エポキシ 硬化剤 書籍
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★電子機器の小型化・高密度化だけではなく、鉛フリー化への変換に伴う熱問題や最新の環境規制にも対応!
★硬化物の特性を思いのままにコントロールするための、硬化剤・添加剤の選定・配合の必須知識!

最新版 エポキシ樹脂の高機能化
〜設計・配合・解析 編〜


Highly-Functional Epoxy resin 〜Design, Compound, Analysis of Epoxy resin〜

■発刊 2008年6月30日   ■体裁:B5判 上製本 393頁    ■定価 80,000(税抜)

※上製本が絶版につき、オンデマンド版30,000円(税抜)

■ 執筆者(敬称略)

大阪市立工業研究所
東京工業大学
関西大学
大阪工業大学
愛知工業大学
日本電気(株)
半導体材料技術コンサルタント
大阪市立工業研究所
ナガセケムテックス(株)
三菱電機(株)
大日本インキ化学工業(株)
荒川化学工業(株) 

長谷川 喜一
久保内 昌敏
原田 美由紀
中村 吉伸
山田 英介
位地 正年
鈴木 宏
上利 泰幸
辻村 豊
三村 研史
小椋 一郎
合田 秀樹

技術コンサルタント
ナガセケムテックス(株)
岡山県工業技術センター
信越化学工業(株)
西沢技術研究所
京都工芸繊維大学
京都工芸繊維大学
(株)日東分析センター
(株)東レリサーチセンター
日立化成工業(株)
東京工業大学
ダウ・ケミカル日本(株)

鎌形 一夫
谷岡 由男
光石 一太
工藤 宗夫
西沢 仁
塚原 安久
山本 稔
松並 淳
村木 直樹
柴田 勝司
佐藤 千明
大関 一男

■ 目  次  
第1章 エポキシ樹脂の高機能化


第1節 エポキシ樹脂の耐熱性向上手法とその事例

はじめに
1.耐熱性とは?
2.耐熱性向上手法
3.耐熱性向上の事例
 3−1 ジシクロペンタジエン骨格の導入
 3−2 ビフェニル骨格の導入
 3−3 ナフタレン骨格の導入
 3−4 アントラセンおよびピレン骨格の導入
 3−5 キサンテン骨格の導入
 3−6 インドール骨格の導入 おわりに


第2節 エポキシ硬化物の耐食性

はじめに
1.有機材料の耐食性
 1−1 有機材料の腐食
 1−2 腐食形態と腐食速度
  @) 表面反応型腐食
  A) 腐食層形成型腐食
  B) 全面浸入型腐食
2.エポキシ樹脂の耐食性
 2−1 エポキシ樹脂の加水分解
 2−2 酸無水物硬化エポキシ樹脂の加水分解
  @) 低分子量エポキシと酸無水物による硬化物
  A) 酸無水物硬化エポキシ樹脂の化学構造とアルカリ環境下の腐食形態
  B) 酸無水物硬化エポキシ樹脂の強度低下と寿命予測
 2−3 アミン硬化エポキシ樹脂の劣化
  @) アミン硬化エポキシ樹脂における腐食形態
  A) アミン硬化エポキシ樹脂の硫酸環境における全面浸入型の劣化
  B) アミン硬化剤の硬化剤配合量と耐酸性
まとめ


第3節 エポキシ樹脂の強靭化

[1] 骨格構造の違いによるエポキシ樹脂の強靱性

はじめに
1.架橋密度や柔軟鎖の導入による強靭化
2.液晶骨格の導入による強靭化
 2−1 液晶性エポキシ樹脂の特徴
 2−2 液晶性エポキシ樹脂の配列と力学特性
 2−3 外場による液晶性エポキシ樹脂ネットワークの配列制御
 2−4 硬化条件のコントロールによるドメイン内の配列性と配列領域の制御
3.縮合多環芳香族の導入による強靭化
おわりに

[2] エラストマー変性によるエポキシ樹脂の強靭化

はじめに
1.ゴム変性
 1−1 ゴムの種類
 1−2 ゴム変性による強靭化のメカニズム
 1−3 ゴム変性による強靭化の効果
 1−4 ゴム変性による低内部応力化
 1−5 ゴム変性による流動性の改良
2.無機粒子の充てん
 2−1 無機粒子の充てんによる強靭化メカニズム
 2−2 ナノコンポジット化の効果
おわりに

