JPS6040188B2 - 電子部品の封止方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子部品の封止方法に関するものであり、特に
ポリフェニレンサルファィドポリマ−を用いてモールド
法により封止する方法に関するものである。

電子部品、たとえばＩＣ、トランジスター、ダイオード
、コイル、コンデンサー、抵抗器、バリスター、コネク
ター等の電気絶縁性の保持、機械的保護、外部雰囲気に
よる特性変化の防止等の目的で、電子部品を合成樹脂で
封止することが広く行なわれている。

合成樹脂としては、ェポキシ樹脂やシリコン樹脂などの
熱可塑性樹脂が使用され、キャスティング法、ポッティ
ング法、ティッピング法、モールド法などで封止が行な
われている。特に、トランスファー成形や射出成形を使
用するモールド法は作業効率が高く、合成樹脂の取り扱
いが容易で、かつ精度が高く、最も有利な方法であるが
、一般にこれらの成形方法では高い成形圧力が必要であ
り、繊細な電子部品を封止するには困難であった。この
困難を克服するためには、流動性の優れた低粘度の合成
樹脂が必要であり、熱硬化性樹脂であるェポキシ樹脂や
シリコン樹脂では低粘度の成形材料が開発され、現在モ
ールド法による封止に使用されている。

しかし、これらの熱硬化性樹脂においては有毒な架橋剤
が使用されること、添加剤の種類が多く配合が複雑であ
ること、液状の樹脂の取り扱いが繁雑であること、樹脂
の保存性が充分でないこと、あるいは金型中で樹脂を化
学的に硬化させるため成形時間が長くなること等の欠点
があり、熱可塑性樹脂による封止が望まれていた。本発
明者は、この封止用の熱可塑性樹脂としてポリフヱニレ
ンサルフアィドポリマーが適していること、およびポリ
フヱニレンサルフアイドポリマーと微小球状充填剤を組
み合わせることによりその電気的性質とともに機械的性
質も満足しうるものが得られることを見し、出した。

即ち、本発明は、電子部品を合成樹脂で封止する方法に
おいて合成樹脂が未架橋のポリフェニレンサルフアィド
ポリマ−３０〜７の重量％とＡＳＴＭ Ｄ−１７０３の
方法により測定された溶融粘度が３×１ぴ乃至３×１ぴ
ポィズの範囲にある低架橋のポリフェニレンサルフアィ
ドポリマ−３０〜７の重量％の混合物および微小球状充
填剤からなる成形時に低粘度の熱可塑性樹脂組成物であ
ること、および封止をトランスファー成形あるいは射出
成形を用いた下記条件のモールド法で行なうことを特徴
とする電子部品の封止方法である。成形圧力：２０〜１
００ｋｇ′の シリンダー温度：２８０〜３５０ｑｏ 金型温度：８０〜２０００Ｃ 本発明における微小球状充填剤を含むポリフェニレンサ
ルフアィドポリマーは機械的性質や電気的性質がェポキ
シ樹脂よりも優れ、かつ固体状の熱可塑性樹脂であるた
めその取り扱いが容易で成形時間が短く、かつ成形性が
良く、また有毒な成分を含まず成形時に有毒なガスを発
生することもない。

さらに、未架橋と低架橋のポリフェニレンサルフアィド
ポリマー混合物と微小球状充填剤からなることにより、
成形時に低粘度となるため、成形圧力が低く、繊細な電
子部品の封止を行なうことができる。ポリフェニレンサ
ルフアイドポリマー（以下ＰＰＳと す はの一般式を
有する 熱可塑性樹脂ポリマーであり、他の熱可塑性樹脂と同様
な成形が可能である。

ＰＰＳは２６０℃までの温度に長時間耐え、種々の薬品
に侵され難く、不燃性であり、絶縁性が良くかつ譲電圧
綾が低い。さらに、金属に類似した高い強度と硬度を有
している。このＰＰＳは未架橋のものと、架橋されたも
のがあり、架橋度が高くなるにつれて、粘度が上昇する
。禾架橋のＰＰＳは、ＡＳＴＭＤ−１７０３の方法によ
る押出圧力１０〜５０ｋ９／地、ダイス０．５０肋×１
．０〆肋、温度３００ｑｏにおいて測定した溶融粘度は
３×１ぴポイズ以下である。また、低架橋のＰＰＳで本
発明に使用できるものは、前記の方法で測定した溶融粘
度が３×１ぴ乃至３×１びポィズの範囲にあるものであ
り、特に２×１ぴボイス乃至５×１ぴポィズの範囲にあ
るものが好ましい。ＰＰＳは、米国フィリップス・ベト
ローリアム社より“ラィトン”という商標名で製造販売
されているものが広く知られている。

