JPH0368660A

JPH0368660A - 電磁シールド用樹脂製造用の充填剤ブレンド

Info

Publication number: JPH0368660A
Application number: JP15034389A
Authority: JP
Inventors: Robert M Bercaw; ロバート・マーシャル・バーコー
Original assignee: ICI Composites Inc
Current assignee: Fiberite Inc
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1991-03-25

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】本発明は、非導電性でありそして表面装着及び軸方向誘
導子のための被覆及び封人材として特に有用であるｔＶ
Ａシールド樹脂を製造するための充填剤ブレンドに関す
る。さらに詳しくは、本発明は、非導電性樹脂バインダ
ーと混合されたときには、電磁シールド性を有する非導
電性粒子材または被覆を与えるように、選定された寸法
範囲及び容量比の、実質的に球状の導電性粒子と非導電
性粒子との充填剤ブレンドに関する。

ある種の電子部材または素子は、プリント回路板上で他
の素子に近接して配置されるためには磁気シールドを必
要とする。しかし、そのような素子（部材）はその周囲
にあるもの（例えば接線導線及び個々の素子の導電性部
分）から電気的に絶縁されていなければならない、多く
の場合、そのような周囲要素自体も互に電気絶縁されて
いなければならず、従って導電性物質と接触してはなら
ないことがある。

はとんどの場合に、今やシールドは装置または素子を包
囲または覆うプレス加工鉄シールドによって達成されて
いる。このシールドは回路中の素子及びその他の成分か
ら電気絶縁されなければならない、そのような素子等は
比較的寸法が大きいので、製造のために付加的加工工程
を必要とする。

本発明で提供される＆Ｉ或物は、誘導子及びその他の電
子要素（素子）を、実質的に球状断面の非導電性粒子に
よって相互に単離された実質的に球状断面の導電性粒子
を含む樹脂によって封入できるようにするその樹脂は中
度または低度の電圧において許容しうる電気絶縁性を有
するので、誘導子装置（要素）へ直接に適用することが
できる。

シールドされた装置（要素）の製造においてそのような
充填剤含有樹脂を用いると、シールド処理した誘導子パ
ッケージの寸法及び重量を低減させる有利な効果が奏さ
れ、そしてより一層コンパクトな回路におけるそのよう
な樹脂の使用が可能となる。

従って本発明の一目的は、（ａ）　　直径０．５〜５０ミクロンの平均粒子寸法の
実質的に球状の断面形状をもつ導電性粒子８〜５５容量
％と、伽）直径０．００５〜２果クロンの平果粒ロン法の非導
電性粒子と、からなる、電磁シールド用樹脂を製造するための充填剤
ブレンドを提供することである。

本発明の別の目的は、（ａ）　　直径０．５〜５０業クロンの平均粒子寸法の
実質的に球状の断面形状をもつ導電性粒子８〜５５容量
％と、（ロ）直径０．００５〜２ミクロンの平均粒子寸法の非
導電性粒子と、からなる充填剤ブレンドを３０〜８０容量％をバインダ
ー樹脂と均質に混合したものからなる電子素子パッケー
ジ用組成物を提供することである。

本発明は、上記保護的電子素子シールド、パッケージ用
樹脂の有効量でシールドされた電子装置も包含する。

バインダー樹脂としては、磁性粒子と絶縁材粒子との有
効な分配（分布）を妨害せずに上記電磁シールド性充填
剤ブレンドと配合されうる非導電性の熱可塑性または熱
硬化性樹脂のいずれも使用できる。そのような樹脂は触
媒配合成形用コンパウンド、反応射出成形性樹脂、及び
熱可塑性樹脂の形であってよい。

バインダー樹脂は、ポリエポキシド、ポリエステル、ポ
リウレタン、ポリイソシアヌレート、ボリア果ド、ポリ
エーテルスルフォン、ポリイミド、及びそれらの混合物
から選択しうる０反応射出成形性の樹脂は、エチレン系
不飽和のポリエステル、ビニルエステル、ポリエステル
ウレタン、メチルメタクリレート、ビニルイソシアヌレ
ート、ポリウレタン、ポリエポキシド、ナイロン及びそ
れらのブレンドから選択できる。熱可塑性バインダーと
しては、ポリアクリル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル
、ポリフッ化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン及
びポリテトラフルオロエチレン樹脂等がある。ポリジメ
チルシロキサンのようなシリコーンゴムも有用である。

