダイヤ株式会社) 熱伝導率:1000W/m・K、平均粒子径:0.9μm
アルミナ1 CB-P10(昭和電工株式会社) 熱伝導率:30W/m・K、平均粒子径:8μm
アルミナ2 CB-P02(昭和電工株式会社) 熱伝導率:30W/m・K、平均粒子径:2μm
アルミナ3 AA07 (住友化学株式会社) 熱伝導率:30W/m・K、平均粒子径:0.8μm
窒化ホウ素1 UHP-1K(昭和電工株式会社) 熱伝導率:60W/m・K、平均粒子径:8μm
窒化ホウ素2 UHP-S1(昭和電工株式会社) 熱伝導率:60W/m・K、平均粒子径:0.5μm
窒化アルミニウム1 TFZ-N05P(東洋アルミニウム株式会社) 熱伝導率:170W/m・K、平均粒子径:5μm
窒化アルミニウム2 TFZ-N01P(東洋アルミニウム株式会社) 熱伝導率:170W/m・K、平均粒子径:1.2μm
ダイヤモンド1 CMM5/10(トーメイダイヤ株式会社) 熱伝導率:1000W/m・K、平均粒子径:5.6μm
ダイヤモンド2 CMM0/2(トーメイダイヤ株式会社) 熱伝導率:1000W/m・K、平均粒子径:0.9μm
[その他フィラー]
シリカ SO-C6(株式会社アドマテック社製)
ヒュームドシリカ R972(エボニック社製)
シリカ SO-C6(株式会社アドマテック社製)
ヒュームドシリカ R972(エボニック社製)
[着色剤]
カーボンブラック ♯8300(東海カーボン社製)
カーボンブラック ♯8300(東海カーボン社製)
[分散剤]
分散剤、DISPERBYK-145(BYK製)
分散剤、DISPERBYK-145(BYK製)
[シランカップリング剤]
3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン KBM-403(信越化学工業株式会社製)
3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン KBM-403(信越化学工業株式会社製)
[溶剤]
エチルカルビトールアセテート ECA(三協化学株式会社製)
ダワノールTPM (安藤パラケミー株式会社)
エチルカルビトールアセテート ECA(三協化学株式会社製)
ダワノールTPM (安藤パラケミー株式会社)
(実施例1~36、比較例1~5)
表1~5に示す各成分(熱硬化性樹脂(エポキシ化合物又はビスマレイミド樹脂)、放熱フィラー、硬化剤、硬化促進剤、シランカップリング剤、分散剤、溶剤、着色剤、その他フィラー)を表1~5に示す質量部数で混合し、脱泡を行うことで、保護膜用放熱樹脂組成物を作製した。該保護膜用放熱樹脂組成物を用いて以下の各種評価を行い、結果を表1~5に示した。
表1~5に示す各成分(熱硬化性樹脂(エポキシ化合物又はビスマレイミド樹脂)、放熱フィラー、硬化剤、硬化促進剤、シランカップリング剤、分散剤、溶剤、着色剤、その他フィラー)を表1~5に示す質量部数で混合し、脱泡を行うことで、保護膜用放熱樹脂組成物を作製した。該保護膜用放熱樹脂組成物を用いて以下の各種評価を行い、結果を表1~5に示した。
[評価]
(1)粘度の測定
B型粘度計(東機産業社製「TVB-10型」)を用いて保護膜用放熱樹脂組成物の25℃における50rpmでの粘度(Pa・s)を測定した。
(1)粘度の測定
B型粘度計(東機産業社製「TVB-10型」)を用いて保護膜用放熱樹脂組成物の25℃における50rpmでの粘度(Pa・s)を測定した。
(2)スクリーン印刷による評価
メッシュ250ST、総厚70μm、幅2100μmの長方形型の乳剤開口部を有するスクリーンマスクを使用してアルミナ基板に保護膜用放熱樹脂組成物をスクリーン印刷し、120℃で10分間乾燥、各条件にて硬化した。保護膜用放熱樹脂組成物の印刷部を顕微鏡で観察した。
(i)形状保持性:印刷部の幅を5箇所測定し、その平均値を算出した。
S:印刷部の幅が2130μm以内
A:印刷部の幅が2130μm超2150μm以内
B:印刷部の幅が2150μm超2200μm以内
C:印刷部の幅が2200μm超2250μm以内
