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電子部材用途におけるエポキシ樹脂

  • Epoxy Resin for Electronic Devices
(2006年『電子部品用エポキシ樹脂の最新技術』普及版)

商品コード: B0954

  • 監修: 越智光一・沼田俊一
  • 発行日: 2011年3月
  • 価格(税込): 4,752 円
  • 体裁: A5判,290ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0307-9

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刊行にあたって

 電子部品に用いられるエポキシ樹脂は,かつては主にDRAMの封止や積層板のマトリックスとして用いられ,その要求物性も耐熱性の向上や強靱性の増加など比較的理解しやすいものであった。しかし,半導体実装技術の進歩や発光素子・光半導体などの光技術の進歩によって,ここ数年の間にエポキシ樹脂の使用分野は大幅に広がり,これまでにない新しい機能とより高度な性能が要求されるようになった。しかも,この分野の技術革新のスピードは驚くべきもので,半年前には最新技術としてもてはやされていたものが半年後には陳腐化してしまうといわれるほどである。その激しい技術革新のなかで,本書『電子部品用エポキシ樹脂の最新技術』は,現段階での最新技術をいち早くこの分野で仕事をする技術者の皆様に伝えるために刊行されたものである。本書の企画に当たっては,最新の基礎的技術や理論だけでなく,実際の製品開発がどのような考え方で,どのような性能を目指して行われたのかもそれぞれの分野の専門家に解説いただくよう意図した。
 本書は,「電子部品用エポキシ樹脂と副資材」,「エポキシ樹脂配合物の機能化」,「電子部品用途におけるエポキシ樹脂の環境対応」と「電子部品用エポキシ樹脂の用途と要求物性」の4編から構成されている。第I編は,電子部品用途に用いられるエポキシ樹脂と添加剤についてその基礎から最新材料までをまとめているが,近い将来に実用化されるであろう材料についても章を設けて解説している。第II編は,配合物の機能を,できるだけその機能の現れる機構が理解できるように記述することに留意した。単に新しい機能の羅列ではなく,その機能の現れる機構を示すことによって今後の新技術開発に役立つ知見とすることを目的としている。第III編は,製品の安全性と廃棄時のリサイクル性についてまとめている。エポキシ樹脂など熱硬化性樹脂の将来を考えるとき,その安全性とリサイクル性はもっとも重要な項目の一つと考えられる。この分野における最新の技術と情報を解説している。第IV編は,実際の用途における最新技術を解説することを目的としている。基本的考え方だけでなく,最新製品の性能なども専門家によって紹介されている。本編の内容が最新技術であればあるほど,数年後には陳腐化し魅力を失っている場合もあるかもしれない。しかし,現時点での最新技術の中から将来の新しい技術が生まれることを考えれば,本編は今後の技術開発・製品開発には非常に有益な情報となるものと思っている。
 最後に本書の刊行に当たり,多忙を極めておられるであろう各分野の第一人者の皆様に執筆をお願いし,ご快諾をいただいたことに編集者として心より深い感謝と御礼を申し上げます。

2006年1月  監修者を代表して 越智光一(関西大学工学部 教授)

<普及版の刊行にあたって>

 本書は2006年に『電子部品用エポキシ樹脂の最新技術』として刊行されました。普及版の刊行にあたり,内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので,ご了承ください。

