KR0149697B1 - 에폭시 수지 분말 피복물 - Google Patents

에폭시 수지 분말 피복물

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Abstract

본 발명은 에폭시 수지 분말 피복물에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 (A) 에폭시 수지 100중량부, (B) 페놀 수지 10 내지 80중량부, (C) 산무수물 20 내지 70중량부 (D) 커플링제 1 내지 20중량부, (E) 무기충진제 50 내지 200중량부 및 기타 첨가제로 이루어진 에폭시 수지 분말 피복물에 관한 것이다.

Description

에폭시 수지 분말 피복물
본 발명은 에폭시 수지 분말 피복물에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 에폭시 봉지재의 내부 응력을 낮추고 수지조성물과 소지와의 박리현상을 최소화하고 내습성을 높여 장기저장성이 좋은 에폭시 수지 분말 피복물에 관한 것이다.
일반적으로, 피복조성물에 내부응력이 커지면 소지인 금속재료와의 박리로 인한 권선작업시 내충격성의 저하로 내전압 불량이 발생하는 문제점이 발생한다. 따라서, 기존에는 에폭시 수지에 산무수물을 단독으로 첨가시켜 사용하였으나, 내열성은 좋으나 내습에 약해 장기저장시 문제가 있었다. 한편, 상기 산무수물이 첨가된 수지 조성물의 내부응력을 낮추기 위하여 에폭시 수지에다 부타디엔계고무를 첨가하는 방법이 제안되었으나, 상기 방법은 산무수물이 대부분 융점이 높기 때문에 고무변성 수지와 균일한 분산이 어려워 응력감소에 효과적이지 못하며, 고무자체의 친수성에 기인한 내습성 때문에 산무수물의 장기저장성에 부정적인 영향을 끼친다. 또한, 다른 방법에서 제안된 실리콘 변성 수지는 내부응력을 감소시키는 효과는 있으나 균일한 외관을 얻기가 힘들어 문제가 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기에서 언급된 단점들을 극복하기 위해 외관이 양호하고 내부응력이 낮아 내충격성이 우수하며, 장기저장성을 개선할 수 있는 변성페놀수지를 사용하여 내충격성을 높이며, 수지 조성물과 소지와의 밀착성을 높여 부착력을 향상시키고 산무수물의 산화 반응을 억제하여 장기저장성을 향상시킨 에폭시 수지 분말 피복물을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 피복물은 (A) 에폭시 수지 100중량부, (B) 페놀 수지 10 내지 80중량부, (C) 산무수물 20 내지 70중량부 (D) 커플링제 1 내지 20중량부, (E) 무기충진제 50 내지 200중량부 및 기타 첨가제로 이루어진다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 사용되는 에폭시 수지로는 하기 식(Ⅰ)로 표시되는 비페닐 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지, 노볼락 변성 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지를 단독 또는 혼용하여 사용한다. 사용되는 에폭시 수지의 당량은 160 내지 350정도, 바람직하게는 170 내지 250인 것이 기계적, 전기적 특성이 우수하다. 또한, V는 반도체 칩표면에 있는 알루미늄등의 금속재료 부식을 방지하기 위하여 가수 분해성 염소이온의 함량이 500ppm 이하인 것을 사용함이 바람직하다.
여기서, R은 H2, CH3또는이다.
본 발명에 사용되는 산무수물은 상기 에폭시의 경화제로는 사용되며, 예를 들어, 지환족 및 방향족 산무수물, 히드라지드류, 2염기산 중합체와 노볼락페놀, 또는 크레졸노볼락페놀수지를 단독 또는 혼용하여 사용한다. 산무수물(또는 경화제)의 사용량은 에폭시 당량과 경화제의 반응기와 당량비로 조절하는 바, 이들 당량비(에폭시 당량/경화제 반응기)가 0.5 내지 1.5가 되도록 조절하는 것이 좋다. 이를 에폭시 수지 100중량부에 대해 환산하면 20 내지 70중량부이다. 이들 당량비가 상기 범위를 벗어날 경우, 에폭시 수지량이 과량이면 에폭시-카탈리스트의 어덕트(adduct)가 생성되고, 산무수물량이 과량이면 카탈리스트-에폭시의 저분자량 올리고머가 생성되는 등의 내습성 및 내열 충격성이 저하되며, 경화된 후에 강도가 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명에서는 봉지재의 내부 응력을 낮추고 내열충격성을 향상시켜 소지 및 수지 조성물과 밀착성을 높이기 위하여 변성페놀 수지를 에폭시 수지 100중량부에 대하여 10 내지 80중량부 사용한다. 이때, 10중량부 이하이면 내부응력 저하 효과가 없고, 80중량부 이상이면 밀착성이 떨어진다. 본 발명에는 하기 식(Ⅱ)로 표시되는 노볼락 페놀 수지 및 하기 식(Ⅲ)으로 표시되는 페놀 수지를 하기 식(Ⅳ)로 표시되는 산무수물 수지와 반응시켜 얻어진 비닐에스테르 변성페놀수지를 사용한다.
