JPS60245664A - エポキシ系樹脂用無機充填剤及び該無機充填剤を配合したエポキシ系樹脂組成物 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はエポキシ系樹脂に配合される無機充填剤並びに
該無機充填剤を配合した電気、電子部品の注型、絶縁材
料、フェス、成型材料、積層板等に使用される電気特性
、機械的特性の著しく改善されたエポキシ系樹脂用無機
充填剤及び該無機充填剤を配合したエポキシ系樹脂組成
物に関するものである。

（従来の技術） エポキシ系樹脂組成物は高低温域における優れた硬化性
、接着性、耐薬品性、機械的、電気的諸性質、加工適応
性、寸法精度、耐食性、耐摩耗性、耐熱性をもち、バラ
ンスのとれた性質を持っているが、一般には硬化収縮性
、熱伝導性、熱膨張性を改良するために無機充填剤を配
合して使用する場合が多い。

しかしながら一方ではエポキシ系樹脂に対する無機充填
剤の配合量が増加するに従って、コンパウンドの流動性
が失なわれ、注型、成型が困難となり、成形体にボイド
などが残存しやすく、電気絶縁性が損われ電気特性に劣
るという欠点がある０また無機充填剤を配合したエポキ
シ系樹脂組成物を半導体封止用成形材料として使用する
場合、従来は問題とされなかった程度のイオン性不純物
が素子の電気特性に影響を与えることが指摘されている
。

更に無機充填剤を多量に配合したエポキシ系樹脂組成物
は機械的特性、とくに曲げ強度が抵下し、該半導体封止
用成形材料を使用した樹脂封止パッケージとして用いた
場合には装置が損傷しやすいという致命的な欠点がある
。

従来上記の欠点を改良するために無機充填剤の粒度分布
を調整したシ、あるいはイオン性不純物を除去するため
に、純水で洗浄する方法がとられているが、充分な効果
があるとはいえないＯ またシランカップリング剤、とくにガンマグリシドキシ
グロビルトリメトキシシランやガンマアミノプロピルト
リエトキシシランでかかる無機充填剤を処理することが
提案されているがエポキシ系樹脂と無機充填剤とを結合
させることによる水分の通過路の減少効果は期待できる
が、これらのシランカップリング剤は親水性であるため
耐水性に劣シ、近年エポキシ系樹脂組成物に要求される
性質をすべて満たしているとはいいがたい。

更に上記有機ケイ素化合物のいずれを使用しても加水分
解生成物を使用しない場合は、それを配合したエポキシ
系樹脂組成物中にメトキシ基、エポキシ基といった耐水
性、耐塩水性、防錆性を低下させる基が１部残存し煮沸
試験とか、プレッシャークツカーテストという過酷な試
験後にかなりの物性劣化を生じることは免れ難い。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記に鑑みエポキシ系樹脂組成物に無機充填剤
を配合する場合、上記従来の欠点でちった電気特性、機
械的特性を改良することを目的として、本発明者らが鋭
意研究した結果、該無機充填剤の表面を下記に示す本発
明の有機ケイ素化合物の共加水分解、生成物もしくは共
縮合物の加水分解生成物により被覆することによって兄
事に上記目的を達成して本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、一般式 ％式％（１） 〔式中のＲは炭素数１〜１８のアルキル基、フェニル基
、ビニル基、またはメタクリロキシプロピル基であり、
Ｘは加水分解可能な基、ｍは１〜２、ｎは２〜３の整数
であり、ｍ＋ｎは４である。〕 で表わされる有機化合物と、一般式 １式％（２） 〔式中のＲ′はガンマグリシドキンプロピル基、ｉ　タ
ｌｄ　ヘータ（３，４−エポキシンクロヘキシル）エテ
ル基であり、Ｘは加水分解可能な基である。〕で表わさ
れる有機ケイ素化合物の共加水分解生成物もしくは共縮
合物の加水分解生成物で処理されたエポキシ系樹脂ｉＣ
配合される無機充填剤並びに該無機充填剤を配合してな
る電気特性、機械的特性の改良されたエポキシ系樹脂組
成物を提供するものである。

上記の一般式＋１）を有する有機ケイ素化合物としては
、メチルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラ
ン、メチルトリプロポキクシラン、メチルトリプトキシ
シラン、ジメチルジェトキシシラン、オクチルトリエト
キシシラン１、Ｘ　テア　＋）ルトリエトキシシラン、
フェニル）　ＩＪエトキシシラン、シンエニルジエトキ
シ７シン、ビニルトリエトキシシ２ン、メタクリロキシ
トリメトキシシランなどがあけられ、単独で用いてもま
たは複数のものを併用してもよい。

