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特開2022-156131封止構造体の製造方法およびタブレット
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  • 特開-封止構造体の製造方法およびタブレット 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022156131
(43)【公開日】2022-10-14
(54)【発明の名称】封止構造体の製造方法およびタブレット
(51)【国際特許分類】
   B29C 45/02 20060101AFI20221006BHJP
   C08G 59/18 20060101ALI20221006BHJP
   C08L 63/00 20060101ALI20221006BHJP
   C08K 3/013 20180101ALI20221006BHJP
   C08L 91/06 20060101ALI20221006BHJP
   B29B 9/06 20060101ALI20221006BHJP
   B29C 45/14 20060101ALI20221006BHJP
【FI】
B29C45/02
C08G59/18
C08L63/00 C
C08K3/013
C08L91/06
B29B9/06
B29C45/14
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021059669
(22)【出願日】2021-03-31
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-01-05
(71)【出願人】
【識別番号】000002141
【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110928
【弁理士】
【氏名又は名称】速水 進治
(72)【発明者】
【氏名】松尾 誠
(72)【発明者】
【氏名】関 秀俊
【テーマコード(参考)】
4F201
4F206
4J002
4J036
【Fターム(参考)】
4F201AA39
4F201AB03
4F201AB07
4F201AB11
4F201AC04
4F201AH37
4F201AR02
4F201AR06
4F201AR12
4F201BA02
4F201BC01
4F201BC03
4F201BC12
4F201BC37
4F201BD02
4F201BD05
4F201BK02
4F201BL12
4F201BL42
4F201BL43
4F201BR02
4F201BR50
4F206AA39
4F206AB05
4F206AB07
4F206AB11
4F206AB12
4F206AB16
4F206AC01
4F206AD03
4F206AD05
4F206AH33
4F206AR02
4F206AR06
4F206AR12
4F206AR15
4F206JA02
4F206JB12
4F206JB17
4F206JF05
4F206JL02
4J002AB01Y
4J002AE03Z
4J002CC04X
4J002CC04Y
4J002CD00Y
4J002CD011
4J002CD021
4J002CD051
4J002CD061
4J002CD131
4J002CD141
4J002CL06Y
4J002DA037
4J002DE137
4J002DE147
4J002DE237
4J002DE267
4J002DF017
4J002DG047
4J002DJ007
4J002DJ017
4J002DJ037
4J002DJ047
4J002DJ057
4J002DL007
4J002EL136
4J002EN046
4J002EN076
4J002EU116
4J002EU118
4J002EV026
4J002EW138
4J002FA047
4J002FD017
4J002FD01Y
4J002FD146
4J002FD14X
4J002FD158
4J002GQ00
4J036AC02
4J036AF08
4J036DC41
4J036FA02
4J036FA05
4J036FB02
4J036FB08
4J036FB16
4J036GA04
4J036JA07
(57)【要約】
【課題】大型封止樹脂タブレットを用いて、被封止体を効率よく封止して、封止材中のボイドの発生が低減された大型の封止構造体を製造する方法を提供する。
【解決手段】顆粒状又は粉末状のエポキシ樹脂組成物を、スクリューと前記スクリューの先端に設けられたダイスとを備える押出機に供給し、顆粒状又は粉末状の前記エポキシ樹脂組成物を、加熱して溶融する工程と、所定の開口形状を有する前記ダイスから、前記スクリューの回転により、前記溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す工程と、前記押し出しされたエポキシ樹脂組成物を、所定の長さに切断して、タブレット状エポキシ樹脂組成物を得る工程と、前記タブレット状エポキシ樹脂組成物を、その中に被封止体が配置された成形型を備えるトランスファー成形機に移送する工程と、前記トランスファー成形機を用いるトランスファーモールド法にて、前記タブレット状エポキシ樹脂組成物で前記成形型内の前記被封止体を封止することにより、封止構造体を得る工程と、を含む、封止構造体の製造方法。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
顆粒状又は粉末状のエポキシ樹脂組成物を、スクリューと前記スクリューの先端に設けられたダイスとを備える押出機に供給し、顆粒状又は粉末状の前記エポキシ樹脂組成物を、加熱して溶融する工程と、
所定の開口形状を有する前記ダイスから、前記スクリューの回転により、前記溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す工程と、
前記押し出しされたエポキシ樹脂組成物を、所定の長さに切断して、タブレット状エポキシ樹脂組成物を得る工程と、
前記タブレット状エポキシ樹脂組成物を、その中に被封止体が配置された成形型を備えるトランスファー成形機に移送する工程と、
前記トランスファー成形機を用いるトランスファーモールド法にて、前記タブレット状エポキシ樹脂組成物で前記成形型内の前記被封止体を封止することにより、封止構造体を得る工程と、
を含む、封止構造体の製造方法。
【請求項2】
溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す前記工程が、80℃以上100℃以下の温度で実施される、請求項1に記載の封止構造体の製造方法。
【請求項3】
封止する前記工程が、120℃以上200℃以下の温度、3MPa以上15MPa以下の圧力で実施される、請求項1または2に記載の封止構造体の製造方法。
【請求項4】
前記タブレット状エポキシ樹脂組成物が、直径40mm以上100mm以下、長さ50mm以上300mm以下の寸法を有する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の封止構造体の製造方法。
【請求項5】
顆粒状又は粉末状のエポキシ樹脂組成物を、スクリューと前記スクリューの先端に設けられたダイスとを備える押出機に供給し、顆粒状又は粉末状の前記エポキシ樹脂組成物を、加熱して溶融する工程と、
所定の開口形状を有する前記ダイスから、前記スクリューの回転により、前記溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す工程と、
前記押し出しされたエポキシ樹脂組成物を、所定の長さに切断して、タブレット状エポキシ樹脂組成物を得る工程と、
前記タブレット状エポキシ樹脂組成物を、その中に被封止体が配置された成形型を備えるトランスファー成形機に移送する工程と、
前記トランスファー成形機を用いるトランスファーモールド法にて、前記タブレット状エポキシ樹脂組成物で前記成形型内の前記被封止体を封止することにより、封止構造体を得る工程と、を含む封止構造体の製造方法に用いられる、エポキシ樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填剤と、
硬化促進剤と、
融点が30℃以上90℃以下のワックスと、を含む、エポキシ樹脂組成物。
【請求項6】
前記ワックスが、当該エポキシ樹脂組成物全体に対して、0.03質量%以上2.0質量%以下の量である、請求項5に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項7】