[3] ウレタン化合物とのコンポジット化によるエポキシ樹脂の強靭化

はじめに
1.ポリウレタン系コンポジット
 1−1 二種のソフトセグメント有するポリウレタン/エポキシ樹脂コンポジット
 1−2 PTMG系熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)/エポキシ樹脂コンポジット
 1−3 ブロックドウレタンオリゴマー系コンポジット
2.ウレタン導入エポキシ系コンポジット
 2−1 ソフトセグメントの異なるウレタン鎖延長エポキシ樹脂コンポジット
 2−2 種々のPPGを用いたウレタン鎖延長エポキシ樹脂コンポジット
3.エポキシ樹脂末端ウレタンオリゴマー(ETPU)/エポキシ樹脂コンポジット
 3−1 異なるソフトセグメントを有するETPUとのコンポジット
 3−2 ハードセグメントを導入したETPU/エポキシ樹脂コンポジット


第4節 フェノールアラルキル型エポキシ樹脂組成物の自己消火性

はじめに
1.実験
2.フェノールアラルキル型エポキシ樹脂組成物の自己消火性
 2−1 自己消火性とその機構および他の主要特性
 2−2 難燃性や他の特性の一層の向上
  @) 無機充填材による難燃性改良
  A) 不活性ガス発生の窒素化合物による難燃性の改良
  B) 多官能エポキシ樹脂の併用による耐熱性等の改良
3.電子部品実装材としての適用性
 3−1 IC用モールド材への適用性
 3−2 ガラスエポキシ積層型プリント基板への適用性
おわりに


第5節 樹脂封止型半導体パッケージの耐湿性向上・安定化策

はじめに
1.エポキシ封止材製法、パッケージ成形工程およびパッケージ信頼性試験条件の概要
 1−1 エポキシ封止材製法の概要
 1−2 パッケージ成形工程の概要
 1−3 封止材に要求される特性および樹脂封止型PKGの信頼性試験条件例
2.エポキシ封止材の特徴
 2−1 湿気の拡散、吸収(吸湿)、透過(透湿)
 2−2 高温高湿下における樹脂封止型半導体パッケージの挙動
3.樹脂封止型パッケージの放置型耐湿性における接着の役割
 3−1 Siチップ、リードフレームと封止材の接着性の効果
 3−2 接着力、離型力の測定方法と測定結果
 3−3 離型性の発現と接着性との両立化
 3−4 エポキシ封止材と離型回復材の組合せについて
4.バイアス型耐湿性におけるイオン性不純物低減の重要性
 4−1 封止材中のイオン性不純物の評価方法
 4−2 電導度とバイアス型耐湿性との関係
 4−3 難燃化添加剤として赤燐が添加されたエポキシ封止材の事例
5.表面実装対応薄型パッケージの吸湿後耐リフロー性向上、安定化策
 5−1 吸湿後リフロー時クラック発生の状況
 5−2 吸湿後リフロー時クラック発生の防止策
 5−3 Tgと諸特性、耐クラック性
 5−4 溶融シリカ粉高充填系封止材の諸特性、耐クラック性
 5−5 低分子量エポキシ樹脂・溶融シリカ粉高充填系の諸特性、耐クラック性
おわりに


第6節 エポキシ樹脂などの高分子材料の高熱伝導化技術

1.高熱伝導性高分子材料への期待
2.高分子材料の複合化による熱伝導率に及ぼす影響
 2−1 粒子分散複合材料の有効熱伝導率に与える影響と予測式
 2−2 熱伝導率に与える影響
  2−2−1 粒子径や粒子の形状
  2−2−2 充填量
  2−2−3 粒子の分散状態
  2−2−4 分散粒子の配向
  2−2−5 分散粒子と連続媒体の界面抵抗
  2−2−6 充填材間の抵抗
  2−2−7 熱伝導率の異なる多種類の充填材を複合化したときの熱伝導率
3.部材として組み込んだときの接触熱抵抗の低減
4.製品形状による影響因子
5.応用分野と将来性


第7節 エポキシ樹脂の透明性向上

はじめに
1.樹脂の劣化と安定剤
2.シルセスキオキサンの導入
3.シルセスキオキサンを骨格とするエポキシ樹脂の合成
4.シルセスキオキサン骨格エポキシ樹脂の硬化物
5.シルセスキオキサン骨格エポキシ樹脂の改良
6.SQ−OS@−EPの硬化物
7.異なる置換基の導入
8.シルセスキオキサンのみで硬化させる構造体
おわりに


第8節 易分解型エポキシ樹脂材料

はじめに
1.分子鎖解裂による硬化物の分解
2.ポリマーアロイ化技術の適応による硬化物の分解
 2−1 モルホロジーの制御
 2−2 分解性の検証
 2−3 モルホロジーが硬化物特性に及ぼす影響
 2−4 相構造傾斜材料
おわりに

 

