JPH07501093A

JPH07501093A - 硬化性封止用コンパウンド

Info

Publication number: JPH07501093A
Application number: JP5508863A
Authority: JP
Inventors: プファンダー，ヴェルナー; イエンリッヒ，イレーネ; レオ，クリスチアン
Original assignee: ローベルトボツシユゲゼルシヤフトミツトベシユレンクテルハフツング
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1995-02-02
Also published as: DE4138411C2; WO1993010540A1; DE4138411A1; EP0613581A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】硬化性封止用コンパウンド従来の技術継目もしくは空隙の充填のための封止用コンパウンドは、公知技術水準では広く普及している。多くの使用の際に封止用コンパウンドは、封止後に比較的高い温度にさらされる０例えば、コイルとケーシングの間に存在する空間が良好に熱を伝導する封止用コンパウンドで充填される、水冷ジェネレータの場合がその例である。発生した熱は、この方法で迅速に周囲の冷却液に排出され、かつ過熱は回避される。また１点火コイル、ダイオード及び、薄膜混成集積回路（Ｓｃｈｉｃｈｔｈｙｂｒｉｄｅ）を含む半導体のためにも相応する性質プロフィールを存する封止用コンパウンドは必要である。

この種の使用には、実際、注入後に化学反応によって硬化する封止用コンパウンドのみが適当である。このために公知の反応樹脂、例えばフェノール−ホルムアルデヒド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂もしくはポリウレタンが使用され、これらの樹脂は、物理的かつ経済的な理由から通常、充填剤を含有している。強く特許の保護が請求されうる封止用コンパウンドは、次の一連の性質を満足させなければならない −良好な流動性、即ち、加工の際の十分に低い粘性 −十分な開放時間（ｏｆｆｅｎｅ　Ｚｅｉｔ）、即ち、良好な貯蔵安定性 −短い時間での十分な硬化 −硬化の際の僅かな収縮及び僅かな亀裂形成性−高い熱伝導性 −高い熱負荷能力 −　低い熱膨張係数。

これまで公知の封止用コンパウンドは、それぞれの場合に上記パラメータの１個もしくはそれ以上に関して欠点を有しており、即ち、全体として満足のできる性質を示していない。

本発明の利点本発明による封止用コンパウンドは、公知技術水準における欠点を回避する。該封止用コンパウンドは、約６０〜８０℃の常用の加工温度で高い程度に流動可能であり、ひいては、複雑な形状および到達困難である領域を有した空隙を充填する。該封止用コンパウンドは、数か月にわたって、例えば１２が月まで実質的な品質損失なしに貯蔵することができる。硬化時間は、合理的な製造に対する要求に相応している。硬化された封止用コンパウンドは、発生した熱を十分に迅速にかつ確実に導出し、その結果、安定した定常的な１度状態が生じる。該封止用コンパウンドの熱膨張係数は僅かであり、その結果、通常に設計された器具、機械もしくは装置にとって許容困難である圧が生じない。

硬化された封止用コンパウンドは、例えば２００℃及びそれ以上の温度での持続する高い熱負荷に耐え、かつ急激な冷却の際の顕著に減少された亀裂形成傾向を示す、高い熱安定性と亀裂形成に対する十分な抵抗性との結合を新規の封止用コンパウンドは特に示している。

本発明の説明特許請求項に記載の封止用コンパウンドは、記載された有利な性質プロフィールを有している。封止用コンパウンドに添加されていてもよい成分（１）として有利に、ビスフェノールＡ（２，２−ビス−（４′−ヒドロキシフェニル）−プロパン）のエポキシ樹脂、ビスフェノールＦ（ビス−（４−ヒドロキシフェニル） −メタン）のエポキシ樹脂又は脂環式エポキシ樹脂、例えば式で示される脂環”式エポキシ樹脂は使用される。

これらのエポキシ樹脂のエポキシ当量は、有利に１００〜２５０である。上記種類の種々の樹脂の混合物を使用することも当然のことながら可能である。樹脂のグラム分子量は通常、〉２５０であり、該グラム分子量は有利に２７５〜１５００である。樹脂が硬化の際に十分に高いグラム分子量を有する生成物を生じるために、樹脂のエポキシ官能価は、１分子につき少なくとも１．２個、有利に１．５〜２．５個のエポキシ基を有していなければならない、樹脂が化学的に単一の物質ではないため、前記の官能価は、グラム分子量の場合と同様に統計的な平均値である。適当なエポキシ樹脂は、容易に購入することができる。封止用コンパウンド中のエポキシ樹脂の含量は、有利に５〜３０重量％である。