前記タブレット状エポキシ樹脂が、直径40mm以上100mm以下、長さ50mm以上300mm以下の寸法を有する、請求項5または6に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項8】
前記封止構造体が、車載用電子制御ユニット、ローターコアおよびステータコアからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項5乃至7のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、封止構造体の製造方法および当該方法に用いるためのエポキシ樹脂組成物に関する。より詳細には、本発明は、タブレット状エポキシ樹脂組成物を用いて、トランスファー成形法により封止構造体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体素子等に代表される電子部品、またはロータ等の構造体を、外部環境から保護するため、熱硬化性樹脂を用いて封止する方法が広く採用されている。特に封止用樹脂としてエポキシ樹脂を使用したトランスファーモールド法は経済性と生産性に優れており、大量生産に好適であることから、樹脂封止の主流となっている。
【0003】
またトランスファー成形を行なう際の成形方式としては、封止用の樹脂組成物をタブレットに予備成形し、そして大型タブレットを用いて1回の成形で多数の光半導体装置を成形するコンベンショナル方式が導入されている(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平9-208805号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、従来技術の方法では、大型タブレットの中心部に封じ込められた空気に起因して、封止成形品に小さなボイドが生じたり、トランスファーモールド時において封止樹脂組成物の溶融に不均一性が生じて、得られる封止成形品の密度や特性にムラが発生したりする場合があった。
【0006】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、大型封止樹脂タブレットを用いて、被封止体を効率よく封止して、封止材中のボイドの発生が低減された大型の封止構造体を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は、大型封止樹脂タブレットの製造から被封止体の封止を一連の工程で実施することにより、大型の封止構造体が優れた製造効率で製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
本発明によれば、
顆粒状又は粉末状のエポキシ樹脂組成物を、スクリューと前記スクリューの先端に設けられたダイスとを備える押出機に供給し、顆粒状又は粉末状の前記エポキシ樹脂組成物を、加熱して溶融する工程と、
所定の開口形状を有する前記ダイスから、前記スクリューの回転により、前記溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す工程と、
前記押し出しされたエポキシ樹脂組成物を、所定の長さに切断して、タブレット状エポキシ樹脂組成物を得る工程と、
前記タブレット状エポキシ樹脂組成物を、その中に被封止体が配置された成形型を備えるトランスファー成形機に移送する工程と、
前記トランスファー成形機を用いるトランスファーモールド法にて、前記タブレット状エポキシ樹脂組成物で前記成形型内の前記被封止体を封止することにより、封止構造体を得る工程と、
を含む、封止構造体の製造方法が提供される。
【0009】
また本発明によれば、
顆粒状又は粉末状のエポキシ樹脂組成物を、スクリューと前記スクリューの先端に設けられたダイスとを備える押出機に供給し、顆粒状又は粉末状の前記エポキシ樹脂組成物を、加熱して溶融する工程と、
所定の開口形状を有する前記ダイスから、前記スクリューの回転により、前記溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す工程と、
前記押し出しされたエポキシ樹脂組成物を、所定の長さに切断して、タブレット状エポキシ樹脂組成物を得る工程と、
前記タブレット状エポキシ樹脂組成物を、その中に被封止体が配置された成形型を備えるトランスファー成形機に移送する工程と、
前記トランスファー成形機を用いるトランスファーモールド法にて、前記タブレット状エポキシ樹脂組成物で前記成形型内の前記被封止体を封止することにより、封止構造体を得る工程と、を含む封止構造体の製造方法に用いられる、エポキシ樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填剤と、
硬化促進剤と、
融点が30℃以上90℃以下のワックスと、を含む、エポキシ樹脂組成物が提供される。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、大型の封止構造体を優れた製造効率で製造する方法、および当該方法に使用することができる封止樹脂タブレットの材料としてのエポキシ樹脂組成物が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本実施形態の一例における押出機の縦断面図である。
図2】本実施形態の一例におけるトランスファー成形機に接続された、被封止体が収容されたキャビティである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0013】
(封止構造体の製造方法)
本実施形態の封止構造体の製造方法は、以下の工程1~工程5を含む。
工程1:顆粒状又は粉末状のエポキシ樹脂組成物を、スクリューとこのスクリューの先端に設けられたダイスとを備える押出機に供給し、この顆粒状又は粉末状のエポキシ樹脂組成物を、加熱して溶融する。
工程2:工程1で得られた溶融されたエポキシ樹脂組成物を、所定の開口形状を有するダイスから、スクリューの回転により押し出す。
工程3:工程2で押し出しされたエポキシ樹脂組成物を、所定の長さに切断して、タブレット状エポキシ樹脂組成物を得る。
工程4:工程3で得られたタブレット状エポキシ樹脂組成物を、その中に被封止体が配置されたキャビティを備えるトランスファー成形機に移送する。
工程5:トランスファー成形機を用いるトランスファーモールド法にて、タブレット状エポキシ樹脂組成物でキャビティ内の被封止体を封止することにより、封止構造体を得る。
以下、各工程について説明する。
【0014】
上記工程1~工程3は、押出機を用いて実施される。図1は本発明の実施形態の一例における押出機の縦断面図を示したものである。すなわち、顆粒状または粉末状のエポキシ樹脂組成物1を投入するホッパー2と、押出機の先端に取り付けられ、所定のタブレット断面と同形状の開口を有しかつ温度制御されたダイス5とを有する。さらに、押出機には、シリンダ43を介して原材料粉末を加熱するためのヒータ41が取り付けられており、シリンダ43および投入側のシリンダ43a内には、顆粒状または粉末状のエポキシ樹脂組成物1を押し出し、また加熱により溶融したエポキシ樹脂組成物1を押し出しながら混練するスクリュー42が組み込まれている。また、押出機にはダイス5の温度を制御するための温度調節器51が接続されている。
【0015】
顆粒状または粉末状のエポキシ樹脂組成物1は、ホッパー2から、押出機内のシリンダ43内に投入され、ヒータ41による加熱、およびシリンダ43内に設けられたスクリュー42の回転による混練により溶融状態に可塑化される。この可塑化されたエポキシ樹脂組成物1は、ダイス5の開口から連続的に押し出されて押出し材6となる。押出し材6は、カッター(図示せず)により所定のタブレット長に切断されてタブレット状エポキシ樹脂組成物が得られる。
【0016】
本実施形態において、押出機先端に取り付けたダイス5の開口形状は、タブレット状エポキシ樹脂組成物の断面形状と同一の開口形状である。また、開口形状が円形である場合、開口形状の寸法は、たとえば、直径40mm以上100mm以下であり、好ましくは、50mm以上90mm以下である。開口形状は、その寸法を含めて、目的のタブレット形状に合わせて適宜選択される。
【0017】
本実施形態において、押出機から押し出された押出材6は、カッターで、所望の長さに切断される。この長さは、例えば、50mm以上300mm以下の範囲であり、好ましくは、100mm以上200mm以下である。上記範囲の寸法を有するタブレット状エポキシ樹脂組成物は、その後のトランスファー成形において、優れた溶融性を有するため好ましい。
