JPH01129983A - 腐食防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、腐食防止方法に係り、特に塩素又は硫黄を含
む物質との相互作用により生じる金属腐食を防止する腐
食防止方法に関する。

（従来技術の説明） 銅、ニッケル及び銀などの金属は、多くの製品に適用さ
れ、非常に重要なものである。これらの金属は装飾品に
おいて美的なものを示すために用いられるばかりでなく
、その電気的及び構造的特性のために例えば、電子産業
などの多くの産業界において広範囲に使用されている。

その金属が装飾の目的、構造物として又はハイテクの製
品として使用されているか否かに関係なく、金属表面の
硫黄化又は塩素化などによる腐食は多くの望まれる用途
におけるその有用さを著しく低下させる。

多くの手段が、例えば、装飾品に利用される金属又は電
子産業界に用いられ構造物に利用される金属の腐食を防
止するために開発されている。例えば、これらの物品は
包み物の中に配置され、さらにこの包み物自身又はこの
包み物の中の物品は、揮発性の有機腐食防止剤（ＶＣＩ
）を含んでいる。

シクロヘキサン・アンモニウム・安息香酸塩などのＶＣ
Ｉは、揮発し、保護すべき金属に膜を作り、腐食防止を
行なっている。例えば、紙にＶＣＩをしみ込ませ、それ
を保護すべき物品を含むポリマーの袋の中に配置してい
る。

（発明が解決すべき課８） このＶＣＩを用いるような代表的な腐食防止工程は、広
範囲に用いられているが、全ての用途において十分満足
できるものではない。例えば、電子産業界においては、
金属性物品を有機材料で被覆することが望ましくないこ
とがしばしばある。

金属性の物品が汚染物質に対して敏感な処理を施される
べきものである場合、上記のＶＣＩのように膜を作るこ
とは、非常に問題があり好ましくない。ＶＬＳ１回路の
パッケージに用いられているリードフレームを保護する
場合がその典型的な例である。この場合、ＶＬＳＩチッ
プからのリードワイヤは、リードフレームに接合（Ｗｅ
ｌｄ）される。

この接合（ｗｅｌｄｉｎｇ）は、はんの少しの量でも汚
染物質が存在すれば、効果的になされなくなる。もしこ
のリードフレームが、ＶＣＩにより保護されているなら
、その後の接合は、細部にわたる高価なりリーニング処
理を施さなければ行なうことができない。よって電子チ
ップ製造のような用途には、ＭＣＩは適さないのである
。その結果、これらのリードフレームは一般的には保護
されず、腐食した部分は、利用される前に削除されてい
る。

またこの汚染の問題は避けられるけれども、実質的には
浪費となってしまう。

さらに、装飾品や電子装置を保護するような多くの用途
において、揮発性腐食防止剤は十分な時間その効果を維
持することができない。揮発性腐食防止剤により保護さ
れる期間は、例えば、含浸紙などの媒体から全ての揮発
性有機剤が蒸発した後すぐに終了する。この終了時を検
出することは容易ではない。このため腐食防止を維持す
るために適切な処置を取ることができない。このため、
汚染物質に敏感であったり、長期間の保護が要求される
場合、従来の腐食防止手段は、しばしば用いることがで
きなかった。

（発明の概要） 物品がポリマー袋の゛ような、囲み構造物により囲まれ
ている場合、この囲み構造物内の環境からの腐食は、囲
み構造物を介してガス状の硫黄又は塩素を含む物質が浸
透してくることにより生じる腐食より十分小さい。この
腐食物質の浸透は、銅又はアルミニウムなどのスカベン
ジャーのポリマー内での存在により十分防止することが
できる。

例えば、袋は、銅又はアルミニウムの微小片をポリマー
内に導入し、例えば低密度のポリエチレンなどのポリマ
ーを袋状に形成することによって製造される。揮発性材
料は使われず、そのため汚染の困難性もない。さらに比
較的厳しい環境の下においても、この腐食防止は長時間
維持される。例えば、２ｐｐｂ（ｐａｒｔｓ　ｐｅｒ　
ｂｉｌｌｉｏｎ）のＨ２Ｓの環境１こおける銀は、十分
１年以上保護されうる。