여기서, R은 H, CH3또는이고, n은 3-10인 정수이다.
여기서, R은 수소 또는 CH3이고, n은 1-3인 정수다.
여기서, n은 4-8인 정수이고, m은 1 내지 4인 정수이며, R은 탄소수가 1 내지 3인 선형 알킬그룹 또는 브렌치된 알킬그룹이다.
본 발명에 사용된 변성 페놀수지는 상기 식(Ⅱ)로 표시되는 노볼락 페놀 수지 및 상기 식(Ⅲ)으로 표시되는 페놀 수지 70 내지 95중량부에 상기 식(Ⅳ)로 표시되는 산무수물수지를 5 내지 30중량부를 넣고 120-220℃에서 1 내지 8시간 반응시켜서 얻는다. 이때, 산무수물 수지가 5중량부 미만이면 내부 응력을 낮추는 효과가 없고, 30중량부 이상이면 내습성이 저하된다.
이 밖에 수지 조성물로는 커플링제로 에폭시 수지 조성물중 유기분과 무기분 및 금속소재와의 결합력을 높여주는 역할을 한다. 상기 커플링제에는 실란계 커플링제, 티타늄계 커플링제, 또는 지르코 알루미네이트 커플링제 등이 있다. 커플링제의 사용량은 에폭시 수지 100중량부에 대하여 1 내지 20중량부가 바람직하며, 1중량부 미만이면 유기분과 무기분의 결합력이 저하되며, 20중량부 이상이면 내습성 및 성형성이 불량해진다.
상기 수지 조성물의 무기충진제로서 크게 나누어 용융 실리카, 결정성 실리카, 합성 실리카등의 실리카, 칼슘카보네이트 및 알루미나 등이 있고 형태로서는 파쇄형과 구형이 있다. 이들 무기충진제들은 분말에 따라 2종 이상을 섞어서 사용해도 좋다. 더욱이 구형 충진제를 사용할 경우 구형과 파쇄형을 9:1-1:9의 비율로 혼합해서 사용할 경우 내충격성이 좋아진다. 본 발명에서 사용되는 무기물 충진제의 적절한 사용량은 50 내지 200중량부로서 만일 이보다 적은 양을 사용할 경우 매트릭스 수지에 대한 보강효과가 적어 내충격성의 향상효과가 적으며 이 보다 많은 양을 사용하면 조성물의 점도 상승으로 인하여 외관이 나빠진다.
이 밖에 기타 첨가제들이 상기 조성물에 선택적으로 혼합될 수 있는데, 예를 들어 이형제로써 천연왁스의 합성왁스, 에스테르나 금속염, 파라핀, 산 아미드 등이 있고 이들은 2종 이상을 혼용하여 사용하여도 좋다. 이형제의 사용량은 3 내지 20중량부를 사용함이 바람직하다. 또한, 조성물의 난연성을 부여하기 위한 난연제로서 삼산화안티몬, 브롬 크레졸 노볼락 수지, 또는 브롬 비스 페놀 A형 수지등이 있다. 이들의 함량이 15 내지 50중량부가 바람직한데, 이를 벗어나게 되면 난연성이 저하되거나 외관이 불량해지게 된다. 착색제로는 안료를 사용하며 사용량은 1 내지 10중량부가 적당하며, 1중량부 미만이면 착색효과가 저하되고 10중량부 이상이면 전기적 특성이 저하된다. 에폭시 조성물의 경화촉진제로서 포스핀과 포스핀 유도체, 아민계, 또는 이미다졸과 그 유도체 등이 1 내지 10중량부로 사용된다.
이하 제조예 및 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1]
노볼락 페놀 수지(TAMANOL-758, ARAKAWA사) 80중량부를 70-180℃에서 완전히 녹인후 분자량이 1200-1900인 산무수물 20중량부를 넣고 160℃에서 8시간동안 반응시켜 변성 페놀(이하 변성페놀 1이라함)를 얻는다.
[제조예 2]
제조예 1에서 노볼락 페놀 수지 대신에 다관능 페놀 수지(MEH-7500, MEIWA사)를 넣고 동일한 방법으로 변성다관능 페놀 수지(이하 변성 페놀 2라함)를 얻는다.
[제조예 3]
제조예 1에서 노볼락 페놀 수지 대신에 나프틸 페놀 수지(MEH-7710, MEIWA사)를 넣고 동일한 방법으로 변성 나프틸 페놀 수지(이하 변성 페놀 3이라함)를 얻는다.
[실시예 1 내지 3]
하기 표 1에 기재된 비율로 각 성분들의 무게를 재고 이들을 믹서에 넣고 충분히 혼합한 후 70-100℃로 가열된 2축 롤러나 니이더로 용융 혼련시킨후 냉각시켜 에폭시 조성물을 제조하였고, 그 물성치를 측정하여 결과를 하기 표 2에 기재하였다. 측정조건 및 방법은 하기 표 3에 기재하였다.
상기 표 3에서 볼 수 있듯이 본 발명에서 기술한 에폭시 수지 분말 피복물은 내부응력이 낮고, 수지와 소지의 부착성이 대단히 우수하고 내습성이 뛰어남을 알 수 있다.