2011年3月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

【監修者】
越智光一   (現)関西大学 化学生命工学部 教授
沼田俊一   (現)日立化成工業㈱ 筑波総合研究所 上級マネジャー

【著者】
押見克彦   (現)日本化薬(株) 厚狭工場 機能製品技術課 樹脂技術担当主管
村田保幸   ジャパンエポキシレジン(株) 開発研究所 所長代理
梶 正史   (現)新日鐵化学(株) 機能材料研究所 副所長
大沼吉信   ジャパンエポキシレジン(株) 開発研究所 グループマネージャー
原田美由紀  (現)関西大学 化学生命工学部 准教授
小林明洋   日立化成工業(株) 化成品事業部 五井開発グループ 開発担当部長
鎌形一夫   (現)技術コンサルタント
永田員也   岡山県工業技術センター 材料技術部 有機材料研究室 室長
中村吉伸   (現)大阪工業大学 工学部 応用化学科 教授
西沢 仁   (現)西沢技術研究所 代表
松田 聡   (現)兵庫県立大学 大学院工学研究科 准教授
岸  肇   (現)兵庫県立大学 大学院工学研究科 教授
村上 惇   兵庫県立大学 大学院工学研究科 機械系工学専攻 教授
竹澤由高   (株)日立製作所 日立研究所 電子材料研究部 高機能高分子ユニット ユニットリーダ 主任研究員
        (現)日立化成工業(株) 筑波総合研究所 主管研究員
三村研史   (現)三菱電機(株) 先端技術総合研究所 マテリアル技術部 主席研究員
佐藤千明   (現)東京工業大学 精密工学研究所 准教授
久保内昌敏  東京工業大学大学院 理工学研究科 化学工学専攻 助教授
北川和男   京都市産業技術研究所 工業技術センター 材料技術グループ 有機材料チーム 研究担当課長
島村哲朗   京都市産業技術研究所 工業技術センター 材料技術グループ 有機材料チーム 研究員
佐藤昌利   京都市産業技術研究所 工業技術センター 材料技術グループ 無機材料チーム 研究担当課長
中西義則   ジャパンエポキシレジン(株) 技術環境室 室長
原 一郎   関西医科大学名誉教授
内田 健   (現)京セラケミカル(株) 成形材料技術部 責任者
永井 晃   (現)日立化成工業(株) 筑波総合研究所 基盤技術開発センタ 主任研究員
位地正年   (現)日本電気(株) グリーンイノベーション研究所 主席研究員
宮脇善照   (現)サンユレック(株) LED&ライティング事業部 技術グループ 材料実装開発チーム チームリーダー
大山紀隆   サンユレック(株) 半導体事業部 グループ長
奥野敦史   (現)サンユレック(株)  代表取締役社長
尾形正次   (元)日立化成工業(株)   
江部和義   (現)リンテック(株) 技術統括本部 取締役 副本部長
山崎 修   (現)リンテック(株) 技術統括本部 電子・光材料研究室 係長
田中一安   (現)ヘンケルジャパン(株) テクニカルサービス&エンジニアリング シニアTSエンジニア
中澤 孝   (現)日立化成工業(株) 機能材料事業本部 樹脂材料事業部 ディスプレイ材料開発部 研究員
白井恭夫   (現)ナミックス(株) 技術開発本部 導電材料技術ユニット グループマネージャー
藤原弘明   (現)パナソニック電工(株) 電子材料本部 電子材料R&Dセンター 回路材料開発Gr. 主査技師
小笠原健二  (現)パナソニック電工(株) 電子材料本部 電子材料R&Dセンター 副参事
高野 希   (現)日立化成工業(株) 筑波総合研究所 情報通信材料開発センタ センタ長

 執筆者の所属表記は、注記以外は2006年当時のものを使用しております。

目次

【第I編 電子部品用エポキシ樹脂と副資材】
第1章 エポキシ樹脂
1. ノボラック型エポキシ樹脂
1.1 はじめに
1.2 ナフタレン含有ノボラック型エポキシ樹脂
1.3 ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂
1.4 トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂
1.5 テトラキスフェノールエタン型エポキシ樹脂
1.6 ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂
1.7 フェノール・ビフェニル型エポキシ樹脂
1.8 結晶性エポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂の混合物

2. ビフェニル型エポキシ樹脂
2.1 ビフェニル型エポキシ樹脂の構造と特徴
2.2 ビフェニル型エポキシ樹脂の種類
2.3 ビフェニル型エポキシ樹脂の封止材用としての特性
2.3.1 溶融粘度
2.3.2 成形性
2.3.3 吸湿性
2.3.4 低応力性
2.3.5 接着性
2.3.6 耐熱性
2.4 ビフェニル型エポキシ樹脂の展開
2.4.1 新しい半導体技術への対応
2.4.2 新規なビフェニル型エポキシ樹脂の開発
2.5 まとめ

