JPH06220367A - 電気絶縁被覆用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 必須成分が、熱硬化性樹脂、充填剤、揺変剤
及び添加剤からなるディップコート電気絶縁樹脂組成物
であって、熱硬化性樹脂成分は、主成分がジメチレンエ
ーテル型フェノール樹脂又はこれとエポキシ樹脂であ
り、揺変剤主要成分が有機ベントナイトであることを特
徴とする。 【効果】 従来のレゾール型フェノール樹脂を使用した
ものに比較して緻密性及び耐湿性が大幅に向上する。従
って、高信頼性が要求される分野にもワックス含浸レス
方式を採用することができる。これに加え、ペーストの
保存性、沈降安定性、タレ性、特に熱時のタレ性などの
ディップ作業性に優れている。また、従来のディップコ
ート樹脂は塗装工程で風乾を必要としたが、本発明の組
成物では、風乾を省略でき、乾燥硬化工程を短縮するこ
とが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品用絶縁塗料特に
各種コンデンサー、バリスター、あるいはハイブリッド
ＩＣなどに電気絶縁用保護被覆を形成させるための外装
塗料に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品は湿気からの保護及び機械的保
護を目的に絶縁被覆塗料により外装を施している。この
絶縁塗料の特性は直接電子部品の耐湿特性、機械的特性
に大きな影響を与える。一方、電子部品の被覆方法には
溶剤系ディップコート法、注型法、粉体外装法、成形法
などがある。このうち、溶剤系ディップコート法は、熱
硬化性樹脂、充填材、揺変剤、添加剤等よりなる組成物
に溶剤を配合してなる塗料に電子部品を浸漬被覆し、風
乾により溶剤を部分蒸発させた後、加熱硬化処理して電
子部品を被覆する方法である。高度の耐湿性が要求され
る場合は、更にこれら電子部品をワックスあるいはシリ
コーンで含浸処理する方式が採用されている。

【０００３】溶剤系ディップコート法に使用する材料は
多量に充填材を含むので、その硬化塗膜は一般にポーラ
ス状で熱膨張率が小さく、耐熱衝撃性に優れている。特
にハイブリッドＩＣ分野においては、樹脂封止材として
半導体チツプ等を部分被覆するチップコート材、そして
モールド部品等搭載回路基板を被覆する外装材として、
溶剤系コート材は上記のように優れた耐熱衝撃特性を有
しているので、その使用が増加している。

【０００４】近年、電子部品の要求性能が厳しくなり、
溶剤系コート材の耐熱衝撃性を保持しつつ作業工程が複
雑なワックス含浸処理を行わないワックス含浸レス方式
においても、耐湿性レベルがより向上した緻密性の材料
の開発が望まれている。また、この緻密化を図ろうとす
ると、ディップ作業時の塗料のタレの発生、加熱硬化時
のタレの発生、風乾を充分行なわないとフクレが発生す
る等の問題があった。特に熱時の塗料の流動性をコント
ロールすることはかなり難しい問題であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、一般に耐
湿性が充分でない溶剤系ディップコート材の耐湿性レベ
ルを向上させるべく研究した結果、緻密で耐湿性が大巾
に向上し、かつ、タレ性、フィラーの沈降性などの諸問
題が解決できる構成を見いだし、本発明を完成させるに
至った。本発明の目的は、溶剤系コート材のディップ作
業性、耐熱衝撃性などの本来の機能を保持しつつ、緻密
性、耐湿性を大幅に向上させ、ワックス含浸レス方式に
も対応できるハイソリッド型の被覆用組成物を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、必須成分が、
熱硬化性樹脂、充填材、揺変剤及び添加剤からなる電気
絶縁用被覆組成物であって、熱硬化性樹脂成分は、主成
分がジメチレンエーテル型フェノール樹脂、又はこれと
エポキシ樹脂であり、揺変剤主要成分が有機ベントナイ
トであることを特徴とする電気絶縁被覆用組成物であ
る。