(ii)スクリーン印刷性:カスレ等の外観不良の有無を観察した。
A:外観不良無
B:外観不良有
メッシュ250ST、総厚70μm、幅2100μmの長方形型の乳剤開口部を有するスクリーンマスクを使用してアルミナ基板に保護膜用放熱樹脂組成物をスクリーン印刷し、120℃で10分間乾燥、各条件にて硬化した。保護膜用放熱樹脂組成物の印刷部を顕微鏡で観察した。
(i)形状保持性:印刷部の幅を5箇所測定し、その平均値を算出した。
S:印刷部の幅が2130μm以内
A:印刷部の幅が2130μm超2150μm以内
B:印刷部の幅が2150μm超2200μm以内
C:印刷部の幅が2200μm超2250μm以内
(ii)スクリーン印刷性:カスレ等の外観不良の有無を観察した。
A:外観不良無
B:外観不良有
(3)基板密着性
メッシュ250ST、総厚70μm、70×60mmの長方形型の乳剤開口部を有するスクリーンマスクを使用してアルミナ基板に保護膜用放熱樹脂組成物をスクリーン印刷し、120℃で10分間乾燥、各条件にて硬化し、室温まで放冷し、試験片を作製した。JIS-K5600-5-6:1999「付着性(クロスカット法)」に準じて、塗膜に対して2mmの間隔で格子状の切り込みを入れ、テープ剥離試験による付着性評価を行った。それぞれの判定基準は以下のように設定した。
<判定基準>
S:分類0(カットの縁が完全に滑らかで,どの格子の目にもはがれがない。)
A:分類1(カットの交差点における塗膜の小さなはがれがある。 クロスカット部分で影響を受けるものが5%以下である。)
B:分類2~5(クロスカット部分で影響を受けるものが, 5%を超える。)
メッシュ250ST、総厚70μm、70×60mmの長方形型の乳剤開口部を有するスクリーンマスクを使用してアルミナ基板に保護膜用放熱樹脂組成物をスクリーン印刷し、120℃で10分間乾燥、各条件にて硬化し、室温まで放冷し、試験片を作製した。JIS-K5600-5-6:1999「付着性(クロスカット法)」に準じて、塗膜に対して2mmの間隔で格子状の切り込みを入れ、テープ剥離試験による付着性評価を行った。それぞれの判定基準は以下のように設定した。
<判定基準>
S:分類0(カットの縁が完全に滑らかで,どの格子の目にもはがれがない。)
A:分類1(カットの交差点における塗膜の小さなはがれがある。 クロスカット部分で影響を受けるものが5%以下である。)
B:分類2~5(クロスカット部分で影響を受けるものが, 5%を超える。)
(4)貯蔵弾性率
得られた保護膜用放熱樹脂組成物を表1に示す各条件で加熱し、硬化させ、30mm×5mm×厚さ500μmの硬化物を得た。この硬化物を評価サンプルとした。動的粘弾性測定装置 DVA-200(アイティー計測制御株式会社製)で引張モード、歪0.01%、10Hzにて-40℃から100℃まで5℃/minで昇温させ、25℃での貯蔵弾性率を計測した。
得られた保護膜用放熱樹脂組成物を表1に示す各条件で加熱し、硬化させ、30mm×5mm×厚さ500μmの硬化物を得た。この硬化物を評価サンプルとした。動的粘弾性測定装置 DVA-200(アイティー計測制御株式会社製)で引張モード、歪0.01%、10Hzにて-40℃から100℃まで5℃/minで昇温させ、25℃での貯蔵弾性率を計測した。
(5)重量減少温度
得られた保護膜用放熱樹脂組成物を表1に示す各条件で加熱し、硬化させ、乳鉢を用いて粉体状に砕き評価サンプルとした。TG/DTA7300(日立ハイテクサイエンス株式会社製)で、サンプル20mgを空気雰囲気下、25℃から500℃まで10℃/minで昇温させ、重量減少が5%となる温度を計測した。
得られた保護膜用放熱樹脂組成物を表1に示す各条件で加熱し、硬化させ、乳鉢を用いて粉体状に砕き評価サンプルとした。TG/DTA7300(日立ハイテクサイエンス株式会社製)で、サンプル20mgを空気雰囲気下、25℃から500℃まで10℃/minで昇温させ、重量減少が5%となる温度を計測した。
(6)熱伝導率
