JPH08113719A

JPH08113719A - 電気電子部品用封止材

Info

Publication number: JPH08113719A
Application number: JP27559594A
Authority: JP
Inventors: Yoshikuni Yamada; 佳邦山田; Jun Yamada; 潤山田
Original assignee: Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1996-05-07
Anticipated expiration: 2018-02-10
Also published as: JP3375217B2

Abstract

(57)【要約】【目的】導電性材料である金属との密着性に優れてい
ることにより封止効果が高い電気電子部品用封止材を提
供する。【構成】（ａ）サーモトロピック液晶ポリマー７０〜
９９重量部、（ｂ）フェノキシ樹脂３０〜１重量部、お
よび（ｃ）無機充填材が組成物全体（ａ＋ｂ＋ｃ）に対
して２０〜８０重量％からなることを特徴とする電気電
子部品用封止材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、封止される電気電子部
品の金属部分に対する密着性が良好であり、その結果封
止効果に優れた電気電子部品用の樹脂封止材に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、トランジスター、ダイオード、コ
ンデンサー、抵抗器等の電子部品は、電気絶縁性の保
持、機械的保護、外部雰囲気による物性変化の防止等の
目的で樹脂により封止することが広く行われている。従
来の樹脂封止は、通常エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等
の熱硬化性樹脂を用いてトランスファー成形により行わ
れているが、熱硬化性樹脂を用いるため成形に長時間を
要し、樹脂組成物の保存性が悪く、また長時間のポスト
キュアーが必要である等の欠点があった。上記欠点を解
消するために、エンジニアリングプラスチックの一つで
あるポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）や、特
開昭６０−４０１６３号公報に提案されるようにサーモ
トロピック液晶ポリマー（ＬＣＰ）を射出して封止する
ことが提唱されている。通常、電気電子部品には、導電
性材料として銅、銀、金などの金属が使用されており、
電気電子部品を封止するためには、封止材とこれら金属
材料との密着性が高いことが要求される。しかしなが
ら、前記サーモトロピック液晶ポリマー（ＬＣＰ）は、
それ自体必ずしも金属との密着性が良好でなく、そのた
め封止効果が不十分である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な事情に鑑み、導電性材料である金属との密着性に優
れ、その結果封止効果が高い封止材を提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、（ａ）
サーモトロピック液晶ポリマー７０〜９９重量部、
（ｂ）フェノキシ樹脂３０〜１重量部、および（ｃ）無
機充填材が組成物全体（ａ＋ｂ＋ｃ）に対して２０〜８
０重量％からなることを特徴とする電気電子部品用封止
材に関するものである。本発明の第２は、上記第１の発
明における無機充填材が、３００゜Ｋにおいて１０Ｗ/
(ｍ゜Ｋ) 以上の熱伝導率を有し、かつ非導電性である電
気電子部品用封止材に関するものである。本発明の第３
は、上記第１の発明における無機充填材が、シリカ、ア
ルミナ、タルク、ガラスビーズおよびグラスファイバー
から選ばれる少なくとも１種類である電気電子部品用封
止材に関するものである。

【０００５】以下、本発明をさらに詳細に説明する。本
発明でいうサーモトロピック液晶ポリエステルとは、溶
融時に光学的異方性を示し、かつ熱可塑性を有するポリ
マーである。このように溶融時に光学的異方性を示すポ
リマーは、溶融状態でポリマー分子鎖が規則的な平行配
列をとる性質を示す。光学的異方性溶融相の性質は、直
交偏光子を利用した通常の偏光検査法により確認するこ
とができる。上記液晶ポリマーとしては、例えば、液晶
性ポリエステル、液晶性ポリカーボネート、液晶性ポリ
エステルイミドなどが用いられ、具体的には、（全）芳
香族ポリエステル、ポリエステルアミド、ポリアミドイ
ミド、ポリエステルカーボネート、ポリアゾメチン等が
挙げられる。サーモトロピック液晶ポリマーは、一般に
細長く、偏平な分子構造からなり、分子の長鎖に沿って
剛性が高い。本発明において用いるサーモトロピック液
晶ポリマーには、一つの高分子鎖の一部が異方性溶融相
を形成するポリマーのセグメントで構成され、残りの部
分が異方性溶融相を形成しないポリマーのセグメントか
ら構成されるポリマーも含まれる。また、複数のサーモ
トロピック液晶ポリマーを複合したものも含まれる。

