JP2915130B2 - 金属端子等をインサートしてなる成形品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はリードフレームの如き金属端子やそのフレー
ム等をインサートしてなる樹脂成形品に関する。更に詳
しくは、本発明は特に金属との密着性が良好でなおかつ
耐熱性、成形性に優れ、更に一般物性にも優れたリード
フレーム等の金属端子やそのフレーム等をインサートし
てなる成形品に関する。

〔従来の技術とその課題〕

電子部品をプリント配線基板に実装するには、基板の
孔より電子部品の端子を通し、その端子を基板の裏側よ
りハンダ付けする方式が普及しており、又、電子部品の
種類によっては洗浄処理が行われる機会が増加してい
る。

電子部品として例えば各種スイッチやICのパッケージ
等の用途には熱可塑性ポリエステル例えばポリアルキレ
ンテレフタレートが加工の容易さ、機械的強度、その他
の物理的・化学的特性にも優れている為幅広く利用され
ている。

しかし、ポリアルキレンテレフタレートはリードフレ
ーム等の金属との密着性が悪いため、ハンダ付けの際に
用いるハンダフラックスや電子部品を洗浄する際に用い
る洗浄液がリードフレームとプラスチックとのすきまか
ら浸入し、接点汚染や導通不良といった問題を生じてい
た。

また、コネクター電極では同様に金属との密着性不良
から、気密性が悪く、水分等の浸入による汚染が問題と
なっていた。

この問題点を解決するために従来は、リードフレーム
等の金属にプライマー、接着剤などを塗布した後、成形
したり、成形後にパッケージから出ている金属の根元に
金属との密着性が良好なエポキシ樹脂をポッティングす
るなどの処置が行われていた。

しかし、このような方法は、工程が煩雑な上、コスト
が非常にアップするために、リードフレーム等の金属と
の密着性が良好で且つ成形加工の安易な材料が望まれて
いた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は上記課題に鑑み、リードフレーム等の金
属と密着性が優れた素材を得るべく鋭意検討した。その
結果、熱可塑性ポリエステルに、ポリカーボネートと充
填剤を併用して配合した組成物は、熱安定性が良く、ポ
リエステル樹脂の押出し、成形温度では、分解ガスある
いは蒸発ガスがほとんど発生しない上に機械物性の大き
な低下なしにリードフレーム等の金属との密着性を著し
く良好になし得ることを見出し、本発明を完成するに至
った。

即ち、本発明は （Ａ） 熱可塑性ポリエステル樹脂100重量部に対し、 （Ｂ） ポリカーボネート樹脂５〜100重量部と、 （Ｃ） 繊維状充填剤（Ｃ−１）及び非繊維状無機充填
剤（Ｃ−２）から選択された一種以上の充填剤５〜200
重量部 を配合した樹脂材料を用いて、金属端子等をインサート
してなる成形品である。

以下、順次本発明の樹脂材料の構成成分について詳し
く説明する。

まず、本発明の樹脂材料の基体樹脂である熱可塑性ポ
リエステル樹脂（Ａ）とは、ジカルボン酸化合物とジヒ
ドロキシ化合物の重縮合、オキシカルボン酸化合物の重
縮合成いはこれら三成分混合物の重縮合等によって得ら
れるポリエステルであり、ホモポリエステル、コポリエ
ステルの何れに対しても本発明の効果がある。

ここで用いられる熱可塑性ポリエステル樹脂を構成す
るジカルボン酸化合物の例を示せば、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカ
ルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニ
ルエタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、
アジピン酸、セバシン酸の如き公知のジカルボン酸及び
これらのアルキル、アルコキシ又はハロゲン置換体等で
ある。また、これらのジカルボン酸化合物は、エステル
形成可能な誘導体、例えばジメチルエステルの如き低級
アルコールエステルの形で重合に使用することも可能で
ある。これは二種以上が使用されることもある。