得られた保護膜用放熱樹脂組成物を表1に示す各条件で加熱し、硬化させ、100mm×100mm×厚さ50μmの硬化物を得た。この硬化物を評価サンプルとした。得られた評価サンプルの熱伝導率を、京都電子工業社製熱伝導率計「迅速熱伝導率計QTM-500」を用いて測定した。
得られた保護膜用放熱樹脂組成物を表1に示す各条件で加熱し、硬化させ、100mm×100mm×厚さ50μmの硬化物を得た。この硬化物を評価サンプルとした。得られた評価サンプルの熱伝導率を、京都電子工業社製熱伝導率計「迅速熱伝導率計QTM-500」を用いて測定した。
(7)鉛筆硬度
得られた保護膜用放熱樹脂組成物を表1に示す各条件で加熱し、硬化させ、100mm×100mm×厚さ50μmの硬化物を得た。得られた硬化物について、JIS K 5600-5-4に準拠して、鉛筆硬度を測定した。鉛筆硬度は「H」の前に記載される数値が高いほど、硬度が高いことを意味する。
得られた保護膜用放熱樹脂組成物を表1に示す各条件で加熱し、硬化させ、100mm×100mm×厚さ50μmの硬化物を得た。得られた硬化物について、JIS K 5600-5-4に準拠して、鉛筆硬度を測定した。鉛筆硬度は「H」の前に記載される数値が高いほど、硬度が高いことを意味する。
(8)分割試験(フレーク評価)
上面に一次スリットS1と二次スリットS2が予め形成されている無垢のアルミナ基板(複数のチップ抵抗器を製造できるサイズの絶縁基板)を用意した。このアルミナ基板の上面に、各実施例及び比較例で作製した保護膜用放熱樹脂組成物を用いて、一次スリットS1と平行方向であり、二次スリットS2の間隔よりも狭い幅に、厚みが20μmの塗布層をスクリーン印刷で形成させた。該塗布層を120℃で10分間保持し、さらに190℃で30分保持することで、乾燥し硬化させて、保護膜を形成させた。
該保護膜を形成した基板を一次スリットS1に沿って一次分割を行った後、一次分割で形成した短冊を垂直方向にし、二次スリットS2に従って、二次分割を行って、チップ抵抗器と同サイズの複数の分割片を得た。なお、分割は、幅が前記アルミナ基板の厚みよりも大きく、深さが前記一次スリットS1及び二次スリットS2の間隔よりも小さく、長さが前記アルミナ基板の長辺よりも長い溝が形成された鉄製の治具を用いて行った。
分割片をランダムで100個取り出し、保護膜側を上面にし、光学顕微鏡の100倍画像で、2次スリットS2方向の2つの側面の垂直方向から、樹脂欠けの面積を観察した。
なお、樹脂欠けは例えば、図4で示すような形態で観察される。図4は、絶縁基板11の上面に形成された保護膜16の一部に樹脂欠け17が存在することを示す説明図である。図4の黒色部分が保護膜16であり、保護膜16の左上部分に樹脂欠け17が存在している。
上面に一次スリットS1と二次スリットS2が予め形成されている無垢のアルミナ基板(複数のチップ抵抗器を製造できるサイズの絶縁基板)を用意した。このアルミナ基板の上面に、各実施例及び比較例で作製した保護膜用放熱樹脂組成物を用いて、一次スリットS1と平行方向であり、二次スリットS2の間隔よりも狭い幅に、厚みが20μmの塗布層をスクリーン印刷で形成させた。該塗布層を120℃で10分間保持し、さらに190℃で30分保持することで、乾燥し硬化させて、保護膜を形成させた。
該保護膜を形成した基板を一次スリットS1に沿って一次分割を行った後、一次分割で形成した短冊を垂直方向にし、二次スリットS2に従って、二次分割を行って、チップ抵抗器と同サイズの複数の分割片を得た。なお、分割は、幅が前記アルミナ基板の厚みよりも大きく、深さが前記一次スリットS1及び二次スリットS2の間隔よりも小さく、長さが前記アルミナ基板の長辺よりも長い溝が形成された鉄製の治具を用いて行った。
分割片をランダムで100個取り出し、保護膜側を上面にし、光学顕微鏡の100倍画像で、2次スリットS2方向の2つの側面の垂直方向から、樹脂欠けの面積を観察した。
なお、樹脂欠けは例えば、図4で示すような形態で観察される。図4は、絶縁基板11の上面に形成された保護膜16の一部に樹脂欠け17が存在することを示す説明図である。図4の黒色部分が保護膜16であり、保護膜16の左上部分に樹脂欠け17が存在している。
