JPS62150751A - ポリフエニレンスルフイド樹脂封止電子部品 - 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〉 本発明はポリフェニレンスルフィド樹脂で被覆または封
止された樹脂封止電子部品に関し、更に詳しくは、水溶
性の電解質成分含有間の低減されたポリフェニレンスル
フィド樹脂で被覆または封止された樹脂封止電子部品に
関する。

〈従来の技術〉 電子部品封止用樹脂として、従来の熱硬化性樹脂に代り
、材料収率、成形速度に特徴を有する熱可塑性樹脂が注
目され、特にポリフェニレンスルワイド樹脂により電子
部品を封止することは、特開昭５２−１４９３４８＠公
報でよく知られている。更に、ポリフェニレンスルフィ
ド樹脂中に含有される水溶性電解質成分に起因する電子
部品の電極や配線の腐蝕による断線、洩れ電流の増大等
の故障を低減させる目的では、水溶性の電解質成分含有
量が１１００ｐＩ）以下のポリフェニレンスルフィドを
用いて封止された電子部品が特開昭５５−１５６３４２
号公報に開示されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 前記特開昭５５−１５６３４２号公報で開示されている
樹脂封止電子部品においては、用いられるポリフェニレ
ンスルフィド樹脂中の水溶性電解質成分含有量を低減さ
せる方法として、１２０’Ｃ以下の熱水で洗浄すること
が提案されているが、この方法においては、水溶性電解
質成分の低減に多大の時間を要するという欠点がおる。

そこで、本発明者らは、ポリフェニレンスルフィド中の
水溶性の電解質成分含有量を短時間で効率的に低減させ
ることを目的として１２意検討を行い、ポリフェニレン
スルフィドをアルカリ土類金属塩水溶液で処理したのち
、熱水で洗浄することにより水溶性の電解質成分含有量
、特に該用途で問題となるナトリウムイオン、塩素イオ
ン含有量が極めて短時間で低減されることを見出し、本
発明に到達した。

く問題点を解決するための手段〉 すなわち、本発明はアルカリ土類金属塩水溶液による処
理を施したのち、熱水により洗浄されたポリフェニレン
スルフィド樹脂で被覆または封止されたことを特徴とす
るポリフェニレンスルフィド樹脂封止電子部品を提供す
るものである。

本発明で用いるポリフェニレンスルフィド（以下ＰＰＳ
と略する）とは、構造式＋＠−３→で示される繰返し単
位を７０モル以上、より好ましくは９０モル％以上を含
む重合体であり、上記繰返し単位が７０モル％未満では
耐熱性が損なわれるため好ましくない。

ＰＰＳは一般に、特公昭４５−３３６８号公報で代表さ
れる製造法により得られる比較的分子量の小さい重合体
と特公昭５２−１２２４０号公報で代表される製造法に
より得られる本質的に線状で比較的高分子量の重合体等
がおり、前記特公昭４５−３３６８号公報記載の方法で
得られた重合体においては、重合後酸素雰囲気下におい
て加熱することにより、あるいは過酸化物等の架］ｎ剤
を添加して加熱することにより高重合度化して用いるこ
とも可能であり、本発明においてはいかなる方法により
得られたＰＰＳを用いることも可能である。

また、ＰＰＳはその繰返し単位り３０モル％未満を下記
の構造式を有する繰返し単位等で構成することが可能で
ある。

し目３ 本発明で用いられるＰＰＳの溶融粘度は、電子素子を破
損することなく成形することが可能であれば特に制限は
ないが、特にトランジスタ、ＩＣ等ボンディングワイヤ
を有する素子を封止する場合は素子の破損を回避するた
め溶融粘度の低いものが好ましく用いられる。

