JPH0368101A - ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物で封止された電子部品 - 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、耐クラツク性、低応力性を含む機械的性質に
優れ、かつ耐湿性を含む電気的性質、並びに高話時の耐
熱変形性、さらには耐薬品性の優れたポリフェニレンス
ルフィド（以下ＰＰＳと略す）樹脂組成物で封止された
電子部品に関するものである。

「従来の技術」 ＰＰＳ樹脂は、耐熱性、剛性、電気絶縁性、耐薬品性、
難燃性等に優れた高性能エンジニアリングプラスチトり
として知られており、溶融粘度の低い低分子量のＰＰＳ
樹脂においても、その優れた性質を良く保つものである
。従って、この溶融粘度の低いＰＰＳ樹脂は、エポキシ
樹脂に替わる電子部品封広材料として注目されている。

「発明が解決しようとする課題」 ところが、このＰＰＳ樹脂で封止された電子部品は、エ
ポキシ系樹脂で封止された電子部品と比較して、ＰＰＳ
樹脂の特性から信頼性が乏しいという問題がある。

このＰＰＳ樹脂組成物にて封止された電子部品の信頼性
を高める方法として、ＰＰＳ樹脂組成物に水素化共役ジ
エン／モノビニル置換芳香族コポリマーを添加する方法
が知られている（特開昭５９−１６７０４０号公報）。

本発明者らは、このコポリマーを含むＰＰＳ樹脂組成物
、もしくは含まないＰＰＳ樹脂組成物を用いて、各種電
子部品を封止したが、これらのＰＰＳ樹脂組成物で封止
された電子部品は、高温時の熱変形性が劣るという問題
点があった。特に、近年における面実装技術の進展によ
り、電子部品の多くが面実装品となり、このため従来の
リードスルー実装品に比較して、ハンダ付は工程時に電
子部品に対して、より高温の熱が加わるようになった。

従って、高温時の熱変形性が劣るということは、封止さ
れた電子部品においては大きな欠点となる。

一方、ＰＰＳ樹脂とカルボン酸基又はその誘導体基を含
有するビニル芳香族化合物／オレフィン化合物ブロック
共重合体とからなるＰＰＳ樹脂組成物が知られており、
電気部品を含む各種の成形用途に利用されている（特開
昭５８−２７７４０号公報）が、ブロック共重合体を添
加しない組成物に比較して吸水率が増加し、電気絶縁性
が劣るため、封止された電子部品の信頼性がむしろ低下
することが判明した。また、この組成物を電子部品封止
に用いるため、ＰＰＳ樹脂を低い溶融粘度（すなわち、
低分子量）とした場合、組成物中の酸変性ブロック共重
合体が分散不良を生じ、封止された電子部品は耐トリク
レン性などの耐薬品性に問題があることが判明した。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、封止され
た電子部品の信頼性を高めると共に、高温時の熱変形性
、耐薬品性を向上させたＰＰＳ樹脂組成物で封止された
電子部品を提供することを目的とするものである。

「課題を解決するための手段」 本発明者らは、充填剤を含むＰＰＳ樹脂　１００重量部
に対して、カルボン酸基またはその誘導体基を含有する
ビニル芳香族化合物／オレフィン系化合物共重合体を０
．２〜１０重量部と、有機シラン化合物を０．１〜１０
重量部とを加えたＰＰＳ樹脂組成物を用いて電子部品を
封止することにより上記目的が達成されることを見い出
し、本発明に至ったものである。

以下、本発明のＰＰＳ樹脂組成物で封止された電子部品
について説明する。

本発明に用いられる充填剤を含むＰＰＳ樹脂（以下、充
填化ＰＰＳ樹脂とする。）は、ＰＰＳ樹脂に充填剤が１
０重量％〜８０重量％混入されてなるものである。

上記充填化ＰＰＳ樹脂に用いられるＰＰＳ樹脂としては
、未架橋または一部架橋したＰＰＳ樹脂が好ましく、こ
のＰＰＳ樹脂は、電子部品に応力を加えずに封止するＰ
ＰＳ樹脂組成物を与えるために、溶融粘度を低下させた
もの、すなわち低分子量のＰＰＳ樹脂が好適に用いられ
る。このＰＰＳ樹脂の溶融粘度は、ＡＳＴＭ法Ｄ−１２
３８７４（３１５，５℃　５Ｋｇ荷重）で測定したメル
トフローレートが１０００〜３０，０００ｇ／１０分の
範囲内が好ましい。