3. 多環芳香族型エポキシ樹脂
3.1 はじめに
3.2 ナフタレン構造を有するエポキシ樹脂
3.3 アントラセン構造を有するエポキシ樹脂
3.4 ピレン構造を有するエポキシ樹脂
3.5 おわりに

4. 水添脂環式エポキシ樹脂
4.1 はじめに
4.2 水添脂環式エポキシ樹脂の合成方法
4.3 硬化物物性
4.4 光および熱劣化性
4.5 水添脂環式エポキシ樹脂のTg向上方法
4.6 おわりに

5. メソゲン骨格エポキシ樹脂
5.1 はじめに
5.2 メソゲン骨格エポキシ樹脂の特徴
5.3 液晶性エポキシ樹脂のミクロ配列制御
5.4 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
5.5 液晶性エポキシ樹脂の配列によって得られる新規な機能
5.6 おわりに

第2章 硬化剤
1. フェノール系硬化剤
1.1 はじめに
1.2 ナフタレン構造を有する硬化剤
1.2.1 ナフタレン系ノボラック型硬化剤
1.2.2 アラルキル構造を有するナフタレン系硬化剤
1.2.3 その他の多環芳香族構造を有するエポキシ硬化剤
1.3 おわりに

2. 酸無水物類
2.1 はじめに
2.2 酸無水物系硬化剤の種類
2.3 酸無水物系硬化剤の使用にあたって
2.3.1 配合に関して
2.3.2 吸湿、揮散に関して
2.3.3 安全性に関して
2.4 酸無水物系硬化剤の開発動向
2.5 おわりに

3. 塩基性硬化剤
3.1 はじめに
3.2 イミダゾール化合物
3.2.1 触媒型硬化剤としてのイミダゾール化合物
3.2.2 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
3.3 その他の塩基性硬化剤
3.4 触媒型硬化剤によるエポキシ樹脂の硬化反応
3.4.1 イミダゾールの硬化反応および硬化物の特徴
3.4.2 ビニル基を持つトリアジン化合物を含む硬化物

第3章 添加剤
1. フィラー
1.1 フィラーの種類
1.2 フィラーの表面
1.3 フィラーの表面処理
1.3.1 シランカップリング剤
1.3.2 チタネートカップリング剤
1.3.3 脂肪酸、界面活性剤などのイオン結合性有機化合物
1.4 電子材料に主に用いられるフィラー
1.4.1 シリカ
1.4.2 導電性フィラー
1.4.3 その他

2. エラストマー
2.1 はじめに
2.2 エラストマーの種類
2.3 エラストマー変性の効果
2.3.1 強靭化
2.3.2 低内部応力化
2.3.3 流動性の改良
2.3.4 低線膨張率化

3. 難燃剤
3.1 はじめに
3.2 難燃剤の種類と需要動向
3.3 難燃剤の難燃化機構、各種難燃剤の最近の動向
3.3.1 難燃剤の難燃化機構
3.3.2 各種難燃剤の最新動向

4. カップリング剤と離型剤
4.1 はじめに
4.2 シランカップリング剤の種類
4.3 処理方法
4.4 反応機構
4.5 シランカップリング剤処理の効果
4.6 離型剤

【第II編 エポキシ樹脂配合物の機能化】
第4章 力学的機能
1. 高強靱化
1.1 はじめに
1.2 エポキシ樹脂のエラストマーによる強靱化
1.3 エポキシ樹脂のエンジニアリングプラスチックスによる強靱化
1.4 エポキシ樹脂の網目鎖配列の制御による強靱化

2. 低応力化
2.1 はじめに
2.2 内部応力の発生機構
2.3 内部応力の低下法
2.3.1 無機質の充填
2.3.2 エラストマーによる変性
2.4 おわりに

