JPH02237139A - 電子部品封止成形物 - 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、耐湿性および半田耐熱性に優れた電子部品封
止成形物に関し、さらに詳しくは、ポリアリーレンスル
フィド（以下、ｒＰＡｓＪと略記）樹脂組成物で封止成
形してなる電子部品封止成形物であって、封止成形後に
、ＰＡＳ樹脂組成物とリードフレーム等金属部との界面
が特定の室温硬化型シリコーンゴムでシール（充填）さ
れていることにより、チップ工法での実装時における高
温環境に耐え、かつ、高耐湿性を有する電子部品封正成
形物に関するものである． 【従来の技術〕 電子部品、例えば、コンデンサー　ダイオード、トラン
ジスター　ｒｃ，ＬｓＩ等は電気絶縁性の保持、外部雰
囲気による特性変化の防止に加え、生産性やコストの有
利さ等の目的で、合成樹脂封止を施すことが広く行なわ
れている。

従来、封止用の合成樹脂としては、エボキシ樹脂やシリ
コーン樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられているが、熱硬
化に艮時間を要し成形サイクルが長いこと、硬化の進行
を防ぐための樹脂の保存方法が容易でないこと、スブル
ーランナーの再利用ができないこと等の欠陥が指摘され
ている。

そこで、近年、耐熱性、難燃性、電気的特性などに優れ
た熱可塑性樹脂であるＰＡＳ樹脂、特にその代表的な樹
脂であるポリフエニレンスルフィド（以下、ｒＰＰＳＪ
と略記）を主体とする樹脂組成物を電子部品封止用樹脂
として用いることが提案されている（例えば、特公昭５
６−９０１４号、特開昭５７−２１８４４号、特開昭５
７−４０５５７号、特開昭５９−２０９１０号、特開昭
５９−２０９　１　１号、特公昭６０−４０１８８号、
特開昭６２−６６３５１号、特開昭６２−１９７４５１
号、特開昭６３−１４６９６３号、特開昭６３−２１９
１４５号）。

しかしながら、ＰＡＳ樹脂組成物で封止を行なった場合
、ＰＡＳは電子部品のリードフレームあるいはリードワ
イヤー（ボンディングワイヤー）との密着性に劣るため
、高湿度雰囲気下に置いた場合、封止用樹脂とリードフ
レーム等との界面から容易に水分が侵入し、電気絶縁性
の低下や、リードフレームやワイヤーの腐食等を引き起
こし、電子部品の電気的特性を低下させるという欠点を
有している。

また、樹脂封止による電子部品は、封止すべき素子の熱
膨張等による変形に追随して変形できるようにし、半田
浴槽に浸漬した時などに外装ひび割れを起こさないこと
が要求される。

さらに、封止用樹脂組成物は成形時に高粘度であると素
子「ずれ」やボンデイングワイヤーの外れを起こしやす
《、低粘度であることが要求される。

最近、電子部品なＰＰＳ樹脂で封止したのち、電子部品
のリードフレーム等とＰＰＳ樹脂との界面部に低粘度の
接着剤を充填することにより耐湿特性などを改善する方
法が提案されているが（特開昭６２−１２００３６号）
、具体的に提示されている接着剤はいずれも酸性物質で
あるため、銅などの金属を腐食するおそれがあり、また
、接着膜が硬く、熱膨張によるひび割れが発生するおそ
れがある。

このように電子部品封止成形物は耐湿性、半田耐熱性お
よび成形加工性に優れていることが要求されるが、これ
までのＰＡＳ樹脂組成物による電子部品封止成形物では
、これらの点についての改善効果が未だ不充分であり、
実用化する上での解決すべき課題となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、封止用樹脂としてＰＡＳ樹脂組成物を
用い、耐湿性および半田耐熱性に優れた電子部品封止成
形物を得ることにある。

