JP7647760B2 - 硬化性樹脂組成物、電気電子部品、及び電気電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
[1]
(A)硬化性樹脂、
(B)エチレン性不飽和単量体、
(C)無機充填材、
(D)熱重合開始剤、
(E)ガラス繊維、及び
(F)低収縮剤
を含み、
前記(A)硬化性樹脂が、少なくともビニルエステル樹脂を含有し、
前記(B)エチレン性不飽和単量体が、少なくとも芳香族ビニル化合物を含有し、
前記芳香族ビニル化合物が、少なくとも芳香族ジビニル化合物を含有し、
前記(A)硬化性樹脂及び前記(B)エチレン性不飽和単量体に含まれるエチレン性不飽和基の総量に対する、前記芳香族ビニル化合物が有するビニル基の総量の割合が、60~95モル%である、
硬化性樹脂組成物。
[2]
前記(B)エチレン性不飽和単量体に含まれる芳香族ジビニル化合物の割合が、5~50モル%である、[1]に記載の硬化性樹脂組成物。
[3]
前記(B)エチレン性不飽和単量体に含まれる芳香族ビニル化合物の割合が、70モル%以上である、[1]又は[2]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
[4]
前記芳香族ジビニル化合物が、ジビニルベンゼンである、[1]~[3]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
[5]
前記芳香族ビニル化合物が、ジビニルベンゼンと、エチルビニルベンゼン及びスチレンから選択される少なくとも1つとからなる、[1]~[4]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
[6]
(A)硬化性樹脂及び(B)エチレン性不飽和単量体の合計100質量部に対して、
(A)硬化性樹脂を5~95質量部、
(B)エチレン性不飽和単量体を5~95質量部、
(C)無機充填材を200~700質量部、
(D)熱重合開始剤を0.1~20質量部、
(E)ガラス繊維を10~300質量部、及び
(F)低収縮剤を10~80質量部
含有する、[1]~[5]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
[7]
(G)酸性界面活性剤を更に含む、[1]~[6]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
[8]
[1]~[7]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物の硬化物を具備する電気電子部品。
[9]
[1]~[7]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物を射出成形して、電気電子部品の構成部品を封入する工程、及び前記硬化性樹脂組成物を加熱硬化する工程を含む、電気電子部品の製造方法。
一実施形態の硬化性樹脂組成物は、(A)硬化性樹脂、(B)エチレン性不飽和単量体、(C)無機充填材、(D)熱重合開始剤、(E)ガラス繊維、及び(F)低収縮剤を含有する。
(A)硬化性樹脂は、封止材用途に一般的に用いられる硬化性樹脂であれば特に限定されない。例えば、硬化性樹脂組成物として加熱硬化したときに、架橋構造を形成できる官能基を有する樹脂が好ましい。(A)硬化性樹脂の具体例としては、(A-1)ビニルエステル樹脂、(A-2)不飽和ポリエステル樹脂、(A-3)ウレタン(メタ)アクリレート樹脂、(A-4)ジアリルフタレート樹脂、(A-5)エポキシ樹脂等が挙げられる。(A)硬化性樹脂は、材料コスト及び成形性の観点から、少なくとも(A-1)ビニルエステル樹脂を含む。(A)硬化性樹脂は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
(A-1)ビニルエステル樹脂は、一般的に、(a)2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物中のエポキシ基と、(b)ラジカル重合性不飽和結合及びカルボキシ基を有する不飽和一塩基酸のカルボキシ基との開環反応によって得られるラジカル重合性不飽和結合を有する化合物である。(A-1)ビニルエステル樹脂に関しては、例えば、ポリエステル樹脂ハンドブック(日刊工業新聞社、1988年発行)等に記載がある。
装置:Shodex(登録商標) GPC-101(昭和電工株式会社)
カラム:Shodex(登録商標) LF-804(昭和電工株式会社)
カラム温度:40℃
試料:試料の0.2質量%テトラヒドロフラン溶液
流量:1mL/分
溶離液:テトラヒドロフラン