【０００７】本発明において使用するジメチレンエーテ
ル型フェノール樹脂は二価金属塩の存在下、フェノール
類とホルムアルデヒド類をモル比が１：１.０〜３.０、
好ましくは１：１.２〜２.５で還流下４〜８時間縮合反
応させ、次いで１２０℃で減圧脱水して得られる粘稠状
ないし固形状樹脂である。こうして得られた樹脂は１１
０℃以下の温度ではほとんど熱硬化しない樹脂であり、
メチロール基、メチレン基、及びジメチレンエーテル基
をもった構造を有している。本発明に用いるジメチレン
エーテル型フェノール樹脂は、好ましくは、アセチル化
したのちのＮＭＲ分析の結果からジメチレンエーテル結
合、メチレン結合、及びメチロール基の各モル数の和に
占めるジメチレンエーテル結合のモル数の割合が１５〜
４０％であり、数平均分子量は３００〜６００、未反応
フェノール分が３.５％以下である。

【０００８】本発明において使用するフェノール類は、
２官能性フェノールはオルソクレゾール、パラクレゾー
ル、パラエチルフェノール、パラプロピルフェノール、
パラターシャリーブチルフェノール、パラオクチルフェ
ノール、パラノニルフェノール、パラフェニルフェノー
ルなどであり、また３官能性以上のフェノールはフェノ
ール、メタクレゾール、３，５−キシレノール、レゾル
シノール、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノ
ールＦなどであって、これらの内から選ばれた１種又は
２種以上である。ホルムアルデヒド類はホルムアルデヒ
ド、パラホルムアルデヒド又はトリオキサンなどであ
り、併用することも可能である。

【０００９】反応触媒として使用する有機酸金属塩は有
機酸の２価金属塩から選ばれた１種又は２種以上であっ
て、有機酸としてはカルボン酸、ナフテン酸、スルホン
酸、及びスルフィン酸などであるが、特にカルボン酸と
ナフテン酸が好ましく、２価金属の種類としては鉛、カ
ルシウム、マンガン、錫、亜鉛、銅、マグネシウム、バ
リウムなどであるが、特に鉛、マンガン、亜鉛、バリウ
ムが好ましい。また、塩酸、シュウ酸、パラトルエンス
ルホン酸などの酸触媒、水酸化カルシウム、アンモニ
ア、トリエチルアミン、などの塩基性触媒を少量併用す
ることもできる。フェノール類とホルムアルデヒド類を
有機酸金属塩を触媒として弱酸性下に反応させる時の触
媒使用量は、通常はフェノール類１モルに対して ０.０
００５〜０.０１モルである、反応系のｐＨが好ましく
は ４.５〜６.０になるようにしてフェノール類とホル
ムアルデヒド類を反応させる。

【００１０】本発明において使用するエポキシ樹脂は、
１分子中に少なくとも２個以上のエポキシ基を有するも
ので、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、脂肪族グリシジルエーテル型エポ
キシ樹脂、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、脂環式エポキシ樹
脂、ブロム化エポキシ樹脂、各種変性エポキシ樹脂など
であり、これら何種類かを併用することもできる。好ま
しくは、ビスフェノールＡ型又はビスフェノールＦ型エ
ポキシ樹脂であり、耐熱衝撃性や耐湿性をバランスよく
向上することができる。本発明の熱硬化性樹脂成分とし
てエポキシ樹脂を配合すると素子や基板との密着性と耐
衝撃性をより向上させることができる。

【００１１】熱硬化性樹脂成分がジメチレンエーテル型
フェノール樹脂の場合、単独で使用する以外にノボラッ
ク型フェノール樹脂を３０〜５０％配合して、強度を向
上させ、硬化時の揮発分を少なくし、緻密化を向上させ
ることができる。熱硬化樹脂成分がジメチレンエーテル
型フェノール樹脂とエポキシ樹脂とを併用する場合の配
合は、ジメチレンエーテル型フェノール樹脂２０〜６０
％、エポキシ樹脂８０〜４０％が好ましく、ジメチレン
エーテル型フェノール樹脂が２０％以下の場合は硬化性
が遅くなり、補助的にエポキシ樹脂の硬化促進剤の添加
が必要となる。また、固形分全体に対する熱硬化性樹脂
成分の配合量は１５〜３５％であることが望ましい。

