説明

エポキシ樹脂組成物及び絶縁処理された電気電子部品の製造法

【課題】 部品との接着性に優れ、しかも絶縁性、耐熱性に優れた高いTgのエポキシ樹脂組成物、特に対象基材にカルボキシル基を含む基材に対する接着性を向上させ、しかも絶縁性、耐熱性に優れた高いTgのエポキシ樹脂組成物及びこのエポキシ樹脂組成物を用いて絶縁処理された電気電子部品の製造法を提供する。
【解決手段】 (a)エポキシ樹脂、(b)酸無水物、(c)イミダゾール及びその誘導体からなる硬化促進剤、(d)フェニルアミン系シランカップリング剤を含有してなるエポキシ樹脂組成物及びこのエポキシ樹脂組成物を用いて絶縁処理された電気電子部品の製造法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気電子部品の絶縁処理に好適なエポキシ樹脂組成物及びこれらを用いた電気電子部品の製造法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、エポキシ樹脂組成物は、優れた電気特性、機械特性、耐クラック性及び絶縁性を有するために、電気絶縁用、特に絶縁保護、高電圧特性(耐アーク性、耐トラッキング性)、耐クラック性等の向上を目的として、例えば、酸無水物硬化型エポキシ樹脂や、アミン系硬化型エポキシ樹脂に多量の充填剤および難燃剤等を含んだエポキシ樹脂組成物が用いられている。
【0003】
また、近年電気機器の小型軽量化および搭載される部品が多種複雑化する傾向にあり、特にその要求用途から所謂エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックと呼ばれる高性能樹脂からなる部材が採用されつつある。これら高性能樹脂の特徴は、物質的に安定であり、耐熱性、耐化学薬品性に優れるため、反面、接着剤や注型対象物に接着し難いという課題があり、この課題を解決するために、例えば特許文献1〜3に示すような、接着官能基となるカルボキシル基を含むエラストマー成分を添加したり、エポキシ樹脂を添加するようなアロイ系エンプラが開発されるようになってきている。また、エポキシ組成物としては特許文献4〜8に示す様な、かとう性エポキシを添加する、ゴム成分を添加する、エポキシを変性する等の手法が提案されているが、ガラス点移転の低下や線膨張係数の増加などの課題があり、更にはエポキシ組成物を注型する際のハンドリング性や価格的な課題があるため、特に高電圧電気機器等や注型材として用いる場合に適用が難しい状況にある。
【0004】
機器の信頼性向上に伴うや部品との接着性向上の要求に対し、特に高電圧電気機器においては、部品との接着性が従来のエポキシ樹脂組成物では不充分で、部品界面の剥離やそれに伴なうクラックなどの問題が発生しており、更なる接着性を向上したエポキシ組成物が要求されるようになってきている。さらに、近年電気機器の小型軽量化に伴い、モールド部分に掛かる電気的負荷が大きくなってきており、高負荷時に発生する熱に耐えうる性能が要求され、高Tg化が求められるようになってきている。
【0005】
【特許文献1】特開平5−202245号公報
【特許文献2】特開平5−39419号公報
【特許文献3】特開平7−11136号公報
【特許文献4】特開平5―140270公報
【特許文献5】特開平5―295237号公報
【特許文献6】特開平5―339472号公報
【特許文献7】特許第2902356号
【特許文献8】特許第2911157号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、このような従来技術の問題を解決し、部品との接着性に優れ、しかも絶縁性、耐熱性に優れた高いTgのエポキシ樹脂組成物、特に対象基材にカルボキシル基を含む基材に対する接着性を向上させ、しかも絶縁性、耐熱性に優れた高いTgのエポキシ樹脂組成物及びこのエポキシ樹脂組成物を用いて絶縁処理された電気電子部品の製造法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、(a)エポキシ樹脂、(b)酸無水物、(c)イミダゾール及びその誘導体からなる硬化促進剤、(d)フェニルアミン系シランカップリング剤を含有してなるエポキシ樹脂組成物に関する。
また本発明は、上記のエポキシ樹脂組成物を、カルボキシル基を含有する基材に塗布することを特徴とするエポキシ樹脂組成物に関する。
また本発明は、上記のエポキシ樹脂組成物において、(d)フェニルアミン系シランカップリング剤がエポキシ樹脂成分100重量部当たり0.1〜5.0重量部含んでなるエポキシ樹脂組成物に関する。
また本発明は、上記のエポキシ樹脂組成物において、充填材として無機フィラーを含有してなるエポキシ樹脂組成物に関する。
さらに本発明は、上記のエポキシ樹脂組成物を用いて絶縁処理された電気電子部品の製造法に関する。
【発明の効果】
【0008】
請求項1におけるエポキシ樹脂組成物は、接着性に優れ、且つ高Tg、絶縁性、耐熱性に優れる。 請求項2におけるエポキシ樹脂組成物は、カルボンキシル基を含む基材に対し、接着性に優れ、且つ高Tg、絶縁性、耐熱性に優れる。請求項3におけるエポキシ樹脂組成物は請求項1おけるエポキシ樹脂組成物の効果を奏し、高Tgを向上させる。請求項4におけるエポキシ組成物は、請求項1〜3におけるエポキシ樹脂組成物の効果を奏し、さらに絶縁性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂としては、1分子中に少なくもと2個のエポキシ基を有する化合物が用いられるが、エポキシ当量が100〜4000であり、エポキシ当量が150〜1000のものが好ましく、エポキシ当量が170〜500のものがより好ましい。
エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、セバチン酸、ドデカンニ酸等のポリカルボン酸のポリグリシジルエステル、ポリブタジエンのポリエポキシ化物などが用いられる。これらの樹脂としては、特に制限はないが、常温で液状のものが好ましく、市販品としてはエピコート828(油化シェルエポキシ(株)製商品名)、GY−260(チバガイギー社製商品名)、DER−331(ダウケミカル日本(株)製商品名)などが挙げられる。これらは併用して用いることができる。