(評価基準)
S:樹脂欠けが、形成した保護膜の面積の1%未満であった
A:樹脂欠けが、形成した保護膜の面積の1%以上5%未満であった
C:樹脂欠けが、形成した保護膜の面積の5%以上であった
S:樹脂欠けが、形成した保護膜の面積の1%未満であった
A:樹脂欠けが、形成した保護膜の面積の1%以上5%未満であった
C:樹脂欠けが、形成した保護膜の面積の5%以上であった
(9)耐熱性
得られた保護膜用放熱樹脂組成物を表1に示す各条件で加熱し、硬化させ、100mm×100mm×厚さ50μmの硬化物を得た。この硬化物を評価サンプルとした。
得られた評価サンプルをディジタル超絶縁/微少電流計「DSM-8104」(日置電機社製)、平板試料用電極「SME-8310」(日置電機社製)を用いて体積抵抗率を測定した。
次に、180℃で100時間放置し、次に23℃及び湿度50%RHの環境で24時間放置した後、体積抵抗率を測定した。耐熱試験前後の体積抵抗率の低下率を計算し、耐熱性を下記の基準で判定した。
(耐熱性の判定基準)
S:試験前後の体積抵抗率の低下率が5%以下であった。
A:試験前後の体積抵抗率の低下率が5%を超え、10%以下であった。
B:試験前後の体積抵抗率の低下率が10%を超え、20%以下であった。
C:試験前後の体積抵抗率の低下率が20%を超えた。
得られた保護膜用放熱樹脂組成物を表1に示す各条件で加熱し、硬化させ、100mm×100mm×厚さ50μmの硬化物を得た。この硬化物を評価サンプルとした。
得られた評価サンプルをディジタル超絶縁/微少電流計「DSM-8104」(日置電機社製)、平板試料用電極「SME-8310」(日置電機社製)を用いて体積抵抗率を測定した。
次に、180℃で100時間放置し、次に23℃及び湿度50%RHの環境で24時間放置した後、体積抵抗率を測定した。耐熱試験前後の体積抵抗率の低下率を計算し、耐熱性を下記の基準で判定した。
(耐熱性の判定基準)
S:試験前後の体積抵抗率の低下率が5%以下であった。
A:試験前後の体積抵抗率の低下率が5%を超え、10%以下であった。
B:試験前後の体積抵抗率の低下率が10%を超え、20%以下であった。
C:試験前後の体積抵抗率の低下率が20%を超えた。
チップ抵抗器の作製
評価用チップ抵抗器の作製方法を説明すると、先ず図1に示すように板状の絶縁基板11の上に1対の上面電極12を形成し、その表面に部分的に重なるように1kΩ/□の抵抗ペースト(デュポン社製、商品名:0031Z)をスクリーン印刷した後、乾燥及び焼成し抵抗体13を形成した。その際、レーザートリミングの代わりに、抵抗体13長辺方向の中心部、抵抗体13短辺の片側から、長さが上記1対上面電極12の間隔1/3、幅が抵抗体13の短辺長さの1/2である溝を、スクリーン版形状設計で形成した。
次に、上記の抵抗体13の表面上に、前記実施例から得られた保護膜用放熱樹脂組成物をスクリーン印刷機で抵抗体13の上に印刷し、雰囲気温度100℃で10分間乾燥、190℃で30分間かけて加熱硬化することにより、抵抗体13の表面を完全に覆う形状の保護膜16を形成した。その際、比較するため、硬化後の保護膜は、厚みが20μm±2μmと揃えるように形成した。
予め板状の絶縁基板11の上に形成したY方向のスリット溝に従ってブレークし、端面に導電性接着剤(藤倉化成社製、商品名FA-874)を塗布し、150℃で30分間硬化させた。
更にX方向のスリット溝に従ってブレークし、評価用チップ抵抗器を完成した。
(10)放熱性の評価
上記のとおり作製したチップ抵抗器を導電性接着剤(藤倉化成社製、商品名FA-705BN)でFR4基板に実装したのち150℃30分で熱硬化して、放熱性測定基板を得た。その後、下記の計算式で算出した定格電力となる電圧を印加して5分後にサーモグラフィーでホットスポットの温度を測定した。
計算式:V(電圧)=√〔P(定格電力)×R(抵抗値)〕
(評価基準)
S:ホットスポットの温度が70℃未満の場合