【0018】
本実施形態において、タブレット状エポキシ樹脂組成物を連続的に得られるようになるため、ボイドが少なく、タブレット高さの高いタブレット状エポキシ樹脂組成物を効率良く製造することが可能である。また、本実施形態では、エポキシ樹脂の組成により異なるものの、エポキシ樹脂組成物温度の適正化を図って押し出すことにより、押し出したエポキシ樹脂組成物の断面形状が、所定のタブレットの断面形状と同一であるように、すなわち前記ダイスの開口形状と同様に押し出すことができる。
【0019】
さらに、本実施形態によれば、ボイドがほとんどまたは全く無いタブレット状エポキシ樹脂組成物を製造することができる。このようなタブレット状エポキシ樹脂組成物は、加熱温度をさらに適正化すること、また、ダイスの開口形状やタブレットの高さを調整すること等により実現できる。
【0020】
成形材料温度の適正化は、目的とするタブレットの形状、寸法、及び組成により、適宜選択され、具体的には、押出機の運転条件の調整により行うことができる。たとえば、溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す際のスクリュー回転数は15~35rpmで操作するのが好ましく、より好ましくは20~30rpmである。また溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す際の条件は、80~100℃の温度、および10~30barの圧力の条件を用いることが好ましい。
【0021】
ダイス温度は、温度調節器51により80~100℃で操作するのが好ましく、85~90℃の範囲で操作するのがより好ましい。ダイスの温度設定は、押出し成形したタブレットの直径がその許容値を満たし、かつタブレットの外観が滑らかになるように調節することが必要である。
【0022】
工程3で得られたタブレット状エポキシ樹脂組成物は、トランスファー成形機(図示せず)に移送される(工程4)。好ましくは、上記工程3と工程4とは、インサイチュで、すなわち、工程3で得られたタブレット状エポキシ樹脂組成物を取り出すことなく、そのままトランスファー成形機に移送される。
【0023】
続く封止工程は、以下の工程により実施される。
先ず、図2に示されるように、例えば、被封止体として、電子部品11が実装されている回路基板12を準備する。次に、図2に示されるように、成形型30を開いて、成形型内に回路基板12をセットする。次に、図2に示されるように、ポット40にタブレットを入れて成形型30を型締めする。次に、ポット40に収容されている溶融したエポキシ樹脂組成物Juを、プランジャ70によりゲート50を介してキャビティ33へ供給して充填し、キャビティ33に充填されている樹脂素材Juを直接に保圧する。回路基板12を封止した樹脂素材Juが固化して封止樹脂となった後に、成形型30を開いて、回路基板12を封止した状態の電子制御装置10を取り出す。
【0024】
被封止体を封止する上記工程は、例えば、120℃以上200℃以下の温度、3MPa以上15MPa以下の圧力で実施される。好ましくは、上記工程は、140℃~180℃の温度、5~12MPaの圧力で実施される。これにより、ボイドの発生のない、信頼性に優れた封止構造体を得ることができる。
【0025】
好ましい実施形態において、押出機とトランスファー成形機とは、連結されており、押出機のダイス5から押し出されたタブレット状エポキシ樹脂組成物は、直接、トランスら―成形機のポット40に移送される。これにより、上記工程1~工程5は、一連の工程で実施される。
【0026】
(被封止構造体)
封止構造体における被封止体は、電子部品が実装されている回路基板に限らず、例えば、磁石が固定されるローターコア(国際公開WO2012/029278等参考)、コイル等が絶縁加工されるステータコア(特開2020-094092等参考)、車載用電子制御ユニット(国際公開WO2016/139985等参考)などが挙げられる。
【0027】
ローターコアについて説明する。ローターコアに設けられた穴部に永久磁石を挿入し、穴部と永久磁石との間に封止用樹脂組成物を充填することにより、永久磁石をローターコアに固定する。この封止用樹脂組成物を充填する工程において、本発明の封止構造体の製造方法を適用することができる。本発明の封止構造体の製造方法を適用することにより、本発明の効果が優れたものとなり、ローターコアの大型化や複数同時生産が可能となる。
【0028】
ステータコアについて説明する。ステータコアには複数のティースを有しており、複数のティースにはコイルが巻回されている。この時、コイルをステータコアから絶縁する必要があり、封用樹脂組成物を介在させることで絶縁させることができる。この封止用樹脂組成物を介在させる工程において、本発明の封止構造体の製造方法を適用することができる。本発明の封止構造体の製造方法を適用することにより、本発明の効果が優れたものとなり、ステータコアの大型化や複数同時生産が可能となる。
【0029】
車載用電子制御ユニットについて説明する。車載用電子制御ユニットとして、電子部品等を搭載した基板を封止用樹脂組成物により封止したものが検討されている。この封止用樹脂組成物により封止させる工程において、本発明の封止構造体の製造方法を適用することができる。本発明の封止構造体の製造方法を適用することにより、本発明の効果が優れたものとなり、車載用電子制御ユニットの大型化や複数同時生産が可能となる。
【0030】
(封止用樹脂組成物)
上記封止構造体の製造において被封止体を封止するために用いられるブレット状エポキシ樹脂組成物(本明細書中、「封止用樹脂組成物」と称する場合がある)について、以下に説明する。
【0031】
本実施形態の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填剤と、硬化促進剤と、融点が30℃以上90℃以下のワックスとを含む。以下、各成分について説明する。
【0032】
[エポキシ樹脂]
本実施形態の封止用樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、N,N-ジグリシジルアニリン、N,N-ジグリシジルトルイジン、ジアミノジフェニルメタン型グリシジルアミン、アミノフェノール型グリシジルアミンのような芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフェノールプロパン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェニレンおよび/またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレンおよび/またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンオキシド、アリサイクリックジエポキシ-アジペイド等の脂環式エポキシ等の脂肪族エポキシ樹脂が挙げられる。これらは単独でも2種以上混合して使用しても良い。
【0033】
エポキシ樹脂の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して好ましくは5質量%以上40質量%以下、より好ましくは10質量%以上20質量%以下である。
【0034】
[硬化剤]
本実施形態の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂を三次元架橋させるために硬化剤を含む。硬化剤としては、たとえばフェノール樹脂系硬化剤が好ましく用いられる。フェノール樹脂系硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等のノボラック型樹脂;トリフェノールメタン型フェノール樹脂等の多官能型フェノール樹脂;テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂;フェニレン骨格及び/又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン及び/又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール化合物等が挙げられる。これらは、1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。このようなフェノール樹脂系硬化剤により、耐燃性、耐湿性、電気特性、硬化性、保存安定性等のバランスが良好となる。特に、硬化性の点から、たとえばフェノール樹脂系硬化剤の水酸基当量は、90g/eq以上、250g/eq以下とすることができる。