検出器:Shodex(登録商標) RI-71S(昭和電工株式会社)
(a)エポキシ化合物は、2個以上のエポキシ基を有する化合物であれば特に制限はない。好ましくは、ビスフェノール型エポキシ化合物及びノボラックフェノール型エポキシ化合物からなる群から選択される少なくとも一種であり、より好ましくはビスフェノール型エポキシ化合物である。(a)エポキシ化合物を原料に用いる(A-1)ビニルエステル樹脂を使用することにより、硬化物の機械的強度及び耐食性がより一層向上する。
(b)不飽和一塩基酸は、エチレン性不飽和結合を有するモノカルボン酸であれば特に制限はない。好ましくは、メタクリル酸、アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸等であり、より好ましくは、アクリル酸又はメタクリル酸であり、硬化物の耐食性の観点から更に好ましくは、メタクリル酸である。
(A-1)ビニルエステル樹脂は、公知の合成方法により合成することができる。例えば、加熱撹拌可能な反応容器内において、エステル化触媒及び(a)エポキシ化合物の存在下で(b)不飽和一塩基酸を添加し、70~150℃、好ましくは80~140℃、更に好ましくは90~130℃で反応させる方法が挙げられる。
(A-2)不飽和ポリエステル樹脂は、多価アルコールと不飽和多塩基酸との重縮合体、又は多価アルコールと不飽和多塩基酸と飽和多塩基酸との重縮合体である。(A-2)不飽和ポリエステル樹脂は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。(A-2)不飽和ポリエステル樹脂を用いることにより、機械的強度及び耐熱性に優れる硬化物を得ることができる。
不飽和度(モル%)={(不飽和多塩基酸のモル数×不飽和多塩基酸1分子あたりのエチレン性不飽和結合の数)/(不飽和多塩基酸のモル数+飽和多塩基酸のモル数)}×100
(A-2)不飽和ポリエステル樹脂は、上記の原料を用いて、公知の方法で合成することができる。(A-2)不飽和ポリエステル樹脂の合成における各種条件は、使用する原料やその量に応じて適宜設定される。
(A-3)ウレタン(メタ)アクリレート樹脂としては、例えば、多価イソシアネートと多価アルコールとを反応させて得られるポリウレタンの、両末端の水酸基又はイソシアナト基に対して、(メタ)アクリロイル基を導入して得られた樹脂を用いることができる。
(A-4)ジアリルフタレート樹脂は、ジアリルフタレートと多価アルコールとのエステル化反応により得られるオリゴマーであり、従来公知のものを特に制限なく使用することができる。(A-4)ジアリルフタレート樹脂は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
(A-5)エポキシ樹脂としては、(a)エポキシ化合物の項に記載の化合物を使用することができる。(A-5)エポキシ樹脂は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
(B)エチレン性不飽和単量体は、エチレン性不飽和結合を有する単量体であれば、特に制限はない。(B)エチレン性不飽和単量体は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
(C)無機充填材としては、本発明の技術分野において公知の粒子状物質を用いることができる。(C)無機充填材を使用することで、成形品の成形収縮率を小さくする、硬化性樹脂組成物の粘度を調整して作業性を向上させる、あるいは成形品の強度を向上させることができる。
(D)熱重合開始剤としては、加熱によりラジカルを発生する重合開始剤であれば特に限定されない。例えば、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、アルキルパーエステル、パーカーボネート等の過酸化物が挙げられる。
(E)ガラス繊維としては、アスペクト比が3以上の繊維状物質であれば特に限定されない。具体的には、チョップドストランドガラスが挙げられる。
(F)低収縮剤としては、特に限定されず、本発明の技術分野において公知のものを用いることができる。(F)低収縮剤としては、熱可塑性樹脂が好ましい。(F)低収縮剤としては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、飽和ポリエステル、ポリカプロラクトン、スチレン-ブタジエンゴム等が挙げられる。(F)低収縮剤は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、(G)酸性界面活性剤を更に含有してもよい。(G)酸性界面活性剤は、界面活性作用を有し、酸価を有する低揮発物質であり、(A)硬化性樹脂及び(B)エチレン性不飽和単量体との相溶性や、(C)無機充填材及び(E)ガラス繊維の分散性に優れる化合物であれば、特に限定されない。化合物が飽和多塩基酸と(G)酸性界面活性剤の両方に該当する場合は、該化合物は(G)酸性界面活性剤に分類される。