【０００６】サーモトロピック液晶ポリエステルを構成
するモノマーの代表例としては（Ａ）芳香族ジカルボン
酸の少なくとも１種、（Ｂ）芳香族ヒドロキシカルボン
酸系化合物の少なくとも１種、（Ｃ）芳香族ジオール系
化合物の少なくとも１種、（Ｄ）（Ｄ₁）芳香族ジチオ
ール、（Ｄ₂）芳香族チオフェノール、（Ｄ₃）芳香族チ
オールカルボン酸化合物の少なくとも１種、（Ｅ）芳香
族ヒドロキシルアミン、芳香族ジアミン系化合物の少な
くとも１種等の芳香族化合物が挙げられる。これらは単
独で構成される場合もあるが、多くは（Ａ）と（Ｃ）；
（Ａ）と（Ｄ）；（Ａ）、（Ｂ）と（Ｃ）；（Ａ）、
（Ｂ）と（Ｅ）；あるいは（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）と
（Ｅ）等の様に組合せて構成される。

【０００７】上記（Ａ）芳香族ジカルボン酸系化合物と
しては、テレフタル酸、４,４'−ビフェニルジカルボン
酸、４,４'−テルフェニルジカルボン酸、２,６−ナフ
タレンジカルボン酸、１,４−ナフタレンジカルボン
酸、２,７−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエー
テル−４,４'−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−
４,４'−ジカルボン酸、ジフェノキシブタン−４,４'−
ジカルボン酸、ジフェニルエタン−４,４'−ジカルボン
酸、イソフタル酸、ジフェニルエーテル−３,３'−ジカ
ルボン酸、ジフェノキシエタン−３,３'−ジカルボン
酸、ジフェニルエタン−３,３'−ジカルボン酸、１,６
−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、ま
たはクロロテレフタル酸、ジクロロテレフタル酸、ブロ
モテレフタル酸、メチルテレフタル酸、ジメチルテレフ
タル酸、エチルテレフタル酸、メトキシテレフタル酸、
エトキシテレフタル酸等で代表される上記芳香族ジカル
ボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体が
挙げられる。

【０００８】（Ｂ）芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合
物としては、４−ヒドロキシ安息香酸、３−ヒドロキシ
安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、６−ヒド
ロキシ−１−ナフトエ酸等の芳香族ヒドロキシカルボン
酸、または３−メチル−４−ヒドロキシ安息香酸、３,
５−ジメチル−４−ヒドロキシ安息香酸、２,６−ジメ
チル−４−ヒドロキシ安息香酸、３−メトキシ−４−ヒ
ドロキシ安息香酸、３,５−ジメトキシ−４−ヒドロキ
シ安息香酸、６−ヒドロキシ−５−メチル−２−ナフト
エ酸、６−ヒドロキシ−５−メトキシ−２−ナフトエ
酸、２−クロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、３−クロロ
−４−ヒドロキシ安息香酸、２,３−ジクロロ−４−ヒ
ドロキシ安息香酸、３,５−ジクロロ−４−ヒドロキシ
安息香酸、２,５−ジクロロ−４−ヒドロキシ安息香
酸、３−ブロモ−４−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロ
キシ−５−クロロ−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−
７−クロロ−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−５,７
−ジクロロ−２−ナフトエ酸等の芳香族ヒドロキシカル
ボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体が
挙げられる。

【０００９】（Ｃ）芳香族ジオールとしては、４,４'−
ジヒドロキシビフェニル、３,３'−ジヒドロキシビフェ
ニル、４,４'−ジヒドロキシテルフェニル、ハイドロキ
ノン、レゾルシン、２,６−ナフタレンジオール、４,
４'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、ビス(４−ヒド
ロキシフェノキシ)エタン、３,３'−ジヒドロキシジフ
ェニルエーテル、１,６−ナフタレンジオール、２,２−
ビス(４−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(４−ヒ
ドロキシフェニル)メタン等の芳香族ジオール、または
クロロハイドロキノン、メチルハイドロキノン、tert−
ブチルハイドロキノン、フェニルハイドロキノン、メト
キシハイドロキノン、フェノキシハイドロキノン、４−
クロロレゾルシン、４−メチルレゾルシン等の芳香族ジ
オールのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体が
挙げられる。

【００１０】（Ｄ₁）芳香族ジチオールとしては、ベン
ゼン−１,４−ジチオール、ベンゼン−１,３−ジチオー
ル、２,６−ナフタレン−ジチオール、２,７−ナフタレ
ン−ジチオール等が挙げられる。（Ｄ₂）芳香族チオフェノールとしては、４−メルカプ
トフエノール、３−メルカプトフェノール、６−メルカ
プトフェノール等が挙げられる。（Ｄ₃）芳香族チオールカルボン酸としては、４−メル
カプト安息香酸、３−メルカプト安息香酸、６−メルカ
プト−２−ナフトエ酸、７−メルカプト−２−ナフトエ
酸等が挙げられる。