また、本発明の目的は、低粘度で高流動性のＰＡＳ樹脂
組成物を用い、成形加工性、耐湿性および半田耐熱性に
優れた電子部品封止成形物を得ることにある。

本発明者等は、従来技術の有する問題を解決すべ《鋭意
研究した結果、ＰＡＳ樹脂組成物で封止された電子部品
のリードフレームおよび／またはリードワイヤーと該封
止樹脂組成物との界面を硬化前粘度０．１〜８００ポイ
ズ（２５℃）の脱アルコール型の１液形室温硬化型シリ
コーンゴムでシールすることにより、界面部の間隙が封
鎖され、耐湿性および半田耐熱性に優れた電子部品封土
成形物の得られることを見出した。

また、ＰＡＳ樹脂組成物として、繊維状充填材を配合し
、高温で可撓性のあるＰＡＳ樹脂組成物を用いると、加
工性、耐湿性および半田耐熱性に優れた電子部品封止成
形物の得られることを見出した。

本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったも
のである。

［課題を解決するための手段〕 すなわち、本発明の要旨は、ポリアリーレンスルフィド
樹脂組成物で封止された電子部品封止成形物であって、
電子部品のリードフレームおよび／またはリードワイヤ
ーと該封止樹脂組成物との界面が、硬化前粘度０．１〜
８００ポイズ（２５℃）の脱アルコール型の１液形室温
硬化型シリコーンゴムでシールされていることを特徴と
する電子部品封止成形物にある。

また、本発明によれば、ＰＡＳ樹脂組成物として、ＰＡ
３５０〜９５重量％と、繊維状充填材５〜５０重量％を
含む溶融粘度（３１０℃、剪断速度１０４／秒で測定）
４０〜３００ポイズの樹脂組成物が好適に使用できる． 以下、本発明の各構成要素について詳述する。

（ＰＡＳ樹脂組成物） 本発明で使用するＰＡＳ樹脂組成物は、合成樹脂として
ＰＡＳを用い、これに物性改良のために各種の繊維状充
填材や無機充填材、！也の合成樹脂、エラストマーなど
を配合した樹脂組成物である。その中でも、半田耐熱性
を向上させるためには、繊維状充填材を配合したものが
好ましい．また、成形加工性を改良するためには、後述
するような溶融粘度を有するＰＡＳ樹脂組成物を用いる
ことが好ましい。

ＰＡＳ 本発明で用いるＰＡＳは、ボリマーの主構成単位として
ｐ−フエニレンスルフイドの繰り返し単ぱ７０重量％以
上、さらに好ましくは９０重量％以上含むポリアリーレ
ンスルフイドであり、実質的に線状構造を有するものが
好ましい。

実質的に線状構造とは、酸化架橋などによる溶融粘度の
増大処理（キュアー）で得られるような架橋、分枝構造
を有するボリマーではなく、実質的に二官能性モノマー
を主体とするモノマーから得られたボリマーである。

ｐ−フエニレンスルフイド単位が５０重量％以上である
ことに対応して、とのＰＡＳは５０重量％未溝の他の共
重合単位を含んでいてもよい。このような構成単位とし
ては、ｍ−フエニレンスルフィド単位，ジフェニルスル
フオンスルフイド単位、ジフェニルスルフィド単位、ジ
フエニルエーテルスルフィド単位、２，６−ナフタレン
スルフィド単位等がある。また、ｐ−フエニレンスルフ
ィド繰り返し単位７０〜９５重量％と、ｍ−フエニレン
スルフイド繰り返し単位５〜３０重量％とからなるブロ
ック共重合体も好ましく用いられる。

本発明で使用するＰＡＳは、溶融粘度（３１０℃、剪断
速度が１０４／秒で測定）が好ましくは１０〜１５０ポ
イズ、さらに好ましくは２０〜１３０ポイズのボリマー
であること望ましい．溶融粘度が低過ぎると、機械的な
強度が低い封止成形物となり、逆に、高過ぎると、流動
性が悪くなり封止成形が困難となるので、いずれも好ま
しくない。

このようなＰＡＳは、公知の方法で製造することができ
る。例えば、特開昭６１−７３３２号公報に記載されて
いるように、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物
とをＮ−メチルビロリドンなどの有機アミド溶媒中で水
の存在下に特定の二段階昇温重合する方法により好適に
得ることが出来る． なお、本発明で使用するＰＡＳは、実質的に線状構造を
有するものが加工性や物性上から好ましいが、トリクロ
ルベンゼンなどのボリ八ロベンゼンを少量成分として共
重合させることにより、若干の分枝構造を導入したＰＡ
Ｓも用いることができる。