第2章 エポキシ樹脂における機能性の両立


はじめに
1.《低粘度》と《高耐熱性》の両立
 1−1 背景
 1−2 両立困難な理由
 1−3 課題解決可能な特殊エポキシ樹脂
  1−3−1 EPICLON HP−4032D
  1−3−2 EPICLON HP−4700
  1−3−3 EPICLON N−540
2.《高耐熱性》×《低吸湿性》の両立
 2−1 背景
 2−2 両立困難な理由
 2−3 課題解決可能な特殊エポキシ樹脂
  2−3−1 EPICLON HP−7200
3.《高難燃性》と《高耐熱性》の両立
 3−1 背景
 3−2 両立困難な理由
 3−3 課題解決可能な特殊エポキシ樹脂
  3−3−1 EPICLON EXA−7335
  3−3−2 HP−4770
4.《高耐熱性》と《低誘電率(正接)》の両立
 4−1 背景
 4−2 両立困難な理由
 4−3 本課題を解決できる特殊エポキシ樹脂
5.《柔軟性》と《強靱性》の両立
 5−1 背景
 5−2 両立困難な理由
 5−3 本課題を解決できる特殊エポキシ樹脂
6.《超低粘度液状》と《超高純度(不純物塩素ゼロ)》の両立
 6−1 背景
 6−2 両立困難な理由
 6−3 本課題を解決できる特殊エポキシ樹脂
おわりに

第3章 エポキシ樹脂−シリカハイブリッドの設計と高機能化


はじめに
1.有機−無機ハイブリッド
2.ゾル−ゲルハイブリッド
3.ゾル−ゲルハイブリッドの分子設計
4.シラン変性エポキシ樹脂を使うエポキシ樹脂‐シリカハイブリッド
5.ビスフェノールA型エポキシ樹脂−シリカハイブリッドの物性
6.エポキシ樹脂−シリカハイブリッドの硬化反応制御と加工
7.シルセスキオキサン型ハイブリッド

第4章 エポキシ硬化剤の硬化メカニズムと上手な選び方


第1節 エポキシ樹脂の硬化メカニズム

はじめに
1.エポキシ樹脂の反応性
 1−1 エポキシ樹脂の一般的な性質
 1−2 エポキシドの構造
 1−3 エポキシドの反応性
2.硬化剤の種類と硬化機構および硬化物の特徴
 2−1 アミン系硬化剤
  2−1−1 アミン系硬化剤の種類と性質
  2−1−2 アミン系硬化剤の硬化機構および得られた硬化物の特徴
 2−2 酸無水物硬化剤
  2−2−1 酸無水物硬化剤の種類と性質
  2−2−2 酸無水物硬化剤の硬化機構および得られた硬化物の特徴
 2−3 触媒型硬化剤
  2−3−1 イミダゾール化合物とは?
  2−3−2 硬化剤および硬化促進剤としてのイミダゾール化合物
  2−3−3 イミダゾール化合物とイソシアヌル酸との分子間化合物
  2−3−4 イミダゾール系硬化剤の硬化反応および得られた硬化物の特徴
 2−4 その他の硬化剤および得られた硬化物の特徴
  2−4−1 ジシアンジアミド
  2−4−2 マンニッヒ塩基
3.硬化物の構造と物性
 3−1 硬化物の硬化度の評価
 3−2 硬化物のガラス転移温度と物性との関係
おわりに


第2節 エポキシ樹脂の各用途における硬化剤選定

はじめに
1.エポキシ樹脂硬化剤の分類
2.アミン系硬化剤の分類と特徴
 2−1 脂肪族ポリアミン
 2−2 脂環式アミン
 2−3 芳香族アミン
 2−4 ポリアミドアミン
 2−5 第三アミン
 2−6 イミダゾール
 2−7 ジシアンジアミド
3.酸無水物硬化剤の分類と特徴
 3−1 液状酸無水物
 3−2 固形酸無水物
4.エポキシ樹脂用の各用途別硬化剤の選定
 4−1 接着剤
 4−2 電気
 4−3 構造材料
 4−4 治工具
 4−5 土木建築
 4−6 塗料及びライニング材
おわりに

第5章 エポキシ樹脂に用いる機能化剤

第1節 フィラーの種類・機能と分散・充填技術

1.半導体封止材料について
2.フィラーの樹脂への高充填化
 2−1 フィラー粒径の影響
 2−2 フィラーの粒度分布の影響
 2−3 球状フィラーの効用
3.凝集構造の発現と熱伝導性向上
 3−1 フィラーのネットワーク化
 3−2 スプレードライ法の利用
4.フィラーのカップリング処理
 4−1 フィラーとの作用
 4−2 樹脂との作用
 4−3 カップリング処理フィラーの特性評価
  @) 粒度分布
  A) 表面張力
  B) 沈降体積
  C) ζ−電位
  D) 湿潤熱
 4−4 カップリング処理装置による違い
  @) 高速攪拌法
  A) 湿式混合法
 4−5 金属不純物の影響