（実施例） 上述したように硫黄又は塩素を含む物質による銀又は銅
などの金属の腐食は、これらの金属を含む物品を特別の
囲み構造物によりとり囲むことにより十分な期間防止さ
れる。特に、この構造を形成するポリマー材料は、銅又
はアルミニウムのいずれかの十分な表面積を含んでいな
ければならない。

このポリマーの組成は、決定的なものではない。

例えば低密度のポリエチレンなどのように袋状に形成し
やすいポリマーが都合が良い。同様に、構造的に支持で
きる平板に形成できる熱硬化性の材料も使用できる。例
えば、ポリエステルの熱硬化性材は箱状に形成され保護
すべき金属を収納するために利用される。さらに上述し
たように、硫黄又は塩素を含む物質による腐食は、主に
囲み構造物を介して環境が浸透することが原因となって
おり、その囲み構造物が密封されている場合その中に閉
じ込められたガスによるものではない。しかし、浸透以
外のプロセスを介して１ｐｐｔ（ｐａｒｔ　ｐｅｒｔｒ
ｉｌｌｉｏｎ）以下のレベルに、環境中の腐食性ガスの
浸入を制限する囲み構造物を用いることが望ましい。

ポリマーに混入する特定の金属は、保護されるべき金属
に基づいて決められる。例えば、硫黄による腐食から銀
又は銅を保護するために、ポリマーに銅又はアルミニウ
ムを混入させるのが有効である。銅は、浸透する環境か
ら硫黄物質をより効果的に取り除くため、より有効であ
る。塩素物質からアルミニウムや黄銅（しんちゅう）の
ような金属を保護するため、ポリマーの構造物中の銅の
存在は、アルミニウムの場合より、さらに効果的である
。

アルミニウム又は銅などの保護金属の表面積を大きくす
ればするほど、腐食防止は効果的となる。

一般に、保護金属の微粒子はポリマー内に散乱している
。ポリマー内に散乱する金属薄片（金属球とは相対して
）により単位重量あたりの表面積を大きくし、その結果
腐食防止をより効果的なものとしている。しかし金属が
球面幾何学的なものでも保護が可能であり、阻げられな
い。決定的ではないけれども、典型的には、金属微小片
の表面積が７．ＯＸＩＯｃｄ以上、好ましくは４．５　
Ｘｌ０−６ｃ＋＃以上のポリマーを形成することが望ま
しい。また囲み構造物の内部の表面積と金属の表面積と
の比を１　ｃｄ　／　ｃ４、好ましくは１．５以上にす
ることが望ましい。囲み構造物の内部又は外部の表面を
平面とすることは、適切な保護を与えない。ここで平面
に穴とかすき間があれば腐食性のガスの大幅な浸透を許
すことになることを十分前えなければならない。しかし
、埋込み微少片に加えて平面的な層を用いることも阻げ
られない。

大部分のポリマーに銅及びアルミニウムを入れることは
、ポリマー特性の物理的低下の原因となる。−膜内に、
散乱された金属の重量パーセントが実質的に３５％以上
に達するまでは、上記のポリマー特性の低下は、好まし
くないポリマーの強さの低下とはならない。保護期間は
、ポリマー内の金属の重量パーセントが増加すれば長く
なるため、本質的ではないが、許容できるポリマー特性
の低下の限度まで可能な限り、ポリマー内の金属を多く
することが望ましい。例えば、低密度のポリエチレン袋
において、３５％までの重量パーセントは実質的に袋の
物理的完全性を低下させることはない。（袋の物理的完
全性は依然良好であるが、金属をふくまない場合の強度
に比べると低下している。） ポリマー内への保護金属の導入は、いくつかの従来から
のポリマーの化学的プロセス技術の１つによりなされる
。例えば、微小片状の金属は、“Ｐｏ１ｙｅｔｈｙｌｅ
ｎｅ”　、Ｒ，Ａ、Ｖ、Ｒａｆ’ｆ’及びＪ　−Ｂ　、
　Ａ　Ｉ　ｌ　１ｓｏｎ　５Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ
　Ｐｕｂ、、Ｌｔｄ、、Ｎｅｗ　Ｙｏｕｋ　、　ｐ、３
９９　、（１９５６）の中で述べられているような内部
ミキサによってポリマー内に導入される。そのポリマー
は、上述したＲａｆ’ｆ及びＡｌ１１ｓｏｎのＰ−４Ｑ
ｌに述べられているキャビアカット（“Ｃａｖｉａｒ　
Ｃｕｔ”）方法によりペレット状に形成され、さらにＤ
ｕＰｏｎｔ　ＭａｇＡｚｌｎｅ、１９４９に述べられそ
いるように押出し吹込み成形のような工程により望まし
い囲み構成物に形成される。