【0035】
さらに、併用できる硬化剤としては、例えば重付加型の硬化剤、触媒型の硬化剤、縮合型の硬化剤等を挙げることができる。
【0036】
重付加型の硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、メタキシレンジアミン(MXDA)などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、m-フェニレンジアミン(MPDA)、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド(DICY)、有機酸ジヒドラジドなどを含むポリアミン化合物;ヘキサヒドロ無水フタル酸(HHPA)、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(MTHPA)などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸(TMA)、無水ピロメリット酸(PMDA)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸(BTDA)などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物;ノボラック型フェノール樹脂、フェノールポリマーなどのポリフェノール化合物;ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物;イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物;カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類などが挙げられる。
【0037】
触媒型の硬化剤としては、例えば、ベンジルジメチルアミン(BDMA)、2,4,6-トリスジメチルアミノメチルフェノール(DMP-30)などの3級アミン化合物;2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール(EMI24)などのイミダゾール化合物;BF3錯体などのルイス酸などが挙げられる。
【0038】
縮合型の硬化剤としては、例えば、レゾール樹脂、メチロール基含有尿素樹脂のような尿素樹脂;メチロール基含有メラミン樹脂のようなメラミン樹脂などが挙げられる。
【0039】
このような他の硬化剤を併用する場合において、フェノール樹脂系硬化剤の含有量の下限値としては、全硬化剤に対して、20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることが特に好ましい。配合割合が上記範囲内であると、耐燃性を保持しつつ、良好な流動性を発現させることができる。また、フェノール樹脂系硬化剤の含有量の上限値としては、特に限定されないが、全硬化剤に対して、100質量%以下であることが好ましい。
【0040】
本発明に係る封止用樹脂組成物に対する硬化剤の含有量の合計値の下限値については、特に限定されるものではないが、封止用樹脂組成物全体に対して、0.8質量%以上であることが好ましく、1.5質量%以上であることがより好ましい。配合割合の下限値が上記範囲内であると、良好な硬化性を得ることができる。また、封止用樹脂組成物に対する硬化剤の含有量の合計値の上限値についても、特に限定されるものではないが、封止用樹脂組成物全体に対して、12質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。
【0041】
なお、硬化剤としてのフェノール樹脂と、エポキシ樹脂とは、封止用樹脂組成物中のエポキシ基数(EP)と、全フェノール樹脂のフェノール性水酸基数(OH)との当量比(EP)/(OH)が、0.8以上、1.3以下となるように配合することが好ましい。当量比が上記範囲内であると、得られる封止用樹脂組成物を成形する際、十分な硬化特性を得ることができる。ただし、エポキシ樹脂と反応し得るフェノール樹脂以外の樹脂を併用する場合は、適宜当量比を調整すればよい。
【0042】
[無機充填剤]
本実施形態の封止用樹脂組成物に用いられる無機充填剤としては、例えば、溶融破砕シリカ及び溶融球状シリカ等の溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、カオリン、タルク、クレイ、マイカ、ロックウール、ウォラストナイト、ガラスパウダー、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ガラスファイバー、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミ、カーボンブラック、グラファイト、二酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、セルロース、アラミド、木材、フェノール樹脂成形材料やエポキシ樹脂成形材料の硬化物を粉砕した粉砕粉等が挙げられる。この中でも、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶シリカ等のシリカが好ましく、溶融球状シリカがより好ましい。また、この中でも、炭酸カルシウム、ウォラストナイトがコストの面で好ましい。無機充填剤は、一種で使用しても良いし、または二種以上を併用してもよい。
【0043】
無機充填剤の平均粒径D50は、好ましくは0.01μm以上、75μm以下であり、より好ましくは0.05μm以上、50μm以下である。無機充填剤の平均粒径を上記範囲内にすることにより、金型内の充填性が向上する。また、無機充填剤の平均粒径の上限値を75μm以下とすることにより、さらに充填性が向上する。平均粒径D50は、レーザー回折型測定装置RODOS SR型(SYMPATEC HEROS&RODOS)での体積換算平均粒径とした。
【0044】
また、本発明に係る封止用樹脂組成物においては、無機充填剤は、2種以上の異なる平均粒径D50を有する球状シリカを含むことができる。これにより、トランスファーモールドの際の流動性及び充填性が向上し得る。
【0045】
無機充填剤の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは60質量%以上であり、さらに好ましくは65質量%以上であり、特に好ましくは75質量%以上である。下限値が上記範囲内であると、得られる封止用樹脂組成物の硬化に伴う吸湿量の増加や、強度の低下が低減できる。また、無機充填剤の量は、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは93質量%以下であり、より好ましくは91質量%以下であり、さらに好ましくは90質量%以下である。上限値が上記範囲内であると、得られる封止用樹脂組成物は良好な流動性を有するとともに、良好な成形性を備える。したがって、封止構造体の製造安定性が高まり、歩留まり及び耐久性のバランスに優れた構造体が得られる。
【0046】
また、無機充填剤として、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶シリカ等のシリカを用いる場合、シリカの含有量が、封止用樹脂組成物全体に対して、40質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましい。下限値が上記範囲内であると、トランスファーモールド時の封止用樹脂組成物の流動性と熱膨張率のバランスが良好となる。
【0047】
また、無機充填剤と、後述するような水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物や、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、三酸化アンチモン等の無機系難燃剤とを併用する場合には、これらの無機系難燃剤と上記無機充填剤の合計量は、上記無機充填剤の含有量の範囲内とすることが望ましい。
【0048】
[硬化促進剤]