罐１Ｊ口Ｌ皇且 半田耐熱性を改良するために、繊維状充填材を配合し、
樹脂組成物に可撓性を付与することが好ましい。

繊維状充填材としては、例えば、ガラス、チタン酸カリ
ウム、アルミナ、ジルコニア、シリカ、ケイ酸カリウム
、硫酸カルシウム、アラミド等の繊維もしくはウイスカ
ーが使用できる。この中でも特にガラス繊維が物性上、
経済上の観点から好ましい。

繊維の径は、通常、１．１〜１２μｍ、好ましくは１．
１〜１０μｍが適当である。繊維径が大きすぎると、素
子ずれやワイヤー変形等を起こすおそれがあり、逆に、
小さすぎると、封止成形時に成形機のスクリューやシリ
ンダーへの粘着が起こって成形加工が困難となるおそれ
があるので、好ましくない。

これら繊維状充填材は、単独で、あるいは２種以上組合
せて用いることができる。

本発明で用いる封止用ＰＡＳ樹脂組成物として、ＰＡＳ
５０〜９５重量％と繊維状充填材５〜５０重量％を含み
、かつ、樹脂組成物の溶融粘度（３１０℃、剪断速度１
０４／秒で測定）４０〜３００ポイズ、好ましくは６０
〜２５０ポイズの樹脂組成物が好ましい。

繊維状充填材が５０重量％超過では、樹脂組成物の溶融
粘度が上昇し、溶融粘度が３００ポイズな超えると、素
子ずれ、ワイヤーはずれもしくは変形等を起こし易くな
るので好まし《ない。

一方、５里量％未満では可撓性が不足し、半田耐熱性の
改良効果が少なく、外装割れを生じ易《、かつ、常温で
の曲げ強度が低下し、端子折り曲げ工程での破損の恐れ
があるので好ましくない。また、溶融粘度が４０ボイス
未満では、成形時にパリの発生にともなう外観不良を起
こすおそれがあるので好ましくない。

本発明で用いる封止用ＰＡＳ樹脂組成物は、ＰＡＳおよ
び繊維状充填材の外に、必要に応じて次のような無機充
填材、他の合成樹脂、エラストマー　シリコーンオイル
等の耐熱性オイル、顔料、その他各種添加剤を、本発明
の目的を損なわない範囲で添加することができる。

腫１充厘Ｍ 本発明で使用できる無機充填材としては、例えば、クル
ク、マイ力、カオリン、クレイ、リン酸マグネシウム、
炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム
、硫酸カルシウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸
化マグネシュウム、酸化チタン、酸化クロム、酸化鉄、
酸化銅、酸化亜鉛、フッ化ホウ素、二硫化モリブデン等
の粒状、鱗片状または粉末状の充填材が挙げられる。

これら無機充填材も、それぞれ単独で、あるいは２種以
上組合せて用いることができる。

のＡ　　　およびエラストマ− 本発明の封止用樹脂組成物には、他の合成樹脂およびエ
ラストマーとして、例えば、ポリオレフィン、ポリエス
テル、ボリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、
ポリカーボネート、ポリフエニレンエーテル、ボリスル
フォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリケトンスルフィド、ボリアリーレン、ポ
リアセタール、ボリ四フッ化エチレン、ボリニフッ化エ
チレン、ボリスチレン、ＡＢＳ樹脂、エボキシ樹脂、シ
リコーン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等の合成
樹脂、あるいはポリオレフィン系ゴム、フッ素ゴム、シ
リコーンゴム等のエラストマーが使用できる． これらの合成樹脂およびエラストマーは、それぞれ単独
で、あるいは２種以上を組合わせて使用することができ
る。

ここで各成分を混合する方法は、特に限定されない。通
常広く使用されている方法、例えば、各成分をタンブラ
ー、ブレンダー等の混合機で混合し、押出機などを用い
て溶融混練する方法などを採用すればよい。また、ＰＡ
Ｓ樹脂組成物を用いて電子部品を封止成形する方法につ
いても特定の方法に限定されない。例えば、射出成形法
等の通常の成形方法が採用できる。