一般式（２）を有する有機ケイ素イし合物とじ又は、ガ
ンマグリシドキシプロビルトリメトキシシラン、ガンマ
グリシドキシプロビルトリエトキシシラン、ベータ（３
，４−エポキシシクロヘキシル）エテルトリメトキシン
２ン、ベータ（３，４−エポキシシクロヘキシル）エテ
ルトリエトキシシランなどがあげられ、単独で用いても
または複数のものを併用してもよい。　′ なお一般式（１）の有機ケイ素化合物と一般式（２）の
有機ケイ素化合物との共加水分解生成物は、一般式（１
）の有機ケイ素化合物と一般式（２）の有機ケイ素化合
物の混合物を溶媒中において加水分解させることによシ
ー挙に得ることができるが、それらをあらかじめ別々に
加水分解し、それらの生成物を所要の割合で混合するこ
とによって得ることができる。

又無機充填剤の表面に本発明の有機ケイ素化合物を加水
分解するに足る水が存在する場合には、その表面上で加
水分解生成物を調製することもできる。

該有機ケイ素化置物の共縮合物の加水分解生成物につい
ても同様である。いずれの場合も充分な加水分解生成物
を生じさせるために、塩酸、ギ酸、酢酸、蓚酸、リン酸
などの酸類あるいはアミン類といった加水分解触媒を添
加することは何ら差支えない。

かかる有機ケイ素化合物の共加水分解生成物又は共縮合
物の加水分解生成物は無触媒であっても徐々に組合が進
行するため、本発明にあっては、無機充填剤の処理の必
要が生じるまでは、加水分解を行なわない状態にしてお
く９が好ましい０これによって長期にわたって安定性を
保つことができる。

（作用） 本発明に使用の有機ケイ素化合物で処理された無機充填
剤を配合してなるエポキシ系樹脂組成物が何故に電気特
性と機械的特性とを改善しうるかについては定かではな
いが、無機充填剤と樹脂との界面において強固な接着と
疎水化がバランスよく実現されたためと考えられる。

これは上記一般式＋１＋の有機ケイ素化合物の加水分解
生成物で処理されてた無機充填剤と一般式（２）の有機
ケイ素化合物の加水分解生成物で処理されてた無機充填
剤の混合物を配合したエポキシ系樹脂組成物が何ら電気
特性、機械的特性を改善しないということからも充分理
解されるのである。

従って本発明に使用される一般式（１）の有機ケイ素化
合物と一般式（２）の有機ケイ素化合物との割合は重量
比で１：９〜９：ｌまで自由に選べるが、本発明のエポ
キシ系樹脂組成物の性能の面からは３ニア〜７：３の範
囲が好ましい。

また本発明に使用される無機充填剤としては、シリカ、
石英、アルミナ、三水和アルミナ、クレー、クルジ、ア
スベスト、マイカ、ホワイトカーボン、酸化チタン、酸
化マグネシウム、酸化鉄、水酸化マグネシウム、三酸化
アンチモン、ガラス繊維または金属粉などエポキシ系樹
脂に添加されるほとんどの無機充填剤を含有し、それら
の無機充填剤は１種又は２種以上の混合物でおっても何
ら差支えない。

かかる無機充填剤の処理方法としては、無機充填剤１０
０重量部に対して本発明に使用の有機ケイ素化合物を０
．０１重量部〜加重量部、好徳には０゜１重量部〜１０
重量部添加し、ヘンシェルミキサーなどの高速型混合機
で充分混合したのち、使用した溶媒、水そして副生ずる
アルコール類を除去するために５０℃〜１５０℃に加熱
昇温しで該有機ケイ素化合物と無機充填剤とを反応させ
る方法が一般的である。

かかる無機充填剤を本発明に使用の有機ケイ素化合物の
共加水分解生成物又は共縮合物の加水分解生成物でコー
トした時の膜厚は均一な単分子膜であるが電気特性、機
械的特性改良の効果からまたは経済的にも好ましい。

−力木発明において基本的成分となるエポキシ系樹脂と
しては例えばエピコー）　８２８　（シェル社製商品名
）などで知られるビスフェノールＡとエピクロルヒドリ
ンとの反応生成物やアラルダイ）　ＥＰＮ１１３８　（
チバガイギー社製商品名）などで知られるノボラックの
エポキシ誘導体である多官能エポキシ樹脂などがあげら
れるが、これらは１種もしくは２種以上の混合系として
用いてもよい。

又エポキシ系樹脂成形材料は硬化剤として芳香族アミン
、脂肪族アミン、酸無水物、フェノ／ 一ルぜラックなどが用いられるが、本発明はいずれの硬
化剤も用いることができる。

