JPH03227363A - 電子部品封止用樹脂組成物および封止電子部品 - 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、耐湿性に優れた電子部品封止用樹脂組成物に
関し、さらに詳しくは、樹脂成分としてポリアリーレン
スルフィド（ＰＡＳと略記）を含む樹脂組成物にエポキ
シ変性シリコーンオイルを配合した電子部品封止用樹脂
組成物および該樹脂組成物を用いて封止した電子部品に
関する。

〔従来の技術〕

電子部品、例えば、トランジスター、ダイオード、ＩＣ
、コンデンサー等は電気絶縁性の保持、外部雰囲気によ
る物性変化の防止に加え、生産性やコストの有利さ等の
目的で合成樹脂で封止することが広（行われている。

従来、封止用の合成樹脂としては、エポキシ樹脂やシリ
コーン樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられているが、熱硬
化に長時間を要し成形サイクルが長いこと、硬化の進行
を防ぐための樹脂の保存方法が容易でないこと、スプル
ーランナーの再利用ができないこと等の欠点が指摘され
ている。

そこで、近年、耐熱性、難燃性に優れた熱可塑性樹脂で
あるポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳと略記）を主体
とする樹脂組成物を電子部品封止用樹脂組成物として用
いることが提案されている（例えば、特公昭５６−９０
１４号、特開昭５７−１７１５３、特開昭５７−２１８
４４号、特開昭５７−４０５５７号、特開昭５９−２０
９１０号、特開昭５９−２０９１１号、特公昭６〇−４
０１８８号、特開昭６２−６５３５１号、特開昭６２−
１９７４５１号、特開昭６３−１４６９６３号）。

しかしながら、ＰＰＳ樹脂組成物で封止を行った場合、
ＰＰＳは、電子部品のリードフレームあるいはボンディ
ングワイヤーとの密着性に劣るため、高湿度雰囲気下に
置いた場合、封止用樹脂部分とリードフレームあるいは
ボンディングワイヤーなどとの界面から水分が侵入し、
電気絶縁性の低下や、リードフレームおよびワイヤーの
腐食などを引き起こし、電子部品の電気的特性を低下さ
せる。

この耐湿性の低下に対し、シリコーンオイルやシリコー
ンゴムな配合したＰＰＳを主体とする樹脂組成物を電子
部品封止用樹脂組成物として用いることが提案されてい
る（例えば、特開昭５５−１１４７８４号、特開昭５６
−３８８５６号、特開昭６１−３７４８２号、特開昭６
３−２１９１４５号、特開昭６３−２１９１４６号、特
開昭６３−２１９１４７号）。

しかし、これら封止用樹脂組成物を用いて封止した電子
部品は、耐湿性の改良効果は見られるものの、いまだ不
十分であり、また、シリコーンオイルのブリーディング
現象の問題もあるため、実用化する上で解決すべき課題
となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、耐湿性に優れた封止電子部品用樹脂組
成物を提供することにある。

本発明の他の目的は、このような優れた耐湿性を有する
電子部品封止用樹脂組成物を用いた封止電子部品を提供
することにある。

本発明者らは、従来技術、特に特開昭５９−２０９１１
号に提案されているエポキシ変性シリコーンオイル（ト
ーレシリコーン社製５Ｆ８４１１、エポキシ当量＝　３
　、　ＯＯＯｇ／ｅｑｉｖ、）を配合したポリフェニレ
ンサルファイド樹脂組成物での耐湿性、ブリーディング
性をさらに改良すべ（鋭意研究した結果、熱可塑性樹脂
としてＰＡＳを用い、無機充填材を高い割合で配合して
樹脂部分の線膨張率の低下を図るとともに、特定のエポ
キシ当量を有するエポキシ変性シリコーンオイルを含有
させた樹脂組成物を用いると、シリコーンオイルのブリ
ーディング現象が防止されるとともに、該樹脂組成物と
リードフレームとの間の密着性が向上し、優れた耐湿性
の得られることを見出し、その知見に基づいて本発明を
完成するに至った。