本発明に用いられる上記ＰＰＳ樹脂は、本発明の目的を
損なわぬ範囲で、ランダムブロック、グラフト共重合物
、及びこれらの混合物を含有していてもよい。

上記共重合物の具体例としては、 カルボニル結合 ｉｆ！ＩＩフェニルスルフィド結合 （ここでＲはアルキル基、ニトロ基、フェニル基、カル
ボキシル基、カルボン酸の金属塩基、アルコキン基、ア
ミノ基を示す）、４ その他の結合基、例えば などが挙げられる。

まｆこ、上記充填化ＰＰＳ樹脂に用いら５″、る充填剤
としては、例えば、ガラス繊維、ヂタン酸カリウム繊維
、アスベスト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、セラミックｍ
椎、ジルコニア繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、石コ
ウＶ＆維、有機績＠１（たとえばアラミド繊維）などの
繊維状充填剤、および硫酸バリウム、硫酸カルシウム、
亜硫酸カルシウム、カオリン、クレー、パイロフィライ
ト、ベントナイト、セリサイト、ゼオライト、マイカ、
雲母、ネフェリンシナイト、タルク、アタルバルジャイ
ト、ウオラストナイト、ＰＭＰ、硅酸カルシウム、炭酸
カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、酸化アン
チモン、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタン、酸化マグネシ
ウム、酸化ジルコニウム、アルミナ、酸化鉄、二硫化モ
リブデン、石コウ、ガラスピーズ、ガラスバルーン、ガ
ラスパウダー、ガラスフレーク、シリカパウダー　シリ
カビーズなどの無機充填剤等が挙げられる。

この充填剤には、少なくとも１種以上の繊維状充填剤が
含まれることが好ましい。１種類以上の繊維状充填剤が
含まれることにより本発明のＰＰＳ樹脂組成物で封止さ
れた電子部品の耐クラツク性が向上する。

上記、充填化ＰＰＳ樹脂に添加されるカルボン酸基又は
その誘導体基を含有するビニル芳香族化合物／オレフィ
ン化合物共重合体（以下、変性共重合体と略称する。）
は、ビニル芳香族化合物とオレフィン化合物とを共重合
し、この共重合物（以下未変性共重合体とする。）を、
カルボン酸類あるいはその誘導体等により変性する等の
方法により得られるものである。

上記ビニル芳香族化合物としては、スチレン、α−メチ
ルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。また、オ
レフィン化合物としては、エチレン、プロピレン、１−
ブテン、イソブヂレン等のモノオレフィン類　；ブタジ
ェン、イソプレン、ｌ、３ペンタノエン等の共役ジオレ
フィン類　；１，４ヘキサノエン、ノルボルネン、ノル
ボルネン誘導体等の非共役ジオレフィン類等が挙げられ
る。

上記ビニル芳香族化合物の内少なくとも１種類と、上記
オレフィン化合物の内少なくとも１種類とを共重合させ
ることにより上記未変性共重合体が得られる。この未変
性共重合体は、ランダム、ブロック、あるいはグラフト
共重合体等、その共重合の形態はいかなるものでも上い
が、特に好ましくはブロック共重合体としたものである
。

この未変性共重合体を変性するカルボン酸類あるいはそ
の誘導体としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イ
タコン酸、ハロゲン化マレイン酸、シス−４−フクロヘ
キセン−１，２−ジカルボン酸、エンド−シス−ビシク
ロ［２，２，１］−５−へブテン−２，３−ジカルボン
酸等のジカルボン酸類、これらジカルボン酸類の酸無水
物、エステル化物、アミド化物、イミド化物など、ある
いは、アクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸類
、これらモノカルボン酸類のエステル化物、アミド化物
などが挙げられる。上記カルボン酸類あるいはその誘導
体から選ばれた少なくとも１種以上のカルボン酸または
その誘導体等と、上記未変性共重合体とを反応せしめて
変性共重合体を得る。

