JPH06220368A - 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、充填剤及び添加
剤からなる電気絶縁被覆用組成物であって、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、かつ、全固形成分
中熱硬化性樹脂成分の割合が５〜４０重量％である。 【効果】 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、耐湿性も大幅に向上し、塗装硬化工
程も大幅に短縮することができ、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。
これに加え、ペーストの保存性、作業性、電気特性にも
優れている。また、８０〜１００℃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、硬化工程を短
縮することができる。

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、充填剤、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。高度の耐湿性を要求する
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】溶剤系の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
使用されている。

【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、溶剤系コート法は塗膜のフ
クレ等の塗膜欠陥が発生するため塗装硬化工程で少なく
とも３〜８時間の風乾操作が必要であり、塗装硬化工程
に長時間かかる問題点があり、かつ、連続硬化操作が採
り難いため、風乾操作がいらない材料の開発も望まれて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、一般に耐
湿性が完全でない溶剤系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、風乾操作がなくても塗膜特性の良好な構成を
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、風乾操作を不要とし
塗装硬化工程を短縮できる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、充填剤及び添加剤からなる電気絶縁被覆
用組成物であって、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、かつ、前記必須成分中前記熱硬化性樹脂成
分の割合が５〜４０重量％であることを主要構成要件と
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、また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
００５〜０．０１００モルである、反応系のｐＨは好ま
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
衝撃性をより向上することができる。

【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５０〜３０％配合して、強度向上
と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の場合の配合は、ジメチレンエ
ーテル型フェノール樹脂２５〜６５％、エポキシ樹脂７
５〜３５％が好ましい。熱硬化性樹脂成分の割合は、熱
硬化性樹脂、充填材及び添加剤からなる樹脂組成物中の
５〜４０重量％であり、好ましくは１０〜３５重量％で
ある。この割合が４０重量％を越えた場合、ディップ塗
装後風乾工程をなくすると、硬化した塗膜にフクレが発
生する傾向がある。さらに重要なことは耐熱衝撃性が低
下し、使用上問題が発生する恐れがある。一方、前記割
合が５重量％以下では、樹脂成分が少なすぎ充填材の結
合が不十分となるため、強度が小さく実用的でない。

【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。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剤に
対し０.１〜２.０重量％含有させることが好ましい。ま
た、ステアリン酸アルミニウムなどの金属石鹸、微粉末
シリカ、表面処理炭酸カルシュウム、ベントナイト、エ
チレンワックス、脂肪酸アマイド、有機ベントナイトな
どの揺変剤、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】本発明において必要により使用する溶剤
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。本発明の
組成物は輸送上等の問題を解決のため粉末組成物として
製造し、使用前に溶剤で液状に調製することも一つの好
ましい態様として採用できる。

【００１４】

【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、耐
湿性も大幅に向上し、塗装硬化工程も大幅に短縮するこ
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、作業性、電気特性にも優れてい
る。また、従来のディップコート樹脂は塗装工程で３〜
８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、８０〜１００℃
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、硬化工程を短縮することができる。

【００１５】

【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。
なお、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９４０部、８０％パラホルムアルデヒ
ド４９０部を仕込み、酢酸亜鉛４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い、内
温が１２２℃になった時点で脱水反応を終了して融点６
５℃の固形のジメチレンエーテル型フェノール樹脂を得
た。

【００１６】《製造例２》フェノール９４０部、３７％
ホルマリン５００部、シュウ酸１０部を仕込み、温度１
００℃で２時間反応を行ない、真空脱水反応を行って融
点７２℃のノボラック型フェノール樹脂を得た。 《製造例３》フェノール９４０部、３７％ホルマリン１
４６０部、２８％アンモニア５０部を仕込み、温度１０
０℃で４０分間反応し、真空下で脱水を行なって融点６
８℃の固形レゾール型フェノール樹脂を得た。

【００１７】《実施例１〜４、比較例１〜３》表１に示
す配合割合で粉砕混合して粉末樹脂組成物を調製した。
この粉末樹脂組成物１００部に対してメチルエチルケト
ンを２５部配合して２時間混合してペーストを作り、更
に上記溶剤で希釈して粘度２７ポイズに調整して、評価
試験を行なった。評価結果も併せ表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】評価方法は次の通り行なった。 １．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（１回塗装、膜厚０.６m
m)、下記の条件で乾燥焼成し、塗膜外観特にフクレ発生
状況を目視観察した。塗膜が平滑性良好なものを○、フ
クレ発生を×と表示した。 (1) 現行硬化条件Ａとして、風乾４時間後、６０℃で３
０分間処理し、１５０℃で９０分焼成した。 (2) 風乾しない硬化条件Ｂとして、ディップ塗装５分後
に直接８０℃で３０分間処理し、１５０℃で９０分焼成
した。

【００２０】２．耐湿性、耐熱衝撃性 (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１２時間風乾し、６０℃で３０分間処
理し、１５０℃で９０分間焼成硬化し、膜厚０.６mmの
評価用素子を作成した。 (2) 耐湿性（緻密性） 評価用素子をプレッシャークッカー（１２１℃、２気
圧）１００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。 (3) 耐熱衝撃性 −４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルと
し、１００サイクル処理後、塗膜のクラック発生を目視
により観察し、不良数／測定個数で表示した。

【００２１】

【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、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、耐湿性も大幅に向上し、塗装硬化工程も大幅に短縮
することができ、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。これに加え、ペ
ーストの保存性、作業性、電気特性にも優れている。ま
た、本発明の組成物は、８０〜１００℃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、硬化工程
を短縮することができる。

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、充填剤及び
   添加剤からなる電気絶縁被覆用組成物であって、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、かつ、前記必
   須成分中熱硬化性樹脂成分の割合が５〜４０重量％であ
   ることを特徴とする電気絶縁被覆用組成物。