本実施形態の封止用樹脂組成物に用いられる硬化促進剤としては、イミダゾール類を用いることが好ましい。イミダゾール類は、たとえばイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシジメチルイミダゾール、および2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4-ジアミノ-6-[2'-メチルイミダゾリル(1')]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2'-ウンデシルイミダゾリル(1')]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2'-エチル-4-メチルイミダゾリル(1')]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2'-メチルイミダゾリル(1')]-エチル-s-トリアジンのイソシアヌル酸付加物、2-フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2-メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物から選択される一種または二種以上を含むことができる。
【0049】
硬化促進剤としてイミダゾール類が用いられる場合、イミダゾール類の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して0.01質量%以上であることが好ましく、0.03質量%以上であることがより好ましく、0.05質量%以上であることがとくに好ましい。イミダゾール類の含有量を上記下限値以上とすることによって、得られる封止材の耐温度サイクル性をより効果的に向上させることができる。また、封止成形時における硬化性を向上させることも可能である。一方で、イミダゾール類の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して2.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることがとくに好ましい。イミダゾール類の含有量を上記上限値以下とすることにより、トランスファーモールド時における流動性を向上させ、充填性の向上に寄与することができる。
【0050】
硬化促進剤は、イミダゾール類の他に、たとえば有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物;1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン等のイミダゾール類以外のアミン系硬化促進剤から選択される一種または二種以上をさらに含むことができる。
【0051】
封止用樹脂組成物で用いることができる有機ホスフィンとしては、例えばエチルホスフィン、フェニルホスフィン等の第1ホスフィン;ジメチルホスフィン、ジフェニルホスフィン等の第2ホスフィン;トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の第3ホスフィンが挙げられる。
【0052】
封止用樹脂組成物で用いることができるテトラ置換ホスホニウム化合物としては、例えば下記一般式(4)で表される化合物等が挙げられる。
【0053】
【化1】
(上記一般式(4)において、Pはリン原子を表す。R、R、RおよびRは芳香族基またはアルキル基を表す。Aはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも1つ有する芳香族有機酸のアニオンを表す。AHはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも1つ有する芳香族有機酸を表す。x、yは1~3の数、zは0~3の数であり、かつx=yである。)
【0054】
一般式(4)で表される化合物は、例えば以下のようにして得られるがこれに限定されるものではない。まず、テトラ置換ホスホニウムハライドと芳香族有機酸と塩基を有機溶剤に混ぜ均一に混合し、その溶液系内に芳香族有機酸アニオンを発生させる。次いで水を加えると、一般式(4)で表される化合物を沈殿させることができる。一般式(4)で表される化合物において、リン原子に結合するR、R、RおよびRがフェニル基であり、かつAHはヒドロキシル基を芳香環に有する化合物、すなわちフェノール類であり、かつAは該フェノール類のアニオンであるのが好ましい。上記フェノール類としては、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコールなどの単環式フェノール類、ナフトール、ジヒドロキシナフタレン、アントラキノールなどの縮合多環式フェノール類、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどのビスフェノール類、フェニルフェノール、ビフェノールなどの多環式フェノール類などが例示される。
【0055】
硬化促進剤として用いられるホスホベタイン化合物としては、例えば、下記一般式(5)で表される化合物等が挙げられる。
【0056】
【化2】
(上記一般式(5)において、Rは炭素数1~3のアルキル基、Rはヒドロキシル基を表す。fは0~5の数であり、gは0~3の数である。)
【0057】
一般式(5)で表される化合物は、例えば以下のようにして得られる。まず、第三ホスフィンであるトリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩とを接触させ、トリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩が有するジアゾニウム基とを置換させる工程を経て得られる。しかしこれに限定されるものではない。
【0058】
硬化促進剤として用いられるホスフィン化合物とキノン化合物との付加物としては、例えば、下記一般式(6)で表される化合物等が挙げられる。
【0059】
【化3】
(上記一般式(6)において、Pはリン原子を表す。R10、R11およびR12は炭素数1~12のアルキル基または炭素数6~12のアリール基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。R13、R14およびR15は水素原子または炭素数1~12の炭化水素基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよく、R14とR15が結合して環状構造となっていてもよい。)
【0060】
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるホスフィン化合物としては、例えばトリフェニルホスフィン、トリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリナフチルホスフィン、トリス(ベンジル)ホスフィン等の芳香環に無置換またはアルキル基、アルコキシル基等の置換基が存在するものが好ましく、アルキル基、アルコキシル基等の置換基としては1~6の炭素数を有するものが挙げられる。入手しやすさの観点からはトリフェニルホスフィンが好ましい。
【0061】
また、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるキノン化合物としては、ベンゾキノン、アントラキノン類が挙げられ、中でもp-ベンゾキノンが保存安定性の点から好ましい。
【0062】
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の製造方法としては、有機第三ホスフィンとベンゾキノン類の両者が溶解することができる溶媒中で接触、混合させることにより付加物を得ることができる。溶媒としてはアセトンやメチルエチルケトン等のケトン類で付加物への溶解性が低いものがよい。しかしこれに限定されるものではない。
【0063】
一般式(6)で表される化合物において、リン原子に結合するR10、R11およびR12がフェニル基であり、かつR13、R14およびR15が水素原子である化合物、すなわち1,4-ベンゾキノンとトリフェニルホスフィンを付加させた化合物が封止用樹脂組成物の硬化物の熱時弾性率を低下させる点で好ましい。
【0064】
硬化促進剤として使用されるホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物としては、例えば下記一般式(7)で表される化合物等が挙げられる。
【0065】
【化4】
