JPS63268740A - 電子部品封止用ポリアリ−レンスルフイド樹脂 - 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〉 本発明は電子部品の封止用の樹脂に関するものであり、
さらに詳しくは特定の溶媒中で重合したイオン性不純物
の少ない電子部品の封止用ポリアリーレンスルフィド樹
脂に関するものである。

〈従来の技術〉 電子部品の樹脂封止としてはエポキシ等の熱硬化性樹脂
が主として用いられているが、近年、耐熱性に優れ、成
形速度が比斂的速いポリアリーレンスルフィドが提案さ
れ、実際に工業的に使用されてきている（例えば特公昭
５６−２７９０号公報、特開昭５７−１７１５３号公報
等〉。

ポリアリーレンスルフィドの重合溶媒としては−ｉ的に
Ｎ−メチル−２−ピロリドンが用いられているが、Ｎ−
メチル−２−ピロリドンを重合溶媒として使用した場合
に得られポリアリーレンスルフィドは、ポリマ中の電解
成分、特に電子部品の樹脂封止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多い。これらの
イオン性不純物は、電子部品、特にリードフレーム゛や
ボンデングワイヤーなどの金属線を腐蝕させたり、吸湿
の点で問題となる。

その為これらのイオン性不純物を除去する為に、熱水で
経返して抽出を行なったポリフェニレンスルフィド樹脂
で電子部品を封止したり（特開昭５５−１５６３４２号
公報）、極性溶媒中で加熱して精製したイオン性不純物
の少ないポリアリーレンスルフィドを用いて電子部品を
封止すること（特開昭５９−２１９３３１）が提案され
ている。

一方、特開昭５５−５４３３０号公報、特開昭５８−１
５２０２０号公報等にはポリアリーレンスルフィドの重
合溶媒として１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン
を用いることが開示されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら重合溶媒としてトメチル−２−ピロリドン
を使用して製造したポリアリーレンスルフィドから前記
した種々の方法でイオン性不純物を除去したポリアリー
レンスルフィド樹脂を電子部品の封止用に用いる場合、
その製造過程が繁雑になるという欠点を有している。

よって本発明は製造工程が簡易で、イオン性不純物が少
なく、電子部品の樹脂封止に適したポリアリーレンスル
フィドを提供することを課題とする。

く問題点を解決するための手段〉 そこで本発明者らは、上記の課題を解決すべく検討した
結果、１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを重合
溶媒として用いて製造したポリアリーレンスルフィドは
イオン性不純物が極めて少なく、電子部品の樹脂封止に
適していることを見出し本発明に到達した。

すなわち本発明は芳香族ポリハロゲン化合物と、スルフ
ィド化剤として硫化アルカリ金属または水硫化アルカリ
金属および水酸化アルカリ金属とを１．３−ジメチル−
２−イミダゾリジノンを含む溶媒中で重合反応させて製
造した電子部品封止用ポリアリーレンスルフィド樹脂を
提供するものである。

本発明における重要な特徴は重合溶媒として１゜３−ジ
メチル−２−イミダゾリジノン（以下ＤＭＩと称する）
を用いて重合したポリアリーレンスルフィドを電子部品
封止用樹脂に用いることである。

本発明のポリアリーレンスルフィドの製造に使用される
芳香族ポリハロゲン化合物は、−ａ式Ａｒ（Ｘ）ｎ　（
ここでＡｒは芳香族基、Ｘはハロゲン基を示し、ｎは２
以上の整数を示ず）で表わされる化合物であり、さらに
本発明の重合に不活性な各種置換基で置換されていても
よい。

具体例として、例えば、１．３−ジクロルベンゼン、１
．４−ジクロルベンゼン、１．３−ジブロムベンゼン、
１．４−ジブロムベンゼン、１，２．４−）ジクロルベ
ンゼン、４，４°−ジクロルあるいはジブロムジフェニ
ルチオエーテル等のジ又はトリハロゲン化芳香族および
その誘導体、ジクロルジフェニルスルホン、ジクロルベ
ンゾフェノン、ジクロルビフェニル、２．５−ジクロル
トルエン、２，５−ジクロル−叶キシレン、１−エチル
−４−イソプロピル−２，５−ジブロムベンゼン等及び
その誘導体が挙げられる。これらの芳香族ポリハロゲン
化合物は１種または２種以上の混合物で使用される。

