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エポキシ樹脂およびエポキシ樹脂組成物 コモンズ

国内特許コード P150011999
整理番号 426
掲載日 2015年6月1日
出願番号 特願2013-039921
公開番号 特開2014-167073
出願日 平成25年2月28日(2013.2.28)
公開日 平成26年9月11日(2014.9.11)
発明者
  • 倉谷 美由紀
  • 越智 光一
出願人
  • 学校法人 関西大学
発明の名称 エポキシ樹脂およびエポキシ樹脂組成物 コモンズ
発明の概要 【課題】200℃以上、250℃以下の高温で、半導体用チップの封止材料として使用可能なエポキシ樹脂組成物を提供する。
【解決手段】本発明に係るエポキシ樹脂組成物の原料となるエポキシ樹脂は、下記一般式に係る分子構造を有する。
【化1】



(一般式中、Mは、少なくとも一つ以上のベンゼン環を含むメソゲン基である)
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要



近年、太陽光発電や電気自動車などの急速な開発に伴い、電力変換効率の向上が求められており、パワー半導体の高性能化が必要不可欠とされている。従来、パワー半導体用のチップとしてはSiが広く用いられてきたが、現在では、Siに比べて破壊電界強度が高いSiCが注目を集めている。SiCをパワー半導体用のチップとして用いることで電力のロスを減少させ、かつシステムの小型化が可能となる。





これらのことから、自動車や航空機などの様々なアプリケーションにおいてSiCの利用が検討されている。SiCは非常に優れた耐熱性を有しているため、高温領域においてもパワー半導体用のチップとして動作が可能であるが、それに付随する封止材料においても250℃以上の高耐熱性が強く求められている(非特許文献1、2)。





従来、半導体用の封止材料としてはエポキシ樹脂組成物が広く用いられているが、汎用のエポキシ樹脂組成物のガラス転移温度は200℃未満であり、SiCの利用に伴う封止材料の高耐熱性の要求を十分に満たすことは出来ていない。





一般的に耐熱性を向上させる手法として、ネットワークポリマーを形成するために必要な架橋点を増加させる方法が用いられている。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を芳香族ジアミンで硬化した系の架橋密度を増加させることで、ガラス転移温度が上昇し、ゴム状領域での弾性率が増加することを報告されている(非特許文献3)。また、4官能型アミンエポキシ樹脂をジアミノジフェニルメタンにより硬化し、架橋密度を高くすることで、優れた耐熱性を示すことが報告されている(非特許文献4)。しかしながら、上記樹脂組成物の力学的性質は、架橋密度の増加により、網目鎖の運動性が低下し、脆性的であることが欠点となっている。





一方、非特許文献5に記載のように、骨格中に剛直なメソゲン基を有するエポキシ樹脂組成物は、汎用のエポキシ樹脂に比べ、優れた熱的、力学的性質を示す。このことから、メソゲン骨格エポキシ樹脂は塗料、接着、電子部品材料などの幅広い分野で応用するため、様々な研究が行われてきた。当該研究に関し、本発明者らによって、メソゲン骨格エポキシ樹脂組成物の優れた耐熱性は、剛直なメソゲン基によるミクロブラウン運動の抑制に起因することが報告されている(非特許文献6)。また、力学的性質については、エポキシ樹脂組成物に応力負荷を加えた際、メソゲン基同士がスリップし、破壊時に配向を伴う変形による力学エネルギー吸収が生じることを明らかにしてきた(非特許文献7)。

産業上の利用分野



本発明はエポキシ樹脂およびエポキシ樹脂組成物に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
下記一般式に係る分子構造を有するエポキシ樹脂。
【化1】


(一般式中、Mは、少なくとも一つ以上のベンゼン環を含むメソゲン基である)

【請求項2】
上記一般式における
【化2】


はそれぞれ独立して、下記一般式群に示される構造の何れかであることを特徴とするエポキシ樹脂。
【化3】


(上記一般式群中、Rは、それぞれ独立して、水素、メチル基、エチル基、t-ブチル基、フッ素原子、塩素原子または臭素原子であり、nは、0~4の整数である)

【請求項3】
請求項1または2に記載のエポキシ樹脂をモノマー単位として含むエポキシ樹脂組成物。

【請求項4】
無機充填剤を含むことを特徴とする請求項3に記載のエポキシ樹脂組成物。

【請求項5】
繊維を含むことを特徴とする請求項3または4に記載のエポキシ樹脂組成物。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
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