(上記一般式(7)において、Pはリン原子を表し、Siは珪素原子を表す。R16、R17、R18およびR19は、それぞれ、芳香環または複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。式中R20は、基YおよびYと結合する有機基である。式中R21は、基YおよびYと結合する有機基である。YおよびYは、プロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基YおよびYが珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。YおよびYはプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基YおよびYが珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。R20、およびR21は互いに同一であっても異なっていてもよく、Y、Y、YおよびYは互いに同一であっても異なっていてもよい。Zは芳香環または複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基である。)
【0066】
一般式(7)において、R16、R17、R18およびR19としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ナフチル基、ヒドロキシナフチル基、ベンジル基、メチル基、エチル基、n-ブチル基、n-オクチル基およびシクロヘキシル基等が挙げられ、これらの中でも、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフチル基等のアルキル基、アルコキシ基、水酸基などの置換基を有する芳香族基もしくは無置換の芳香族基がより好ましい。
【0067】
また、一般式(7)において、R20は、YおよびYと結合する有機基である。同様に、R21は、基YおよびYと結合する有機基である。YおよびYはプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基YおよびYが珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。同様にYおよびYはプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基YおよびYが珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。基R20およびR21は互いに同一であっても異なっていてもよく、基Y、Y、Y、およびYは互いに同一であっても異なっていてもよい。このような一般式(7)中の-Y-R20-Y-、および-Y-R21-Y-で表される基は、プロトン供与体が、プロトンを2個放出してなる基で構成されるものであり、プロトン供与体としては、分子内にカルボキシル基、または水酸基を少なくとも2個有する有機酸が好ましく、さらには芳香環を構成する隣接する炭素にカルボキシル基または水酸基を少なくとも2個有する芳香族化合物が好ましく、芳香環を構成する隣接する炭素に水酸基を少なくとも2個有する芳香族化合物がより好ましく、例えば、カテコール、ピロガロール、1,2-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、2,2'-ビフェノール、1,1'-ビ-2-ナフトール、サリチル酸、1-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、クロラニル酸、タンニン酸、2-ヒドロキシベンジルアルコール、1,2-シクロヘキサンジオール、1,2-プロパンジオールおよびグリセリン等が挙げられるが、これらの中でも、カテコール、1,2-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレンがより好ましい。
【0068】
また、一般式(7)中のZは、芳香環または複素環を有する有機基または脂肪族基を表し、これらの具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基およびオクチル基等の脂肪族炭化水素基や、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基およびビフェニル基等の芳香族炭化水素基、グリシジルオキシプロピル基、メルカプトプロピル基、アミノプロピル基等のグリシジルオキシ基、メルカプト基、アミノ基を有するアルキル基およびビニル基等の反応性置換基等が挙げられるが、これらの中でも、メチル基、エチル基、フェニル基、ナフチル基およびビフェニル基が熱安定性の面から、より好ましい。
【0069】
ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物の製造方法としては、メタノールを入れたフラスコに、フェニルトリメトキシシラン等のシラン化合物、2,3-ジヒドロキシナフタレン等のプロトン供与体を加えて溶かし、次に室温攪拌下ナトリウムメトキシド-メタノール溶液を滴下する。さらにそこへ予め用意したテトラフェニルホスホニウムブロマイド等のテトラ置換ホスホニウムハライドをメタノールに溶かした溶液を室温攪拌下滴下すると結晶が析出する。析出した結晶を濾過、水洗、真空乾燥すると、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が得られる。しかし、これに限定されるものではない。
【0070】
硬化促進剤の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して0.05質量%以上であることが好ましく、0.08質量%以上であることがより好ましく、0.10質量%以上であることがとくに好ましい。硬化促進剤の含有量を上記下限値以上とすることにより、トランスファーモールド時における封止用樹脂組成物の硬化性を効果的に向上させることができる。一方で、硬化促進剤の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して2.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることがとくに好ましい。硬化促進剤の含有量を上記上限値以下とすることにより、封止時における流動性を向上させ、充填性の向上に寄与することができる。
【0071】
[ワックス]
本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、融点が30℃から90℃のワックスを含む。このようなワックスを含むことにより、封止用樹脂組成物は、トランスファーモールドで適用される温度下で、溶融性が良好であり、よって封止時における流動性が向上するとともに、充填性が向上し得る。このようなワックスとしては、カルナバワックス等の天然ワックス、モンタン酸エステルワックスや酸化ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸およびその金属塩類が挙げられる。
【0072】
ワックスの配合量は、封止用樹脂組成物全体に対して、例えば、0.05質量%以上、2.0質量%以下である。ワックスの配合量の下限値は、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは、0.1質量%以上であり、より好ましくは、0.2質量%以上である。ワックスの配合量の上限値は、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは、1.5質量%以下であり、より好ましくは1.0質量%以下である。上記範囲でワックスを配合することにより、得られる封止用樹脂組成物は、トランスファーモールド時において優れた流動性と、充填性とを有する。
【0073】
[カップリング剤]
本発明に係る封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂と無機充填剤との密着性を向上させるため、シランカップリング剤等のカップリング剤を含んでもよい。カップリング剤例えばエポキシシラン、アミノシラン、ウレイドシラン、メルカプトシラン等が挙げられる。
【0074】