そのような樹脂は、完全に硬化されると、少なくとも］
　ＸＩＯ”オーム・ＣＩの体積抵抗を有する。

代表的なポリエポキシドは、ビスフェノールＡまたはタ
レゾールノボラックのジグリシジルエーテルと種々のジ
オール、ポリオール、ハロゲン化ポリオール等とを、三
フッ化ホウ素・アミン錯体のような触媒の存在下で反応
させることにより得られる反応生成物である。その代表
例は、「カルデュラ（Ｋａｒｕｄｕｒａ）　Ｅ　：商標
Ｊ　　（エピクロルヒドリンと、Ｃ９、Ｃ１゜及びＣＩ
＋鎖長の飽和、高度分岐、主として三級のモノカルボン
酸の混合物：すなわち「ベルサチンク酸」　：商標とを
反応させることにより生成されるグリシジルエステル：
シェル・ケミカル社版売）；「ジェネボキシ（Ｇｅｎｅ
ｐｏｘｙ）Ｍ２Ｏ３：商標」（ビスフェノールＡの変性
ジクリシジルエーテル：ゼネラル・ミルズ社販売）；「
エポン（Ｅｐｏｎ）８１２　　：商標」　（グリセロー
ルのジグリシジルエーテル；シェル・ケミカル社販売）
；「エポン８２６：商標」　（ビスフェノールへの実質
的に純粋なジグリシジルエーテル：シェル・ケ多カル社
）；「エポン８２８Ｊ　　（エポン８２６をわずかに樹
脂化したもの；シェル・ケミカル社）等から選択しうる
。好ましい樹脂は、エピクロロヒドリン及びクレゾール
・ノボラック前駆体であるｒ　ＥＣＮ９８６０Ｊ　　（
チバ・ガイギー社製）から誘導される。

さらには、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂があり、こ
れらはメラミンとホルムアルデヒドとを反応して得られ
るものであり、周知である。アルキル化メラ逅ン・ホル
ムアルデヒド樹脂のような変性メラミン・ホルムアルデ
ヒド樹脂としては、ブチル化メラξン・ホルムアルデヒ
ド樹脂がある。

使用しうる代表的なメラミン・ホルムアルデヒド樹脂と
しては、例えば「サイメル（Ｃｙｍｅｌ）３０１　Ｊ「
サイノル３０１」及び「サイノル３０３　Ｊ　　（アメ
リカ・サイアナミド社製）のような市販樹脂がある。

ポリエステルは、不飽和ジカルボン酸と２〜２６個の炭
素原子及び少なくとも２個のヒト′ロキシル基を有する
多価アルコールとのポリエステル化反応生成物である。

ポリオール（多価アルコール）の代表例は、エチレング
リコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、グリセロール、ペンタエ
リスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタ
ン、エリチオール、ビスフェノールＡ及び最も好ましく
は１モル当り２〜２０モルのエチレンオキシドまたはプ
ロピレンオキシドを有する２、２−ジー（４−ヒドロキ
シフェニル）プロパンのアルコキシ化誘導体がある。

ジカルボン酸は、フマル酸及びマレイン酸のような不飽
和ジカルボン酸；フタル酸、テレフタル酸、イソフタル
酸のような芳香族酸；スクシン酸、アジピン酸、スヘリ
ン酸、アゼライン酸、セバシン酸のような脂肪族ジカル
ボン酸；スクシン酸ジメチル；これらの酸のハロゲン化
誘導体例えばテトラクロロフタル酸等であってよい、７
５〜１２０°Ｃの範囲の軟化点を有するポリエステル樹
脂はバインダー樹脂として特に有用であることが判明し
た。

ポリイソシアヌル樹脂は少なくとも１種のフリーラジカ
ル重合性エチレン系不飽和モノマー中に溶解しうるイソ
シアヌレート（トルエンジイソシアネート及びヒドロキ
シプロピルメタクリレートに暴く）の七ノマーン容液で
あるのが普通である。