本発明は、保護の終了が色の変化により示されるという
他の効果を有する。例えば、ポリマー内の銅の微小片が
浸透する環境からの硫黄物質を取り除くため、化学反応
が引き起こされ、これが黒色材料を生じさせる。こうし
て保護の実質的な低下は、袋の外側に黒色が現れること
により示され、効果の全喪失は、袋の外側と内側の両方
に濃い黒色が現れることにより示される。同様に、環境
とアルミニウムの化学反応により、黄色変化を生ずる。

以下本発明の実施例を示す。

実施例１゜ 低密度のポリエチレンのペレットが用意され、それらは
直径７μｍの銅の粉末の種々の添加（ｔ。

ａｄｉｎｇ）レベルを有している。これら添加レベルは
、銅の重量パーセントで、２５％、３５％及び４５％で
ある。このペレットを用い、プレイベンダ（Ｂｒａｙｂ
ｅｎｄｅｒ）の押出し装置を利用して、ポリマー袋を形
成する。この袋は、２ミル±１５パーセントの厚さに押
出され、約５１／２インチの幅にされ、切断され、ぞし
てフインチごとに熱シールされる。集積回路チップ・キ
ャリアの銀のリードフレームは、夫々の袋の中に置かれ
る。この袋は、適切なシールとするために３回夫々の端
を熱シールされる。

夫々のレベルの銅添加材料から作られた種々の袋は、チ
ャンバの中に配置される。このチャンバは排気され、純
粋な硫化水素の気体で充てんされる。間隔をおいて、夫
々の添加レベルの１袋が１４日間の試験期間の間に取り
除かれる。リードフレーム上の硫化物の成長レベルはＧ
、Ｗ、ＫａＩｎｉｌｏｔｔ、ＡｐｐＨｅｄ　５ｐｅｃｔ
ｒｏｓ　ｃｏｐｙ、３５．３２４（１９８１）に述べら
れたエネルギー分散Ｘ線解析を利用することにより測定
される。

第１図は、１４日後に種々のパーセントのものが示す硫
化物の厚さの測定値を示している。第２図は、銅を３５
重量パーセント混入したサンプルの１４日経過後の結果
を示している。ただしこの硫化水素のレベルは非常に濃
縮されたものである。低い濃度の場合は、長期量目に見
えるレベルの腐食が起こらないからである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明により達成できる結果を示
した線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）腐食防止手段を有する囲い手段の中に金属の領域
   を含む物品を配置して、該物品を腐食から保護する腐食
   防止方法において、 前記囲い手段はポリマーから成り、前記腐蝕防止手段は
   微小片から成り、該微小片はアルミニウム及び銅から成
   るグループから選択された腐食防止金属であり、 前記微小片は前記ポリマー内に埋め込まれ、前記腐食防
   止金属の表面積は前記物品の腐食を防止するために十分
   な面積であることを特徴とする腐食防止方法。 （２）上記物品は、電子部品から成ることを特徴とする
   請求項１に記載の腐食防止方法。（３）上記金属は銀か
   ら成ることを特徴とする請求項１に記載の腐食防止方法
   。 （４）上記囲い手段は袋状のものから成ることを特徴と
   する請求項３に記載の腐食防止方法。 （５）上記囲い手段は袋状のものから成ることを特徴と
   する請求項１に記載の腐食防止方法。