【００１１】（Ｅ）芳香族ヒドロキシルアミン、芳香族
ジアミン系化合物としては、４−アミノフェノ−ル、Ｎ
−メチル−４−アミノフェノール、１,４−フェニレン
ジアミン、Ｎ−メチル−１,４−フェニレンジアミン、
Ｎ,Ｎ'−ジメチル−１,４−フェニレンジアミン、３−
アミノフェノ−ル、３−メチル−４−アミノフェノ−
ル、２−クロロ−４−アミノフェノ−ル、４−アミノ−
１−ナフト−ル、４−アミノ−４'−ヒドロキシジフェ
ニル、４−アミノ−４'−ヒドロキシジフェニルエーテ
ル、４−アミノ−４'−ヒドロキシジフェニルメタン、
４−アミノ−４'−ヒドロキシジフェニルスルフィド、
４,４'−ジアミノフェニルスルフィド（チオジアニリ
ン）、４,４'−ジアミノジフェニルスルホン、２,５−
ジアミノトルエン、４,４'−エチレンジアニリン、４,
４'−ジアミノジフェノキシエタン、４,４'−ジアミノ
ジフェニルメタン（メチレンジアニリン）、４,４'−ジ
アミノジフェニルエ−テル（オキシジアニリン）等が挙
げられる。

【００１２】本発明で用いるサーモトロピック液晶ポリ
エステルは、上記モノマーから溶融アシドリシス法やス
ラリー重合法等の多様なエステル形成法などにより製造
することができる。

【００１３】本発明に用いる好適なサーモトロピック液
晶ポリエステルの分子量は、約２,０００〜２００,００
０、好ましくは約４,０００〜１００,０００である。分
子量の測定は、例えば圧縮フィルムについて赤外分光法
により末端基を測定して求めることができる。また溶液
状で行う一般的な測定法としてＧＰＣを用いることもで
きる。

【００１４】これらのモノマーから得られるサーモトロ
ピック液晶ポリエステルのうち、一般式化１で表わされ
るモノマー単位を必須成分として含む（共）重合体であ
る芳香族ポリエステルが好ましい。特に好ましいもの
は、上記モノマー単位を５モル％以上含む芳香族ポリエ
ステルである。

【００１５】

【化１】

【００１６】本発明の特に好ましい芳香族ポリエステル
の１つは、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、フタル酸およびジ
ヒドロキシビフェニルの３種の化合物からそれぞれ誘導
される繰返し単位を有する化２で表わされるポリエステ
ルであるが、このポリエステルのジヒドロキシビフェニ
ルから誘導される繰返し単位は、その一部または全部を
ジヒドロキシベンゼンから誘導される繰返し単位により
置換することができる。また、ｐ−ヒドロキシ安息香酸
およびヒドロキシナフトエ酸の２種の化合物からそれぞ
れ誘導される繰返し単位を有する化３で表わされるポリ
エステルも好ましいものである。

【００１７】

【化２】

【化３】

【００１８】本発明のサーモトロピック液晶ポリエステ
ルは、１種または２種以上の混合物として使用すること
もできる。

【００１９】全芳香族液晶ポリエステルとして、具体的
には、テレフタル酸、イソフタル酸、ｐ−ヒドロキシ安
息香酸およびジヒドロキシビフェニルから誘導される繰
返し構成単位からなり、かつ重量平均分子量が２０,０
００〜１００,０００の範囲にある全芳香族液晶ポリエ
ステルが例示される。繰返し構成単位としてのテレフタ
ル酸（ｐ）、イソフタル酸（ｑ）、ｐ−ヒドロキシ安息
香酸（ｒ）およびジヒドロキシビフェニル（ｓ）の構成
比は、特に限定されないが、通常は、（ｐ＋ｑ）：ｓは
１０：１５〜１５：１０であり、ｒ:ｓは１：１００〜
１００：１である。ここで、ｐ、ｑ、ｒおよびｓはモル
比を表す。