この未変性共重合体と上記カルボン酸類あるいはその誘
導体との反応は、上記カルボン酸、またはその誘導体が
、未変性共重合体中の脂肪族二重結合へ付加反応するこ
とにより行なわれる。

上記変性共重合体中に含まれるビニル芳香族化合物の比
率は、５〜５０重量％が好ましい。５重量％未満ではＰ
ＰＳ樹脂組成物中の変性共重合体の分散が悪く、ＰＰＳ
樹脂組成物で封止された電子部品の耐薬品性が劣り、５
０重量％を越えるとＰＰＳ樹脂組成物で封止された電子
部品の耐クラツク性、低応力性が損われる。

また、変性共重合体中のカルボン酸又はその誘導体の含
有量は、未変性共重合体１００重量部に対し、０．０５
〜２０重量部、好ましくは０．１〜１０重量部、さらに
好ましくは０．３〜５重量部の範囲内である。この含有
量が０．０５重量部より少ない場合は、ＰＰＳ樹脂で封
止された電子部品の高温時の熱変形量が大きく、２０重
量部より多い場合は、ＰＰＳ樹脂組成物で封止された電
子部品の耐湿性が低下するので好ましくない。

この変性共重合体の添加量は、充填化ＰＰＳ樹脂　１０
０重量部に対して、０．２〜ｌＯ重量部の範囲内が好ま
しい。０．２重量部に満たない場合は、ＰＰＳ樹脂組成
物で封止された電子部品の高温時の熱変形性に劣り、１
０重量部を越える場合はＰＰＳ樹脂組成物で封止された
電子部品の耐湿性が低下する。

上記変性共重合体において、変性共重合体中に残存する
脂肪族二重結合は、少ないことが好ましい。この残存す
る脂肪族二重結合を少なくすることにより、ＰＰＳ樹脂
組成物で封止された電子部品の封止時の熱安定性が向上
し、さらに長期耐熱性が改善される。

また、本発明において上記充填化ＰＰＳ樹脂に添加され
るもう一つの成分である有機シランとしては、一般にシ
ランカップリング剤と称されるものが用いられる。その
構造は、 一般式　　。−Ｓ１工。

コ で示される化合物又はその重縮合物である。ここでＱは
ビニル基、アクリレート基、アミノ基、ハロゲン基、エ
ボンキ基、メルカプト基などの官能基を有するかあるい
は有さない炭素類であり、Ｒは低級アルキル基、Ｘはク
ロル基、アルコキシ基を示す。具体的には、ビニルトリ
クロルシラン、ビニルトリス　（β−メトキシエトシキ
）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメト
キシソラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチ
ルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシブロビルトリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシブロビルメチルジエ
トキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）＝７−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル
）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリ
メトキシシラン、 ｎ　　Ｃ＋ｏＨｔ＋　Ｓ　ｉ（ＯＣＨｓ）ｓ、ＣＦ　ｓ
（ＣＦ　ｚ）ｗｃ　ＨｔＣＨｔＳ　ｉ（ＯＣＨ３）３、
Ｎ−シクロヘキシル−δ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノ）エチル
−δ−アミノプロピルトリメトキシシラン、δ−ウレイ
ドプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシブロ
ビルメチルジイソブロベノキシシランなどが挙げられる
がこれらに限定されるものではない。

この有機シランは、上記充填化ＰＰＳ樹脂に含有される
充填剤を、この有機シランにより前処理を行い、この前
処理された充填剤をＰＰＳ樹脂に混入することにより添
加する方法、ＰＰＳ樹脂に充填剤、変性共重合体を混入
する際に添加する方法、あるいは上記二つの方法を併用
する方法などにより添加される。

