JPH08143654A - 表面実装用電子部品 - Google Patents

表面実装用電子部品

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JPH08143654A
JPH08143654A JP6286327A JP28632794A JPH08143654A JP H08143654 A JPH08143654 A JP H08143654A JP 6286327 A JP6286327 A JP 6286327A JP 28632794 A JP28632794 A JP 28632794A JP H08143654 A JPH08143654 A JP H08143654A
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mol
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constituent
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達也 斉藤
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 高温下での使用における接点汚染が少ないリ
レー用やスイッチ用の電子部品を提供する。 【構成】 一般式(1) 、(2) 、(3) 、(4) で表される構
成単位を含み、溶融時に光学異方性を示す共重合ポリエ
ステルからなる表面実装用電子部品。 (1) -OC-Ar1-O- (2) -OC-Ar2-O- (3) -OC-Ar3-CO- (4) -O-Ar4-X- (ここでAr1 は、1,4 −フェニレンである。Ar2 は、2,
6 −ナフタレン、及びパラ位でつながるフェニレン数2
以上の化合物である。Ar3 は、1,2 −フェニレン、1,3
−フェニレン、1,4 −フェニレン、4,4'−ビフェニレ
ン、2,6 −ナフタレンである。Ar4 は、1,3 −フェニレ
ン、1,4 −フェニレン、2,6 −フェニレン、又はパラ位
のフェニレン間を-O- 、-CH2- 、-CO-、-S- 、-SO-、-S
O2- 等により結合された化合物である。又、-X- は、-O
- 及び-NH-より選ばれた1種若しくは2種以上であ
る。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半田耐熱性に優れた表
面実装用電子部品に関し、更に詳しくは、溶融時に光学
異方性を示す特定の共重合ポリエステルからなる、表面
実装する際の赤外線リフロー或いは半田浴浸漬時におけ
る膨れ(以後、ブリスター変形と言う)が少ない表面実
装用電子部品であり、更に本発明の共重合ポリエステル
は高温下での使用における接点汚染が少ないため、特に
表面実装用電子部品の中でもリレー用やスイッチ用とし
て好適に使用される。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】表面実
装技術は、プリント基板等の基体に半導体、抵抗、コン
デンサー、コイル、スイッチ、リレー、コネクター等の
電子部品を固定し電子回路を形成する際に、固定および
回路形成の機能を持つ半田付けを電子部品のある基体の
表面より行うもので、これは赤外線リフロー炉に通した
り、溶融した半田浴に浸漬することで実現される。この
表面実装技術は、近年の電子回路の高集積化及び自動化
による省力化に伴い急激に採用が増加している。又、プ
リント基板、半導体、コネクター、リレー、スイッチ等
の電子部品は、成形性に優れる熱可塑性樹脂が多く使わ
れ、特に表面実装用電子部品には、成形性に加え耐熱性
に優れる溶融時に光学異方性を示す共重合ポリエステル
(液晶性ポリエステル)が用いられるようになってき
た。しかしながら、耐熱性に優れる液晶性ポリエステル
であっても、回路形成を行うために電子部品を赤外線リ
フロー炉に通したり、溶融した高温の半田浴に浸漬した
場合、電子部品を構成する液晶性ポリエステルの表面が
1mm2 〜数十cm2 の範囲で膨れ、いわゆるブリスター変
形を生じるという問題があった。それに加え、接点部分
の存在するスイッチ部品或いは密閉容器で構成されるリ