【0010】
また、エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型やクレゾールノボラック型等のエポキシ樹脂、テトラグリシジル化合物等の3官能以上のエポキシ化合物と併用することができ、更にはポリエチレングリコールグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル等の反応性希釈剤となる低分子量エポキシ樹脂も熱特性の許容される範囲で併用することができる。
また、本発明に用いるエポキシ樹脂としては、1分子中にエポキシ基を1個だけ有するエポキシ化合物を含んでいてもよい。このようなエポキシ化合物は、エポキシ樹脂全量に対して0〜40重量%の範囲で使用することが好ましく、0〜20重量%の範囲で使用することがより好ましい。このようなエポキシ化合物としては、n−ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、ジブロモフェニルグリシジルエーテル、ジブロモクレジルグリシジルエーテル等がある。また、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシシクロヘキサン)カルボキシレート等の脂環式エポキシ化合物を使用することもできる。
【0011】
本発明に用いられる酸無水物としては、例えばメチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサビドロ無水フタル酸、無水ワタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フクル酸、ドデセニル無水コハク酸、オクテニル無水コハク酸、ポリアゼライン酸ポリ無水物などが挙げられる。
酸無水物の使用量は、エポキシ樹脂に含まれるエポキシ基1当量当たり0.3〜3.0モルが好ましく、0.5〜2.0モルがより好ましく0.6〜1.3モルの範囲が更に好ましい。
【0012】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、イミダゾール及びその誘導体を含む事が必須であり、イミダゾール及びその誘導体は硬化促進剤として作用する。ここでいうイミダゾール及びその誘導体とは、例えば2−エチルー4−メチルイミダゾール、1−シアノエチルー4−メチルイミダゾール、1−ベンジルー2−エチルイミダゾール等が挙げられる。イミダゾール及びその誘導体の添加量は、酸無水物100重量部当たり0.03〜2.0重量部が好ましく、0.05〜1.0重量部が更に好ましい。イミダゾール及びその誘導体が0.03重量部未満の場合、硬化性が低下する傾向にあり、2重量部を超える場合、充分なポットライフが得られない傾向にある。また、硬化促進剤として、例えば4級アンモニュウム塩やホスホニウム塩等のオニウム塩、トリスジメチルアミノメチルフェノール等の第3級アミン類などを併用する事ができる。硬化促進剤の使用量は、イミダゾール及びその誘導体の添加量とは別に、酸無水物100重量部当たり0.0〜4.0重量部が好ましく、0.0〜3.0重量部がより好ましく、0.0〜2.0重量部がさらに好ましい。
【0013】
また、本発明に用いられるエポキシ樹脂組成物には、無機充填材を併用することができる。充填材としては、溶融シリカ、結晶シリカ、タルク、炭酸カルシウム、クレー等が挙げられる。無機充填剤の使用量は、エポキシ樹脂100重量部に対して120〜300重量部が好ましく、150〜250重量部がより好ましく、170〜200重量部がさらに好ましい。無機充填剤の量がエポキシ樹脂100重量部に対して120重量部未満であると、線膨張係数の増加や、ガラス移転点の低下、樹脂組成物の耐クラック性が低下し易くなる。また、全充填材量がエポキシ樹脂100重量部に対して300重量部を超えると粘度が高くなり作業性が劣る傾向にある。
【0014】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じてさらに、ベンガラ、酸化第2鉄、カーボン、チタンホワイト等の着色剤を添加することができる。
【0015】
また、本発明のエポキシ樹脂組成物には、フェニルアミン系シランカップリング剤が必須であり、また、本発明のエポキシ樹脂組成物には、フェニルアミン系シランカップリング剤が必須である。ここでいうフェニルアミン系シランカップリング剤にはN−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩等が上げられる。その使用量は、エポキシ樹脂成分100重量部当たり0.1〜5.0重量部、好ましくは0.3〜3.0重量部である。0.1重量部未満の場合、接着性が低下する傾向があり、5.0重量部以上の場合、Tgが低下する傾向にある。
【0016】
また、必要に応じてその他のシラン系、アルミ系あるいはチタン系等のカップリング剤を添加することができる。その他のシランカップリング剤としては、例えばγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、イミダゾリンシラン、N−アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、N−3−(4−(3−アミノプロポキシ)ブトキシ)プロピル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、トリアジンシラン等のアミノシラン類γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、4−グリシジルブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン類、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等のクロルシラン類、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルシラン類等が、また、チタネートカップリング剤としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルバイロフォスフエト)チタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチルアミノエチル)チタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルホニルチタネート等が挙げられる。