次に本発明のポリエステル（Ａ）を構成するジヒドロ
キシ化合物の例を示せば、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、ハイドロキノン、レゾルシン、ジヒドロキシフェ
ニル、ナフタレンジオール、ジヒドロキシジフェニルエ
ーテル、シクロヘキサンジオール、2,2−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）プロパン、ジエトキシ化ビスフェノ
ールＡの如きジヒドロキシ化合物、ポリオキシアルキレ
ングリコール及びこれらのアルキル、アルコキシ又はハ
ロゲン置換体等であり、一種又は二種以上を混合使用す
ることができる。

また、オキシカルボン酸の例を示せば、オキシ安息香
酸、オキシナフトエ酸、ジフェニレンオキシカルボン酸
等のオキシカルボン酸及びこれらのアルキル、アルコキ
シ又はハロゲン置換体が挙げられる。また、これら化合
物のエステル形成可能な誘導体も使用できる。本発明に
おいては、これら化合物の一種又は二種以上が用いられ
る。

また、これらの他に三官能性モノマー、即ちトリメリ
ット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ペンタエリス
リトール、トリメチロールプロパン等を少量併用した分
岐又は架橋構造を有するポリエステルであってもよい。

本発明では、上記の如き化合物をモノマー成分とし
て、重縮合により生成する熱可塑性ポリエステルはいず
れも本発明の（Ａ）成分として使用することができ、単
独で、又は二種以上混合して使用されるが、好ましくは
ポリアルキレンテレフタレート、更に好ましくはポリブ
チレンテレフタレート又はこれを主体とする混合物が使
用される。

次に本発明においては上記熱可塑性ポリエステル樹脂
（Ａ）にポリカーボネート樹脂（Ｂ）が配合される。こ
のポリカーボネートの存在は、熱可塑性ポリエステル樹
脂に繊維状充填剤及び／又は非繊維状の無機充填剤を加
えた組成物の成形収縮の異方性を抑制する効果があり、
又、ポリカーボネート自身の収縮率が小さいことからイ
ンサート金属と樹脂との界面に隙間を作らないように作
用するものと考えられ、金属との密着性を向上させるこ
とを目的とした本発明での必須成分である。

かかる目的で用いられるポリカーボネート樹脂は、溶
剤法、即ち、塩化メチレン等の溶剤中で公知の酸受容
体、分子量調整剤の存在下、二価フェノールとホスゲン
のようなカーボネート前駆体との反応又は二価フェノー
ルとジフェニルカーボネートのようなカーボネート前駆
体とのエステル交換反応によって製造することができ
る。

ここで、好適に使用し得る二価フェノールとしてはビ
スフェノール類があり、特に2,2−ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）プロパン、即ちビスフェノールＡが好まし
い。また、ビスフェノールＡの一部又は全部を他の二価
フェノールで置換したものであってもよい。

ビスフェノールＡ以外の二価フェノールとしては、例
えばハイドロキノン、4,4−ジヒドロキシジフェニル、
ビス（４−ヒドロキシフェニル）アルカン、ビス（４−
ヒドロキシフェニル）シクロアルカン、ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）スルフィド、ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ス
ルホキシド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル
のような化合物又はビス（3,5−ジブロモ−４−ヒドロ
キシフェニル）プロパン、ビス（3,5−ジクロロ−４−
ヒドロキシフェニル）プロパンのようなハロゲン化ビス
フェノール類を挙げることができる。これら二価フェノ
ールは二価フェノールのホモポリマー又は２種以上のコ
ポリマーであってもよい。更に本発明で用いるポリカー
ボネート樹脂は多官能性芳香族化合物を二価フェノール
及び／又はカーボネート前駆体と反応させた熱可塑性ラ
ンダム分岐ポリカーボネートであってもよい。