Claims (6)

  1. 에폭시 수지 분말 피복물에 있어서, (A) 하기 식(Ⅰ)로 표시되는 비페닐 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지, 노볼락 변성 에폭시 수지 및 비스페놀 A형 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택된 에폭시 수지 100중량부, (B) 하기 식(Ⅱ)로 표시되는 노볼락 페놀 수지 및 하기 식(Ⅲ)으로 표시되는 페놀 수지 70 내지 95중량부에 상기 식(Ⅳ)로 표시되는 산무수물 수지를 5 내지 30중량부를 넣고 120∼220℃에서 1 내지 8시간 반응시켜 제조된 변성페놀 수지 10 내지 80중량부, (C) 산무수물 20 내지 70중량부 (D) 커플링제 1 내지 20중량부, (E) 무기충진제 50 내지 200중량부 및 기타 첨가제로 이루어진 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 분말 피복물.
    여기서, R은 H2, CH3또는이다.
    여기서, R은 H, CH3또는이고, n은 3∼10인 정수이다.
    여기서, R은 수소 또는 CH3이고, n은 1∼3인 정수다.
    여기서, n은 4∼8인 정수이고, m은 1 내지 3인 정수이며, R은 탄소수가 1 내지 3인 선형 알킬그룹 또는 브렌치된 알킬그룹이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 산무수물이 지환족 및 방향족 산무수물, 히드라지드류, 2염기산 중합체와 노볼락페놀, 또는 크레졸노볼락페놀수지를 단독 또는 혼용하여 사용함을 특징으로 하는 에폭시 수지 분말 피복물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 커플링제가 실란계 커플링제, 티타늄계 커플링제, 또는 지르코 알루미네이트 커플링제인 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 분말 피복물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 무기충진제가 용융 실리카, 결정성 실리카 및 합성 실리카와 같은 실리카, 칼슘카보네이트 또는 알루미나이고, 그 형태가 파쇄형 또는 구형인 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 분말 피복물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 무기충진제는 구형과 파쇄형을 9:1-1:9의 비율로 혼합해서 사용되는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 분말 피복물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기타 첨가제가 이형제 3 내지 20중량부, 난연제 15 내지 50중량부, 착색제 1 내지 10중량부 또는/및 경화 촉진제 1 내지 10중량부로 이루어짐을 특징으로 하는 에폭시 수지 분말 피복물.
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