レー部品は、液晶性ポリエステルから発生する比較的高
温のガスが金属接点を汚染する原因となり、導通不良を
起こすことがしばしばあった。この問題を避けるため成
形後にパッケージ部品を高温条件下におきガスを揮発さ
せる方法等が行われているが、省力化の要請から高温乾
燥の必要のない表面実装リレー用等の電子部品が望まれ
ていた。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
を解決し、半田耐熱性に優れる表面実装用電子部品を提
供するために鋭意研究努力した結果、通常液晶性ポリエ
ステルに必須と考えられていたp−ヒドロキシ安息香酸
を特定量以下に限定し、更に特定のモノマーを含む芳香
族共重合ポリエステルからなる電子部品を用いれば、表
面実装する際の赤外線リフロー処理時或いは半田浴浸漬
時におけるブリスター変形が少なく、且つ高温使用下で
の使用における接点汚染が少なく、表面実装スイッチあ
るいは表面実装リレー用部品として用いることが可能で
あることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち本
発明は、構成成分として、下記一般式(1) 、(2) 、(3)
、(4) で表される構成単位を含み、全構成単位に対し
て、(1) の構成成分が0〜20mol %、(2)の構成成分が
0〜80 mol%、(3) の構成成分が2〜50 mol%、(4) の
構成成分が2〜50 mol%である溶融時に光学異方性を示
す共重合ポリエステルからなる表面実装用電子部品であ
る。 (1) -OC-Ar1-O- (2) -OC-Ar2-O- (3) -OC-Ar3-CO- (4) -O-Ar4-X- (ここでAr1 は、1,4 −フェニレンである。Ar2 は、2,
6 −ナフタレン、及びパラ位でつながるフェニレン数2
以上の化合物から選ばれた1種若しくは2種以上であ
る。Ar3 は、1,2 −フェニレン、1,3 −フェニレン、1,
4 −フェニレン、4,4'−ビフェニレン、2,6 −ナフタレ
ンより選ばれた1種若しくは2種以上である。Ar4 は、
1,3 −フェニレン、1,4 −フェニレン、2,6 −フェニレ
ン、及びフェニレン基がパラ位で結合したフェニレン数
2以上の化合物の残基から選ばれた1種若しくは2種以
上、又はパラ位のフェニレン間を-O- 、-CH2- 、-CO-、
-S- 、-SO-、-SO2- 、-CH3CCH3- 、-CF3CCF3- 及び-O-
(CH2)m-O- {m =2〜6}により結合された化合物から
選ばれた1種若しくは2種以上である。又、-X- は、-O
- 及び-NH-より選ばれた1種若しくは2種以上であ
る。) 上記(1) 〜(4) の構成単位を具現化するには、通常のエ
ステル形成能を有する種々の化合物が使用される。以下
に本発明の表面実装用電子部品を構成する共重合ポリエ
ステルを形成するために必要な原料化合物について、順
を追って詳しく説明する。
【0004】上記構造単位(1) は、p−ヒドロキシ安息
香酸から生成したポリエステルの構成単位であり、全構
成単位に対して0〜20mol %、好ましくは0〜15mol
%、更に好ましくは0〜10mol %配合される。驚くべき
ことに、この量が20mol %を越えると、適正な融点と十
分な熱変形温度を具備しているにもかかわらず、ブリス
ター変形が著しくなり、また高温使用下での金属接点汚
染性が悪化する。構造単位(2) は、全構成単位に対して
0〜80mol %使用される。この量が80mol %を越えると
融点が上昇し、また著しいときはポリマー中に不溶不融
物ができ通常の成形機で目的の電子部品を成形するのが
困難となる。(2) 成分を構成するAr2 は、2,6 −ナフタ
レン、及びパラ位でつながるフェニレン数2以上の化合
物から選ばれた1種若しくは2種以上である。構造単位
(3) は、全構成単位に対して2〜50mol %使用される。
この量が2mol %未満であると、(1) 及び(2) の構成成
分が上記の範囲、つまり構成単位(1)が全構成単位に対
して0〜20mol %、構成単位(2) が全構成単位に対して
0〜80mol %においては融点が上昇し通常の成形機で目
的の電子部品を成形するのが困難となる。またこの量が