〔問題点を解決するための手段〕

かくして、本発明によれば、ポリアリーレンスルフィド
（ＰＡＳ）２５〜６０重量％および無機充填材４０〜７
５重量％からなる熱可塑性樹脂混合物１００重量部、お
よびエポキシ当量が３５０〜１　、　ＯＯＯｇ／ｅｑｉ
ｖ、のエポキシ変性シリコーンオイル１．５〜５重量部
を含有することを特徴とする電子部品封止用樹脂組成物
が提供される。

また、本発明によれば、これらの樹脂組成物を用いて封
止した電子部品が提供される。

以下、本発明について詳述する。

（ポリアリーレンスルフィド） 本発明で用いるＰＡＳは、ポリマーの主構成単位として
ｐ−フェニレンスルフィドの繰り返し単しくは７０重量
％以上含むポリマーである。

ただし、加工性および物性を損なわない範囲内において
、重合時に架橋剤（例えば、１，２．４−トリへロベン
ゼン等）を用いて得た低架橋ポリマーも許容できる。

ｐ−フェニレンスルフィド単位が５０重量％以上である
ことに対応して、このＰＡＳは、５０重量％未満の他の
共重合性構成単位を含むことができる。

このような構成単位としては、ｍ−フェニレンスルフィ
ド単位、ジフェニルスルフォンスルフィド単位、ジフェ
ニルスルフィド単位、ジフェニルエーテルスルフィド単
位、２．６−ナフタレンスルフィド単位などがある。

また、ｐ−フェニレンスルフィド繰り返し単位７０〜９
５重量％とｍ−フェニレンスルフィド繰り返し単位５〜
３０重量％とからなるブロック共重合体も好ましく用い
られる。

本発明のＰＡＳとしては、融点が２５０℃を越えるもの
が好ましい。融点が２５０℃以下では耐熱性樹脂として
の特徴を十分に発揮することができない。

また、本発明のＰＡＳは、温度３１０℃、剪断速度１０
，０００／秒で測定した溶融粘度が１０〜５００ボイズ
の範囲、より好ましくは２０〜２００ボイスの範囲のも
のが望ましい。

溶融粘度が１０ボイス未満では、封止成形時に組成物中
の無機充填材とＰＡＳとの分離が起き易（、また、封止
成形物の機械的強度が低下し、好ましくない。

一方、５００ボイズを越えると、封止成形用組成物の溶
融粘度が大きくなり過ぎ、流動性の低下、成形加工性の
低下が生じるとともに、封止成形時の「素子ずれ」、「
ワイヤー変形」等を起こすおそれがある。

このようなＰＡＳは、例えば、特開昭６１−７３３２号
公報に記載の方法等により好適に得ることが出来る。

（無機充填材） 本発明で使用する無機充填材としては、例えば、シリカ
、アルミナ、カオリン、クレー、シリカアルミナ、酸化
チタン、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、リン酸カ
ルシウム、硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マ
グネシウム、リン酸マグネシウム、窒化ケイ素、ガラス
、ハイドロタルサイト、酸化ジルコニウム等の粒状また
は粉末状の充填材が挙げられる。

これらの無機充填材は、それぞれ単独で、あるいは２種
以上組合せて用いることができる。

また、これらの無機充填材をシランカップリング剤やチ
タネートカップリング剤で処理したものも用いることが
できる。

（エポキシ変性シリコーンオイル） 本発明で使用するエポキシ変性シリコーンオイルは、ポ
リジメチルシロキサンやポリメチルフェニルシロキサン
などのごときポリオルガノシロキサン（シリコーンオイ
ル）のケイ素原子に結合する有機基の一部をエポキシ環
含有有機基で置換（エポキシ変性）したもので、変性の
度合を示すエポキシ当量が３５　Ｃ）−１，０００ｇ／
ｅｑｉｖ、、好ましくは４００〜７００　ｇ／ｅｑｉｖ
、のものである。

