JPH0350277A - 電子部品封止用樹脂組成物 - 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〉 本発明は対土成形性とウェルド強度の改善された電子部
品封止用樹脂組成物に関するものである。

〈従来の技術〉 ポリフェニレンスルフィド樹脂（以下、ＰＰＳ樹脂と記
す）は耐薬品性、耐熱性、電気的特性および機械的強度
に優れており、電気部品、自動車部品として幅広く利用
されている。

一方、電子部品封止用樹脂組成物の分野においては、従
来の熱硬化性樹脂に代わり、材料収率および成形速度に
特徴を有するＰＰＳ樹脂が注目され、このＰＰＳ樹脂に
ガラス繊維、ガラスピーズ、シリカおよびチタン酸カリ
ウム繊維などのフィラーを含有せしめた電子部品封止用
樹脂組成物が米国特許４，３３７．１８２号明細書、特
公昭５６−２７９０号公報、特公昭６０−４０１８８号
公報、特開昭５９−２０９１０号公報および特開昭６２
−２５３６５６号公報などにより提案されている。

また、最近のエレクトロニクス産業の発展に伴い、ＩＣ
、コンデンサー、ダイオード、トランジスター類の薄肉
および小型化が進められており、このため封止材料には
、ボンディングワイヤーおよび素子等が損傷しない程度
の高度な流動性と、成形品の端子の切断／折り曲げ時ま
たはチップの実装時に耐えることのできる実用強度（ウ
ェルド強度）が要求されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、前述の特公昭６０−４０１８８号公報に
記載のシリカ含有ｐｐｓＩＭ脂組成物でＩＣ封止成形し
た場合には、成形品を金をから収り出した直後にウェル
ド部にクラックが生じるという欠点がある。

また、米国特許４３３７１８２号明細書および特公昭５
６−２７９０号公報ではＰＰＳ樹脂にガラス繊維を混練
することにより、機械的強度を向上させているが、成形
品ウェルド部の強度が不足しているため、ＩＣ封止品の
端子の切断／折り曲げ時にクラックが発生するばかりか
、必要な機械的強度を得るために多量のガラス繊維を混
練するとＩＣ素子のずれおよびボンディングワイヤーの
変形もしくは切断を招きやすいという欠点を有している
。

さらに、特開昭５９−２０９１０号公報および１．？開
明６２　２５３６５６号公報では、溶融粘度の低いＰＰ
Ｓ樹脂にチタン酸カリウム繊維を配合することにより、
流動性と強度を改善しているが、この場合には成形品を
金型から収り出した直後のクラックの発生および金線の
変形が小さいにもかかわらず、ＩＣ封止品の端子の！７
Ｊ断／折り曲げ時に、成形品ウェルド部にクラックを生
じ、良品が得られないという問題がある。

したがって、本発明の目的は成形品のウェルド強度が高
く、しかも流動性の優れた電子部品封止用樹脂組成物を
収得することにある。

本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、
特定のＰＰＳ樹脂に対し、特定割合のチタン酸カリウム
繊維とガラス繊維を併用して配合することにより、上記
目的に合致した電子部品封止用樹脂組成物が得られるこ
とを見出し、本発明に到達した。

〈課題を解決するための手段〉 すなわち、本発明は（イ）メルＩ〜フロー指数が１００
０ｉｒ／１０分以上（ＡＳＴＭ　　Ｄ−１２３８法、温
度３］−６℃、荷重５　ｋｇｆ測定値）であり、かつ、
樹脂中における全ナトリウム含有量が８００　ｐｐｍ以
下、水溶性塩素含有量が５０　ｐｐｍ以下であるＰＰＳ
樹脂３０〜９０重量％、（ロ）チタン酸カリウム繊維１
０〜４０重量％および（ハ）ガラス繊維５〜４０重量％
からなることを特徴とする電子部品封止用樹脂組成物を
提供するものである。

本発明で用いるＰＰＳ樹脂は、構造式 ％以上、好ましくは９０モル％以上を含む重合体であり
、上記繰返し単位が７０モル％未満では耐熱性が損なわ
れるため好ましくない。