第5章 熱的機能
1. 高耐熱化
1.1 はじめに
1.2 耐熱性骨格を有するエポキシ樹脂
1.3 エポキシ樹脂・シリカハイブリッドによるTgレス化
1.4 アイオノマーを用いたエポキシ樹脂のTgレス化
1.4.1 アイオノマーを添加したエポキシ樹脂のTgレス現象
1.4.2 Tgレス挙動発現機構の解明
1.4.3 アイオノマーを用いたエポキシ樹脂のTgレス化のまとめ
1.5 おわりに

2. 高熱伝導化
2.1 はじめに
2.2 高熱伝導性付与の考え方
2.3 モノメソゲン(ビフェニル基)型樹脂の諸特性
2.4 ツインメソゲン型樹脂の諸特性
2.5 おわりに

【第III編 電子部品用途におけるエポキシ樹脂の環境対応】
第6章 リサイクル
1. 易分解性電気絶縁材料
1.1 はじめに 
1.2 分子鎖解裂による硬化物の分解
1.3 ポリマーアロイ化技術の適用による硬化物の分解
1.3.1 モルホロジーの制御
1.3.2 分解性の検証
1.3.3 モルホロジーが硬化物特性に及ぼす影響
1.3.4 相構造傾斜材料
1.4 おわりに

2. 解体性接着技術
2.1 はじめに
2.2 解体性接着剤の種類
2.3 発泡剤の種類と特徴・特性
2.3.1 熱膨張性マイクロカプセルとその構造
2.3.2 熱膨張性マイクロカプセルの膨張力
2.4 高強度解体性接着
2.4.1 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
2.4.2 解体性
2.4.3 接着強度
2.4.4 解体のメカニズム
2.5 おわりに

3. エポキシ樹脂のケミカルリサイクル
3.1 はじめに
3.2 エポキシ樹脂におけるケミカルリサイクルの現状
3.3 ケミカルリサイクルのための分解
3.4 ケミカルリサイクル研究の現状
3.4.1 超臨界・亜臨界流体の利用
3.4.2 加溶媒分解
3.4.3 水素供与性溶媒を用いた分解(テトラリン)
3.4.4 有機アルカリによる方法
3.4.5 有機溶媒とアルカリを組み合わせる方法
3.4.6 アミン硬化エポキシ樹脂を硝酸で分解する方法
3.5 おわりに

4. 積層板の高性能炭素材料へのリサイクル
4.1 はじめに
4.2 炭素前駆体を用いた成形及び焼結
4.2.1 鋳込み成形
4.2.2 押し出し成形
4.2.3 炭素焼結体
4.3 炭素前駆体から得られた高性能活性炭とそれらの成形及び焼結
4.4 熱分解液のノボラックエポキシ化とその利用
4.4.1 熱分解液のノボラックエポキシ化
4.4.2 リサイクルエポキシ樹脂を用いた排水性舗装トップコート工法の試験施工
4.5 臭素系難燃剤含有使用済みフェノール樹脂の加熱分解における臭素化合物の挙動
4.6 おわりに

第7章 健康障害と環境管理
1. 電子部品用エポキシ樹脂の安全性
1.1 はじめに
1.2 エポキシ樹脂に関する法規制
1.2.1 消防法・危険物規則
1.2.2 化審法・第二種監視化学物質
1.2.3 労働安全衛生法・変異原性化学物質
1.2.4 労働災害認定化学物質
1.2.5 化学物質管理促進法(PRTR)
1.3 エポキシ樹脂の人健康影響
1.3.1 急性毒性
1.3.2 皮膚等への刺激性及び感作性
1.3.3 変異原性及び慢性毒性(発がん性)
1.4 エポキシ樹脂の環境影響

2. エポキシ樹脂と硬化剤による健康障害と対策
2.1 はじめに
2.2 エポキシ樹脂とアミン系硬化剤による健康障害
2.3 酸無水物による健康障害
2.4 対策
2.4.1 エポキシ樹脂とアミン系硬化剤について
2.4.2 酸無水物について

【第IV編 電子部品用エポキシ樹脂の用途と要求物性】
第8章 機能性封止材
1. パワーデバイス用封止材
1.1 樹脂の高熱伝導化と熱抵抗
1.2 高熱伝導性封止樹脂の設計
1.3 高熱伝導性フィラー
1.4 フィラーの高充填化
1.5 高熱伝導性封止樹脂における技術的課題
1.6 製品への適用