【００１２】本発明において使用する充填材は、炭酸カ
ルシウム、アルミナ、タルク、結晶シリカ、溶融シリ
カ、焼結珪酸アルミニウムなどの破砕状又は球状の無機
充填材であるが、これに限定されるものではなく、これ
ら充填材の１種以上を組み合わせて使用することができ
る。またカツプリング剤処理した充填材でもよい。本発
明において使用する揺変剤は、有機ベントナイト系（ア
ミン結合ベントナイト複合体）揺変剤を主要成分として
使用するものであり、タレ性及び沈降性、沈降物のソフ
トケーキ化の改良ができる。本発明において使用する溶
剤は、トルエン、キシレンなどの炭化水素系溶剤、エチ
ルアルコールなどのアルコール系溶剤、アセトン、メチ
ルエチルケトンなどのケトン系溶剤、その他、エステル
系、エーテル系、エーテルアルコール系、エーテルエス
テル系などの溶剤１種又は２種以上使用する。添加剤に
ついては密着性をより向上させるためにシラン系カップ
リング剤やチタネート系カップリング剤を充填材に０.
１〜２.０重量％含有させることが好ましい。他の添加
剤としてはイミダゾール及びそのシアノエチル化物等の
付加物や芳香族アミン類、トリフェニルホスフィンなど
の有機ホスフィン類、ヒドラジン類、などの硬化促進
剤、レベリング剤、消泡剤、顔料、染料、三酸化アンチ
モンなどの難燃助剤などを適量配合することができる。

【００１３】

【作用】本発明の電気絶縁被覆用組成物は、従来のレゾ
ール型フェノール樹脂、及びレゾール型フェノール樹脂
とエポキシ樹脂とよりなる組成物に比較して緻密性及び
耐湿性を大幅に向上することができる。従って、従来高
信頼性が要求される分野にはワックス含浸により対応し
ていたが、本発明の組成物によりワックス含浸レス方式
でも充分信頼性の高い外装封止品を得ることができる。
これはジメチレンエーテル型フェノール樹脂の硬化時、
及びエポキシ樹脂と反応硬化時に発生する縮合水等の揮
発性成分が少ないことが緻密性向上に有効に作用してい
ると考えられる。これに加え、ペーストの保存性、沈降
安定性、タレ性、特に熱時のタレ性などのディップ作業
性に優れている。また、従来のディップコート樹脂は塗
装工程で３〜６時間の風乾操作をしないと塗膜のフクレ
等の欠陥が発生するのに対し、本発明の組成物は、ジメ
チレンエーテル型フェノール樹脂が１１０℃以下ではほ
とんど反応しないので、このことを有効に利用して、８
０〜１００℃での溶剤の蒸発操作が可能となるので、風
乾操作を省略でき、乾燥硬化工程を短縮することも可能
である。

【００１４】

【実施例】以下本発明を実施例によって詳細に説明する
が、本発明は実施例によって限定されるものではない。
この実施例及び比較例に記載している「部」及び「％」
はすべて「重量部」及び「重量％」を示す。 《製造例１》撹拌機、還流冷却器及び温度計付きの反応
装置にフェノール１５０部、パラクレゾール８５０部、
８０％パラホルムアルデヒド５８３部を仕込み、酢酸マ
ンガン５部を仕込み、徐々に昇温させ、温度が１１０℃
に到達後還流状態で５時間反応させた。その後４０Torr
の減圧下で脱水反応を行ない、内温が１２２℃になった
時脱水反応を終了して樹脂を得た。その後、メチルエチ
ルケトンを添加混合して不揮発分が６５％のジメチレン
エーテル型フェノール樹脂（Ａ）を得た。