また、本発明で用いられるＰＰＳには、本発明の目的を
損なわない範囲で酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、結晶核
剤、紫外線防止剤、銅害防止剤、着色剤、離型剤などの
通常の添加剤を添加することができ、更にＰＰＳの架橋
度を制御する目的で、過酸化剤等の架橋促進剤、または
特開昭５８−２０２０４５、特開昭５８−２０２０４６
＠公報等に記載されているジアルキル錫カルボキシレー
ト、アミノトリアゾール等の架橋防止剤を配合すること
も可能である。

更に本発明で用いられるＰＰＳには、封止された電子部
品の寸法安定性、機械特性あるいは熱伝導性等の改善の
目的で、溶融シリカ、結晶性シリカ、珪酸カルシウム、
硫酸カルシウム、タルク、ガラス繊維、ガラスピーズ等
の無機充填剤を配合することが好ましく、これら充填剤
中の水溶性電解質成分含有量も小さいことが望ましい。

これら充填剤は２種以上を併用することも可能であり、
必要によりシラン系およびチタン系のカップリング剤で
予備処理して使用することができる。また、これらカッ
プリング剤は封止樹脂と電子素子との密着性を改善する
目的で、ＰＰＳに直接配合することも可能である。

本発明で用いるアルカリ土類金属塩は水溶性のものであ
れば特に制限はなく、例えば、酢酸カルシウム、塩化カ
ルシウム、酢酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化
リチウム等が挙げられ、中でも酢酸カルシウム、塩化カ
ルシウム、酢酸マグネシウムなどがより好ましく用いら
れる。

アルカリ土類金属塩水溶液による処理（以下塩処理と略
する）の方法は、アルカリ土類金属塩水溶液にＰＰＳを
浸漬せしめ適宜攪拌または加熱する方法が例示される。

例えば、酢酸カルシウムを用いる場合、ＰＰＳと５倍量
の０．１％の酢酸力　゛ルシウム−水和塩の水溶液をオ
ートクレーブに仕込み、１７０’Ｃで３０分間保持する
ことにより充分な効果が得られる。

引続き行う熱水による洗浄の効率を更に改善する必要が
あれば、塩処理接、残留している塩等を物理的に除去す
るため水または温水で数回洗浄しておくとよい。

引続き行う熱水による洗浄において、ＰＰＳ中に塩の形
で存在する水溶性電解質成分の物理的除去の効率、加水
分解可能な電解質成分を有するポリマ末端等の化学的変
性の効率などの点で熱水の温度は高い方が好ましい。熱
水の温度は好ましくは１００’Ｃ以上、より好ましくは
１５０°Ｃ以上、特に１７０’Ｃ以上が好ましい。

洗浄に使用する水は蒸溜水あるいは脱イオン水などの水
溶性の電解質成分含有量の少ないものが好ましく、水の
電気伝導度が１μＳ　／　ｃｍ以下、より好ましくは０
．５μＳ　／　ｃｍ以下のものが用いられる。

熱水による洗浄操作は、通常、所定回の水に所定量のＰ
ＰＳを投入し、圧力容器中で加熱、潰拌することにより
行われる。ＰＰＳと水との割合は、水の多い方が好まし
いが通常水１ｆｌに対し、ＰＰ３２００９以下の浴比が
選択される。また洗浄の雰囲気は不活性雰囲気とする必
要はなく、ＰＰＳ末端の好ましい化学変性のためには酸
素雰囲気下で洗浄を行うことが望ましい。

更に洗浄操作を終えたＰＰＳは、残留している塩等を物
理的に除去するため温水で数回洗浄するのが好ましい。

これら洗浄操作を数回繰返すことにより、より顕著な効
果を得ることも可能である。

本発明で塩処理、熱水による洗浄に供するＰＰＳは粉粒
体であることが好ましく、特に微細な粉体であることが
塩処理、洗浄の効率上好ましい。

通常公知の方法で製造されるＰＰＳは粉粒体の形で得ら
れるため、これらをペレタイズ等することなく用いて塩
処理、洗浄することが好ましく、特に水溶性電解質成分
含有量を極めて小さな値とすることが要求される場合は
、分板あるいは粉砕して用いることも可能である。