50mol %を越えると構造単位(4) と実質的に等量でなく
なるため重合度が著しく低下するため好ましくない。
(3) 成分を構成するAr3 は、1,2 −フェニレン、1,3 −
フェニレン、1,4 −フェニレン、4,4'−ビフェニレン、
2,6 −ナフタレンより選ばれた1種若しくは2種以上で
ある。構造単位(4) は、全構成単位に対して2〜50mol
%使用される。この量が2mol %未満であると、(1) 及
び(2) の構成成分が上記の範囲、つまり構成単位(1)が
全構成単位に対して0〜20mol %、構成単位(2) が全構
成単位に対して0〜80mol %においては融点が上昇し通
常の成形機で目的の電子部品を成形するのが困難とな
る。またこの量が50mol %を越えると構造単位(3) と実
質的に等量でなくなるため重合度が著しく低下するため
好ましくない。(4) 成分を構成するAr4 は、1,3 −フェ
ニレン、1,4 −フェニレン、2,6 −フェニレン、及びフ
ェニレン基がパラ位で結合したフェニレン数2以上の化
合物の残基(例えば4,4'−ビフェニレン)から選ばれた
1種若しくは2種以上、又はパラ位のフェニレン間を-O
- (例えば4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル)、
-CH2- (例えば4,4'−ジヒドロキシジフェニルメタ
ン)、-CO-(例えば4,4'−ジヒドロキシジフェニルケト
ン)、-S- (例えば4,4'−ジヒドロキシジフェニルスル
フィド)、-SO2- (例えば4,4'−ジヒドロキシジフェニ
ルスルホン)、-CH3CCH3- (例えば4,4'−イソプロピリ
デンジフェノール)、-CF3CCF3- (例えば4,4'−ヘキサ
フロロイソプロピリデンジフェノール)及び-O-(CH2)m-
O- {m =2〜6}(例えば4,4'−(エチレンジオキ
シ)ジフェノール)により結合された化合物から選ばれ
た1種若しくは2種以上である。また-X- は、-O- 及び
-NH-より選ばれた1種若しくは2種以上である。構造単
位(3) と構造単位(4) の夫々のモル比は上記の通り実質
的に等量でなくてはならないが、意図的に僅かに量を変
えることで共重合ポリエステルの重合度を制御すること
もできる。
【0005】以上述べたように、本発明は構成単位(1)
の量を0〜20mol %に限定することにより、表面実装す
る際のブリスター変形を抑制したものであるが、この範
囲において工業的に入手が容易な構成成分(2) 、(3) 及
び(4) の割合を限定することにより溶融加工性、耐熱性
及び機械的特性の全てに優れる共重合ポリエステル及び
その組成物を提供できたのである。たとえ、構成成分
(2) が80mol %以下であっても、構成成分(3) 及び(4)
が夫々2mol %未満であると、融点が著しく上昇し、加
工特性が非常に悪いものとなる。
【0006】本発明の共重合ポリエステルは、直接重合
法やエステル交換法を用いて重合され、重合に際して
は、通常、溶媒重合法や溶融重合法、スラリー重合法等
が用いられる。これらの重合に際しては、種々の触媒の
使用が可能であり、代表的なものは、ジアルキル錫酸化
物、ジアリール錫酸化物、二酸化チタン、アルコキシチ
タン珪酸塩類、チタンアルコラート類、カルボン酸のア
ルカリ及びアルカリ土類金属塩類、BF3 の如きルイス酸
塩等が挙げられる。触媒の使用量は、一般にはモノマー
全重量に基づいて、約 0.001乃至1重量%が好ましい。
これらの重合法により製造されたポリマーは、更に減圧
又は不活性ガス中で加熱する固相重合により分子量の増
加を図ることができる。
【0007】溶融時に、光学的異方性を示す液晶性ポリ
マーであることは、本発明において熱安定性と易加工性
を併せ持つ上で不可欠な要素である。溶融異方の性質
は、直交偏光子を利用した慣用の偏光検査方法により確
認することができる。より具体的には、溶融異方性の確
認は、オリンパス社製偏光顕微鏡を使用し、リンカム社
製ホットステージに載せた試料を溶融し、窒素雰囲気下
で 150倍の倍率で観察することにより実施できる。上記
ポリマーは、光学的に異方性であり、直交偏光子間に挿
入したとき光を透過させる。試料が光学的に異方性であ