本発明に用いるポリカーボネートは特に高流動性のも
のが好ましい。

又、ポリカーボネート（Ｂ）の添加量は、熱可塑性ポ
リエステル（Ａ）100重量部あたり５〜100重量部、好ま
しくは10〜50重量部である。

過少の場合は本発明の目的とする金属端子等との密着
性が劣り、過大の場合は成形サイクルの増加、離型性の
悪化等、成形上の問題が生じ好ましくない。

次に本発明で用いられる（Ｃ）成分の充填剤は成形収
縮率及び線膨張係数を低下させ、リードフレーム等の金
属との密着性を向上させるために必須とされる成分であ
る。

これには、繊維状、非繊維状（粉粒状、板状）の充填
剤が用いられる。

この中でも、非繊維状無機充填剤（Ｃ−２）は成形収
縮率、寸法安定性及び線膨張係数の異方性を抑制する効
果が大きいために用いられるものであり、粉粒状充填物
としてカーボンブラック、シリカ、石英粉末、ガラスビ
ーズ、ガラス粉、ミルドガラスファイバー、硅酸カルシ
ウム、硅酸アルミニウム、カオリン、タルク、クレー、
硅藻土、ウォラストナイトの如き硅酸塩、酸化鉄、酸化
チタン、酸化亜鉛、アルミナの如き金属酸化物、炭酸カ
ルシウム、炭酸マグネシウムの如き金属の炭酸塩、硫酸
カルシウム、硫酸バリウムの如き金属の硫酸塩、その他
炭化硅素、窒化硅素、窒化硼素、各種金属粉末が挙げら
れる。

又、板状充填剤としてはマイカ、ガラスフレーク、各
種の金属箔等が挙げられる。板状物の粒子径（長径）
は、好ましくは平均粒径200μｍ以下、更に好ましくは1
0〜100μｍである。

これらの中で非繊維状無機充填剤（Ｃ−２）としては
ガラスフレーク、マイカ粉、タルク、ガラスビーズ、ミ
ルドガラスファイバーが特に好ましい。

又、繊維状充填剤（Ｃ−１）は機械的強度、耐熱性等
の性能を向上させるために用いられるものであり、これ
にはガラス繊維、カーボン繊維、シリカ繊維、シリカ・
アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼酸繊維、窒化硅
素繊維、硼素繊維、チタン酸カリ繊維、更にステンレ
ス、アルミニウム、チタン、銅、真鍮等の金属の繊維状
物などの無機質繊維状物質が挙げられる。特に代表的な
繊維状充填剤はガラス繊維、又はカーボン繊維である。
なお、ポリアミド、フッ素樹脂、アクリル樹脂などの高
融点有機質繊維状物質も使用することができる。

これらの充填剤（Ｃ）は一種又は二種以上併用するこ
とができる。特に好ましい組み含わせは成形品での平均
繊維長が30〜500μｍのガラス繊維と粉粒状及び／又は
板状充填剤との組み合わせである。その中でもガラスビ
ーズ、ミルドガラスファイバー、ガラスフレーク又はマ
イカ粉から選択された一種以上の非繊維状無機充填剤、
更に好ましくは平均粒径10〜100μｍのガラスフレーク
又はマイカ粉の一種以上とガラス繊維とを併用した樹脂
材料はリードフレーム等の金属との密着性向上の効果が
特に著しい。

又、これらの充填剤（Ｃ）の使用にあたっては、必要
ならば収束剤又は表面処理剤を使用することが望まし
い。この例を示せば、エポキシ系化合物、イソシアネー
ト系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物等の
官能性化合物である。これ等の化合物は予め表面処理又
は収束処理を施して用いるか、又は材料調製の際同時に
添加してもよい。

（Ｃ）成分としての充填剤の使用量は熱可塑性ポリエ
ステル（Ａ）100重量部あたり５〜200重量部であり、好
ましくは10〜90重量部である。過少の場合はリードフレ
ーム等の金属との密着性向上の効果が小さく、過大の場
合は成形作業が困難になる。

また、併用される官能性表面処理剤の使用量は、充填
剤に対し０〜10重量％、好ましくは0.05〜５重量％であ
る。

又、本発明の金属端子等をインサートする樹脂材料に
は、更にその目的に応じ所望の特性を付与するために、
一般に熱可塑性樹脂等に添加される公知の物質、即ち酸
化防止剤や耐熱安定剤、紫外線吸収剤等の安定剤、帯電
防止剤、滑剤、離型剤、染料や顔料等の着色剤、潤滑
剤、可塑剤及び結晶化促進剤、結晶核剤等を配合するこ
とが可能である。