なお本発明のエポキシ樹脂系組成物には必要に応じて各
種の硬化促進剤、顔料、難燃剤などを配合しても差支え
なく、これらを配合するこことによって、本発明の効果
が阻害されることはない。

以下本発明を実施例によって説明するが、本発明は実施
例のみに何ら限定されるものではない０ 実施例１ イソプロパツール１００重量部に水５．３重量部及び酢
酸少量を加え、メテルトリエトキシシ２ンｌＯ重量部と
ガンマグリシドキシプロビルトリメトキシシラン１０重
量部の混合溶液を攪拌しながら徐々に添加する。かくし
て調製された共加水分解生成物溶液のうち４重量部をと
９粉末シリカであるクリスタライトｖｘ−ｓ＜奄森社製
商品名）１００重量部と高速型混合機にて充分混合し、
その後１時間乾燥した。

かくして得られた粉末シリカ１００重量部当シ、エポキ
シ樹脂エピコー）　８２８　（シェル社製商品名）　１
ｏＯ重量部を加え、次いで硬化剤としてエピキュア１２
６（シエ・７社製商品名）　ｓＯ重量部、硬化促進剤と
してＤＭＰ　−３０（東京化成社製商第１表の結果よシ
、得られた組成物（イ）は組成物ω）、組成物（Ｃ）、
組成物（２）に比べて曲は強度かた性能を示すことがわ
かる。

実施例２ エタノール１００重量部に水５．６重量部及び蓚酸少量
を加え、ジメチルジェトキシシラン１０重量部とガンマ
グリシドキシグロビルトリメトキシシランｉｏ重景部の
混合溶液を攪拌しながら徐々に添加する。

かくして調覧された共加水分解生成物溶液のうち８重量
部をとりアルミナＡ−３４（日本軽金属社製商品名）　
２００重量部と高速型混合機にてキシ樹脂エビコー）　
８２８　（シェル社製商品名）１００重量部を加え、次
いで硬化剤としてエビキュア１２６（シェル社製商品名
）８０重量部、硬化促進剤としてＤＭＰ−３０（東京化
成社製商品名）１重量部を加えて減圧下で１時間脱泡混
合した。

その後厚さ３朗、幅１１００ｔ、長さ１００館の試験片
注形し、８０℃で２時間、１４０’ｃで３０分硬化させ
た。

これを組成物■とした。また比較のため未処理のアルミ
ナを用いて上記製造法に従って作成したものを組成物い
とした。

これらについて比較した結果を第２表に示す。

第２表 第２表の結果よシ得られた組成物（ト）は組成物（財）
に比べて曲げ強度、電気特性が良好で、優れた性能を示
すことがわかる。

特許出願人　株式会社大八化学工業所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １一般式　ＲｍＳｉＸｎ・・・・・・・・・（１）〔式
   中Ｒは炭素数１−１８のアルキル基、フェニル基、ビニ
   ル基またはメタクリロキシプキビル基であり、Ｘは加水
   分解可能な基、ｍは１〜２、ｎは２〜３の整数、ｍ　＋
   　ｎ　＝　４である。〕 で表わされる有機ケイ素化合物、及び 一般式　Ｒ’ＳｉＸ、・・・・・・・・・・・・（２）
   〔式中Ｒ′ハガンマーグリシドキシグロビル基、ｔ　；
   ＋’ｃｉｊベータ（３，４−エポキシシクロヘキシル）
   エテル基であり、Ｘは加水分解可能な基である。〕 で表わされる有機ケイ素化置物の共加水分解生成物また
   は共縮合物の加水分解生成物で処理されてなるエポキシ
   系樹脂に配合される無機充填剤。 ２一般式　ＲｍＳｉＸｎ・・・・・・・・・・・・（１
   ）〔式中Ｒは炭素数１〜１Ｂのアルキル基、フェニル基
   、ビニル基またはメタクリロキシグロビル基、Ｘは加水
   分解可能な基でおる。 ｍは１〜２、ｎは２〜３の整数、ｍ　十ｎ　＝　４であ
   る。〕 で表わされる有機ケイ素化合物、及び 一般式　Ｒ’　Ｓ　ｉ　ＸＪ・・・・・・・・・・・・
   （２）〔式中のｋはガンマーグリシドキシグロビル基、
   マたはベータ（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチ
   ル基、Ｘは加水分解可能な基である。〕 で表わされる有機ケイ素化合物の共加水分解生成物もし
   くは共縮合物の加水分解生成物で処理された無機充填剤
   を配合してなるエポキシ系樹脂組成物。