ると、例えば溶融静止状態であっても偏光は透過する。
本発明の加工性の指標としては液晶性及び融点(液晶性
発現温度)が考えられる。液晶性を示すか否かは溶融時
の流動性に深く関わり、本願のポリエステルは溶融状態
で液晶性を示すことが不可欠である。ネマチックな液晶
性ポリマーは融点以上で著しく粘性低下を生じるので、
一般的に融点またはそれ以上の温度で液晶性を示すこと
が加工性の指標となる。融点(液晶転移温度)は、出来
得る限り高い方が耐熱性の観点からは好ましいが、ポリ
マーの溶融加工時の熱劣化や成形機の加工能力を考慮す
ると、350 ℃以下であることが望ましい目安となる。
又、少なくとも融点に10℃を加えた温度以上で樹脂の溶
融粘度が 1000sec-1の剪断速度下で1×105 ポイズ以下
であることが好ましい。更に好ましくは1×104 ポイズ
以下である。これらの溶融粘度は液晶性を具備すること
で概ね実現される。
【0008】又、本発明では、使用目的に応じて、上記
共重合ポリエステルに各種の繊維状、粉粒状、板状の無
機及び有機の充填剤を配合することが望ましい。充填剤
の配合は、液晶性ポリエステルの異方性の低減、機械的
物性、耐熱性の向上等に優れた効果を示すが、従来の液
晶性ポリエステルでは充填剤を配合することによってか
えってブリスター変形は悪化していた。この問題を解決
した本発明の上記共重合ポリエステルは、ブリスター変
形もなく、各種物性を向上させる充填剤の配合を可能と
し、充填剤を配合した場合により顕著な効果を示す。繊
維状充填剤としてはガラス繊維、炭素繊維、アスベスト
繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア
繊維、窒化硼素繊維、窒硅素繊維、硼素繊維、チタン酸
カリ繊維、更にステンレス繊維、アルミニウム、チタ
ン、銅、真鍮等、金属繊維状物などの無機質繊維状物質
が挙げられる。特に代表的な繊維状充填剤はガラス繊維
である。尚、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリエステル樹
脂、アクリル樹脂等の高融点有機質繊維状物質も使用す
ることが出来る。一方、粉粒状充填剤としては、カーボ
ンブラック、黒鉛、シリカ、石英粉末、ガラスビーズ、
ミルドガラスファイバー、ガラスバルーン、ガラス粉、
硅素カルシウム、カオリン、タルク、クレー、硅藻土、
ウォラストナイトの如く硅素酸塩、酸化鉄、酸化チタ
ン、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、アルミナの如く金属
の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムの如く金
属の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムの如く金属
の硫酸塩、その他フェライト、炭化珪素、窒化硅素、窒
化硼素、各種金属粉末等が挙げられる。又、板状充填剤
としては、マイカ、ガラスフレーク、各種の金属箔等が
挙げられる。有機充填剤の例を示せば芳香族ポリエステ
ル繊維、液晶性ポリマー繊維、芳香族ポリアミド繊維、
ポリイミド繊維等の耐熱性高強度合成繊維である。これ
らの無機及び有機充填剤は1種又は2種以上併用するこ
とが出来る。繊維状充填剤と粒状又は板状充填剤との併
用には特に機械的強度と寸法精度、電気的性質を兼備す
る上で好ましい組み合わせである。無機充填剤の配合量
は、組成物全量に対して80重量%以下、好ましくは1〜
60重量%である。これらの充填剤の使用にあたっては、
必要ならば収束剤又は表面処理剤を使用することが望ま
しい。
【0009】更に本発明のポリエステルには、本発明の
企図する目的を損なわない範囲で他の熱可塑性樹脂を補
助的に添加してもよい。この場合に使用する熱可塑性樹
脂の例を示すと、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの
ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレート等の芳香族ジカルボン酸とジオー
ル等からなる芳香族ポリエステル、ポリアセタール(ホ