特に安定剤の添加は、成形品を高温で使用する電子部
品等に於いて接触する金属の腐食、汚染を防止するのに
有効である。

安定剤としては、ヒンダードフェノール系、アミン
系、リン系、チオエーテル系等の化合物が使用できる。

ヒンダードフェノール系化合物の一例を示せば、1,6
−ヘキサンジオールビス〔３−（3,5−ジ−ｔ−ブチル
−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネ−ト〕、ペンタ
エリスリトールテトラキス〔３−（3,5−ジ−ｔ−ブチ
ル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネ−ト〕、トリ
エチレングリコールビス〔３−（３−ｔ−ブチル−５−
メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕な
どである。

アミン化合物の一例を示せば、Ｎ−フェニル−Ｎ′−
イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、N,N′−ジフ
ェニル−ｐ−フェニレンジアミン、4,4′−ビス−（４
−α、α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、ジフ
ェニルアミンとアセトンとの縮合反応物、Ｎ−フェニル
ナフチルアミン、N,N′−ジ−β−ナフチルフェニレン
ジアミンなどである。

リン系化合物としては、フォスファイト系及びフォス
フォナイト系有機化合物が好ましく、例えば、トリフェ
ニルフォスファイト、トリ（ノニルフェニル）フォスフ
ァイト等のトリアリルフォスファイト、ジステアリルペ
ンタエリスリトールジフォスファイト、サイクリックネ
オペンタンテトライル−ビス−（2,4−ジ−ｔ−ブチル
フェニル−フォスファイト）、ジ−（2,6−ジ−ｔ−ブ
チル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジフ
ォスファイト等の耐熱性フォスファイト類、テトラキス
（2,4−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−4,4−ビフェニレン
フォスフォナイト等のフォスフォナイト化合物等が代表
例として挙げられる。

又、チオエーテル系化合物としてはジラウリルチオジ
プロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、
ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリ
ルチオジプロピオネート、テトラキス〔メチレン−３−
（ドデシルチオ）プロピオネート〕メタン、ジアルキル
（Ｃ₁₂〜Ｃ₁₈）−3,3−チオジプロピオネートなどが挙
げられる。

安定剤の添加量は樹脂材料全量に対し0.01〜５重量％
であり、好ましくは0.1〜３重量％である。

更に又、樹脂成分として本発明の目的を阻害しない範
囲で他の熱可塑性樹脂（例えばポリエチレン、ポリプロ
ピレン、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリ
アセタール、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド
など）、熱硬化性樹脂（例えばフェノール樹脂、メラミ
ン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ
樹脂など）、軟質熱可塑性樹脂（例えばエチレン／エチ
ルアクリレート、エチレン／酢酸ビニル共重合体、ポリ
エステルエラストマーなど）を添加することもでき、こ
れらの樹脂は、１種のみでなく２種以上を併用してもよ
い。

本発明のインサート用樹脂材料の調製は、従来の樹脂
組成物調製法として一般に用いられる設備と方法により
容易に調製される。例えば、ｉ）各成分を混合した後、
１軸又は２軸の押出機により練込押出してペレットを調
製し、しかる後成形する方法、ii）一旦組成の異なるペ
レットを調製し、そのペレットを所定量混合して成形に
供し成形後に目的組成の成形品を得る方法、iii）成形
機に各成分の１又は２以上を直接仕込む方法等、何れも
使用できる。また、樹脂成分の一部を細かい粉体として
これ以外の成分と混合し添加することは、これらの成分
の均一配合を行う上で好ましい方法である。

本発明の金属端子等をインサートしてなる成形品は、
成形用金型に金属端子やフレーム等を予め装着し、その
外側に上記樹脂材料を充填して複合成形品ととしたもの
である。樹脂を金型に充填するための成形法としては、
射出成形法、押出圧縮成形法等があるが射出成形法が一
般的である。又、斯かる方法により得られる成形品とし
て、具体的にはタクトプッシュスイッチ、ライトタッチ
スイッチ、単キースイッチ、DIPスイッチ等の各種電子
部品用スイッチ、あるいはコンデンサー、ボリューム等
が挙げられる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。