本発明のポリアリーレンスルフィド製造に使用されるス
ルフィド化剤である硫化アルカリ金属は−ｆｆｉ式Ｍ２
Ｓ（ここでＭはアルカリ金属を示す）で表わされ、具体
例としてリチウムスルフィド、ナトリウムスルフィド、
カリウムスルフィド、ルビジウムスルフィド、セシウム
スルフィドが挙げられる。これらの硫化アルカリ金属は
１種または２種以上の混合物で使用される。アルカリ金
Ｒ２ルフィドは水和物もしくは水性混合物の形で好まし
く用いられる。

本発明で使用される水硫化アルカリ金属としては、例え
ば水硫化リチウム、水硫化ナトリウムおよび水硫化カリ
ウムなどのアルカリ金属の水硫化物が挙げられる。そし
てこれらの水硫化アルカリ金属は１種または２種以上の
混合物で使用される。

工業的には容易に入手できる水硫化ナトリウムが有利で
ある。好ましくは水硫化ナトリウムは２水和物又は水性
混合物として用いられる。

水酸化アルカリ金属としては水酸化リチウム、水酸化ナ
トリウムおよび水酸化カリウムが挙げられる。これらの
水酸化アルカリ金属は１柾または２種以上の混合物で使
用される。

本発明のスルフィド化剤としては、上述の硫化アルカリ
金属または水硫化アルカリ金属／水酸化アルカリ金属が
使用されるが、これらを併用することも可能であり、ま
た、硫化アルカリ金属に水酸化アルカリ金属を併用する
ことも可能である。

本発明のポリアリーレンスルフィドの重合触媒としては
、ＤＭＩの使用が必須であるが、７０％以下、好ましく
は６０％以下の範囲であれば他の溶媒をＤＭＩと併用す
ることは可能であり、本発明の範囲に含まれる。

上記ＤＭＩとともに用い得る他の溶媒としては、アミド
類、ラクタム類、スルホン類等がある。具体例としては
、Ｎ−メチル−２−ピロリドンの他にジメチルアセトア
ミド、テトラメチル尿素、Ｎ、Ｎ’−エチレンジピロリ
ドン、カプロラクタム、Ｎ−エチルカプロラクタム、ス
ルホラン、ピロリドン、ヘキサメチルホスホルアミド、
低分子量ポリアミド等が挙げることができる。

ＤＭＩと他の溶媒を併用する場合で比較的重合度の高い
ポリアリーレンスルフィドを得るために、Ｎ−メチル−
２−ピロリドン、ジメチルアセトアミドまたはへキサメ
チルホスホルアミドを好ましく用いることができる。

本発明のポリアリーレンスルフィドは上記、芳香族ポリ
ハロゲン化合物と硫化アルカリ金属または水硫化アルカ
リ金属／水酸化アルカリ金属とをＤＭＩを必須とする溶
媒中で１８０℃以上、好ましくは２００°Ｃ以上の温度
条件下で反応させることにより得ることができる。また
、高重合度化物を得る目的でカルボン酸金属塩などの触
媒の存在下に反応させることも可能である。さらに反応
生成ポリアリーレンスルフィドをそのまま使用すること
も可能であるし、酸素存在雰囲気下に加熱することによ
り、あるいは過酸化物などの架橋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る。

本発明で得られるポリアリーレンスルフィドの溶融粘度
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宥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ポリアリーレンスルフィドは酸
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、更にポリアリーレンスルフィドの架橋
度を制御する目的で、過酸化物等の架橋促進剤、または
特開昭５８−２０４０４５、特開昭５８−２０４０４６
号公報等に記載されているジアルキル錫ジカルボキシレ
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。