【００２０】上記全芳香族液晶ポリエステルの重量平均
分子量が２０,０００未満では耐熱性や耐熱衝撃性が不
十分であり、封止素子についてのリーク電流、クラック
発生率および断線発生率が高くなるので好ましくない。
重量平均分子量が１００,０００を越えると流動性が不
十分となるので同様に好ましくない。上記重量平均分子
量は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定すること
ができる。例えば、ペンタフルオロフェノールとクロロ
ホルムとの重量比３５：６５の混合物からなる溶媒に
０.０３重量％のポリマーを溶解した溶液約０.４ｍｌ
を、カラムとしてＳｈｏｄｅｘＫＦ−８０Ｍ（昭和電
工(株)製）２本、充填材として０.４５μ−Ｓｈｏｄｅ
ｘＤＴＥＤ−１３ＣＲ（昭和電工(株)製）および濃度
検出機としてＲ−４０１型示差屈折率検出器（Ｗａｔｅ
ｒｓ社製）を用いたゲル浸透クロマトグラフに、室温
（約２３℃）で導入して測定する。

【００２１】本発明においては、上記（ａ）サーモトロ
ピック液晶ポリマー７０〜９９重量部に対して（ｂ）フ
ェノキシ樹脂３０〜１重量部を配合する。ここで、サー
モトロピック液晶ポリマーとフェノキシ樹脂との合計を
１００重量部とする。フェノキシ樹脂は、ビスフェノー
ルＡなどのような芳香族ジオールとエピクロロヒドリン
との縮合樹脂である。その１つとして次式化４で表され
る構造式の樹脂が例示される。

【００２２】

【化４】

【００２３】このような樹脂は、例えば米国ユニオンカ
ーバイド社から「ベークライトＰＫＨＨ」の商品名で入
手することができる。本発明のフェノキシ樹脂の重量平
均分子量は２０,０００以上であり、好ましくは２５,０
００〜５００,０００の範囲である。分子量が２０,００
０未満では、封止材の改良効果が低いので好ましくな
い。また、フェノキシ樹脂の配合割合が、１重量部未満
では金属との密着性を改良する効果が少なく、３０重量
部を越えると封止材の機械的物性の低下が甚だしいの
で、いずれも好ましくない。フェノキシ樹脂は、重合品
をそのまま配合することもできるが、好ましくは、あら
かじめ２００℃以上の温度で１時間以上加熱し、軽質分
を除去したものを用いる。

【００２４】本発明においては、上記樹脂組成物に対し
て、さらに（ｃ）の無機充填材を配合する。無機充填材
としては、熱膨張率が小さく、熱伝導率が大きく、かつ
電子部品の電気的動作を妨害する懸念のある有害物質を
可能な限り含まない無機充填材であれば特に限定されな
い。好ましくは、熱伝導率が３００゜Ｋにおいて１０Ｗ/
(ｍ゜Ｋ) 以上であり、かつ非導電性の無機充填材であ
る。例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニ
ア、ケイ酸チタン、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸リチウ
ム・アルミニウム、ケイ酸マグネシウム・アルミニウム、
チタン酸アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素、
タルク、マイカなどの球状粒子や破砕粒子などの無機粉
末およびガラスビーズ、グラスファイバーなどが例示さ
れる。これらを２種以上混合して用いることもできる。
これらのうち、シリカ、アルミナ、タルク、ガラスビー
ズおよびグラスファイバーの１種または２種以上の混合
物を無機充填材として用いることが好ましい。

【００２５】（ｃ）の無機充填材は、組成物全体（ａ＋
ｂ＋ｃ）に対して２０〜８０重量％配合する。好ましく
は３０〜６５重量％である。２０重量％未満では耐熱性
が不十分であり、一方、８０重量％を越えると流動性が
不足するのでいずれも好ましくない。

【００２６】本発明の組成物の製造に当たっては、
（ａ）の全芳香族液晶ポリエステル、（ｂ）のフェノキ
シ樹脂および（ｃ）の無機充填材を、公知の方法により
適宜に溶融混合して組成物とすることができる。あらか
じめ（ａ）の全芳香族液晶ポリエステルと（ｂ）のフェ
ノキシ樹脂とを配合し、これに（ｃ）の無機充填材を配
合することもできる。