またＰＰＳ樹脂はその繰返し単位の３０モル％未満を、
下記の構造式を有する繰返し単位等で構成することが可
能である。

ＰＰＳ樹脂は、一般には特公昭４５−３３６８号公報お
よび特公昭５２−１２２４０号公報で代表される製造法
により得ることができるが、本発明において用いられる
ＰＰＳ樹脂は更に次の特性を満足するものでなくてはな
らない。

まず第１に、樹脂中における全ナトリウム含有量が８０
０　ｐｐｍ以下、水溶性塩素含有量が５０ｐｐｍ以下、
好ましくは全ナトリウム含有量が５００　ｐｐｍ以下、
水溶性塩素含有量が４．０ｐｐｍ以下であることが必要
である。ナトリウム含有量がｇ　ｏ　ｏ　ｐｐｍ以上、
塩素含有量が５ｏｐｐｍ以上では、ガラス繊維およびチ
タン酸カリウム繊維とのからみが悪くなり、ウェルド強
度改善効果が不十分となるため好ましくない。

そして第２に、ＰＰＳ樹脂のメルトフロー指数（ＡＳＴ
Ｍ　　Ｄ−１２３８、温度３１６℃、荷重５　ｋｇｆの
測定値）が、１０００　ｇ　／　１０分以上、好ましく
は５０００　ｇ　／　１０分以上であることが必要であ
る。メルトフロー値が１０００ｇ／１０分以下のものは
、組成物の溶融粘度が高くなり、成形時の流動性が悪化
して、電子部品を損傷するため好ましくない。

このように厳密に規定された緒特性を全て具備する特定
のＰＰＳ樹脂をベースとし、後述する特定の種類および
割合の充填材を組み合わせることにより、目的に合致し
た有用な電子部品封止用樹脂組成物が得られるのである
。

本発明の全組成物中に占めるＰＰＳ樹脂の割合は、３０
〜９０重量％、好ましくは３５〜７０重景％が重量であ
る。３０重量％未満では封止成形時における流動性が低
下し、また９０重量％を超えると充填材含有量が過少に
なり、封止成形品の強度が低下するため好ましくない。

本発明で用いるＰＰＳ樹脂の全ナトリウム含有量および
水溶性塩素含有量を低減する方法には特に制限がなく、
たとえば特開昭６２−１５３３４４号公報に示される熱
水で洗浄する方法、たとえば特願昭６２−８１１６０号
公報に示される極性溶媒で洗浄する方法、あるいは、た
とえば特開昭６２−１５３３４３号公報に示される酸水
溶液で処理する方法およびこれらを組合わせた方法を例
示し得るが、これらに限定されるものでない。

本発明で用いるチタン酸カリウム繊維とは、下記式（Ｉ
＞および（ＩＩ）で示されるチタン酸カリウムからなる
単結晶繊維である。

Ｋ２Ｏ−ｎ（ＴｉＯ□）　　　　　　・・・（■〉Ｋ２
Ｏ，ｎ　（ＴｉＯ２）−１／２Ｈ２０・・・（ｎ） （式中、ｎは２〜８の整数である） 具体的には、チタン酸カリウム繊維、６チタン酸カリウ
ム繊維または８チタン酸カリウム繊維などの単一組成物
および／または混合物であり、平均繊維長５〜１００μ
ｍ、とくに１０〜８０μｍ、平均繊維径１μｍ以下、と
くに０゜８μｍ未溝０短繊維が好ましい。繊維長が１０
０μｍ以上では溶融粘度が高くなり、封止成形時にＩＣ
素子のずれおよび金線の変形もしくは切断の傾・向を招
き、平均繊維長５μｍ以下および平均繊維径１μｍ以上
では、ウェルド強度向上効果が不十分となるため好まし
くない。

チタン酸カリウム繊維の配合量は、１０〜４０重量％、
好ましくは１２〜３５重量％の範囲から選択される。こ
こで、配合量が１０重量％未満ではウェルド強度向上効
果が小さく、また４０重量％以上では組成物の溶融粘度
が高くなるため好ましくない。

