JP2005255938A - Epoxy resin composition, insulated electric and electronic part and method for producing the same - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain insulated electric and electronic parts that use an epoxy resin composition by forming the epoxy resin composition having excellent adhesiveness to parts and excellent insulation properties and heat resistance and have high reliability and to provide a method for producing the same. <P>SOLUTION: The epoxy resin composition comprises (a) an epoxy resin, (b) an acid anhydride, (c) an inorganic filler and (d) 0.5-5 wt.% based on (a) the epoxy resin of a silane coupling agent. The electric and electronic parts are insulated by using the epoxy resin composition. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、エポキシ樹脂組成物、中でも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を用いた電気電子部品とその製造法に関する。   The present invention relates to an epoxy resin composition, particularly an epoxy resin composition suitable for insulating treatment of electric and electronic parts, an electric and electronic part using the same, and a method for producing the same.

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。   Conventionally, epoxy resin compositions have excellent electrical properties, mechanical properties, crack resistance and insulation properties, so that they are used for electrical insulation, especially insulation protection, high voltage characteristics (arc resistance, tracking resistance), crack resistance. For example, an epoxy resin composition containing a large amount of a filler, a flame retardant, and the like in an acid anhydride curable epoxy resin is used for the purpose of improving the property.

しかしながら、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るため、機器の信頼性向上に伴う樹脂組成物の耐クラックや部品との接着性向上が要求されている。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いた。
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とその製造法を提供することを目的とする。 However, in recent years, there is a tendency for electric devices to be reduced in size and weight and the components to be mounted to become more complex, and therefore, there is a demand for improved crack resistance of resin compositions and improved adhesion to components accompanying improved device reliability. In particular, in high-voltage electrical equipment, the adhesiveness with parts is insufficient with the conventional epoxy resin composition, and problems such as peeling of the interface of parts and accompanying cracks have occurred.
The present invention solves such problems of the prior art, has excellent adhesion to parts, and has excellent insulation and heat resistance, as well as an electric insulation that has been insulated using this epoxy resin composition. An object is to provide an electronic component and a manufacturing method thereof.

本発明者らは、エポキシ樹脂組成物に特定のシランカップリング剤をエポキシ樹脂に対して０．５〜５重量％配合することにより、前記の問題点が解決されることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）酸無水物、（ｃ）無機充填材、及び（ｄ）シランカップリング剤を（ａ）エポキシ樹脂に対して０．５〜５重量％含むエポキシ樹脂組成物に関する。
また、本発明は、前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に関する。
また、本発明は、前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。 The present inventors have found that the above problems can be solved by blending a specific silane coupling agent in an epoxy resin composition in an amount of 0.5 to 5% by weight based on the epoxy resin. Reached.
That is, the present invention provides (a) epoxy resin, (b) acid anhydride, (c) inorganic filler, and (d) silane coupling agent in an amount of 0.5 to 5% by weight based on (a) epoxy resin. It is related with the epoxy resin composition containing.
The present invention also relates to an electrical / electronic component that has been insulated using the epoxy resin composition.
Moreover, this invention relates to the manufacturing method of the electrical / electronic component insulated by using the said epoxy resin composition.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、部品との接着性に優れ、しかも絶縁性、耐熱性に優れた硬化物を生成することができ、これによって高い信頼性の絶縁処理された電気電子部品の製造法を提供することができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、フライバックトランス、高圧トランス、イグニッションコイル、電源トランス、スイッチングトランス、ソレノイドコイルなどの電気部品の含浸、注型用として広く用いることができる。 The epoxy resin composition of the present invention is capable of producing a cured product having excellent adhesion to a component, and having excellent insulation and heat resistance, thereby producing a highly reliable insulated electrical and electronic component. Law can be provided.
The epoxy resin composition of the present invention can be widely used for impregnation and casting of electrical parts such as flyback transformers, high voltage transformers, ignition coils, power transformers, switching transformers, solenoid coils and the like.

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望ましい。エポキシ当量が１００〜４０００のものが好ましく、エポキシ当量が１５０〜１０００のものがより好ましく、エポキシ当量が１７０〜５００のものがさらに好ましい。   As the epoxy resin contained in the epoxy resin composition of the present invention, a compound having at least two epoxy groups in one molecule is desirable. Those having an epoxy equivalent of 100 to 4000 are preferable, those having an epoxy equivalent of 150 to 1000 are more preferable, and those having an epoxy equivalent of 170 to 500 are more preferable.