このようにして得られるポリアリーレンスルフィドを本
発明の電子部品封止用として使用するに際し、用途によ
り充填材なしで、あるいは充填材を添加して使用される
。

充填材を添加する際の添加量は使用する充填材の種類、
また、素子の社類等により異なるが、通常ポリアリーレ
ンスルフィド１００重量部に対して、１０〜４００重量
部が好ましい。このような充填材の例として、溶融シリ
カ、結晶性シリカ、ケイ酸カルシウム、タルク、ガラス
繊維、ガラスピーズ、ガラス粉末、硫酸カルシウム、炭
酸カルシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸カリウム
、アルミナ粉末、酸化チタン、酸化鉄、クレイ、マイカ
、ワラステナイト、セラミックス繊維等が挙げられる。

これらの充填材は１柾類または２種類以上の混合物で用
いることができる。これらの充填材を配合する場合は、
本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂１００重量部に
対して強度向上、熱膨張係数低減等の充填材配合の効果
を期すため１Ｃ重量部以上、流動性、成形性の点から４
００重量部以下で用いるのが好ましい。

本発明の電子封止材料のポリアリーレンスルフィド樹脂
に充填材を配合する場合、充填材と樹脂との密着性を改
善するためや、吸湿性を改善するために、充填材をシラ
ンカップリング剤、チタンカップリング剤などで処理し
たものを用いることも、あるいはこれらのカップリング
剤をポリアリーレンスルフィド樹脂に直接配合すること
も可能である。

本発明の電子部品封止用のポリアリーレンスルフィド樹
脂に充填材等を配合する場合の配合方法について特に制
限はないが、通常溶融混練方法が用いられる。例えば、
ポリアリーレンスルフィド樹脂、充填材等の各成分をト
ライブレンドした後、・押出機で溶融混練しペレタイズ
する方法、あるいは各成分を押出機の別々の供給口から
供給して溶融混練ペレタイズする方法、あるいはこれら
を組合わせた方法により配合することができる。

本発明のポリアリーレンスルフィド樹脂で封止される電
子部品は、通常の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）、）ランシスター、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、マイクロスイッチ等およびこれらの複
合部品か挙げられる。

本発明におけるポリアリーレンスルフィドによる被覆ま
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
あるポリアリーレンスルフィドを用いて、加熱、加圧下
に封包する方法等が挙げられる。

さらに、本発明の電子部品樹脂封土用ポリアリーレンス
ルフィドで成形後過酸化水素水等の過酸化物で処理する
こと、あるいはポリアリーレンスルフィドの融点以下の
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。

〈実施例〉 以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。

なお、実施例中で用いた％、部は特に断らない限り、各
々重量％および重量部を示す。

実施例１ （ポリアリーレンスルフィド（以下ＰＰＳと称する）の
重合） オートクリープに３０％水硫化ナトリウム水溶液４．６
７ｋｇ（水硫化ナトリウム２５モル）、５０％水酸化ナ
トリウム２．００ｋｇ　（水酸化ナトリウム２５モル）
およびＤＭＩ８ｋｔを仕込み、撹はんしなから徐々ｌ／
手２０５℃まで昇温し、水３．８ｋｇを含む留出水４．
１１を除去した。残留混合物に１．４−ジクロルベンゼ
ン３、７５ｋｇ　（２５，５モル）およびＤＭＩ２ｋｇ
を加え２３０℃で２時間、さらに２６０℃で１時間加熱
した。

反応生成物を、水で２回、７０℃の温水で５回洗浄し、
１２０℃で２４時間減圧乾燥した。

なお、得られたＰＰＳの量は乾燥状態で約２．５眩に相
当し、その粉末について測定した溶融粘度は４０ポアズ
（３２０℃、せん断速度１０００秒−１）であった。ま
た、粉末２Ｏｆ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−ｉｏｏ）ｏ。

０２ｃｃとを耐圧容器に封入して、１２０℃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、それぞれ８．４ｐｐｍ、
６．３ｐｐｍであり、抽出液の電気伝導度は１０．６μ
Ｓ／Ｑｌｌであった。