上記のようなフリーラジカル重合性エチレン系モノマー
の例としては、ジビニルヘンゼン、スチレン、メチルア
クリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレー
ト、エチルメタクリレート、２エチルへキシルアクリレ
ート、２−エチルへキシルメタクリレート、ブチルアク
リレート、ブチルメタクリレート、テトラメチレングリ
コールジアクリレート、トリメチロールプロパントリア
クリレート、ペンタエリスリト−ルトリアクリレート、
ネオペンタグリコールジアクリレート、１．３−ブチレ
ングリコールジアクリレート、２．３−ジブロモプロピ
ルアクリレート、２．３−ジブロモプロピルメタクリレ
ート、シクロヘキシルアクリレート、シクロへキシルメ
タクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、ヒドロキシ
エチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート
、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピ
ルメタクリレート、クロルスチレン、アクリロニトリル
、塩化バニリリデン、酢酸ビニル、ビニルトルエン、ス
テアリン酸ビニル、ヘキサンジオールジアクリレート、
ヘキサンジオールジメタクリレート及びこれらの混合物
がある。

反応射出可能な成形加工性重合体は、バインダー樹脂と
して使用できる０例えば、不飽和ポリエステル、難燃性
不飽和ポリエステル、及びポリウレタンは、電磁シール
ド材料のための有用なマトリックス材である。ビニルイ
ソシアヌレートは高温性、耐食性及び寸法安定性を与え
、有利に使用できる。ビニルマレ−エートウレタン、難
燃性、耐食性ポリエステル樹脂（例えば商標「アトラッ
ク・レジン：　Ａｔ１ａｃ　Ｒｅ５ｉｎｓ」）も本発明
のためのバインダー・マトリックス材として使用できる
。

さらには、ダウ・ケミカ１ル社のビニルエステル（商標
「デラカン：　Ｄｅｒａｋａｎｅ」）を使用することも
できる。ＲＩＩ１１加工性エポキシド、ポリメチルメタ
クリレート及びナイロンもマトリックス・バインダー樹
脂として使用できる。ポリマーアロイまたはブレンドも
マトリックス・バインダーとして使用できる。例えば、
種々の組成割合の不飽和ポリエステル／ビニルエステル
及びポリウレタンのポリマーアロイは、ハッチンソンの
米国特許第３．７００，７５２号明細書に記載されるよ
うにある範囲の性質（特性）を与えうる。

活性のメチレン化合物とビスマレイミドとの反応生成物
、またはジアミンと無水マレイン酸との反応生成物であ
るポリイミドプレポリマーは、それ自体で、またはポリ
スルホンまたはポリエーテルスルホンと組合せて有用す
ることができる。バインダー樹脂として適当な芳香族ポ
リエーテルスルホンは、アリーレン結合、エーテル結合
及びスルホン結合からなる３種のユニット結合を含む線
状重合体であるものである。そのようなポリエーテルス
ルホン樹脂は、例えばインペリアル・ケミカル・インダ
ストリース社から商標「ピクトレックス：　ＶＩＣＴＲ
ＥＸ　Ｊのものが市販されている。

本発明の充填剤ブレンドは、実質的に、球状の導電性粒
子と非導電性粒子とを混合したものである。これらの両
成分は、普通は大きい寸法の導電性粒子が普通は小さい
寸法の非導電性粒子で周囲を取り巻かれるように適宜な
量で乾式混合しうる。

有用な充填剤ブレンドは、導電性粒子の平均粒子径：非
導電性粒子の平均粒子寸法の比が２０ないし６０の範囲
内であるときに得られる。導電性粒子は直径０．５〜５
０ミクロンの範囲内であってよく、ブレンド内に８〜５
５容量％、好ましく１４〜５５容量％の範囲で存在し、
かつ非導電性粒子：導電性粒子の容量比は０．２５ない
し０．７５の範囲である。非導電性粒子の平均直径は０
．００５〜２ミクロンであり、非導電性粒子はブレンド
内に非導電性粒子：導電性粒子の容量比が０．２５以上
０．７２以下であるような量で存在する。好ましい比は
約０．３ないし０．４である。

本発明の充填剤ブレンドを作る際に両方の粒子は、振と
う、転勤またはボールミル法により乾式混合される。あ
る場合には安定化水性スラリーの状態で両者を湿式混合
することもでき、あるいは、樹脂で濡れたペーストの形
で湿式混合し、これを後でバインダー樹脂と直接混合す
ることもできる。

多くの場合に、粒状成分は発火性であり、爆発性ダスト
を形成することがあるので取扱いに注意が必要とされる
ことがある。この問題は不活性雰囲気中で混合すること
によって克服される。