尚、以下の例に示した物性評価の測定法は次の通りで
ある。

曲げ特性 ASTM D-790に準拠して曲げ強度、曲げ弾性率を測定し
た。

インク浸入時間（密着性評価） 射出成形機を用いて、金型内にリードフレームをセッ
トし、シリンダー温度260℃で、図−１に示すようなリ
ードフレームをインサートした試験片を成形し、図−２
に示すようにこの試験片の樹脂成形体の開口部を上にし
て特定の蛍光インク（栄進化学（株）製、PEP蛍光浸透
液Ｆ−6A-SP）の中に金属端子部が浸るように浸漬（室
温）し、毛細管現象によって金属製リードフレームと樹
脂の間に浸入したインクが成形品内側まで到達する時間
を測定することで金属製リードフレームと樹脂との密着
性を評価した。

実施例１〜10及び比較例１〜８ 熱可塑性ポリエステル（Ａ）としてポリブチレンテレ
フタレートを使用し、ポリカーボネート（Ｂ）及び表１
に示す各種充填剤（Ｃ）を表１に示す割合で添加混合
し、押出機にて樹脂材料のペレットを得た。次いでこの
ペレットを用い、射出成形により各種試験片を作製し、
上記物性の評価を行った。比較のため、（Ｂ）成分を省
略したものについて実施例と同様にペレットを調製し、
これを実施例と同様にして評価を行った。

結果を併せて表１に示す。

実施例11〜12及び比較例９〜10 熱可塑性ポリエステル（Ａ）としてポリブチレンテレ
フタレートとポリエチレンテレフタレートとの混合ポリ
マーを使用し、ポリカーボネート（Ｂ）及び表１に示す
充填剤（Ｃ）を表１に示す割合で添加混合し、実施例１
と同様に試験し、評価した。結果を麦１に示す。一方、
比較例として（Ｂ）成分を省略したものについて実施例
11、12と同様に試験し評価した。結果を併せて表１に示
す。

〔発明の効果〕 以上述べたように本発明の金属端子等をインサートし
た成形品は、リードフレームの如き金属端子やそのフレ
ーム等の金属と樹脂との密着性が良く、ハンダフラック
スや洗浄液の金属と樹脂との隙間から成形品内部への浸
入を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図−１は本発明の金属端子をインサートした成形品の一
例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図で
ある。図−２は図−１の金属端子をインサートした成形
品を用いインク浸入時間を測定する状態を説明する図で
ある。 １……樹脂部 ２……リードフレーム ３……インク ４……インク浸入観察部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−100829（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−35062（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−226316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−230315（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−204782（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−310924（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−32607（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/24

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ） 熱可塑性ポリエステル樹脂100重
   量部に対し、 （Ｂ） ポリカーボネート樹脂５〜100重量部と、 （Ｃ） 繊維状充填剤（Ｃ−１）及び非繊維状無機充填
   剤（Ｃ−２）から選択された一種以上の充填剤５〜200
   重量部 を配合した樹脂材料を用いて、金属端子等をインサート
   してなる成形品。
2. 【請求項２】熱可塑性ポリエステル樹脂（Ａ）がポリブ
   チレンテレフタレートを主体とする樹脂である請求項１
   記載の金属端子等をインサートしてなる成形品。
3. 【請求項３】（Ｃ）成分の充填剤が繊維状充填剤（Ｃ−
   １）と非繊維状無機充填剤（Ｃ−２）とを併用するもの
   である請求項１又は２記載の金属端子等をインサートし
   てなる成形品。
4. 【請求項４】（Ｃ−１）成分の繊維状充填剤がガラス繊
   維である請求項１〜３の何れか１項記載の金属端子等を
   インサートしてなる成形品。
5. 【請求項５】（Ｃ−２）成分の非繊維状無機充填剤がガ
   ラスフレーク、マイカ粉、タルク、ガラスビーズ、ミル
   ドガラスファイバーの一種以上のものである請求項１〜
   ４の何れか１項記載の金属端子等をインサートしてなる
   成形品。