モ又はコポリマー)、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、
ポリアミド、ホリカーボネート、ABS、ポリフェニレ
ンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、フッ素樹脂等
を挙げることが出来る。又、これらの熱可塑性樹脂は2
種以上混合して使用することが出来る。又、熱可塑性ポ
リマーに通常用いられる酸化防止剤(例えばトリデシル
フォスファイト等のリン化合物、又は商品名イルガノッ
クス1010等のヒンダードフェノールを含む化合物
等)、滑剤(例えばステアリルアルコール、ポリエチレ
ンワックス等)、難燃剤(例えば臭素化ビスフェノール
A等のハロゲン化合物や、有機リン化合物からなるポリ
マーや、三酸化アンチモンなどのアンチモン化合物等)
等の当業界周知な添加物の使用は目的に応じて選択使用
することができる。
【0010】
【発明の効果】本発明で得られる特定の構成単位よりな
る共重合ポリエステルからなる、例えばプリント基板、
半導体、抵抗、コンデンサー、コイル、スイッチ、リレ
ー、コネクター等の電子部品は、表面実装の赤外線リフ
ロー処理時或いは半田浴浸漬時のブリスター変形が少な
く、良好な回路部品を構成できる。本発明の共重合ポリ
エステルを用いた表面実装用電子部品は、高温下での使
用における接点汚染が少ないため、特にリレー用やスイ
ッチ用として好適である。
【0011】
【実施例】以下に実施例をもって本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 表1に示す如く、パラヒドロキシ安息香酸1343g、テレ
フタル酸 889g、1,4−ジヒドロキシベンゼン 589g、
無水酢酸1822g及び最終理論ポリマー収量2500gに対し
て0.05重量%の酢酸カリウムを、攪拌機、窒素導入管及
び留出管を備えた反応器に仕込み、反応器内を窒素にて
置換した後、窒素気流下で、この混合物を 140℃にて1
時間反応させた。この後 2.5時間で 270℃まで加熱し
た。この時酢酸が約2020g留出した。次に、更に300 ℃
まで2時間で昇温した。その時までに、理論酢酸留出量
の95%以上が留出した。次に 350℃まで1時間で昇温し
た後、反応容器内を徐々に減圧し、さらに0.5 時間で1
mmHg以下に減圧し、この圧力にて35粉間反応を行った。
この減圧中に、少量の酢酸が留出した。そして、反応終
了後窒素を導入し、内容物を取り出したところ得られた
重合物は淡黄白色であり、パーキンエルマー社製DSC
にて測定した融点は、329 ℃であった。又、オリンパス
社製偏光顕微鏡にて、リンカム社製ホットステージ上で
重合物をクロスニコル下で加熱観察したところ融点以上
ではネマチック性液晶パターンを示した。次に得られた
重合体を押出機にてガラス繊維30重量%と常法に従って
混合押出し、ペレット化した樹脂組成物を調製した。こ
のペレットから、射出成形及び一般的なコネクター用金
型によりコネクター部品を成形した。このコネクターサ
ンプルを250 ℃から340 ℃まで、10℃おきに設定された
溶融半田浴にそれぞれ10秒間浸漬した後、表面を観察
し、ブリスター変形が確認された温度またはコネクター
部品の変形した温度より10℃低い温度を半田耐熱温度と
した。この実施例で得た部品は、ブリスター変形は発生
せず、330 ℃で変形したので半田耐熱温度は320 ℃であ
った。又、上記の如く調製したペレットから、射出成形
及び一般的なIC封止用金型でIC封止を行いICを作
成し、同様に半田耐熱温度を調べた。次に、上記の如く
調製したペレットから、射出成形及び一般的なリレー用
金型によりリレー部品を作成した。金属接点には、銀−
パラジウム合金を使用した。このサンプルを160 ℃の恒
温槽におき、金属接点の汚染状況を観察した。汚染状況
は5点満点法で評価し、3日後、1週間後、2週間後の
状況を観察したところ、表1に示す如く、それぞれ5
点、4点、4点と殆ど汚染されなかった。
【0012】実施例2〜6 実施例1と同様の方法で表1に記載の原料モノマーと構
成比率にて共重合ポリエステルを合成し、更に組成物に
対し30重量%となるようにガラス繊維を配合し、実施例