本発明による封止用コンパウンドの重要な特徴は、該封止用コンパウンドの、有利に１８０〜４００エポキシ当量、特に２２０〜３２０エポキシ当量を有する、エラストマーにより改質されたエポキシ樹脂（２）の含量である。例えば、ゴムにより改質されたエポキシ樹脂は使用することができる。有利に、例えばドイツ連邦共和国特許明細書第３６３４０８４号明細書から公知である、弾性シリコーンによって改質された樹脂は使用される。該明細書には、ポリオルガノシロキサンゴムの表面で活性である基、例えばアミノ基、カルボキシ基もしくは無水カルボン酸基を有しかつ従って後加工前もしくは後加工の際に反応樹脂と化学反応を起こす、粒度０．０１〜５０μｍを有する、三次元に架橋されたポリオルガノシロキサンゴムが挿入されている、エポキシ樹脂も含む反応樹脂が記載されている。

シリコーンゴムの含量は、広い範囲内で変動してもよく、該含量は通常、成分（２）に対して２０〜５０重量％である。

成分（１）及び（２）の最適な量比は、とりわけそれぞれの場合に解決すべき課題、選択された樹脂及び殊に該樹脂の官能価ならびに成分（２）のエラストマー含量に依存する。この最適な量比は、予備試験によって容易に確認することができる。必要とされる封止用コンパウンドの性質プロフィールに応じて成分（１）は、より少ないＩで使用することもできるし、完全に省略することもできる。

硬化剤として、この目的に常用の、エポキシ反応性基〉１の官能価を有する物質、例えばポリアミンならびにポリカルボン酸又はこれらの無水物は使用される。

適当な硬化剤は、例えば無水ジカルボン酸、例えば無水フタル酸である。硬化剤は有利にほぼ化学量論的量で使用されるが、しかしながら、例えば２０当量％までの過剰量もしくは不足量は、封止用コンパウンドの性質に特筆すべき程度には影響を及ぼさない。

充填剤は通常、４０〜７５重量％、特に５０〜６５重量％の量で使用される。水冷ジェネレータに使用される場合には、充填剤５５〜６０重量％を含有する封止用コンパウンドは特に有効である。常用の無機物質、例えば珪砂もしくは石英粉末、タルク、白亜、酸化アルミニウムまたは水酸化アルミニウムは、それぞれの場合にそれ自体もしくは相互の混合物の形で使用される。例えば、有利に、２４０〜２６０℃の温度に１５〜２０時間加熱されることによって、あらかじめ部分脱水された水酸化アルミニウムは、好適である。充填剤は通常、粒度０．５〜７００μｍで使用される。充填剤の種類及び量ならびに該充填剤の粒度分布は、加工の際の流れ挙動にばかりではなく、硬化された封止用コンパウンドの性質、例えば熱伝導性又は靭性、即ち、亀裂形成を阻止する作用を有する所望の性質にも影響を及ぼす、使用される有機成分を考慮した、与えられた使用目的に最適な充填剤のパラメータは、予備試験によって容易に確認することができる。

本発明による封止用コンパウンドは、成分（１）〜（４）からなることもできるが、しかし該封止用コンパウンドは、なお別の成分を含有していてもよい、このようにして、常用の促進剤の１つとの共用によって、該封止用コンパウンドの硬化に必要な時間を短縮することができる。この目的に常用の物質、例えばイミダゾールもしくは第三級アミンが、成分（１）〜（４）の合計に対して有利に０．１〜０．５重量％である量で使用される。

必要に応じて封止用コンパウンドは、無機もしくは有機の着色剤が顔料、顔料ペーストもしくは一溶液として混入されることによって、着色することができる。

着色剤は、場合によっては、成分（１）〜（４）の合計に対して通常０．１〜２．５重量％である量で添加される。

新規の封止用コンパウンドは、常法で製造され、この場合、成分は、例えば常用の強力ミキサー中で完全に混合される。さらに該封止用コンパウンドは、常法で空隙の充填に使用され、即ち、該封止用コンパウンドは通常、空気の排除下で空隙中に注入されるか又は噴霧される。硬化は、場合によっては種々の温度段階に加熱することによって行われる。硬化は通常、樹脂、硬化剤及び促進剤に応じて８時間までを必要とする。