（シーリング材） 本発明においては、電子部品封土成形物の外装部（封止
ＰＡＳ樹脂組成物）とリードフレーム等の封止した電子
部品との界面にシーリング材として、該外装部の樹脂成
分ならびに該金属に対し優れた接着性を示す特定の室温
硬化型シリコーンゴム（以下、ｒＲＴＶシリコーンゴム
」と略記）を使用する点に最大の特徴を有する。

ＲＴＶシリコーンゴムとして、脱酢酸縮合反応型、脱オ
キシム縮合反応型、脱アルコール縮合反応型、脱アミン
縮合反応型など多くの種類のものが知られているが、一
般に、作業性ならびに耐湿性や非腐食性等の性能の両面
から、例えば、トーレ・シリコーン■社製の商品名トー
レ・シリコーンＳＥ９　１　５５〜ＳＥ９１５８ＲＴＶ
およびＳＥ９１６６〜ＳＥ９　１　６８ＲＴＶなどに代
表されるｌ液形ＲＴＶシリコーンゴムであって、シラノ
ールとアルコキシシロキサンとの脱アルコール縮合反応
によるいわゆる脱アルコール（縮合反応）型のものが多
く使用されている。

この脱アルコール型の１液形ＲＴＶシリコーンゴムとし
ては、上記のほかに、例えば、１・−レ・シリコーン■
社製のＳＥ９　１　００シリーズ、信越化学■社製のＫ
Ｅ４８等、および東芝シリコーン■社製のＴＳＥ３８０
等多《の種類が市販されており、硬化反応前は液体であ
る流動タイプと固体である非流動タイプがある。

本発明において使用するＲＴＶシリコーンゴムは、これ
ら脱アルコール型の１液形のものであって、かつ、硬化
反応前の粘度（２５℃）が０．　　１〜８００ポイズ、
好まし《は１〜６００ポイズのものであり、特に、この
粘度範囲のものがＰＡＳ樹脂組成物で封止された電子部
品成形物に対するシール効果が優れている。

粘度が０．１ポイズ未満であると、シーリング材の１液
形ＲＴＶシリコーンゴムがリードフレーム等との界面部
から広く拡散しすぎて、シール効率？：充分発揮するの
に必要な厚みの塗膜が得られにくくなる。

一方、粘度が８００ボイスを越すと、１液形ＲＴＶシリ
コーンゴムの流動性が低下し、リードフレーム等との界
面の微細部への浸入が不充分になるとともに、塗膜厚み
の不均一化による耐湿性の低下が生じ、また、塗布作業
性も損われる。

このような性状を満たすＲＴＶシリコンゴムシーリング
材として、トーレ・シリコーン側社製ＳＥ９　１　５６
ＲＴＶ、ＳＥ９　１　５７ＬＲＴＶおよびＳＥ９　１　
６６ＲＴＶなどが、特に好ましく使用できる。これら脱
アルコール型の１液形ＲＴＶシリコーンゴムは、金属を
腐食するおそれがなく、電気特性の経時的安定性（封止
効果）に優れているとともに、縮合生成物がアルコール
であるため取扱性においても優れている。

次に、これら脱アルコール型の１液形ＲＴＶシリコーン
ゴムによるシール法は、特定な方法に限定されるもので
はな《、封止ＰＡＳ樹脂組成物層と電子部品のリードフ
レーム等との界面に、滴下塗り、刷毛塗りあるいは１液
形ＲＴＶシリコーンゴム液中への浸漬塗り等により行う
ことができる。

脱アルコール型の１液形ＲＴＶシリコーンゴムの硬化は
、通常、室温または数十℃の温度条件下で、数時間〜１
日程度放置すればよい。

（電子部品封止成形物） 本発明の電子部品封止成形物は、封止樹脂組成物である
ＰＡＳ樹脂組成物と電子部品のリードフレーム等との界
面が脱アルコール型の１液形ＲＴ■シリコーンゴムで充
填され、シールされているので、封止電子部品が機械的
に保護され、電気絶縁性に優れているとともに、耐湿性
および耐半田耐熱性に優れている． （以下余白） 〔実施例Ｊ 以下に実施例、比較例および合成実験例を挙げて本発明
を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限
定されるものではない。