ここで、エポキシ当量とは、シリコーンオイル分子鎖中
に存在するエポキシ基の単位数当りの分子量を表してお
り、分子鎖中のエポキシ基の数が多くなるとエポキシ当
量は小さくなる。

エポキシ当量が３５０　ｇ　／ｅｑｉｖ、未満では、エ
ポキシ変性シリコーンオイル中のエポキシ基の割合が多
くなり、樹脂組成物の柔軟性が失われるとともにリード
フレームとの密着性が低下し、耐湿性の改善効果は小さ
（なる。

一方、エポキシ当量が１　、０００　ｇ／ｅｑｉｖ、を
越すと、エポキシ変性シリコーンオイル中のエポキシ基
の割合が少なくなり、ＰＡＳとの相溶性が低下し、シリ
コーンオイルがブリードしやすくなるとともに、樹脂組
成物の弾性率、強度の低下が顕著になるため好ましくな
い。

このようにエポキシ当量が３５０〜１，０００ｇ　／ｅ
ｑｉｖ、の範囲外では、耐湿性および強度等物性の優れ
た封止用組成物は得られない。

また、エポキシ変性シリコーンオイルの粘度（２５℃）
は、通常、１０　Ｃ）〜２０．０００ｃＳｔの範囲が好
ましい。

（各成分の配合割合） 本発明の電子部品封止用樹脂組成物は、ＰＡＳ２５〜６
０重量％と無機充填材４０〜７５重量％との割合からな
る熱可塑性樹脂混合物１００重量部に対して、エポキシ
変性シリコーンオイルを１，５〜５重量部の割合で配合
したものである。

無機充填材の配合割合が４０重量％未満では、樹脂組成
物の線膨張率の低下が不十分となり、該組成物の高温時
の熱変形が大きく、封止成形物の耐湿性が劣る。逆に、
７５重量％を越えると、樹脂組成物の粘度が上昇し成形
性が劣る。

次に、エポキシ変性シリコーンオイルの配合量が１．５
重量部未満では、樹脂部の低弾性率化が十分でなく、ま
た、リードフレームと樹脂部との密着性も十分でなく、
耐湿性が劣る。一方、５重量部を越えると、封止成形物
としての機械的強度の低下が生じ、しかも成形時にブリ
ーディング現象があられれるため好ましくない。

このように本発明においては、前記特定の成分を特定の
配合割合で使用することにより、耐湿性、曲げ強度等の
優れた封止用樹脂組成物とすることが出来るのである。

本発明の封止用組成物には、この他に必要に応じて、本
発明の目的を損なわない範囲で、他の合成樹脂、エラス
トマーあるいは抗酸化剤、熱安定剤、光安定剤、防錆剤
、カップリング剤、離型剤、滑剤、着色剤、発泡剤、難
燃剤、静電防止剤等を配合することが出来る。

合成樹脂およびエラストマーとしては、例えば、ポリオ
レフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポ
リエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレン
エーテル、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、
ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリーレン、ポリア
セタール、ポリ四フッ化エチレン、ボリニフッ化エチレ
ン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、シリコ
ーン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等の合成樹脂
；ポリオレフィンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムな
どのエラストマー；を挙げることができる。

本発明の封止用樹脂組成物の溶融粘度（３１０℃、剪断
速度１０，０００／秒で測定）は、通常、２００〜１，
０００ボイスである。この溶融粘度が２００ボイス未満
では、封止成形物にクラックが発生しやすくなり、耐湿
性が低下する。

一方、１．０００ボイスを越えると、封止成形時のワイ
ヤー断線等を起こしやすくなるので好ましくない。

ここで、各成分を混合する方法は、特に限定されない。

例えば、各成分をヘンシェルミキサー等の混合機で混合
する方法が広く用いられている。

また、本発明の樹脂組成物を封止成形する方法も特定の
方法に限定されない。

［実施例］ 以下に実施例、比較例を挙げて本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものでは
ない。