この有機シランの添加量は、充填化ＰＰＳ樹脂１００重
量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲内が好ましく
、より好ましくは０．２〜５重量部の範囲内である。０
．１重量部未満では、ＰＰＳ樹脂組成物で封止された電
子部品の耐湿性および耐トリクレン性などの耐薬品性が
低下し、１０重量部を越えると、電子部品封止時の耐熱
性が低下するため好ましくない。

上記、充填化ＰＰＳ樹脂には、必要に応じて酸化防止剤
、熱安定剤、腐食防止剤、滑剤、着色剤等を加えること
かできる。また、本発明の目的を損わぬ範囲で、熱可塑
性あるいは熱硬化性樹脂を加えることができる。

添加する樹脂としては、例えば、ポリアミド樹脂、エポ
キシ樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、アミノ変性シ
リコーン樹脂などが挙げられる。添加量としては、充填
化ＰＰＳ樹脂１．００重量部に対して、０．０１〜２０
重量部の範囲内が好ましい。

このように、充填化ＰＰＳ！脂に変性共重合体、有機シ
ラン、その他必要な添加剤等を添加してなるｌ）　Ｐ　
Ｓ樹脂組成物の溶融粘度は、３００℃、剪断速度１００
０　ｓｅｃ”’の測定条件において、２００〜３０００
ボイズの範囲内であることが好ましい。溶融粘度が３０
００ボイズを越えると、電子部品に対し無用な応力を加
える可能性が大きくなり好ましくない。

本発明の電子部品のＰＰ５ＩＩ脂組戚物による封止は、
射出成形機、トランスファー成形機、圧縮成形機等を用
いて行うことができる。この場合の成形条件は、樹脂温
度　２６０〜３８０℃、金型温度室温〜２５０℃１．射
出圧力２０〜３００　ｋｇ／Ｃ−である。

本発明のＰＰＳ樹脂組成物で封止された電子部品におい
て、対象とされる電子部品としては、リードスルー実装
品および面実装前等が含まれるが、特に面実装前におい
て、本発明の効果が発揮される。

上記の電子部品の具体例としては、ＩＣ、ハイブリッド
ＩＣ、トランジスター　ダイオード、トリオード、コン
デンサー　レジスタ、抵抗ネフトワーク、サイリスター
、チップインダクター　トランス、モータ、１．、Ｃフ
ィルタ、コネクタ、コイル、バリスター　ｌ・ランスデ
ューサー、水晶発振器、ヒユーズ、感流器、電源、スイ
ッチ、リレーセンサ、ホール素子、サージアブソーバ、
アレスタ、ビングリッドアレー　フォトカブラおよびこ
れらの複合部品等が挙げられる。

「実施例」 以下、本発明のＰＰＳ樹脂で封止された電子部品を、実
施例を用いて具体的に説明する。

（製造例１） 未変性共重合体としで、ブタジェンブロック部分の２重
結合の約９０モル％が水添されたスチレン含有１３０重
量％のスチレンブタジェンブロック共重合体を用い、こ
のスチレンブタジェンブロック共重合体１００重量部に
対し、３重！部の無水マレイン酸、０．１重量部のバー
へキサ２．５　Ｂ（日本油脂（株）社製）を均一に混合
した後、シリンダー温度２５０℃で押出し、マレイン化
反応を行った。押出後の共重合体から、未反応の無水マ
レイン酸を加熱減圧除去し、変性共重合体を得た。この
変性共重合体を分析したところ、無水マレイン酸の付加
量は、１．７重量％であった。

（実施例Ｉ） 酸化架橋されていないメルトフローレート２００００の
ｐｐｓ樹脂１００重Ｍ部に対し、平均長約１００μ、直
径１０μのガラス繊維を１５０重量部、製造例１で得ら
れた変性共重合体７．５重量部、ビニルトリエトキシシ
ラン２．５重量部を添加し均一に混合した。混合の後、
５０ｍｍ押出機を用いて、３２０℃で溶融混練し、ＰＰ
Ｓ樹脂組成物のベレットを得た。得られたベレットを用
いて、電気的性質測定用のテストピースを射出成形によ
り作製し、また、このベレットを用いて、コイル（面実
装前）を封止し性能を評価した。結果を第１表に示す。