本発明で用いるガラス繊維は特に限定するものでないが
、配合時の径が５〜２０μ、長さが０．５〜１０薗のチ
ョツプドストランドが好ましい。

ガラス繊維の配合量は５〜４０重量％、好ましくは１０
〜３５重量％の範囲から選択される。

ここで、配合量が１０重重量未満では実用強度が不十分
であり、また４０重量％以上では組成物の溶融粘度が高
くなるため好ましくない。

上述のチタン酸カリウム繊維およびガラス繊維は、その
ままＰＰＳ樹脂に配合して使用することもできるが、Ｐ
ＰＳ樹脂との界面接着を良くするために、シランカップ
リング斉１もしくはチタネート系カップリング剤を用い
ることが望ましい。

なお、本発明の組成物には、本発明の目的を阻害しない
範囲で酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、着色剤、紫外線吸
収剤゛、他種ポリマー等を添加配合することができる。

本発明の組成物の調製方法は、−船釣な方法が用いられ
特に限定されるものでない。例えば、室温においてリボ
ン羽根型混合機やドラムを回転混合機を用いて各成分を
一緒に混合した後、単軸押出機、多軸押出機またはニー
ダ−などにより溶融混練を行い、ペレット化される。

なお溶融混練温度はＰＰＳ樹脂の溶融を充分にするため
に、２８０°Ｃ以上、ＰＰＳ樹脂の熱劣化およびゲル化
防止の点から３４０℃以下が好ましい。

本発明における樹脂組成物による被覆または封止方法に
も特に制限はなく、金型中に電子素子を固定しておき射
出成形あるいはトランスファー成形で成形する方法、あ
るいはあらかじめフィルム状に成形しである樹脂組成物
を用いて、加熱、加圧下に封包する方法等が挙げられる
。

さらに、本発明の樹脂組成物で封止した電子部品は、成
形後過酸化水素水などの過酸化物で処理すること、ある
いはＰＰＳ樹脂の融点以下の温度で熱処理することによ
り、架橋度または結晶化度を増大させ、機械特性などを
改善することが可能である。

本発明の電子部品封止用組成物の用途とじては、通常電
子部品の概念で考えられるものであれば特に制限はない
が、例えば、コンデンサー抵抗器、集積回路（ＩＣ）、
トランジスターダイオード、トライオード、サイリスタ
ー、コイル、バリスター、コネクター、変換器、マイク
ロスイッチおよびこれらの複合部品などが挙げられる。

〈実施例〉 以下に実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に
説明する。なお、本実施例に示す部及び％はすべで重量
基準である。

参考例１　（ＰＰＳ樹脂の重合〉 オートクレーブに３０％水硫化ナトリウム水溶液４．６
７ｋｇ（水硫化す１〜ツリウム５モル）、５０％水酸化
ナトリウム２．００ｋｇ（水酸化す］〜リウム２５モル
）およびＮ−メチル−２−ピロリドン（以下ＮＭＰと略
称する）８ｋｇを仕込み、攪拌しながら徐々に２０５℃
まで昇温し、水３．８ｋｇを含む留出水４．１ｆ１を除
去した。

残留混合物に１．４−ジクロルベンゼン３．７５ｋｇ（
２５，５モル）およびＮＭＰ２ｋｇを加え２３０℃で２
時間、さらに２６０℃で１時間加熱しな。

反応生成物を７０℃のイオン交換水で５回洗浄し、１０
０℃に加熱したＮＭＰ２０．ｌｌ中に投入し、約３０分
間攪拌した後さらに濾過し、続いて約９０℃のイオン交
換水で洗浄した。

この湿潤状態のＰＰ５ｉｌ脂約２ｂｇ（約５０％の水を
含む）を室温に保持しであるｐ　Ｈ２の塩酸に３０分間
浸漬せしめたのち、濾過し、更にＰ液のｐＨが７となる
まで室温のイオン交換水で洗浄した。次いで湿潤状態の
ＰＰＳ樹脂とイオン交換水とをオート・クレープに仕込
み、常圧で密閉したのち、攪拌しつつ１８０℃に昇温し
、約２時間保温したのち冷却した。オートクレーブから
内容物を収り出し濾過し、更に炉液のｐ　Ｈが７となる
まで室温のイオン交換水で洗浄したのち１２０℃で２４
時間減圧乾燥して粉末状としな。