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。   Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, trimethylolpropane and the like. Examples include polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols, polyglycidyl esters of polycarboxylic acids such as phthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, sebacic acid and dodecanoic acid, and polyepoxidized products of polybutadiene. These resins are not particularly limited, but are preferably liquid at room temperature, and commercially available products include Epicoat 828 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., trade name), GY-260 (manufactured by Ciba-Geigy Corporation, trade name) ), DER-331 (manufactured by Dow Chemical Japan, trade name), and the like. These can be used in combination.

また、エポキシ樹脂としては、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、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はより高分子量のものと併用することが好ましい。   Moreover, as an epoxy resin, it is preferable to use together low molecular weight epoxy resin used as reactive diluents, such as polypropylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol glycidyl ether, and butanediol diglycidyl ether, with higher molecular weight.

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。   Moreover, as an epoxy resin used for this invention, the epoxy compound which has only one epoxy group in 1 molecule may be included. Such an epoxy compound is preferably used in the range of 0 to 40% by weight, more preferably 0 to 20% by weight, based on the total amount of the epoxy resin. Examples of such an epoxy compound include n-butyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, dibromophenyl glycidyl ether, and dibromocresyl glycidyl ether. In addition, alicyclic epoxy compounds such as 3,4-epoxycyclohexylmethyl (3,4-epoxycyclohexane) carboxylate can also be used.

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が好ましく、０．５〜２．０がより好ましく、０．６〜１．３当量の範囲が更に好ましい。 Examples of the acid anhydride used in the present invention include methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexavidrophthalic anhydride, Wataric anhydride, hexahydrophthalic anhydride, endomethylenetetrahydrofuclic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, octenyl succinic anhydride. And polyazeline acid polyanhydride.
The amount of acid anhydride used is preferably 0.3 to 3.0, more preferably 0.5 to 2.0, and more preferably 0.6 to 1.3 equivalents per equivalent of epoxy group contained in the epoxy resin. Further preferred.

また、本発明に用いられるエポキシ樹脂組成物には、無機充填剤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重量部とされ、１５０〜２５０重量部が好ましく、１７０〜２００重量部がより好ましい。
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、樹脂組成物の耐クラック性が低下し易くなり、エポキシ樹脂１００重量部に対して３００重量部を越えると粘度が高くなり作業性が劣る。 Moreover, an inorganic filler can be used together with the epoxy resin composition used in the present invention. Examples of the filler include fused silica, crystalline silica, talc, calcium carbonate, and clay. The usage-amount of an inorganic filler shall be 120-300 weight part with respect to 100 weight part of epoxy resins, 150-250 weight part is preferable and 170-200 weight part is more preferable.
When the amount of the inorganic filler is less than 120 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin, the crack resistance of the resin composition tends to decrease, and when it exceeds 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin, the viscosity is increased. Becomes higher and workability is inferior.

本発明に用いられるシランカップリング剤は接着補強剤としての機能を発揮する。すなわち、本発明においてシランカップリング剤は、電気機器の部品とエポキシ樹脂組成物の接着性を向上させる役割を有する。本発明に用いられるシランカップリング剤としては、γ−メルカプトプロピル・トリメトキシシランが挙げられる。これらの市販品としては、日本ユニカー（株）製、商品名、ＡＺ−６１２９が挙げられる。   The silane coupling agent used in the present invention exhibits a function as an adhesion reinforcing agent. That is, in this invention, a silane coupling agent has a role which improves the adhesiveness of the component of an electric equipment, and an epoxy resin composition. Examples of the silane coupling agent used in the present invention include γ-mercaptopropyl trimethoxysilane. Examples of these commercially available products include Nippon Unicar Co., Ltd., trade names, and AZ-6129.