［九丘去旦四］ （ポリーｐ−フェニレンスルフィドの合成）含水硫化ソ
ーダ（水分５１．９７重量％）３７３ｋｇおよびＮ−メ
チルビロリドン（以下、「ＮＭＰＪと略記”）１０７０
ｋｇをチタン張りオートクレープに仕込み、約２０３℃
まで昇温して少量のＮＭＰおよびＨ．Ｓを含む水を溜出
させた。

次いで、ｐ−ジクロルベンゼン３４７ｋｇを仕込んだ。

２２０℃で５時間反応させた後に水７７ｋｇを追加した
。そして、２５８℃で３時間重合させた。反応混合物を
目開き０．１ｍｍのスクリーンで篩分してボリマーを分
離し、アセトン洗、水洗して、洗浄ボリマーを得た。

この洗浄ボリマーを２％・Ｎ８４Ｃ１水溶液に浸漬し、
４０℃で３０分間処理した後、水洗し、８０℃で減圧し
てポリーｐ−フェニレンスルフィド（以下、ｒＰ　Ｐ　
Ｐ　ＳＪと略記）を得た。このＰＰＰＳの溶融粘度（３
１０℃　剪断速度１０４７秒）は、１００ポイズであっ
た。

［実施例１］ 合成実験例で得たＰＰＰＳ９０重量％とガラス繊維（日
本電気硝子社製　ＥＣＳＯ３Ｔ−７　１　７ＤＥ／Ｐ）
１０重量％をブレングーを用いて均一にドライブレンド
し、二軸混練押出機にて、シリンダー温度３１０℃でベ
レット化した。このペレットを用いて、溶融粘度を測定
した。

また、シリンダー温度３１０℃、金型温度１５０℃の条
件で射出成形してテストビース（形状１３０ｘｌ２．７
Ｘ３．２ｍｍ）を作成した。

さらに、このベレットを用いて封止成形機（日本製鋼所
製　ＪＴ−４ＯＳ）にて、コンデンサー（静電容量１　
０　０　ｎ　Ｆ　）を封止成形し、封止成形品の樹脂組
成物とリード間に、脱アルコール型の１液形ＲＴＶシリ
コーンゴム（トーレ・シリコーン■社製　ＳＥ９　１　
５７ＬＲＴＶ）を滴下シタ。

滴下後、２０℃、湿度５０％で２０時間放置することに
より、ＲＴＶシリコーンゴムな硬化させた。

得られた封止電子部品について、次の方法により評価試
験を行なった。

１１ｌ翌工」 く素子ずれ等〉 コンデンサー素子が正常に封止されたものか否か、すな
わち、素子「ずれ」もしくはリードワイヤーの剥離が生
じていないかを判断するために、軟Ｘ線透過法により観
察を行なった。素子ずれ等の有無を次の二段階で評価し
た。

○：無し、×：有り 〈耐湿性〉 耐湿性は、軟Ｘ線透過法による観察にて正常と判断され
た封正電子部品の内５個を高温恒湿槽にてバイアス試験
（８５℃×９５％・ＤＣ−２５Ｖ）にかけ、５００時間
後の静電容量変化値がすべて５％以内に収まっているか
否かの測定を行なった。評価は次の２段階で行なった。

○：静電容量変化値が５％以内、×：５％超過く半田耐
熱性〉 半田耐熱性は、軟Ｘ線透過法による観察にて正常と判断
された封止電子部品の内５個を高温恒湿槽（８５℃、８
５％）にて４時間放置処理後、２６０℃で１０秒間半田
槽に浸漬し、外装のひび割れを目視および顕微鏡にて判
定した。評価は次の２段階で行なった。

○：ひび割れ無し、Ｘ：ひび割れ有り 測定結果を第１表に示す。

［実施例２］ ＰＰＰＳ７０重量％とガラス繊維３０重量％をブレンダ
ーを用いて均一にドライブレンドした以外は実施例１と
同様にして、テストビースおよび封止電子部品を成形し
て、同様に評価した。