2. 半導体片面モールド封止材
2.1 はじめに
2.2 熱応力発生要因と封止材の物性
2.3 反応収縮の低減
2.4 熱収縮の低減
2.5 見かけの熱膨張係数と反りとの関係
2.6 おわりに

3. 環境対応型封止材
3.1 背景
3.2 自己消火性エポキシ樹脂組成物の開発
3.3 環境対応型の半導体封止材としての実用性
3.4 まとめと今後

4. 白色LED用樹脂とLEDパッケージの最新技術
4.1 はじめに
4.2 白色用封止樹脂の開発
4.2.1 輝度劣化試験
4.2.2 透明性の改善
4.3 封止方法
4.4 封止バラツキ試験
4.5 結論

5. 液状封止材
5.1 はじめに
5.2 液状封止材の用途
5.3 液状封止材に対する要求特性
5.4 液状封止材の種類
5.5 エポキシ樹脂系液状封止材の概要
5.5.1 基本組成
5.5.2 製造方法
5.5.3 封止方法
5.5.4 液状封止材の特性制御
5.6 新規パッケージ用エポキシ樹脂系液状封止材の開発動向
5.6.1 TAB型パッケージ用液状封止材
5.6.2 ワイヤボンディング型パッケージ用液状封止材
5.6.3 フリップチップ実装型パッケージ用アンダーフィル材
5.6.4 WL-CSP用液状封止材

第9章 実装材料
1. 新規ダイシング・ダイボンディングテープ
1.1 緒言
1.2 新規製造プロセス
1.3 粘接着剤の硬化挙動
1.4 半導体パッケージ製造工程への適用
1.4.1 紫外線硬化
1.4.2 熱硬化
1.5 まとめ

2. 印刷ダイボンドペースト
2.1 はじめに
2.2 実用例
2.2.1 エイブルフレックス6202C
2.2.2 エイブルフレックス6202Cの特徴
2.2.3 エイブルフレックス8006NS
2.2.4 エイブルフレックス8006NSの特徴

3. 異方導電フィルム
3.1 異方導電フィルムの概要
3.2 FPDにおける実装方式の分類
3.3 COF用ACFに要求される特性
3.4 COFアウターリード用ACF「AC-4000シリーズ」の開発
3.5 大型パネルへのCOG用ACFの適用
3.6 大型パネルCOG用ACFの開発
3.7 おわりに

4. 導電ペースト(ハンダ代替導電性接着剤)
4.1 導電ペースト(ハンダ代替導電性接着剤)をとりまく環境
4.2 ハンダ代替導電性接着剤の現状
4.3 今後のハンダ代替導電性接着剤の課題
4.3.1 接着剤の耐久性と寿命に関する研究
4.3.2 リサイクル化に伴うリペア性

第10章 PWB基板材料
1. 高速通信用PWB基板材料
1.1 はじめに
1.2 高速通信用PWB基板材の要求特性
1.2.1 銅張積層板の材料構成
1.2.2 高速通信材料への要求物性
1.2.3 絶縁樹脂
1.2.4 ガラス基材
1.2.5 銅箔
1.3 低誘電エポキシ樹脂銅張積層板
1.4 おわりに

2. 環境対応型PWB基板材料
2.1 はじめに
2.2 PWB基板材料に求められる特性 
2.3 PWB基板材料に適用可能な難燃剤・難燃技術
2.4 環状フェノキシホスファゼン
2.5 難燃性の評価方法に関して
2.6 おわりに

3. 極薄高密度PWB基板材料
3.1 はじめに
3.2 高耐熱高弾性率基板材料
3.2.1 開発コンセプト
3.2.2 フィラを高充填化した高耐熱高弾性率基板材料(E-679FG(S))の特長
3.3 折り曲げ可能な基板材料
3.3.1 開発コンセプト
3.3.2 折り曲げ可能な基板材料(Cuteシリーズ)の特長
3.4 おわりに
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