【００２７】本発明の組成物により電子部品を封止する
ためには、公知の任意の方法を採用することができる。
例えば、本発明の組成物を樹脂温度２９０℃〜３７０
℃、金型温度２０℃〜１７０℃の条件下で、インサート
成形などにより射出成形することができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。まず、実施例において使用した試験法について述べ
る。測定はいずれも２０±３℃、湿度５０±５％で行
う。（1）引張強度、引張弾性率、破断伸び試験片について、ＡＳＴＭＤ６３８に準拠して行う。
なお、後記のプレッシャークッカー試験後にも測定を行
って、それぞれ引張強度２、引張弾性率２および破断伸
び２とし、これらを同試験前の値と比較して耐加水分解
性を評価した。（2）剥離強度（金属との密着性）金属と試験片とを溶融プレスにより接着し、得られたプ
レスサンプルに幅１０ｍｍの切れ目を入れ、切れ目の一
端を接着面に対して９０度の方向に引張り、金属に対す
る剥離強度を測定する。（3）リーク電流値封止素子１００個について、後記プレッシャークッカー
試験後の平均リーク電流値を求める。（4）断線発生率、クラック発生率封止素子１,０００個について、−５０℃と１５５℃の
温度環境下に各３０分間放置する試験を５００サイクル
行い、断線およびクラックの発生割合（％）を求める。
なお、断線発生率については、封止素子１００個を用い
て、後記プレッシャークッカー試験後にも測定を行い断
線発生率２とした。（5）バーフロー長試験片を樹脂温度３４０℃および射出圧９５０kg/cm²の
条件で、奥行８０ｍｍ、幅８ｍｍ、厚み０.３ｍｍの金
型を用いて射出成形し、その流動長を測定して一定の基
準値との相対値で示す。（6）プレッシャークッカー試験試料を１２１℃、２気圧、相対湿度１００％のオーブン
中で１００時間放置する。

【００２９】＜参考製造例１＞（ＬＣＰの製造）錨型撹
拌翼を有し、重合槽の槽壁と撹拌翼とのクリアランスの
小さい重合槽に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸６２５ｇ、テ
レフタル酸２００ｇ、イソフタル酸６６.５ｇ、４,４'
−ジヒドロキシビフェニル３０１ｇおよび無水酢酸９６
３ｇを入れ、窒素を導入して混合し、１５０℃で３時間
環流させた後、酢酸を除去しながら温度を２８０℃まで
昇温し、４５分間保持した。次いで、３００℃まで昇温
して４５分間保持し、さらに４００℃まで昇温して４
０分間保持した後、槽内で溶融状態にある流動性物質を
槽から抜き出して室温まで冷却した。冷却した物質を粉
砕機により粉砕し、ロータリーオーブン中に移送して３
２０℃まで０.５℃／分の速度で昇温し、３２０℃で４
時間保持することによりサーモトロピック液晶ポリマー
を得た。このポリマーは溶融時に光学異方性を示した。

【００３０】＜実施例１〜５、比較例１および２＞参考
製造例１で得たサーモトロピック液晶ポリマー、フェノ
キシ樹脂（ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンとの
縮合樹脂、ガラス転移温度１２０℃、重量平均分子量４
５,０００）および溶融シリカを表１の割合により配合
し、直径３０ｍｍφの二軸押出機（東芝(株)製）により
溶融混練してペレットを得た。上記ペレットを用いて２
５トン射出成型機（住友重機械工業(株)製）により試験
片を射出成形すると共に、ＩＣ半導体素子をインサート
成形により樹脂封止した。得られた試験片と封止素子に
ついて試験を行った結果を表１に示す。また、実施例１
〜５および比較例１の試験片の引張弾性率とフェノキシ
樹脂含有率との関係を図１に示す。さらに、図１におけ
る引張弾性率について、プレッシャークッカー試験前の
値に対する試験後の保持率とフェノキシ樹脂含有率との
関係を図２に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明の封止材は金属との密着性が良好
であるため、これを用いてリーク電流、断線発生率、ク
ラック発生率などがいずれも低い樹脂封止された電気電
子部品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】試験片の引張弾性率とフェノキシ樹脂含有率と
の関係を示すグラフである。

【図２】プレッシャークッカー試験における引張弾性率
の保持率とフェノキシ樹脂含有率との関係を示すグラフ
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 23/29 23/31 //(Ｃ０８Ｌ 101/00 71:12）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）サーモトロピック液晶ポリマー７
０〜９９重量部、（ｂ）フェノキシ樹脂３０〜１重量
部、および（ｃ）無機充填材が組成物全体（ａ＋ｂ＋
ｃ）に対して２０〜８０重量％からなることを特徴とす
る電気電子部品用封止材。
【請求項２】前記無機充填材が、３００゜Ｋにおいて
１０Ｗ/(ｍ゜Ｋ) 以上の熱伝導率を有し、かつ非導電性
であることを特徴とする請求項１に記載の電気電子部品
用封止材。
【請求項３】前記無機充填材が、シリカ、アルミナ、
タルク、ガラスビーズおよびグラスファイバーから選ば
れる少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１
に記載の電気電子部品用封止材。