［実施例３］ ＰＰＰ３６０重量％とガラス繊維３０重量％およびチタ
ン酸カリウム繊維（日本チタン工業■製ＨＴ−２００）
１０重量％をブレンダーを用いて均一にドライブレンド
した以外は実施例１と同様にして、テストビースおよび
封止電子部品を成形して、同様に評価した。

［実施例４］ 封止成形品の樹脂組成物とリードワイヤー間にＲＴＶシ
リコーンゴム（トーレ・シリコーン■社製　ＳＥ９　１
　５６ＲＴＶ）を塗布した以外は実施例１と同様にして
、テストビースおよび電子部品を封止成形して、同様に
評価した。

［実施例５］ 封止成形品の樹脂組成物とリードワイヤー間にＲＴＶシ
リコーンゴム（トーレ・シリコーン社製ＳＥ９　１　６
６ＲＴＶ）を塗布した以外は実施例１と同様にして、テ
ストビースおよび電子部品を成形して同様に評価した。

［実施例６］ ｐｐｐｓｓｏ重量％とガラス繊維（日本電気硝子■社製
　ＥＣＳＯ３Ｔ−７１７ＤＥ）１０重量％と溶融シリカ
（電気化学■社製　ＦＳ−４４シラン処理品）１０重量
％をブレンダーを用いて均一にドライブレンドした以外
は実施例１と同様にして、テストビースおよび電子部品
を封止成形して，同様に評価した， ［比較例１］ 封止成形品の樹脂組成物とリードワイヤー間へのＲＴＶ
シリコーンゴムの滴下を止めた以外は、実施例１と同様
にしてテストビースおよび電子部品を封止成形して、同
様に評価した． ［比較例２］ ＲＴＶシリコーンゴムとして粘度（２５℃）が９００ボ
イスと高粘度のトーレ・シリ．コーン■社製　ＳＥ９　
１　５８ＲＴＶを用いた以外は、実施例１と同様にして
テストビースおよび電子部品を封止成形して、同様に評
価した。

［比較例３コ ＰＰＰＳ４０重量％とガラス繊維６０重量％をブレンダ
ーを用いて、均一にドライブレンドしたＬ：Ｊ外は実施
例１と同様にして、テストビースおよび電子部品を封止
成形して、同様に評価した。

［比較例４］ ＰＰＰＳ９７重量％とガラス繊維３重量％をブレンダー
を用い、均一にドライブレンドした以外は実施例１と同
様にして、テストビースおよび電子部品を封止成形して
、同様に評価した。

【比較例５コ 実施例１で用いたＲ　Ｔ　ＶシリコーンゴムのＳＥ−９
１５７ＬＲＴＶを四塩化炭素で希釈して、粘度を０．０
５ボイス（２５℃）に調整して用いた以外は実施例１と
同様にして、電子部品を封止成形して、同様に評価した
。

実施例１〜６および比較例１〜４の結果を一括して第１
表に示す。

（以下余白） 〔発明の効果〕 本発明の電子部品封止成形物は、封止ＰＡＳ樹脂組成物
と電子部品のリードフレーム等との界面が脱アルコール
型の１液形ＲＴＶシリコーンゴムでシールされているた
め、従来品に比べて、耐湿性および耐半田耐熱性等が改
良されている。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物で封止され
   た電子部品封止成形物であって、電子部品のリードフレ
   ームおよび／またはリードワイヤーと該封止樹脂組成物
   との界面が、硬化前粘度０．１〜８００ポイズ（２５℃
   ）の脱アルコール型の１液形室温硬化型シリコーンゴム
   でシールされていることを特徴とする電子部品封止成形
   物。
2. （２）ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物が、ポリア
   リーレンスルフィド５０〜９５重量％と繊維状充填材５
   〜５０重量％を含む溶融粘度（３１０℃、剪断速度１０
   ＾４／秒で測定）４０〜３００ポイズの樹脂組成物であ
   る請求項１記載の電子部品封止成形物。