また、アルミネートカップリング剤としては、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられ、フィラーの濡れ性、粘度、電気特性等から選定される。これらは1種又は2種以上を併用してもよい。
【実施例】
【0017】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【0018】
ベース基材(基材4)の製造
攪拌機付のオ−トクレ−ブにN−メチルピロリドン 2003部と硫化ナトリウム2.7水塩 529部(4.0モル)、水酸化ナトリウム 1.6部(0.04モル)および安息香酸ナトリウム 144部(1.0モル)とを仕込み、窒素雰囲気下に200℃まで約3時間かけて攪拌しながら徐々に昇温させて101mlの水を留出させた。
次いで、反応系を100℃に冷却したのちp−ジクロルベンゼン 588部(4.0モル)と1,2,4−トリクロルベンゼン 1.8部(0.01モル)およびN−メチルピロリドン 330部を加え、2時間かけて220℃まで昇温、220℃で4時間、さらに250℃で4時間反応させた。
次いでオートクレーブを冷却して内容物を濾別し、次いでケ−キを熱水で5回洗浄し、さらにアセトンで3回洗浄してから120℃で乾燥し、380部のPPSを得た。
【0019】
カルボキシ基含有基材(基材1)の製造
ベース基材の製造で製造したPPS樹脂60部とエチレン/アクリル酸エチル/無水マレイン酸=70/28/2重量比からなるエチレン系共重合体40部とγ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン0.5部を均一に混合の後、30mmφの2軸押出機にて300℃で溶融混練しペレットを得た。
このペレットをインラインスクリュ−式の3オンス射出成形機を用いシリンダ−温度300℃、金型温度100℃、射出圧力800kgf/cm2にて、ATSM1型のダンベル片を作製した。
【0020】
カルボキシ基含有基材(基材2)の製造
ベース基材の製造で製造したPPS樹脂60部とエチレン/アクリル酸エチル/無水マレイン酸=70/28/2重量比からなるエチレン系共重合体40部とγ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン0.5部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業製:Epiclon7050)1.0部を均一に混合の後、30mmφの2軸押出機にて300℃で溶融混練しペレットを得た。
このペレットをインラインスクリュ−式の3オンス射出成形機を用いシリンダ−温度300℃、金型温度100℃、射出圧力800kgf/cm2にて、ATSM1型のダンベル片を作製した。
【0021】
カルボキシ未基含有基材(基材3)の製造
ベース基材の製造で製造したPPS樹脂60部とエチレン/アクリル酸エチル=70/30重量比からなるエチレン系共重合体40部とγ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン0.5部、を均一に混合の後、30mmφの2軸押出機にて300℃で溶融混練しペレットを得た。
このペレットをインラインスクリュ−式の3オンス射出成形機を用いシリンダ−温度300℃、金型温度100℃、射出圧力800kgf/cm2にて、ATSM1型のダンベル片を作製した。
【0022】
表1にエポキシ組成物と各基材との接着強度を示す。
なお、接着強度の評価方法は、以下の通りである。
ダンベル片の端部に硬化前の液状エポキシ樹脂組成物を100mmの面積で塗布し、100℃3時間+140℃3時間の環境下で硬化処理し、常温まで自然冷却したものを試験片とした。
この試験片の両端を治具に固定し、JIS K 6911に準じて 島津製作所社性オートグラフにて引張りせん断接着力を測定した。
【0023】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)エポキシ樹脂、(b)酸無水物、(c)イミダゾール及びその誘導体からなる硬化促進剤、(d)フェニルアミン系シランカップリング剤を含有してなるエポキシ樹脂組成物。
【請求項2】
請求項1記載のエポキシ樹脂組成物を、カルボキシル基を含有する基材に塗布することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【請求項3】
請求項1又は2記載のエポキシ樹脂組成物において、(d)フェニルアミン系シランカップリング剤がエポキシ樹脂成分100重量部当たり0.1〜5.0重量部含んでなるエポキシ樹脂組成物。
【請求項4】
請求項1〜3記載のエポキシ樹脂組成物において、充填材として無機フィラーを含有してなるエポキシ樹脂組成物。
【請求項5】
請求項1〜4記載のエポキシ樹脂組成物を用いて絶縁処理された電気電子部品の製造法。


【公開番号】特開2006−28359(P2006−28359A)
【公開日】平成18年2月2日(2006.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−209880(P2004−209880)
【出願日】平成16年7月16日(2004.7.16)
【出願人】(000004455)日立化成工業株式会社 (4,649)
【Fターム(参考)】