〈物性試験の方法〉 得られた封止成形品について、次の方法により物性試験
を行なった。

肚１ユ蓋囚 試験法コ封止成形品を８５℃、湿度８５％の雰囲気下に
２４時間置き、次いで２６０℃の半田浴槽に１０秒間リ
ードフレーム部のみ浸漬させた後、２５℃で、蛍光イン
ク（栄進化学制：金属探傷用インク、ネオグローＦ−４
Ａ−Ｅ）に１時間浸漬し、次いでサーデイツプパッケー
ジオーブナ００−０３２型（Ｂ＆Ｇ　ＥＮＴＥＲＰＲＩ
ＳＥＳ社製）を用いてＴｏ−９２型トランジスタ一ダミ
ー品をリードフレームと封止樹脂界面部がら開封して、
封止樹脂組成物と金属との界面における蛍光インクの浸
透度を目視により観察し、次の基準で判定した。

０：浸透度　極めて小、 ○：浸透度　小、 △：浸透度　中、 Ｘ：浸透度　大。

上記ベレットを、東方機械ｌＳ−２２０Ｅを用い、シリ
ンダー温度３００”Ｃ５金型温度１５０℃の条件で試験
片（形状：１３０Ｘ１２．７Ｘ３．２ｍｍ）に成形し、
ＡＳＴＭ　　Ｄ−７９０にしたがって測定した。

ｉ胆益五Ｉ 封止成形品表面でのエポキシ変性シリコーンオイルのブ
リードの程度を目視観察するとともに、手で感触判定し
た。

０ニブリード　全（なし、 Ｏニブリード　ごく少しあり、 △ニブリード　少しあり、 ×ニブリード　あり。

［実施例１］ ポリｐ−フェニレンスルフィド［温度３１０℃、剪断速
度１０，０００／秒で測定した溶融粘度η０＝３５ボイ
ズ、融点＝２８５℃］３５重量％と溶融粉砕シリカ（日
本電気硝子社製Ｐ−４４７Ｋ）６５重量％を混合した熱
可塑性樹脂組成物１００重量部に対して、エポキシ当量
４６０ｇ／ｅｑｉｖ、のエポキシ変性シリコーンオイル
［東方ジノコーン社製ＸＦ−４２−８０２、粘度１，７
２０ｃＳｔ　］　２．５重量部の配合でヘンシェルミキ
サーを用いて均一に混合した後、スクリュー径４５ｍｍ
の二軸混練押出機を用いて、シリンダー温度３００℃で
押し出してベレット化した。

このベレットを用いて、東方機械ｌＳ−２ＳＥＰ−ＩＹ
Ｖを用い、シリンダー温度３００℃、金型温度２００℃
、射出速度２０　ｃｃ／ｓｅｅ、保持圧力４００　ｋｇ
／ｃｔｒ？の条件で銅リードフレームを封止成形し、Ｔ
ｏ−９２型トランジスタ一ダミー品（封止成形品）を作
成した。

物性の測定結果を第１表に示す。

［実施例２〜４］ それぞれエポキシ当量が６５０　ｇ　／ｅｑｉｖ、、粘
度１，０００ｃＳｔ　　（実施例２）、エポキシ当量が
３５０　ｇ　／ｅｑｉｖ、、粘度り、３００ｃＳｔ　　
（実施例３）およびエポキシ当量が７５０　ｇ　／ｅｑ
ｉｖ、、粘度８００ｃＳｔ（実施例４）である各エポキ
シ変性ジノコーンオイルを用いた以外は、実施例１と同
様にして封止成形品および試験片を成形して評価した。