か（して得られた、水溶性の電解質成分が低減されたＰ
ＰＳは、必要により充填剤とトライブレンドしてそのま
ま、あるいはペレタイズしたのち成形に供される。

本発明の電子部品は、通常電子部品の概念で考えられる
ものであれば特に制限はないが、例えば、コンデンサー
、抵抗器、集積回路（ＩＣ）、トランジスター、ダイオ
ード、トライオード、サイリスター、コイル、バリスタ
ー、コネクター、変換器、マイクロスイッチなどおよび
これらの複合部品が挙げられる。

本発明におけるＰＰＳによる被覆または封止方法にも特
に制限はなく、金型中に電子素子を固定しておき射出成
形あるいはトランスファー成形で成形する方法、あるい
はあらかじめフィルム状に成形しであるＰＰＳを用いて
、加熱、加圧下に封包する方法等が挙げられる。

更に、本発明の樹脂封止成形品は、成形後過酸化水素水
等の過酸化物で処理すること、あるいはＰＰＳの融点以
下の温度で熱処理することにより、架橋度または結晶化
度を増大させ、機械特性等を改善することが可能である
。

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。

〈実施例〉 参考例１　　（ＰＰＳの重合） オートクレーブに３０％水硫化ナトリウム水溶液９．３
４に！ｊ（水硫化ナトリウム５０モル〉、５０％水酸化
ナトリウム４．０ＯＫ！ｊ（水酸化ナトリウム５０モル
）およびＮ−メチル−２−ピロリドン（以下ＮＭＰと略
称する＞１６Ｋｙを仕込み、隈拌しながら徐々に２０５
°Ｃまで昇温し、水７．９に９を含む留出水８．２９を
除去した。残留混合物に１，４−ジクロルベンゼン７．
５０匈（ぢ１゜０モル）およびＮ　Ｍ　Ｐ　４　Ｋｇを
加え、２３０’Ｃで２時間、ざらに２６０’Ｃで１時間
加熱した。

反応生成物を、水で２回、７０’Ｃの温水で５回洗浄し
、湿潤状態のまま以下の実施例に使用した。

なお、得られたＰＰＳの量は乾燥状態で約５Ｋｇに相当
し、一部を１２０’Ｃで２４時間減圧乾燥して１ｑだ粉
末について測定した溶融粘度は、４０ポアズ（３２０°
Ｃ１剪断速度１０００秒−１）であった。また、同様に
乾燥した粉末２０９と１００ＣＣのイオン交換水および
湿潤剤（片山化学（株）製トリトンＸ−１００）０．０
２ｃｃとを耐圧容器に封入して、１２０’Ｃで２０時間
保持した抽出液について測定したナトリウムおよび塩素
含有量はＰＰＳの重量基準で、それぞｔ’Ｌ２３５ｐｐ
ｍ　、３０３ｐｐｍであり、抽出液の電気伝導度は３３
８μＳ／ｃｍであった。

実施例１ 参考例１で得られた湿潤状態のＰＰＳ約１　Ｋｙ（約５
０％の水を含む）と０．１％の酢酸カルシウム−水和塩
水溶液５．ｌ！とをオートクレーブに仕込み、１７０℃
に昇温したのち、３０分間保持し、冷却ののち内容物を
取りだし濾過し、更に濾液の１）Ｈが７となるまで室温
のイオン交換水で洗浄した。

この湿潤状態のＰＰＳとイオン交換水とをオート・クレ
ープに仕込み、常圧で密閉したのち、攪拌しつつ１８０
’Ｃに昇温し、約２時間保温したのち冷却した。オート
・クレープから内容物を取り出し濾過し、更に濾液のｌ
）Ｈが７となるまで室温のイオン交換水で洗浄したのち
１２０°Ｃで２４時間減圧乾燥して粉末状とした。