導電性粒子として、２〜１５≧クロンの範囲内の寸法を
有する粒子を用いるのが好ましい、そのような粒子は、
鉄、特に鉄カルボニル（例えば、自由空間中でペンタカ
ルボニル鉄ガスを制御下に熱分解させて球状体を作るこ
とにより得られるもの；このものは、微量の炭素が一層
置きに沈着することによる特徴的な玉ねぎの皮のような
構造を有する）からｉｌ沢しうる。４〜６ミクロンの平
均粒子径を有する球状材料は、ゼネラル・アニリン・ア
ンド・フィルム社から商標ｒＧＡＦ　Ｔｙｐｅ　Ｅ」の
ものが市販されている。この技法で得られる別の材料は
、他の遷移金属を伴なう鉄合金の形で提供されている。

さらには、粒状物質は、アルミニウム、銅、銀及び鋼、
ならびに抵抗がｌＸｌ０”オーム以下のその他の粒子か
ら！！訳されうる。鉄及びクロムの酸化物のような磁性
酸化物も使用されうる。

非導電性粒子とはｌＸｌ０’オ一ム以上の抵抗を有する
ものと定義される０代表的な非導電性粒子は、シリカ、
雲母、石英、ガラス及びその他のケイ酸塩（ケイ酸カル
シウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム等）
、アルミナ、二酸化チタン、チタン酸塩（チタン酸バリ
ウム等）、炭酸塩（炭酸カルシウム等）、硫酸塩（硫酸
カルシウム等）、鉄酸化物（酸化第二鉄等）、ならびに
ケイ酸アル逅ニウム・リチウム、炭化ケイ素、ケイ酸マ
グネシウム、酸化ジルコニウム、及びその他のガラス組
成（マイクロバルーン等）である、有機質のものとして
は、フェノール樹脂マイクロバルーンのような不溶性樹
脂の粒子がある。このような非導電性粒子は、実質的に
球状の断面を有するのが好ましく、球状体、棒状体、繊
維状体及びフレーク状体とが包含される。

電磁性充填剤ブレンドは前記のバインダー樹脂成分と混
合されるが、その混合は、粒子と粉末樹脂とを乾式混合
することにより、溶剤を用いての湿式混合により、ある
いは反応射出成形法において用いられるような反応中の
樹脂に粒子を添加することにより行なうことができる。

好ましい方法は、触媒の硬化温度以下で、充填剤ブレン
ドを溶融プレポリマーと混合することである。ｉ子要素
（素子等）は、そのような充填剤配合樹脂中に融点及び
硬化温度以上の温度で埋め込むことができる。充填剤ブ
レンドは液状樹脂バインダーに適用し、次いでこれを電
子機器要素の表面上にスプレーコートまたは塗布するこ
ともできる。

本発明の理解を促進するために以下に実施例を挙げる。

実施例において、特に指示のない限り、量、割合等はす
べて重Ｉ基準である。

裏施班土４〜６ミクロンの平均粒子径を有する鉄粉末（商標ｒＧ
ＡＦ　Ｅ　Ｊの市販品）　７４５ｇを、０．５ξクロン
の平均断面を有し、１ξクロンよりも大きい粒子を含ま
ない微細シリカ（エルケム：　Ｅｌｋｅｓ　：ケミカル
ス社のｒＲＭｓ　２０９　Ｊ　７０ｇと手で転勤混合（
乾式）した、この粉末状充填剤ブレンドを、次いで、１
１４ｇのエポキシ化クレゾールノボラック樹脂（チバ・
ガイギー社ＥＣＮ　−９８６０）　５０ｇのフェノール
ホルムアルデヒドノボラック誘導ポリオール（チバ・ガ
イギー社　ＲＰＭｏ　２０１８４）　、ｌｏｇの臭化ビ
スフェノールＡ（チバ・ガイギー社　ＢＰ４Ａ）　、５
　ｇの三酸化アンチモン、１．１ｇの２−メチルイミダ
ゾール、２．５ｇのモノグリセロールステアレート及び
２ｇのカルナウバろう、からなる粉末樹脂成分と振とう
混合した。この粉末充填剤／バインダー樹脂混合物を、
実験室用２０−ル熱／冷ニツプ【ルで配合した。その冷
（低温）ロールは２５〜３０℃に冷却してあったが、熱
（高温）ロールは７５〜９８℃に加熱した。その加熱ロ
ールは樹脂を熔融させ、分散された粒状充填剤ブレンド
を充分に湿潤した。