なお、得られたＰ　Ｐ　Ｓ　＄１脂について測定したメ
ルトフロー指数（ＡＳＴＭ　　Ｄ−１２３８、温度３１
６℃、荷重５　ｋｇ　ｆの測定値〉は、８０００　ｇ　
／　１０分であった。また、得られたＰＰＳの全ナトリ
ウム含有量と塩素含有量はそれぞれ９５ｐＩ）Ｉｎと１
５ｐｐｍであった。

実施例１〜３ 参考例１で得たＰＰＳ樹脂粉末とチタン酸カリウム繊維
（火爆化学（株）製Ｔ　Ｉ　５Ｍ０−Ｄ１０２）および
直径１３μｍ、長さ３ｍｍのガラス繊維チョツプドスト
ランドを第１表に記載の割合で配合し、スクリュウ径３
０ｎｗφの２軸押用機に投入し、シリンダー温度２８０
〜３１０℃、スクリュウ回転数８０回転で溶融混練して
、ＰＰＳ樹脂組成物ペレットを得た。

このペレットをインサート専用射出成形機に供給し、シ
リンダー温度３２０℃金型温度１８０℃で、半導体素子
の封止成形を行った。半導体素子は、１０連の支持フレ
ーム上にそれぞれ半導体チップを載せ、直径３０ミクロ
ンの金線で、半導体チップの電極と支持フレームの端子
とを連結させたものを用いた。封止成形品の金線の変位
又は損傷は軟エックス線法で評価し、変位量は正常金線
位置に対する最大変位量（ｍｍ）の１０個の封止部品に
ついての平均値で評価した。

また、封止成形品のウェルド部の強度は、タイバーカッ
ター（山田製作所（株）製）を用いて、端子の切断およ
び折り曲げた後のクラックの有無を目視観察して判定し
た。結果は第１表の通りであった。

第１表から明らかなように、本発明の樹脂組成物によれ
ば、封止成形品における金線の変位が著しく小さく、か
つウェルド強度が優れており、極めて実用価値の高い電
子部品用材料であることが判明した。

比較例１〜２ 実施例１と同様に第１表に示した配合組成で溶融混練し
てペレットを作成したのち、半導体素子の封止成形を行
った。

結果は第１表の通りであり、ガラス繊維単独の比較例１
は金線の変位量が大きく、かつ一部所線していた。

また、チタン酸カリウム繊維単独の比較例２は、金線の
変位が小さいものの、タイバーカッタでの端子切断後、
ウェルド部にクラックが発生した。

比較例３ ｐｐｓ粉末”ＲｙＬｏｎ″Ｖ−１（メルトフロー指数７
０００　ｇ　／　１０分、全ナトリウム含有量２０００
Ｅ）ｌ）Ｉｌｌ、塩素含有量６０ｐｐｍ）を用いた以外
は実施例１と同様に行い、結果を第１表に示した。

〈発明の効果〉 本発明の電子部品封止用樹脂組成物によれば、ＩＣ、コ
ンデンサー等の封止成形品における金線、内部素子の損
傷が極めて小さく、かつ成形品のウェルド強度が優れて
おり、電子部品封止用材料として実用価値が極めて大き
い。

特許出願大東し株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （イ）メルトフロー指数が１０００ｇ／１０分以上（Ａ
   ＳＴＭ　Ｄ−１２３８法、温度３１６℃、荷重５ｋｇｆ
   測定値）であり、かつ、樹脂中における全ナトリウム含
   有量が８００ｐｐｍ以下、水溶性塩素含有量が５０ｐｐ
   ｍ以下であるポリフェニレンスルフィド樹脂３０〜９０
   重量％、（ロ）チタン酸カリウム繊維１０〜４０重量％
   および（ハ）ガラス繊維５〜４０重量％からなることを
   特徴とする電子部品封止用樹脂組成物。