［比較例１〜３〕 エポキシ当量が２８０　ｇ　／ｅｑｉｖ、、粘度２７，
０００ｃＳｔ（比較例１）　、　　１．　１３０ｇ／ｅ
ｑｉｖ、、粘度４７０ｃＳｔ（比較例２）および３，０
００ｇ／ｅｑｉｖ、、粘度８，０ＯＯｃＳｔ　　（比較
例３）である市販エポキシ変性シリコーンオイルを用い
た以外は、実施例１と同様にして封止成形品および試験
片を成形して評価した。

［実施例５〕 エポキシ変性シリコーンオイルの配合量を５．０重量部
とした以外は、実施例１と同様にして封止成形品および
試験片を成形して評価した。

［比較例４〜５］ エポキシ変性シリコーンオイルの配合量を１．０重量部
（比較例４）および７．５重量部（比較例５）とした以
外は、実施例１と同様にして封止成形品および試験片を
成形して評価した。

これらの実施例および比較例の結果を一括して第１表に
示した。

（以下余白） ［実施例６〜７］ 溶融粉砕シリカの配合割合を７５重量％（実施例６）お
よび６０重量％（実施例７）とした以外は、実施例１と
同様にして封止成形品および試験片を成形して評価した
。

［実施例８］ 無接充填材として酸化マグネシウム（旭硝子社製５００
Ｗ−１０）を６５重量％の割合で用いたこと以外は、実
施例１と同様にして封止成形品および試験片を成形して
評価した。

［比較例６］ 溶融粉砕シリカの配合割合を８０重量％とした以外は、
実施例１と同様にして封止成形品および試験片を成形し
て評価した。

［比較例７］ エポキシ変性シリコーンオイルの代わりにアミノ当量が
６００　ｇ　／ｅｑｉｖ、のアミノ変性シリコーンオイ
ルを用いたこと以外は、実施例１と同様にして封止成形
品および試験片を成形して評価した。

実施例６〜８および比較例６〜７の結果を一括して第２
表に示した。

（以下余白） ［実施例９］ ポリｐ−フェニレンスルフィドを溶融粘度（温度３１０
℃、剪断速度１０，０００／秒で測定）が１８０ポイズ
のポリｐ−フェニレンスルフィドに変更し、さらに配合
組成を第３表に示したように変更した以外は、実施例１
と同様にして封止成形品および試験片を成形して評価し
た。

［比較例８］ 溶融粉砕シリカの配合割合を５０重量％とし、エポキシ
変性シリコーンオイルの配合量を３．５重量部とした以
外は、実施例１と同様にして封止成形品および試験片を
成形して評価した。

［比較例９］ 実施例９のポリｐ−フェニレンスルフィドを用い、配合
組成を第３表に示したように変更した以外は、実施例１
と同様にして封止成形品および試験片を成形して評価し
た。

実施例９および比較例８〜９の結果を第３表に小した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＰＡＳに、無機充填材を高充填して樹
脂部分の線膨張率の低下を図るとともに、特定のエポキ
シ当量を有するエポキシ変性シリコーンオイルを含有さ
せることにより、リードフレームとの間の密着性が向上
し、優れた耐湿性を示すとともに、シリコーンオイルの
ブリードがない電子部品封止用樹脂組成物および封止電
子部品が提供される。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリアリーレンスルフィド２５〜６０重量％およ
   び無機充填材４０〜７５重量％からなる熱可塑性樹脂混
   合物１００重量部、およびエポキシ当量が３５０〜１，
   ０００ｇ／ｅｑｉｖ、のエポキシ変性シリコーンオイル
   １．５〜５重量部を含有することを特徴とする電子部品
   封止用樹脂組成物。
2. （２）ポリアリーレンスルフィドが繰り返し単位▲数式
   、化学式、表等があります▼を主構成単位とするポリマ
   ー であって、融点が２５０℃を越え、溶融粘度が１０〜５
   ００ポイズ（温度３１０℃、剪断速度１０，０００／秒
   で測定）の範囲のものである請求項１記載の電子部品封
   止用樹脂組成物。
3. （３）請求項１または２記載の電子部品封止用樹脂組成
   物で封止した封止電子部品。