【００１５】《製造例２》前記反応装置にフェノール９
４０部、８０％パラホルムアルデヒド４９０部、酢酸亜
鉛４部を仕込み、実施例１と同様の方法で還流反応と脱
水反応を行ない、融点６５℃の固形のジメチレンエーテ
ル型フェノール樹脂（Ｂ）を得た。 《製造例３》フェノール９４０部、３７％ホルマリン５
００部、シュウ酸１０部を仕込み、温度１００℃で２時
間反応を行ない、真空脱水反応をおこなって融点７２℃
のノボラック型フェノール樹脂を得た。 《製造例４》フェノール９４０部、３７％ホルマリン１
４６０部、２８％アンモニア２０部を仕込み、温度１０
０℃で４０分間反応し、真空脱水反応後、内温９５℃で
メチルエチルケトンを添加混合して不揮発分６５％のレ
ゾール型フェノール樹脂を得た。

【００１６】《実施例１〜３、比較例１〜３》表１に示
す配合割合で混合機により４時間溶解混合してペースト
を作成し、更にメチルエチルケトンで希釈して、２５℃
における粘度を２０ポイズに調整して評価試験を行なっ
た。評価結果を表１に示す。

【００１７】評価方法は次の通り行なった。 １．沈降性 １００mlのメスシリンダ−に１００mlのペ−ストを入
れ、静置して上澄液の分離開始時間を測定し（単位：時
間）、これによりペ−ストの沈降安定性を評価した。 ２．沈降物の硬さ ペ−スト調整後、常温で１ケ月間放置したペ−スト中に
ガラス棒を差込み、沈降物の硬さを観察した。 ３．塗膜特性 アルミナセラミック基盤に縦長方向に約半分だけペース
トに浸漬してディップ塗装し、室温で１時間風乾後、９
０℃で３０分間、１１０℃で３０分間処理し、更に１５
０℃で２時間焼成硬化し、得られた塗膜の外観を観察し
て、下記のとおり熱時タレ性及び塗膜の平滑緻密性を評
価した。 (1) 熱時タレ性 塗膜のタレの度合いを目視により観察し、タレのないも
のを○、あるものを×と表示した。 (2) 塗膜の平滑緻密性 平滑性（フクレ、ピンホールの有無）と緻密性をレッド
チェックにより観察し、○を良好、×を不良と表示し
た。

【００１８】４．耐湿性 (1) 評価用素子の作成 アルミナ基盤にＡg／Ｐdペーストにて回路幅０.３ｃ
ｍ、回路間０.３ｃｍの櫛形抵抗を焼き付け、リードフ
レームを取り付けたテストパターンを上記ペーストでデ
ィップ塗装後、室温で１時間風乾後、９０℃で３０分
間、１１０℃で３０分間処理し、更に１５０℃で２時間
焼成硬化し、膜厚 ０.３mmの評価用素子を作成した。 (2) 評価方法 評価用素子をプレッシャークッカー（１２１℃、２気
圧）２００時間処理し、室温で１時間放置後、回路間の
絶縁抵抗を測定した。１０⁷Ω以下を不良として(初期値
１０¹⁴Ω以上）回路不良数／パタ−ン総数で表示した。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】本発明の電気絶縁被覆用組成物は、従来
のレゾール型フェノール樹脂を使用したものに比較して
緻密性及び耐湿性が大幅に向上する。従って、高信頼性
が要求される分野にもワックス含浸レス方式を採用する
ことができる。これに加え、ペーストの保存性、沈降安
定性、タレ性、特に熱時のタレ性などのディップ作業性
に優れている。また、従来のディップコート樹脂は塗装
工程で風乾操作を必要としたが、本発明の組成物では、
風乾を省略でき、乾燥硬化工程を短縮することが可能で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 必須成分が、熱硬化性樹脂、充填剤、揺
   変剤及び添加剤からなる電気絶縁用被覆組成物であっ
   て、熱硬化性樹脂成分は、主成分がジメチレンエーテル
   型フェノール樹脂、又はこれとエポキシ樹脂であり、揺
   変剤主要成分が有機ベントナイトであることを特徴とす
   る電気絶縁被覆用組成物。