その加熱ロールは低温ロールよりも速く回転して、ニッ
プの間を混合物成分が通過するときに剪断混合を生しさ
せた。配合物を均一な混合がなされるまでロールに連続
的に通過させ、シートの形で取り出し、次いで室温にま
で冷却した。この低温シートを次いて、冷たい２０−ル
ミルに通して、−８／＋４０メツシユ（タイラーふるい
）の粒子寸法を有する均一粉末に粉砕した。この粉砕材
料を射出成形絶縁電磁シールド電子部材の製造に使用の
ために保存した。

ｚ益班（実施例１に記載の操作により、７４５ｇの鉄粉、６５ｇ
の「エルケム（Ｅｌｋｅｍ）２０９」シリカ及び５ｇの
ヒユームド・シリカ（商標ｒｃａｂｏｓｉｌ　ＥＨ５Ｊ
　）　　（平均粒径０．００７　ミクロン）を乾式混合
し、実施例１の樹脂混合物と混合した。

皇益班主実施例１に記載の操作により、表１に示した異なる割合
のシリカブレンドを混合し、試験した。

実施例１．２及び３の充填剤配合柑脂組成物を４インチ
（１０，１６ｃ＋ｓ）径の厚さ１７８インチ（約３．２
順）の同板に注型し、体積抵抗、表面抵抗及び絶縁耐力
について試験した。これらの電気的性質を表１に示す。

拐二」１表−土実施［Ｉ尖施開２臭施班３シリカ（Ｃａｂｏｓ　ｉ　１Ｅ）１５）

Claims

【特許請求の範囲】

１．　（ａ）　１×１０＾２オーム以下の抵抗を有する
、０．５〜５０ミクロンの範囲内の球断面寸法の導電性
粒子８〜５５容量％と、（ｂ）　１×１０＾８オーム以上の抵抗を有する、０．
００５〜２ミクロンの範囲内の球断面寸法の非導電性粒
子と、からなる電磁シールド用樹脂製造用の充填剤ブレンド。
２．　（ａ）　１４〜５５容量％の導電性粒子を含み、
かつ非導電性粒子：導電性粒子の容量比が０．２５ない
し０．７５の範囲内である請求項１記載の充填剤ブレン
ド。
３．　導電性粒子が、鉄；鉄合金；銅；アルミニウム；
ならびに鉄及びクロムの磁性酸化物類；からなる群より
選択される請求項１記載のブレンド。
４．　非導電性粒子が、シリカ、雲母、石英、ガラス、
ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ジルコ
ニウム、アルミナ、二酸化チタン、チタン酸バリウム、
炭酸カルシウム、硫黄カルシウム、酸化第二鉄、硫酸ア
ルミニウムリチウム、ケイ酸マグネシウム、酸化ジルコ
ニウム及び不溶性樹脂ビーズからなる群より選択される
請求項１記載のブレンド。
５．　導電性粒子が鉄カルボニルであり、非導電性粒子
がシリカである請求項１記載のブレンド。
６．　鉄カルボニルの粒子の断面が２〜１５ミクロンの
範囲内でありそしてシリカ粒子の断面が０．００５〜１
ミクロンの範囲内である請求項５記載のブレンド。
７．　シリカ：鉄カルボニルの容量比が０．３ないし０
．４の範囲内である請求項６記載のブレンド。
８．　少なくとも１×１０＾１＾０オーム・ｃｍの体積
抵抗値を有する熱可塑性及び熱硬化性重合体類からなる
群より選択された非導電性バインダー樹脂と；請求項１
記載の充填剤ブレンドと、の均質混合物からなる成形用
組成物。
９．　樹脂中の充填剤の量が３０〜８０重量％である請
求項８記載の組成物。
１０．　バインダー樹脂がポリエポキシド、ポリアミド
、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルスルフォン
、ポリエーテルケトン及びそれらの混合物よりなる群か
ら選択される請求項８記載の組成物。
１１．　請求項８記載の硬化された成形用組成物の有効
量の保護的電子シールド樹脂被覆を有する電磁誘導子。