第2節 シランカップリング剤の種類・機能と活用方法

はじめに
1.シランカップリング剤の構造と特徴
2.シランカップリング剤の無機質表面への作用機構
3.有機樹脂に対する作用機構と選定方法
4.シランカップリング剤の使用方法
 4−1 無機材料への直接処理
  4−1−1 湿式処理法
  4−1−2 乾式処理法
 4−2 有機樹脂への添加
 4−3 シランカップリング剤の使用量
5.シランカップリング剤のエポキシ樹脂への応用
 5−1 ガラスクロス強化エポキシ樹脂
 5−2 半導体封止材料
おわりに


第3節 難燃剤の種類・配合技術と評価方法

はじめに
1.難燃規制の現状
 1−1 WEEE・RoHS・REACHによる規制
 1−2 難燃材料に対する代表的な規制
2.難燃化機構
3.難燃剤の種類と特性と最近の動向および配合技術
 (1)臭素化エポキシ樹脂による難燃化技術
 (2)エポキシ樹脂に対するポリスルフォン・りん変性ポリスルフォンの難燃効果
 (3)フェノールアラルキール型エポキシ樹脂構造による難燃製鋼上
 (4)シリコーン元素導入による難燃化技術
 (5)ナノコンポジット化による難燃化技術
4.難燃剤に要求される特性と今後の研究の方向
 (1)無機系難燃剤を中心として研究
 (2)りん系難燃剤を中心とした難燃系野研究
 (3)新規難燃剤の開発
 (4)難燃機構の研究


第4節 希釈剤の種類・機能と選定方法

はじめに
1.溶剤としての希釈剤および反応性希釈剤の基礎
 1−1 反応性希釈剤
 1−2 エポキシ系の反応性希釈剤
 1−3 反応性希釈剤としての各種モノマー
2.反応性希釈剤の硬化反応・重合反応
 2−1 硬化反応・重合反応
 2−2 光重合・UV硬化
  2−2−1 光ラジカル重合
  2−2−2 光カチオン重合
おわりに

第6章 エポキシ樹脂の分析技術


第1節 エポキシ樹脂の組成分析

はじめに
1.硬化前のエポキシ樹脂の組成分析
 1−1 組成の概要把握
 1−2 分取GPCを用いた分離分析手法
 1−3 カラムクロマトグラフィーを用いた分離分析手法
2.エポキシ樹脂硬化物の組成分析
 2−1 フェノール樹脂硬化系エポキシ樹脂硬化物の組成分析
 2−2 酸無水物硬化系エポキシ樹脂硬化物の組成分析
おわりに


第2節 エポキシ樹脂硬化過程の分析手法

1.赤外分光分析
 (1)フーリエ変換赤外分光法(FT−IR)
 (2)FT−IR−透過法による近赤外領域の測定
 (3)FT−IR−ATR法による深さ方向解析
2.ラマン分光法
 (1)ラマン分光法の原理
 (2)近赤外ラマン分光法の装置構成
 (3)加熱時のエポキシ樹脂の硬化反応の追跡
 (4)エポキシ樹脂の硬化度分布の評価
3.熱分析(DSC)
4.NMRによるエポキシ樹脂硬化過程の分析

第7章 エポキシ樹脂・硬化物の環境対応


第1節 エポキシ複合材料のリサイクル技術

はじめに
1.リサイクル技術の比較
2.エポキシ複合材料からのCF(炭素繊維)の回収
3.回収したCF(炭素繊維)のリサイクル
おわりに


第2節 エポキシ系接着剤の解体性接着技術

はじめに
1.解体性接着剤の種類
2.発泡剤の種類と特徴・特性
 2−1 熱膨張性マイクロカプセルとその構造
 2−2 熱膨張性マイクロカプセルの膨張力
3.高強度解体性接着
 3−1 熱膨張性マイクロカプセル混入エポキシ樹脂の膨張特性
 3−2 解体性および接着強度
 3−3 解体のメカニズム
4.最近の進歩
おわりに


第3節 エポキシ樹脂の環境安全性

1.ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂のヒト健康影響
 1−1 急性毒性
 1−2 皮膚刺激性及び皮膚感作性
 1−3 発がん性
 1−4 変異原性
 1−5 生殖・発生毒性
  1−5−1 生殖毒性
  1−5−2 発生毒性
 1−6 神経毒性
 1−7 代謝
2.エポキシ樹脂に関わる環境問題
 2−1 ビスフェノールA
 2−2 ビスフェノールAジグリシジルエーテル
 2−3 ビスフェノールF
3.エポキシ樹脂に関わる法規制
 3−1 日本国内における法規制
  3−1−1 消防法・危険物
  3−1−2 労働安全衛生法
  3−1−3 労働基準法
  3−1−4 化学物質管理促進法(FRTR)
 3−2 海外での既存・新規化学物質登録

 

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