1と同様にコネクター部品、IC、リレー部品を作成
し、評価した。半田耐熱試験では、表1に示すように何
れも融点とほぼ同じ温度で変形が起きるが、ブリスター
変形は発生しなかった、又、接点汚染試験においても、
いずれも優れていた。
【0013】比較例1〜6 実施例1と同様の方法で表2に記載の原料モノマーと構
成比率にて共重合ポリエステルを合成し、更に組成物に
対し30重量%となるようにガラス繊維を配合し、実施例
1と同様にコネクター部品、IC、リレー部品を作成
し、評価した。表2に示すように何れも融点よりかなり
低い温度でブリスター変形が発生し、接点汚染性も劣っ
ていた。また、比較例5及び6では、共重合ポリエステ
ルの重合中に高融点化により著しく粘度が上昇し、良好
な重合体が得られず評価できなかった。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】(表の注) TPA :テレフタル酸 NDA :2,6 −ナフタレンジカルボン酸 BBA :4,4'−ビフェニルジカルボン酸 HQ :1,4 −ジヒドロキシベンゼン BP :4,4'−ジヒドロキシビフェニル PAP :4−アミノフェノール HBA :4−ヒドロキシ安息香酸 HNA :2−ヒドロキシ6−ナフトエ酸 N/A :融点が高すぎ成形体が得られず評価できない。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構成成分として、下記一般式(1) 、(2)
    、(3) 、(4) で表される構成単位を含み、全構成単位
    に対して、(1) の構成成分が0〜20mol %、(2) の構成
    成分が0〜80 mol%、(3) の構成成分が2〜50 mol%、
    (4) の構成成分が2〜50 mol%である溶融時に光学異方
    性を示す共重合ポリエステルからなる表面実装用電子部
    品。 (1) -OC-Ar1-O- (2) -OC-Ar2-O- (3) -OC-Ar3-CO- (4) -O-Ar4-X- (ここでAr1 は、1,4 −フェニレンである。Ar2 は、2,
    6 −ナフタレン、及びパラ位でつながるフェニレン数2
    以上の化合物から選ばれた1種若しくは2種以上であ
    る。Ar3 は、1,2 −フェニレン、1,3 −フェニレン、1,
    4 −フェニレン、4,4'−ビフェニレン、2,6 −ナフタレ
    ンより選ばれた1種若しくは2種以上である。Ar4 は、
    1,3 −フェニレン、1,4 −フェニレン、2,6 −フェニレ
    ン、及びフェニレン基がパラ位で結合したフェニレン数
    2以上の化合物の残基から選ばれた1種若しくは2種以
    上、又はパラ位のフェニレン間を-O- 、-CH2- 、-CO-、
    -S- 、-SO-、-SO2- 、-CH3CCH3- 、-CF3CCF3- 及び-O-
    (CH2)m-O- {m =2〜6}により結合された化合物から
    選ばれた1種若しくは2種以上である。又、-X- は、-O
    - 及び-NH-より選ばれた1種若しくは2種以上であ
    る。)
  2. 【請求項2】 (1) の構成成分の比率が0〜15mol %で
    ある請求項1記載の表面実装用電子部品。
  3. 【請求項3】 (2) の構成成分において、 Ar2が2,6 −
    ナフタレンである請求項1又は2記載の表面実装用電子
    部品。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の何れか1項記載の共重合
    ポリエステルに無機充填剤80重量%以下(対組成物全
    量)を配合したポリエステル樹脂組成物からなる表面実
    装用電子部品。
  5. 【請求項5】 表面実装用電子部品がリレー用電子部品
    である請求項1〜4の何れか1項記載の表面実装用電子
    部品。
  6. 【請求項6】 表面実装用電子部品がスイッチ用電子部
    品である請求項1〜4の何れか1項記載の表面実装用電
    子部品。
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