塩処理後、水洗浄後のＰＰＳを１２０’Ｃで２４時間減
圧乾燥して粉末状としたもの、および、更に熱水洗浄を
して粉末状としたものについて参考例１と全く同様の方
法で抽出操作を行い評価した水溶性ナトリウム、塩素含
有量および抽出液の電気伝導度は第１表に記載のとおり
であった。

引続き、熱水洗浄後の粉末状のＰＰＳと溶融シリカ（東
芝セラミックス（株）ＩＧＲ−８０＞とをＩ・ガラス繊
維（日本電気硝子（株）製ＴＮ１０１）とを３５対５０
対１５の重量比でトライブレンドし、３１０℃に設定し
である３０ｍφの２軸スクリユ一押出機に供給し、溶融
混練したのち、ペレタイズした。

次にこのペレットを３２０℃に設定したスクリューイン
ライン型射出成形機に供給し、リード線を取りつけたＰ
型ＭＯＳトランジスタ素子（ソース・ドレイン間最大定
格電圧２０Ｖ、Ｌきい値電圧３．５ｖ）をインサートし
、１６０〜１７０℃の温度に設定しである金型を用い、
射出圧力４０〜７０ＫＩ／ｃＩＩｉで封止成形を行った
。

得られたＰＰＳ封止トランジスタを１２１℃、２気圧の
加圧水蒸気中に２４時間放置した後、（以下ＰＣＴ後と
略する）ソース・ドレイン間に１２Ｖの電圧を印加して
リーク電流を測定したところ第１表に記載の結果が得ら
れた。

実施例２ 実施例１で酢酸カルシウムを用いた代りに酢酸マグネシ
ウムを用いたことのほかは実施例１と全く同様の方法で
ＰＰＳ封止トランジスタを得た。

評価結果は第１表に記載の通りであった。

実施例３ 実施例１で酢酸カルシウムを用いた代りに塩化カルシウ
ムを用いたことのほかは実施例１と全く同様の方法でＰ
ＰＳ封止トランジスタを得た。評価結果は第１表に記載
の通りであった。

比較例１ 実施例１でＰＰＳに塩処理を行わず、熱水処理の温度を
１２０℃としたことのほかは、実施例１と全く同様の方
法でＰＰＳ封止トランジスタを得た。評価結果は第１表
に記載の通りであった。

実施例４ 実施例１で参考例１で得られたＰＰＳを用いた代りに、
溶融粘度１００ポアズのＰＰＳ　（米国フィリップス・
ペトロリアム社製“ライドン″■−１）を用い、射出成
形力を７０〜１１０ＫＩ／ｃｒｉとしたことのほかは、
実施例１と全く同様の方法でＰＰＳ封止トランジスタを
得た。評価結果は第１表に記載の通りであった。

なお、ここで用いたＰＰＳ”ライドン”Ｖ−１について
、参考例１と全く同様の方法で評価した水溶性ナトリウ
ム、塩素含有量はそれぞれ２６３ｐｐｍ　、３５３ｐｐ
ｍであり、抽出液の電気伝導度は３８９μＳ　／　ｃｍ
であった。

表１の結果からも明らかなように塩処理したポリフェニ
レンスルフィド樹脂封止電子部品はＰＣＴ後の洩れ電流
を測定したＰＣＴ後のリーク電流の値が極めて小さい。

〈発明の効果〉 本発明により、樹脂中の水溶性の電解質含有成分量が極
めて少なく、耐湿性に代表される信頼性が極めてすぐれ
たポリフェニレンスルフィド樹脂封止電子部品が得られ
るようになった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　アルカリ土類金属塩水溶液による処理を施したのち、
   熱水により洗浄されたポリフェニレンスルフィド樹脂で
   被覆または封止されたことを特徴とするポリフェニレン
   スルフィド樹脂封止電子部品。