A:ホットスポットの温度が70℃以上80℃未満の場合
B:ホットスポットの温度が80℃以上90℃未満の場合
C:ホットスポットの温度が90℃以上の場合
評価用チップ抵抗器の作製方法を説明すると、先ず図1に示すように板状の絶縁基板11の上に1対の上面電極12を形成し、その表面に部分的に重なるように1kΩ/□の抵抗ペースト(デュポン社製、商品名:0031Z)をスクリーン印刷した後、乾燥及び焼成し抵抗体13を形成した。その際、レーザートリミングの代わりに、抵抗体13長辺方向の中心部、抵抗体13短辺の片側から、長さが上記1対上面電極12の間隔1/3、幅が抵抗体13の短辺長さの1/2である溝を、スクリーン版形状設計で形成した。
次に、上記の抵抗体13の表面上に、前記実施例から得られた保護膜用放熱樹脂組成物をスクリーン印刷機で抵抗体13の上に印刷し、雰囲気温度100℃で10分間乾燥、190℃で30分間かけて加熱硬化することにより、抵抗体13の表面を完全に覆う形状の保護膜16を形成した。その際、比較するため、硬化後の保護膜は、厚みが20μm±2μmと揃えるように形成した。
予め板状の絶縁基板11の上に形成したY方向のスリット溝に従ってブレークし、端面に導電性接着剤(藤倉化成社製、商品名FA-874)を塗布し、150℃で30分間硬化させた。
更にX方向のスリット溝に従ってブレークし、評価用チップ抵抗器を完成した。
(10)放熱性の評価
上記のとおり作製したチップ抵抗器を導電性接着剤(藤倉化成社製、商品名FA-705BN)でFR4基板に実装したのち150℃30分で熱硬化して、放熱性測定基板を得た。その後、下記の計算式で算出した定格電力となる電圧を印加して5分後にサーモグラフィーでホットスポットの温度を測定した。
計算式:V(電圧)=√〔P(定格電力)×R(抵抗値)〕
(評価基準)
S:ホットスポットの温度が70℃未満の場合
A:ホットスポットの温度が70℃以上80℃未満の場合
B:ホットスポットの温度が80℃以上90℃未満の場合
C:ホットスポットの温度が90℃以上の場合
(11)短時間過負荷試験
製造した各抵抗器に、第一ステップは定格電圧の2.5倍の電圧を5秒間印加して、抵抗値変化率(ΔR/R)の最大値、最小値及び平均値を測定することにより、短時間過負荷試験を行った。第二ステップ以降は定格電力を0.25%ずつ上げて、抵抗値変化が1%を超えるまで同様の試験を実施した。
計算式:V(電圧)=√〔P(定格電力)×R(抵抗値)〕
(評価基準)
S:定格電力の1.75倍で抵抗値変化が2%を超えた。
A:定格電力の1.5倍で抵抗値変化が2%を超えた。
B:定格電力の1.25倍で抵抗値変化が2%を超えた。
C:定格電力の1.1倍で抵抗値変化が2%を超えた。
製造した各抵抗器に、第一ステップは定格電圧の2.5倍の電圧を5秒間印加して、抵抗値変化率(ΔR/R)の最大値、最小値及び平均値を測定することにより、短時間過負荷試験を行った。第二ステップ以降は定格電力を0.25%ずつ上げて、抵抗値変化が1%を超えるまで同様の試験を実施した。
計算式:V(電圧)=√〔P(定格電力)×R(抵抗値)〕
(評価基準)
S:定格電力の1.75倍で抵抗値変化が2%を超えた。
A:定格電力の1.5倍で抵抗値変化が2%を超えた。
B:定格電力の1.25倍で抵抗値変化が2%を超えた。
C:定格電力の1.1倍で抵抗値変化が2%を超えた。
(12)TCT試験
製造した各抵抗器を、-40℃と155℃の間で各温度30分間の温度サイクルが行われる冷熱サイクル機に入れ、TCT(Thermal Cycle Test)を行った。
1000サイクル後の保護膜のクラック、剥離等の外観変化を評価した。
(評価基準)
A:変化無
B:変化有
製造した各抵抗器を、-40℃と155℃の間で各温度30分間の温度サイクルが行われる冷熱サイクル機に入れ、TCT(Thermal Cycle Test)を行った。
1000サイクル後の保護膜のクラック、剥離等の外観変化を評価した。
(評価基準)
A:変化無
B:変化有