“ラィトン”ＰＰＳには、その架橋度に応じて、Ｖ−１
、Ｐ−２、Ｐ−３、Ｐ−４、Ｒ−６の５タイプがあり、
未架橋ＰＰＳはＶ−１に相当し、低架橋ＰＰＳはＰ−２
またはＰ−３に相当する。Ｖ−１の粘度は１０ｋ９／ｃ
他こおいて、１〜２×１ぴポイズ、Ｐ−２ ２〜４×１
ぴポイズ、Ｐ−３ ４〜１０×１ぴポイズである。微小
球状充填剤は、中空のあるいは中実の径１〜５００ミク
ロンの微小球からなる。特に成形性からみて、５〜５０
ミクロンのものが好ましい。これらは、無機または有機
の２種類に大別され、特に無機質のものが機械的あるい
は物理的性質が優れている。たとえば無機質のものとし
ては、ガラスビーズ、ガラスバルーン、シリカビーズ、
シリケートバルーン、シラスバルーンなどがあり、有機
費のものとしてはフェノールマイクロバルーン、サラン
マィクロバルーン、フッ素樹脂微細球などがある。特に
、ガラスビーズは強度が高く電気的性質が優れているの
で本発明微小球状充填剤として最も適当である。さらに
、微小球状充填剤は２種類以上併用することもでき、ま
た他の種々の充填剤と併用することもできる。かかる微
小球状充填剤は成形時の組成物の流動性の改良にも有用
である。

ＰＰＳと微小球状充填剤との混合割合は特に限定される
ものではないが、封止の機械的性質あるいは成形性の面
からみて、Ｐ昨２０〜８の重量％、微小球状充填剤２０
〜８の重量％が適当である。

さらに、Ｐ塔と微小球充填剤との組成物には、本発明の
目的を逸脱しない範囲で、少量の他の添加剤、たとえば
着色剤、雛型剤、充填剤などを添加することもできる。
また、その粘度はＡＳＴＭ Ｄ−１７０３の方法で、ダ
イス孔０．５め肋×１．０〆肌、温度３００ｑｏで測定
して、押出圧力１０〜５０ｋ９／地の範囲で見籍の溶融
粘度５×１ぴポィズ以下であることが好ましい。特に、
繊細な電子部品を封止するためには、同一条件で測定し
て３×１びポィズ以下であることが望ましい。また、１
．Ｃなどのさらに繊細な電子部品の封止においては１×
１ぴポィズ以下が適当である。Ｐ凶として未架橋のＶ−
１タイプのみを使用することも、Ｐ−２以下の低架橋タ
イプのもののみを使用することもできる。

しかしながら、Ｖ−１タイプのみではシビア一な条件下
では変形を起す恐れがあり、また低架橋タイプのみでは
粘度が高く微細な電子部品の封止には適当ではない。こ
のため、ＰＰＳとしては未架橋のＰＰＳと低架橋のＰＰ
Ｓとの混合物を用いることが最も適当である。両者の混
合割合を変えることにより、目的に応じた機械的性質を
もったものあるいは適切な粘度をもったものを選択する
ことができる。特に、Ｖ−１タイプとＰ−２タイプまた
はＰ−３タイプのＰＰＳを混合して用いることがよく、
その割合は禾架橋ＰＲ３０〜７０重量％、低架橋Ｐ凶３
０〜７の重量％の範囲であるのが適当である。封止はト
ランスファー成形あるいは射出成形を用いたモールド法
により行なわれる。

この方法は、金型に多数の電子部品を入れて型を閉じ、
次いで合成樹脂を注入し、成形終了後、金型を開いて成
形品を取り出すものである。熱可塑性樹脂の場合、樹脂
注入後樹脂が硬化するに必要な時間金型が開くことはで
きないが、ＰＰＳの如き熱可塑性樹脂を用いれば硬化の
ための時間は不必要であるので成形時間が短縮される。
成形条件は、電子部品の種類や形状、ＰＰＳや微細状充
填剤の種類や割合によって異なるが、一般には以下の条
件下で成形が行なわれる。成形圧力：２０〜１００ｋ９
／係シリンダー温度：２８０〜３５０ｏｏ 金型温度：８０〜２００ｑ○ 以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本
発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