エポキシシランとしては、例えば、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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が挙げられる。また、アミノシランとしては、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、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-フェニルγ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニルγ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-6-(アミノヘキシル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(3-(トリメトキシシリルプロピル)-1,3-ベンゼンジメタナン等が挙げられる。また、ウレイドシランとしては、例えば、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。アミノシランの1級アミノ部位をケトン又はアルデヒドを反応させて保護した潜在性アミノシランカップリング剤として用いてもよい。また、アミノシランとしては、2級アミノ基を有してもよい。また、メルカプトシランとしては、例えば、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシランのほか、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドのような熱分解することによってメルカプトシランカップリング剤と同様の機能を発現するシランカップリング剤など、が挙げられる。またこれらのシランカップリング剤は予め加水分解反応させたものを配合してもよい。これらのシランカップリング剤は1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
【0075】
連続成形性という観点では、メルカプトシランが好ましく、流動性の観点では、アミノシランが好ましく、密着性という観点ではエポキシシランが好ましい。
【0076】
本発明に係る封止用樹脂組成物に用いることができるシランカップリング剤等のカップリング剤の含有量の下限値としては、封止用樹脂組成物全体に対して、0.01質量%以上が好ましく、より好ましくは0.05質量%以上、特に好ましくは0.1質量%以上である。シランカップリング剤等のカップリング剤の含有量の下限値が上記範囲内であれば、エポキシ樹脂と無機充填剤との界面強度が低下することがなく、良好な耐振動性を得ることができる。また、シランカップリング剤等のカップリング剤の含有量の上限値としては、封止用樹脂組成物全体に対して、1質量%以下が好ましく、より好ましくは0.8質量%以下、特に好ましくは0.6質量%以下である。シランカップリング剤等のカップリング剤の含有量の上限値が上記範囲内であれば、エポキシ樹脂と無機充填剤との界面強度が低下することがなく、良好な耐振動性を得ることができる。また、シランカップリング剤等のカップリング剤の含有量が上記範囲内であれば、封止用樹脂組成物の硬化物の吸水性が増大することが防止される。
【0077】
[その他の添加剤]
本実施形態の封止用樹脂組成物は、上記成分に加え、必要に応じてさらに、着色剤、難燃剤、離型剤等の他の添加剤を含み得る。
【0078】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例0079】
以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0080】
(実施例1~4、比較例1~2)
<タブレット状封止用樹脂組成物の調製>
各実施例、および各比較例のそれぞれについて、以下のように封止用樹脂組成物を調製した。
表1に示す各成分を使用し、上記「封止構造体の製造」に記載の工程1~3の方法により、タブレット状の封止用樹脂組成物を得た。
【0081】
表1中の各成分の詳細は下記のとおりである。また、表1中に示す処方は、樹脂組成物全体に対する各成分の配合割合(質量部)を示している。
【0082】
(エポキシ樹脂)
・エポキシ樹脂1:オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC社製、製品名「EPICRON N-670」)
・エポキシ樹脂2:オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC社製、製品名「EPICRON N-685」)
・エポキシ樹脂3:トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、製品名「jER 1032H60」)
【0083】
(硬化剤)
・フェノール樹脂系硬化剤1:ノボラック型フェノール樹脂(住友ベークライト株式会社製、製品名「スミライトレジンPR-51470」)
・フェノール樹脂系硬化剤2:トリスフェニルメタン型フェノールノボラック樹脂(明和化成株式会社製、製品名「MEH-7500」)
【0084】
(無機充填材)
・無機充填材1:溶融球状シリカ(デンカ株式会社製、製品名「FB-950」)
・無機充填材2:溶融球状シリカ(デンカ株式会社製、製品名「FB-105」)
・無機充填材3:溶融破壊シリカ(フミテック株式会社製、製品名「FMT-15C」)
・無機充填材4:ガラス繊維(日東紡績社製、製品名「CS3E479」)
【0085】
(硬化促進剤)
・硬化促進剤1:テトラフェニルホスフォニウム2,3-ジヒドロキシナフタレート
・硬化促進剤2:テトラフェニルホスフォニウム4,4-スルフォニルジフェノラート
・硬化促進剤3:2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成株式会社製)
【0086】
(ワックス)
・ワックス1:カルナバワックス(東亞合成社製、製品名「TOWAX-132」、融点:83℃)
・ワックス2:ステアリン酸(日油社製、製品名「SR-サクラ」、融点:60℃)
・ワックス3:ジエタノールアミン・ジモンタン酸エステル(伊藤製油社製、製品名「ITOHWAX TP NC-133」、融点:78℃)
・ワックス4:酸化ポリエチレンワックス(クラリアント・ジャパン社製、製品名「PED191」、融点:122℃)
・ワックス5:部分ケン化エステルワックス(クラリアント・ジャパン社製、製品名「LOCOWAX OP」、融点:100℃)
【0087】
(添加剤)
・シランカップリング剤1:N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名「CF-4083」)
・シランカップリング剤2:γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、製品名「KBM-403」)
・カーボンブラック:カーボンブラック(三菱ケミカル株式会社製、製品名「カーボン#5」)
・低応力剤1:シリコーンゴム(東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名「CF-2152」)
・低応力剤2:シリコーンオイル(東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名「FZ-3730」)
【0088】
<タブレット状封止用樹脂組成物の性能評価>
得られたタブレット状封止用樹脂組成物を、以下の項目について評価した。評価結果を以下の表1に示す。
【0089】
(押し出し機連続作業性)
押し出し機にて直径60mm、長さ200mmのタブレット状封止用樹脂組成物を得る際の連続作業性を評価した。評価基準を以下に示す。
〇:タブレット状封止用樹脂組成物のダイスからの押し出しが連続して10回以上可能
×:タブレット状封止用樹脂組成物のダイスからの押し出しが10回未満
【0090】
(タブレット温度)
ダイスより押し出されたタブレット状封止用樹脂組成物の表面温度を表面温度計にて計測した。
【0091】
(タブレット外観)
ダイスより押し出されたタブレット状封止用樹脂組成物の外観を評価した(直径60mm、長さ200mm)。評価基準を以下に示す。
〇:タブレット状封止用樹脂組成物の表面荒れ、変形なし
×:タブレット状封止用樹脂組成物の表面荒れ、変形あり
【0092】
【表1】
【0093】
実施例のタブレット状封止用樹脂組成物はいずれも、押し出し機連続作業性に優れるとともに、優れた外観を有していた。
【符号の説明】
【0094】
1 顆粒状または粉末状のエポキシ樹脂組成物
2 ホッパー
41 ヒータ
42 スクリュー
43 シリンダ
43a 投入側シリンダ
5 ダイス
51 温度調節器
6 押出し材
10 電子制御装置
11 電子部品
12 回路基板
30 成形型、
33 キャビティ
40 ポット
50 ゲート
Ju 溶融エポキシ樹脂組成物