各実施例で作製した本発明の保護膜用放熱樹脂組成物の硬化物(保護膜)は、熱伝導率が高く放熱性に優れており、さらに、耐熱性が高いために抵抗器の放熱試験、及び耐久性の主な指標となる過負荷試験の結果が優れていた。
また、放熱フィラーを多量に含有するにも関わらず、弾性率が低く靭性に優れるためにTCT試験でも外観変化を抑制できた。これに対して、比較例1で示されるように、放熱フィラーを含まない組成物で形成した硬化物(保護膜)は、熱伝導率が低く、抵抗器の放熱試験、過負荷試験が劣っていた。比較例2~5の保護膜用放熱樹脂組成物で形成された保護膜は放熱フィラーを含むものの、その含有量が60体積%未満であるため、放熱性、過負荷試験の結果が悪かった。また比較例5の保護膜は、重量減少温度が300℃未満であったため耐熱性に劣っており、TCT試験の結果も悪いものであった。
また、放熱フィラーを多量に含有するにも関わらず、弾性率が低く靭性に優れるためにTCT試験でも外観変化を抑制できた。これに対して、比較例1で示されるように、放熱フィラーを含まない組成物で形成した硬化物(保護膜)は、熱伝導率が低く、抵抗器の放熱試験、過負荷試験が劣っていた。比較例2~5の保護膜用放熱樹脂組成物で形成された保護膜は放熱フィラーを含むものの、その含有量が60体積%未満であるため、放熱性、過負荷試験の結果が悪かった。また比較例5の保護膜は、重量減少温度が300℃未満であったため耐熱性に劣っており、TCT試験の結果も悪いものであった。
10 チップ抵抗器
11 絶縁基板
11a 端面
11b 端面
12 上面電極
13 抵抗体
14 アンダーコート層
15 切込部
16 保護膜
17 樹脂欠け
11 絶縁基板
11a 端面
11b 端面
12 上面電極
13 抵抗体
14 アンダーコート層
15 切込部
16 保護膜
17 樹脂欠け
Claims (19)
- 熱硬化性樹脂と、硬化剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーを60体積%以上含み、組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である、チップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
- 前記組成物の硬化物の貯蔵弾性率が0.2GPa以上10GPa以下である、請求項1に記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
- 前記エポキシ化合物が、式(1)におけるXが、ジ(エチレンオキシ)エチル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基であるエポキシ化合物である、請求項3に記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
- 前記放熱フィラーが、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素及びダイヤモンドから選択される少なくとも1種である、請求項1~4のいずれかに記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
- 前記放熱フィラーの平均粒子径が30μm以下である、請求項1~5のいずれかに記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
- 前記放熱フィラーが、平均粒子径が0.1μm以上1.5μm以下の小粒径放熱フィラーと、平均粒子径が1.5μmを超え20μm以下の大粒径放熱フィラーとを含有する、請求項1~6のいずれかに記載のチップ抵抗器保護膜用放熱樹脂組成物。
- 前記請求項1~7のいずれかに記載の組成物の硬化物からなるチップ抵抗器保護膜。
- 熱硬化性樹脂と、硬化剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーを60体積%以上含み、
チクソ比が1.5以上、