実施例 １“ライトン”ＰＰＳ Ｐ一２（ポリフエニレ
ンサルフアィド樹脂粉末、フィリップス・ベトローリア
ム社製、ＡＳＴＭ Ｄ−１７０３による溶融粘度３００
０ポィズ）１．５ｋ９、同Ｖ−１（同、溶融粘度５０ポ
ィズ）１．５ｋ９、およびガラスビーズ（共立窯原料■
製グラスパールＥ（Ｓ）Ａ−１１０の至１０ミクロン）
２ｋ９を、、１０そのＶミキサーに入れ、毎分６０回転
で１０分間混合した。

この混合物をスクリュー径４０側めの単藤押出機に没入
し、シリンダー温度およびダイス温度約２９０ｑ○、ス
クリュー回転毎分２０回転で押出成形し、ベレタィザー
でべレット化した。このべレツトのＡＳＴＭ Ｄ−１７
０３による３００００押出圧力１０ｋ９／地における見
掛の溶融粘度は９００ポィズであり、押出圧力を増大さ
せるところの粘度は低下していき、５０ｋ９／地におい
ては３００ポィズであった。インサート専用射出成形機
〔最大型締力６仇、最大射出容量５９肌、スクリュー径
２５肌、最大射出圧力１３３０ｋ９′の〕を用い、シリ
ンダー温度３１０００、射出圧力７０ｋ９′の、金型温
度１３５００で、このべレットをＩＣ基板をインサート
した金型に低圧射出した。

得られた製品は、インサート部分に何らの変形もなく、
かつ機械的および電気的性質の優れた製品であった。製
品の物性を次の表に示す。比較例“ラィトン’’ＰＰＳ
Ｒ−４（ガラス繊維４０％充填）の物性値及び射出成
形条件を次に示す。

但し、「エンジニアリングプラスチック総覧」昭和４乎
王８月１５日発行：ポリマー工業研究所発行による。成
形条件 射出圧力：１０５５ｋ９／地 バレル温度：３４５ｏｏ 金型温度：１２０〜１４００○ 実施例 ２ ‘‘ライトン’’ＰＰＳ Ｐ−３（ＡＳＴＭ Ｄ−１７
０３による溶融粘度４０００ポィズ）１．５ｋ９、Ｖ−
１．５ｋ９、および３０ミクロンのガラスビーズ２ｋｇ
を実施例１と同様の方法によりべレットに成形した。

このべレットのＡＳＴＭＤ−１７０３による見籍の溶融
粘度は押出圧力１０〜５０ｋｇ／のにおいて２×１ぴ〜
６×１ぴポィズであった。このべレットを射出成形機で
コンデンサーを金型に入れて射出成形した。得られた製
品は、外観、機械的強度および電気的特性に優れている
ことが判明した。実施例 ３ “ライトン”ＰＰＳ Ｐ−２ ２ｋ９、および１０ミ
クロンのガラスビーズ２ｋ９を実施例１と同様の方法に
よりべレットに形成した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子部品を合成樹脂で封止する方法において合成樹
   脂が未架橋のポリフエニレンサルフアイドポリマー３０
   〜７０重量％とＡＳＴＭＤ−１７０３の方法により測定
   された溶融粘度が３×１０＾２乃至３×１０＾４ポイズ
   の範囲にある低架橋のポリフエニレンサルフアイドポリ
   マー３０〜７０重量％の混合物および微小球状充填剤か
   らなる成形時に低粘度の熱可塑性樹脂組成物であること
   、および封止をトランスフアー成形あるいは射出成形を
   用いた下記条件のモールド法で行なうことを特徴とする
   電子部品の封止方法。 成形圧力：２０〜１００ｋｇ／ｃｍ＾２ シリンダー温度：２８０〜３５０℃ 金型温度：８０〜２００℃ ２ 下記条件で測定された熱可塑性樹脂組成物の見掛粘
   度が押出圧力１０〜５０ｋｇ／ｃｍ＾２、において５×
   １０＾３ポイズ以下であることを特徴とする特許請求の
   範囲１の電子部品の封止方法。 方法：ＡＳＴＭＤ−１７０３ ダイス：０．５φｍｍ×１．０ｌｍｍ 温度：３００℃ ３ 見掛粘度が押出圧力１０〜５０ｋｇ／ｃｍ＾２にお
   いて３×１０＾３ポイズ以下であることを特徴とする特
   許請求の範囲２の電子部品の封止方法。 ４ 微小球状充填剤がガラスビーズであることを特徴と
   する特許請求の範囲１、２あるいは３の電子部品の封止
   方法。 ５ 熱可塑性樹脂組成物がポリフエニレンサルフアイド
   ポリマー２０〜８０重量％および微小球状充填剤２０〜
   ８０重量％からなることを特徴とする特許請求の範囲１
   、２、３あるいは４の電子部品の封止方法。