図1
図2
【手続補正書】
【提出日】2021-10-20
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポキシ樹脂組成物からなる顆粒または粉末を、スクリューと前記スクリューの先端に設けられたダイスとを備える押出機に供給し、前記エポキシ樹脂組成物からなる顆粒または粉末を、加熱して溶融する工程と、
所定の開口形状を有する前記ダイスから、前記スクリューの回転により、前記溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す工程と、
前記押し出しされたエポキシ樹脂組成物を、所定の長さに切断して、前記エポキシ樹脂組成物からなるタブレットを得る工程であって、前記タブレットが、直径40mm以上100mm以下、長さ50mm以上300mm以下の寸法を有する、工程と、
前記タブレットを、その中に被封止体が配置された成形型を備えるトランスファー成形機に移送する工程と、
前記トランスファー成形機を用いるトランスファーモールド法にて、前記エポキシ樹脂組成物で前記成形型内の前記被封止体を封止することにより、封止構造体を得る工程と、
を含
前記エポキシ樹脂組成物は、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填剤と、
硬化促進剤と、
融点が30℃以上90℃以下のワックスと、を含む、
封止構造体の製造方法。
【請求項2】
溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す前記工程が、80℃以上100℃以下の温度で実施される、請求項1に記載の封止構造体の製造方法。
【請求項3】
封止する前記工程が、120℃以上200℃以下の温度、3MPa以上15MPa以下の圧力で実施される、請求項1または2に記載の封止構造体の製造方法。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の封止構造体の製造方法に用いられる、タブレットであって、
当該タブレットは、直径40mm以上100mm以下、長さ50mm以上300mm以下の寸法を有し、
当該タブレットは、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填剤と、
硬化促進剤と、
融点が30℃以上90℃以下のワックスと、を含む、エポキシ樹脂組成物からなる、
タブレット。
【請求項5】
前記ワックスが、前記エポキシ樹脂組成物全体に対して、0.03質量%以上2.0質量%以下の量である、請求項に記載のタブレット
【請求項6】
前記封止構造体が、車載用電子制御ユニット、ローターコアおよびステータコアからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項4または5に記載のタブレット
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
本発明によれば、
ポキシ樹脂組成物からなる顆粒または粉末を、スクリューと前記スクリューの先端に設けられたダイスとを備える押出機に供給し、前記エポキシ樹脂組成物からなる顆粒または粉末を、加熱して溶融する工程と、
所定の開口形状を有する前記ダイスから、前記スクリューの回転により、前記溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す工程と、
前記押し出しされたエポキシ樹脂組成物を、所定の長さに切断して、前記エポキシ樹脂組成物からなるタブレットを得る工程であって、前記タブレットが、直径40mm以上100mm以下、長さ50mm以上300mm以下の寸法を有する、工程と、
前記タブレットを、その中に被封止体が配置された成形型を備えるトランスファー成形機に移送する工程と、
前記トランスファー成形機を用いるトランスファーモールド法にて、前記エポキシ樹脂組成物で前記成形型内の前記被封止体を封止することにより、封止構造体を得る工程と、
を含
前記エポキシ樹脂組成物は、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填剤と、
硬化促進剤と、
融点が30℃以上90℃以下のワックスと、を含む、
封止構造体の製造方法が提供される。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
また本発明によれば、
上記封止構造体の製造方法に用いられる、タブレットであって、
当該タブレットは、直径40mm以上100mm以下、長さ50mm以上300mm以下の寸法を有し、
当該タブレットは、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填剤と、
硬化促進剤と、
融点が30℃以上90℃以下のワックスと、を含む、エポキシ樹脂組成物からなる、
タブレットが提供される。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0078
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0078】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、実施形態の例を付記する。
1. 顆粒状又は粉末状のエポキシ樹脂組成物を、スクリューと前記スクリューの先端に設けられたダイスとを備える押出機に供給し、顆粒状又は粉末状の前記エポキシ樹脂組成物を、加熱して溶融する工程と、
所定の開口形状を有する前記ダイスから、前記スクリューの回転により、前記溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す工程と、
前記押し出しされたエポキシ樹脂組成物を、所定の長さに切断して、タブレット状エポキシ樹脂組成物を得る工程と、
前記タブレット状エポキシ樹脂組成物を、その中に被封止体が配置された成形型を備えるトランスファー成形機に移送する工程と、
前記トランスファー成形機を用いるトランスファーモールド法にて、前記タブレット状エポキシ樹脂組成物で前記成形型内の前記被封止体を封止することにより、封止構造体を得る工程と、
を含む、封止構造体の製造方法。
2. 溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す前記工程が、80℃以上100℃以下の温度で実施される、1.に記載の封止構造体の製造方法。
3. 封止する前記工程が、120℃以上200℃以下の温度、3MPa以上15MPa以下の圧力で実施される、1.または2.に記載の封止構造体の製造方法。
4. 前記タブレット状エポキシ樹脂組成物が、直径40mm以上100mm以下、長さ50mm以上300mm以下の寸法を有する、1.乃至3.のいずれかに記載の封止構造体の製造方法。
5. 顆粒状又は粉末状のエポキシ樹脂組成物を、スクリューと前記スクリューの先端に設けられたダイスとを備える押出機に供給し、顆粒状又は粉末状の前記エポキシ樹脂組成物を、加熱して溶融する工程と、
所定の開口形状を有する前記ダイスから、前記スクリューの回転により、前記溶融したエポキシ樹脂組成物を押し出す工程と、
前記押し出しされたエポキシ樹脂組成物を、所定の長さに切断して、タブレット状エポキシ樹脂組成物を得る工程と、
前記タブレット状エポキシ樹脂組成物を、その中に被封止体が配置された成形型を備えるトランスファー成形機に移送する工程と、
前記トランスファー成形機を用いるトランスファーモールド法にて、前記タブレット状エポキシ樹脂組成物で前記成形型内の前記被封止体を封止することにより、封止構造体を得る工程と、を含む封止構造体の製造方法に用いられる、エポキシ樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機充填剤と、
硬化促進剤と、
融点が30℃以上90℃以下のワックスと、を含む、エポキシ樹脂組成物。
6. 前記ワックスが、当該エポキシ樹脂組成物全体に対して、0.03質量%以上2.0質量%以下の量である、5.に記載のエポキシ樹脂組成物。
7. 前記タブレット状エポキシ樹脂が、直径40mm以上100mm以下、長さ50mm以上300mm以下の寸法を有する、5.または6.に記載のエポキシ樹脂組成物。
8. 前記封止構造体が、車載用電子制御ユニット、ローターコアおよびステータコアからなる群から選択される少なくとも1種である、5.乃至7.のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。