硬化性樹脂組成物は、上記の成分に加えて、増粘剤、着色剤、重合禁止剤、減粘剤などの粘度調整剤、離型剤などの成形助剤等の本発明の技術分野において公知の成分を、本発明の効果を阻害しない範囲において含むことができる。
硬化性樹脂組成物は、(A)硬化性樹脂と、(B)エチレン性不飽和単量体と、(C)無機充填材と、(D)熱重合開始剤と、(E)ガラス繊維と、(F)低収縮剤と、必要に応じて、任意成分である、(G)酸性界面活性剤、(G)酸性界面活性剤以外のその他添加剤、又はこれらの任意成分の二種以上の組み合わせとを混合することにより製造することができる。
硬化性樹脂組成物は、加熱することにより硬化させることができる。硬化性樹脂組成物を硬化させる条件は、用いる材料によって適宜設定することができ、好ましい条件の一例としては、温度120~180℃、より好ましくは120℃~160℃、及び硬化時間1~30分である。
硬化性樹脂組成物を、所望の形状に成形して硬化することによって、硬化性樹脂組成物の硬化物を含む成形体を製造することができる。成形及び硬化方法としては、特に限定されず、本発明の技術分野において通常行われる方法、例えば、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等を用いることができる。
温度計、撹拌機、ガス導入口、及び還流冷却器を備えた1Lの四つ口フラスコに、エポキシ当量が188.0であるビスフェノールA型エポキシ樹脂アラルダイト(登録商標)AER-2603(旭化成イーマテリアルズ株式会社)478.9g、メチルハイドロキノン0.35gを溶解させたメタクリル酸73.1gを仕込み、撹拌しながら昇温した。100~110℃になった時点で、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(セイクオール(登録商標)TDMP、精工化学株式会社)1.4gを溶解させたメタクリル酸146.2gを30分間かけて滴下し、130℃で反応させた。酸価が30mgKOH/g以下になった時点で冷却し、スチレン150gとハイドロキノン0.1gを加え、スチレンを25質量%、未反応メタクリル酸2質量%を含むビスフェノールA型ビニルエステル樹脂を合成した。
・スチレン(出光興産株式会社)
・DVB-570(ジビニルベンゼン57質量%、エチルビニルベンゼン43質量%の混合物、日鉄ケミカル&マテリアル株式会社)
・EGDMA:エチレングリコールジメタクリレート(日立化成株式会社)
・ソフトン1200(炭酸カルシウム、平均粒子径1.80μm、備北粉化工業株式会社)
・ルペロックス575(t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、アルケマ吉富株式会社)
・ECS-03B173/P9(繊維径13μm、繊維長3mm、日本電気硝子株式会社)
・ポリエチレンパウダー(竹原化学工業株式会社)
・BYK P-9051(ポリエステル系分散剤、酸価157mgKOH/g、BYK社)
(硬化性樹脂組成物の作製)
(A)硬化性樹脂として合成例1で合成したスチレン希釈ビスフェノールA型ビニルエステル樹脂64.3質量部(ビスフェノールA型ビニルエステル樹脂47質量部、スチレン16質量部、未反応メタクリル酸1.3質量部を含む)、(B)エチレン性不飽和単量体としてDVB-570 20質量部(ジビニルベンゼン11.4質量部、エチルビニルベンゼン8.6質量部)、(C)無機充填材としてソフトン1200 480質量部、(D)熱重合開始剤としてルペロックス575 4質量部、(E)ガラス繊維としてECS-03B173/P9 70質量部、(F)低収縮剤としてポリエチレンパウダー 30質量部、及び(G)酸性界面活性剤としてBYK P-9051 10質量部を、双腕式ニーダーに投入し、30分間30℃にて混練し、硬化性樹脂組成物を作製した。
作製した硬化性樹脂組成物を使用し、トランスファー成形機(型式MF-070、プレスマシナリー株式会社)にて、金型温度140℃、成形圧力15kgf/cm2、硬化時間180秒の条件で成形し、PPS(ポリフェニレンサルファイド)基板上にプリンカップ形状(基板側の直径5mm、高さ3mm)の成形品(硬化物)を得た。