（ポリアリーレンスルフィドの封止） 引続き、粉末状のポリアリーレンスルフィドと溶融シリ
カ（東芝セラミック（株）製ＧＲ−８０）とを３０対７
０の重量比でトライブレンドし、３１０℃に設定しであ
る４０ｍｍφのスクリュー押出機に供給し、溶融混練し
てストランド状で引き取り、ストランド・カッターでペ
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ＭＯ８）ランシスター子（ソース・ドレイン間最大定
格電圧２０Ｖ、しきい値３．５Ｖ）をインサートし、１
６０〜１７０℃の温度に設定しである金型を用い、射出
圧力４０〜７０ｋｇ／ｃＪで封止成形を行なった。

得られたポリアリーレンスルフィド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後と略記する）ソース・ドレイン間に１
２Ｖ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で仕込みに用いたＤＭＩｈｇをＤＭＩ４ｋｇに
変更したことのほかは実施例１と全く同様の方法でＰＰ
Ｓを得た。

得られたＰＰＳについて、実施例１と同様に抽出操作お
よび評価を行ない、第１表に記載の結果が得られた。

また得られたＪ）Ｉ）Ｓを用いて実施例１と同様の方法
でＰＰＳ封止トランジスタを得、評価を行なった結果を
第１表に示した。

実施例３ 実施例１で重合の仕込みに用いたＤＭＩ８ｋｇをＤＭＩ
６ｋｇおよびジメチルアセトアミド２ｋｇに代えた他は
、実施例１と全く同様の重合操作および後処理操作を行
なってＰＰＳを得た。得られたＰＰＳについて、実施例
１と同様に抽出操作および評価を行ない、第１表に記載
の結果を得た。

また得られたＰＰＳを用いて実施例１と同様の方法でＰ
ＰＳ封止トランジスタを得、評価を行なった結果を第１
表に示した。

実施例４ １．４−ジクロルベンゼン３．７５ｋｇの代わりに１，
４−ジクロルベンゼン３．６７ｋｇ　（２４，９９モル
）および１−クロルナフタリン０．０８３０ｋｇ　（０
，５１モル）使用する以外は実施例１と全く同様の重合
操作および後処理操作を行なってＰＰＳを得た。得られ
たＰＰＳについて、実施例１と同様の抽出操作および評
価を行ない、第１喪記載の結集を得た。

また得られたＰＰＳを用いて実施例１と同様の方法でＰ
ＰＳ封止トランジスタを得、評価を行なった結果を第１
表に示しな。

比較例１ 実施例１で重合の仕込みに用いたＤＭＩ８ｋｇをＮＭＰ
８ｋｇに代えることおよび１．４−ジクロルベンゼン添
加時のＤＭＩ２ｋｇをＮＭＰ２ｋｇに代える以外は実施
例１と全く同様の重合操作および後処理操作を行なって
ＰＰＳを得た。得られたＰＰＳについて、実施例１と同
様に抽出操作および評価を行ない、第１表に記載の結果
を得た。本発明重合溶媒にＤＭＩを使用した実施例１〜
４に比べて、抽出ＮａおよびＣρの量は大巾に多いもの
であった。

また得られたＰＰＳを用いて実施例コ−と同様の方法で
ＰＰＳ封止トランジスタを得、評価を行なった結果を第
１表に示した。リーク電流についても本発明の実施例１
〜４に比べて大巾に劣るものであった。

〈発明の効ｉ！Ｌ＞ 本発明により、安価で、イオン性不純物が少なく、電子
部品封止用に最適なポリアリーレンスルフィド樹脂が得
られるようになった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 芳香族ポリハロゲン化合物と、スルフィド化剤として硫
   化アルカリ金属または水硫化アルカリ金属および水酸化
   アルカリ金属とを１，３−ジメチル−２−イミダゾリジ
   ノンを含む溶媒中で重合反応させて製造した電子部品封
   止用ポリアリーレンスルフィド樹脂。