（比較例１〜３） 実施例１と同じＰＰＳ樹脂とガラスｗＡ維とを用い、第
１表に示す配合で、実施例１と同様の実験を行った。結
果を第１表に示す。

（実施例２〜５） 実施例１と同じＰＰＳ樹脂とガラス繊維とを用い、第１
表に示す配合で、実施例１と同様の実験を行った。結果
を第１表に示す。

（実施例６） 変性共重合体として、タフチック　Ｍｌ　９５３（商品
１名　旭化成（株）社製）を用いた以外実施例ｔと同様
に実験を行った。結果を第１表に示ず゛。

第１表より明らかなように、実施例は比較例と比べて、
耐熱変形性に優れている。

以下、第１表中の試験方法および用いた化合物について
説明する。

＊ｌタフチック　Ｍ１９５３（商品名）旭化成（株）社
製、カルボキシル基変性水添スチレンブタジェンブロッ
ク共重合体。

＊２未未変性型合体 クレイトンＲＧ　１６５２（シェル化学（株）製）、水
添スチレンブタジェンブロック共重合体、スチレンブロ
ック含有量３０重量％。

＊３体積固有抵抗率 ＡＳＴＭ　　Ｄ２５７に従って行った。

＊４ＰＣＴ・（プレッシャークツカーテスト）１２１℃
　２気圧の飽和水蒸気加圧テスト＊５封止後インダクタ
ンス低下率 インダクタンス低下率＝（ＬＩ−Ｌｏ）／Ｌ。

（但しＬｏ；封止前インダクタンス、Ｌ、封止後インダ
クタンス） ＊６熱変形性 ３００℃の熱風乾燥機中に５分放置し寸法変化を測定。

熱変形性（寸法変化率％”）＝　ＣＱ、　−１２，）＃
。

（但し、１２１＝加熱テスト後寸法、ｅｏ：加熱テスト
前寸法） ＊７耐トリクレン性 常温で１週間放置後の外観変化 ○・・・・・・異常なし △・・・・・・若干のフクレ等異常あり×・・・・・・
フクレ多い。

（実施例７） 実施例４において、更に、エポキシ樹脂（エピクロンＲ
Ｎ−６９５　　大日本インキ化学工業（株）社製）５重
量部を追加して同様の実験を行った。

電気的性質、熱変形性に有意差は認められなかったが、
封止後のインダクタンス低下率が３．６％と性能は低下
するが、耐トリクレン性が、○評価で良好であった。

「発明の効果」 本発明のＰＰＳ樹脂組成物で封止された電子部品は、充
填剤を含むポリフェニレンスルフィド樹脂　＋００ｆｆ
ｉ［部に対して、カルボン酸基またはその誘導体基を含
有するビニル芳香族化合物／オレフィン系化合物共重合
体　０．２〜ｌＯ重量部および有機シラン化合物　０．
１〜１０重量部を加えたボリフヱニレンスルフィド樹脂
組成物で封止された電子部品であるので、電子部品とし
ての信頼性が高いだけでなく、従来、問題とされた高温
度における熱変形性が向上し、かつ、耐トリクレン性な
どの耐薬品性が良好なものである。従って、本発明のＰ
Ｉ）′Ｓ樹脂組成物で封止された電子部品は、従来用い
られてきたエポキシ樹脂で封止された電子部品との代替
が可能なものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　充填剤を含むポリフェニレンスルフィド樹脂１
   ００重量部に対して、カルボン酸基またはその誘導体基
   を含有するビニル芳香族化合物／オレフィン系化合物共
   重合体０．２〜１０重量部および有機シラン化合物０．
   １〜１０重量部を加えたポリフェニレンスルフィド樹脂
   組成物で封止された電子部品。
2. （２）　上記カルボン酸基又はその誘導体基を含有する
   ビニル芳香族化合物／オレフィン系化合物共重合体が、
   ５〜５０重量％のビニル芳香族化合物を有することを特
   徴とする請求項１記載のポリフェニレンスルフィド樹脂
   組成物で封止された電子部品。