この場合には温度は、有利に９０〜１８０℃である。

本発明による封止用コンパウンドは通常、６０℃で粘度約２０００〜約１００００　ｍ　Ｐ　ａ　−ｓを有する。

得られた硬化成形材料は、次の性質プロフィールを示すニー　線熱膨張係数α　３０〜５０・１Ｏ−６（１／’Ｃ） −ガラス転移温度Ｔｇ　１３０〜２００℃−熱伝導性　０．８−１．８Ｗ／ｍＫ −線収縮　Ｏ〜０．４％実施例次の表にｎ載された個々の成分を撹拌容器中で強力に混合した。パーセントの記載は、重量パーセントを表わす。

表個々の成分 −ビスフェノール　−一１５％Ａエポキシ樹脂（７０％）と前記式の脂環式ＥＰ樹脂（３０％）からの混合物 −脂環式エポキシ　２５．５％　−− 樹脂（１）”、Ｓｉ −エラストマーにより改質された −　脂環式エポキシ　２６％　− 樹脂（ＩＩ）”、Ｓｉ−エラストマーにより改質された −　メチルテトラヒ　−　−１５％ドロフタル酸無水物 −メチルナト酸無　１７．３％　１７６０％　−水物（メチル−エンドメチレンテトラヒドロフタル酸無水物） −　イミダゾール　０．１％　０．１％　０．１％−石英粉末　−−３３％ −水酸化アルミニウム　−３６，９％ −酸化アルミニウム　５７．１％　−−一　部分脱水された　５６．９　− 水酸化アルミニウム（Ａ１００）Ｉ）１　使用されたエポキシ樹脂：封止用コンパウンドを硬化させたところ、該封止用コンパウンドは、次の性質を示したニー　線熱膨張係数　５０　３６　３０（１０−６（１／’Ｃ） −　ガラス転移温度Ｔｇ　１６３　１９５　１２９（’Ｃ） −熱伝導性　０．９７　０．８５　１．４９亀裂形成傾向を温度変化試験によって測定した。この測定のために試験体を急速に１２０℃に加熱し、かつ急激に一４０℃に冷却した１例１及び２の流し込みコンパウンドからなる試験体は、５回の後でもまったく亀裂形成を示さなかったが、その一方で例３による試験体は、６０℃に加熱されたにすぎなくとも、最初の回の後でさえ既に亀裂を有していた。

フロントページの続き（５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号ＨＯＩＬ　２３／３１（７２）発明者　レオ、クリスチアンドイツ連邦共和国　Ｄ−７１５１プルクシュデンチン　１　ゲーテシュトラーセ　５Ｉ

Claims

【特許請求の範囲】１．化学反応によって硬化する樹脂を基礎とする封止用コンパウンドにおいて、それぞれの場合に重量パーセントは成分（１）〜（４）の合計に対するものとして、（１）エポキシ樹脂０〜３０重量％（２）エラストマーによリ改質されたエポキシ樹脂２０〜５０重量％（３）エポキシ硬化剤１０〜２５重量％（４）充填剤４０〜７５重量％を含有していることを特徴とする、封止用コンパウンド。２．エポキシ樹脂（１）が１００〜２５０エポキシ当量を有する、請求項１記載の封止用コンパウンド。３．エラストマーによリ改質されたエポキシ樹脂が１８０〜４００エポキシ当量を有する、請求項１又は２記載の封止用コンパウンド。４．エポキシ樹脂が、それぞれエポキシ官能価１．２〜２．５を有する、ビスフェノールＡもしくはビスフエノールＦを基礎とする樹脂又は脂環式エポキシ樹脂である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の封止用コンパウンド。５．エラストマーにより改質されたエポキシ樹脂が、シリコーンにより改質されている、請求項１から４までのいずれか１項に記載の封止用コンパウンド。６．封止用コンパウンドが付加的に促進剤を含有している、請求項１から５までのいずれか１項に記載の封止用コンパウンド。７．封止用コンパウンドが付加的に着色剤を含有している、請求項１から６までのいずれか１項に記載の封止用コンパウンド。８．空隙を充填するための、請求項１から７までのいずれか１項に記載の封止用コンパウンドの使用。