シランカップリング剤の配合量は、組成物の接着性、耐熱性の点からは、エポキシ樹脂１００重量部に対して０．５〜５．０重量部とされ、好ましくは０．８〜３．０重量部、より好ましくは１．０〜２．０重量部である。   The compounding quantity of a silane coupling agent shall be 0.5-5.0 weight part with respect to 100 weight part of epoxy resins from the point of the adhesiveness of a composition, and heat resistance, Preferably 0.8-3. 0 parts by weight, more preferably 1.0 to 2.0 parts by weight.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらに硬化促進剤を含有することが好ましい。硬化促進剤としては、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のイミダゾール及びその誘導体、トリスジメチルアミノメチルフェノール等の第３級アミン類などが挙げられる。硬化促進剤の使用量は、酸無水物１００重量部当たり０．１〜５．０重量部が好ましく、０．５〜３．０重量部がさらに好ましく、１．０〜２．０重量部がより好ましい。   The epoxy resin composition of the present invention preferably further contains a curing accelerator. Examples of the curing accelerator include imidazoles such as 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-ethylimidazole and derivatives thereof, and tertiary amines such as trisdimethylaminomethylphenol. Is mentioned. The amount of the curing accelerator used is preferably 0.1 to 5.0 parts by weight, more preferably 0.5 to 3.0 parts by weight, and 1.0 to 2.0 parts by weight per 100 parts by weight of the acid anhydride. More preferred.

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、シラン系あるいはチタン系カップリング剤、シリコーン系消泡剤、モノグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル等のエポキシ反応性希釈剤などを配合することができる。   If necessary, the epoxy resin composition of the present invention may further include colorants such as bengara, ferric oxide, carbon, titanium white, silane-based or titanium-based coupling agents, silicone-based antifoaming agents, monoglycidyl ethers. An epoxy reactive diluent such as diglycidyl ether can be blended.

次に、実施例により本発明をさらに詳述するが、本発明はこれによって制限されるものではない。   Next, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereby.

表１に示す配合組成及び配合量でエポキシ樹脂組成物混合し、８０℃／３ｈ＋１２０℃／２ｈの条件で硬化物を作製し、その硬化物の特性を下記の方法で測定した。
結果を表１に示す。 The epoxy resin composition was mixed at the blending composition and blending amount shown in Table 1, and a cured product was produced under the conditions of 80 ° C./3h+120° C./2h, and the properties of the cured product were measured by the following method.
The results are shown in Table 1.

（１）せん断接着力
１）ＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイド）成型物を５０×１０×３ｍｍ（厚み）の形状に加工する。
２）この成型物の端部に硬化前の液状エポキシ樹脂組成物を５ｍｍ^２の面積で塗布し、所定の条件で硬化処理したものを試験片とした。
３）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。
（２）ガラス転移温度
リガク電機（株）性ＴＭＡ（熱物理試験機）にて測定した。 (1) Shear adhesive force 1) A PPO (polyphenylene oxide) molded product is processed into a shape of 50 × 10 × 3 mm (thickness).
2) A liquid epoxy resin composition before curing was applied to the end of the molded product in an area of 5 mm ² and cured under predetermined conditions to obtain a test piece.
3) Both ends of this test piece were fixed to a jig, and the tensile shear adhesive force was measured with Shimadzu Corporation autograph in accordance with JIS K 6911.
(2) Glass transition temperature It measured with Rigaku Electric Co., Ltd. property TMA (thermophysical testing machine).

表１からシランカップリング剤を１〜２重量部加えた組成物（実施例１〜２）は、接着補強剤を加えない組成物（比較例１）や接着補強剤が０．１重量部と少ない組成物（比較例１〜２）と異なり、せん断接着力が優れることが示される。
また、シランカップリング剤が８．０重量部と多い組成物（比較例３）は、せん断接着性は優れるがガラス転移温度が低く、耐熱性に劣ることが示される。
From Table 1, the composition (Examples 1 and 2) in which 1 to 2 parts by weight of the silane coupling agent was added was a composition in which the adhesion reinforcing agent was not added (Comparative Example 1) and the adhesion reinforcing agent was 0.1 parts by weight. Unlike few compositions (Comparative Examples 1-2), it is shown that the shear adhesive strength is excellent.
Moreover, it is shown that the composition (Comparative Example 3) having a large amount of the silane coupling agent as 8.0 parts by weight is excellent in shear adhesion but low in glass transition temperature and inferior in heat resistance.

Claims (3)

（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）酸無水物、（ｃ）無機充填材、及び（ｄ）シランカップリング剤を（ａ）エポキシ樹脂に対して０．５〜５重量％含むエポキシ樹脂組成物。 An epoxy resin composition comprising 0.5 to 5% by weight of (a) an epoxy resin, (b) an acid anhydride, (c) an inorganic filler, and (d) a silane coupling agent based on (a) the epoxy resin. 請求項１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。 An electrical / electronic component insulated using the epoxy resin composition according to claim 1. 請求項１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。

The manufacturing method of the electrical / electronic component insulated by using the epoxy resin composition of Claim 1.