得られた成形品に対し、ダイシェアテスター(デイジ社)を用いて2mm/minの定速で横荷重をかけ、せん断破壊したときの強度を25℃にて5回測定し、その平均値を密着力とした。結果を表1に示す。
JIS K 6911:2006「5.7 成形収縮率及び加熱収縮(成形材料)」に準拠し、成形温度140℃、成形圧力5MPa、成形時間3分の条件下で、収縮円盤(φ90mm×11mm)を圧縮成形(コンプレッション成形機、株式会社テクノマルシチ)し、成形収縮率を算出した。結果を表1に示す。
上記で成形した収縮円盤の成形品について、表面に現れた割れによる斑点の数で評価した。評価基準は以下のとおりである。結果を表1に示す。
10点・・・斑点無し
9点 ・・・斑点の数が3個以内
8点 ・・・斑点の数が4~8個
7点 ・・・斑点の数が9~11個
6点 ・・・斑点の数が12~14個
5点 ・・・斑点の数が15~17個
4点 ・・・斑点の数が18~20個
3点 ・・・斑点の数が21~23個
2点 ・・・斑点の数が24~26個
1点 ・・・斑点の数が27~29個
0点 ・・・斑点の数が30個以上
上記で成形した収縮円盤と同形状の成形品を、射出成形機にて同条件で作成し、射出成形性を評価した。問題ない良品であれば良好、未充填などで成形できない場合を不可とした。結果を表1に示す。
原材料の種類及び組成を表1に記載のとおり変更した以外は、実施例1と同様にして、硬化性樹脂組成物を作製した。なお、(A)硬化性樹脂の希釈に用いたスチレンは、(A)成分の配合量からは除いて、(B)エチレン性不飽和単量体の配合量に合算して記載した。次いで、実施例1と同様にして硬化物を作製し、各種評価を行った。結果を表1に示す。
Claims (9)
- (A)硬化性樹脂、
(B)エチレン性不飽和単量体、
(C)無機充填材、
(D)熱重合開始剤、
(E)ガラス繊維、及び
(F)低収縮剤
を含む、硬化性樹脂組成物であって、
前記(A)硬化性樹脂が、少なくともビニルエステル樹脂を含有し、
前記(B)エチレン性不飽和単量体が、少なくとも芳香族ビニル化合物を含有し、
前記芳香族ビニル化合物が、少なくとも芳香族ジビニル化合物を含有し、
前記(A)硬化性樹脂及び前記(B)エチレン性不飽和単量体に含まれるエチレン性不飽和基の総量に対する、前記芳香族ビニル化合物が有するビニル基の総量の割合が、60~95モル%である、
硬化性樹脂組成物の硬化物である封止材。 - 前記(B)エチレン性不飽和単量体に含まれる芳香族ジビニル化合物の割合が、5~50モル%である、請求項1に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物である封止材。
- 前記(B)エチレン性不飽和単量体に含まれる芳香族ビニル化合物の割合が、70モル%以上である、請求項1又は2のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物の硬化物である封止材。
- 前記芳香族ジビニル化合物が、ジビニルベンゼンである、請求項1~3のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物である封止材。
- 前記芳香族ビニル化合物が、ジビニルベンゼンと、エチルビニルベンゼン及びスチレンから選択される少なくとも1つとからなる、請求項1~4のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物である封止材。
- (A)硬化性樹脂及び(B)エチレン性不飽和単量体の合計100質量部に対して、
(A)硬化性樹脂を5~95質量部、
(B)エチレン性不飽和単量体を5~95質量部、
(C)無機充填材を200~700質量部、
(D)熱重合開始剤を0.1~20質量部、
(E)ガラス繊維を10~300質量部、及び
(F)低収縮剤を10~80質量部
含有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物である封止材。 - (G)酸性界面活性剤を更に含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物である封止材。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物である封止材を具備する電気電子部品。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物を射出成形して、電気電子部品の構成部品を封入する工程、及び前記硬化性樹脂組成物を加熱硬化する工程を含む、電気電子部品の製造方法。
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