回転式粘度計による測定で、25℃、50rpmにおける粘度が、30Pa・s以上100Pa・s以下、
組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である、保護膜用放熱樹脂組成物。 - 下記式(1)で示されるエポキシ化合物と、硬化剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である放熱フィラーとを含み、組成物の硬化物の重量減少温度が300℃以上である、保護膜用放熱樹脂組成物。
(式中、R1及びR2はそれぞれ水素原子又はメチル基を、R3~R6はそれぞれ水素原子、メチル基、塩素原子、又は臭素原子を表す。Xはエチレンオキシエチル基、ジ(エチレンオキシ)エチル基、トリ(エチレンオキシ)エチル基、プロピレンオキシプロピル基、ジ(プロピレンオキシ)プロピル基、トリ(プロピレンオキシ)プロピル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基である。また、nは繰り返し数の平均値で0.5~5.0である。) - チクソ比が1.5以上、
回転式粘度計による測定で、25℃、50rpmにおける粘度が、30Pa・s以上100Pa・s以下である、請求項10に記載の保護膜用放熱樹脂組成物。 - 前記組成物の硬化物の貯蔵弾性率が0.2GPa以上10GPa以下である、請求項9~11のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
- 前記エポキシ化合物が、式(1)におけるXが、ジ(エチレンオキシ)エチル基、炭素原子数2~15のアルキレン基、又はシクロアルカン骨格を有する炭素原子数6~17の脂肪族炭化水素基であるエポキシ化合物である、請求項10~12のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
- 前記放熱フィラーが、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ケイ素及びダイヤモンドから選択される少なくとも1種である、請求項9~13のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
- 前記放熱フィラーの平均粒子径が30μm以下である、請求項9~14のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
- 前記放熱フィラーが、平均粒子径が0.1μm以上1.5μm以下の小粒径放熱フィラーと、平均粒子径が1.5μmを超え20μm以下の大粒径放熱フィラーとを含有する、請求項9~15のいずれかに記載の保護膜用放熱樹脂組成物。
- 前記請求項9~16のいずれかに記載の組成物の硬化物からなる保護膜。
- 請求項8に記載のチップ抵抗器保護膜又は請求項17に記載の保護膜を備える、電子部品。
- 請求項8に記載のチップ抵抗器保護膜又は請求項17に記載の保護膜を備える、チップ抵抗器。
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JP2019227734 | 2019-12-17 | ||
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---|---|
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---|---|---|---|---|
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-
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- 2020-12-16 JP JP2021565634A patent/JPWO2021125248A1/ja active Pending
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