JPH0369128A - 電子部品の封止方法 - 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とリード線との
高温、高湿下での密着性を改善した電子部品の封止方法
に関するものである。

〈従来の技術〉 ポリフェニレンスルフィド樹脂（以下、ＰＰ５ｖＩＪ脂
と称する〉は、耐薬品性、電気的特性および機械的強度
に優れており、電気・電子部品や自動車部品として幅広
く利用されている。

また、近年、ｐｐｓｔｍ脂は電子部品封止、プリント基
板および電線被覆などの用途にも用いられてきており、
これらの用途では特に金属との密着性の優れていること
が要求されている。

このような金属との密着性が改善されたＰＰ５ｖ！Ｊ脂
としては、無機充填材とともにシランカップリング剤を
配合した組成物（特開昭５２−５２９５８号公報）が知
られている。

他方、電子部品の封止用途においては、リード線とＰＰ
Ｓ樹脂との界面からの水の侵入を防止する目的で、リー
ド線を予めシランカップリング剤で処理したのち、ＰＰ
Ｓ樹脂で封止する方法（特開昭６１−１５４１３５号公
報〉およびリード線に予めエポキシ接着剤を塗布したの
ちｐｐｓｓ脂で封止する方法（特開昭６１−１１３２４
０号公報）などが知られている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、特開昭５２−５２９５８号公報に記載される組
成物は、封止材料自体の耐湿性が向上しているものの、
リード線との密着性が不十分である。

また、特開昭６１−１５４１３５号公報に記載される封
止方法では、リード線との密着性改善効果はあるものの
、実用的なレベルに到達しているとはいえず、特開昭６
１−１１３２４０号公報に記載される方法では、エポキ
シ接着剤の耐熱性が低いために、高温高湿下での密着性
が不足しているなどの問題があった。

本発明者らは、上記のごとき状況に鑑み、電子部品にお
けるリード線とＰＰＳ樹脂の高温、高湿下での密着性を
改良する方法について鋭意検討した結果、リード線に特
定の耐熱性接着剤を塗布し、次いでＰＰＳ樹脂で封止す
る方法が有効であることを見出し本発明に到達した。

く課題を解決するための手段〉 すなわち、本発明は電子部品をｐｐｓｔｅｔ脂で封止す
るに際し、リード線に対し芳香族ポリイミド、芳香族ポ
リアミドイミド、芳香族ポリエーテルイミドおよびビス
マレイミド樹脂のうちから選ばれた少なくとＩ：Ｊ１種
の耐熱性接着剤を塗布し、次いでこれを無機充填材を含
有するＰＰＳ樹脂で封止することを特徴とする電子部品
の封止方法を提供するものである。

本発明で用いるＰＰＳ樹脂とは、構造式モル％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。

またＰＰＳはその＠返し単位の３０モル％未満を、下記
の構造式を有する繰返し単位などで構成することが可能
である。

本発明で使用するＰＰＳ樹脂としては、なかでも（１）
酸処理、（２）熱水洗浄または（３）有機溶媒洗浄を施
されたものあるいは（４）ナトリウム含有量が９００ｐ
ｐｌ以下であるものが本発明の効果がより一層発現され
るため好ましい。

以下これらの好ましいＰＰ５ｖ！Ｊ脂の処理方法につい
て説明する。

まず、酸処理を行う場合は次のとおりである。

酸処理の方法は、酸または酸の水溶液にＰＰ５ｌｉｌｌ
脂を浸漬せしめるなどの方法があり、必要により適宜撹
拌または加熱することも可能である０例えば、酢酸を用
いる場合、ｐＨ４の水溶液を８０〜９０″Ｃに加熱した
中にＰＰＳ樹脂粉末を浸漬し、３０分間撹拌することに
より十分な効果が得られる。酸処理を施されたＰＰＳ樹
脂は残留している酸または塩などを物理的に除去するた
め、水または温水で数回洗浄することが必要である。

洗浄に用いる水は、酸処理によるＰＰＳ樹脂の好ましい
化学的変性の効果を損なわない意味で、蒸留水、脱イオ
ン水であることが好ましい。

次に、熱水で洗浄する場合は次のとおりである。すなわ
ちＰＰＳ樹脂を熱水処理するにあたり、熱水の温度を１
００″Ｃ以上、より好ましくは１２０℃以上、さらに好
ましくは１５０″Ｃ以上、特に好ましくは１７０°Ｃ以
上とすることが重要であり、１００℃未満ではＰＰＳ樹
脂の好ましい化学的変性の効果が小さいため好ましくな
い。

なお、熱水洗浄によるｐｐｓｔｓ脂の好ましい化学的変
性の効果を発現するため、使用する水は蒸留水あるいは
脱イオン水であることが好ましい、熱水処理の操作は、
通常、所定量の水に所定量のＰＰＳ樹脂を投入し、圧力
容器内で加熱、撹拌することにより行われる。ＰＰ５ｔ
！Ｉ脂と水との割合は、水の多い方が好ましいが、通常
、水ＩＩ！、に対し、ｐｐｓ樹脂２００ｇ以下の浴比が
選択される。

また、処理の雰囲気は、末端基の分解は好ましくな−い
ので、これを回避するため不活性雰囲気下とすることが
好ましい。さらに、この熱水処理操作を終えたＰＰＳ樹
脂は、残留している成分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。

また、有機溶媒で洗浄する場合は次のとおりである。

ＰＰＳ樹脂の洗浄に用いる有機溶媒は、ＰＰ５ｖｆＪ脂
を分解する作用などを有しないものであれば特に制限は
なく、例えばＮ−メチルピロリドン、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルアセトアミド、１，３−ジメチルイミダ
ゾリジノン、ヘキサメチルホスホラスアミド、ピペラジ
ノン類などの含窒素極性溶媒、ジメチルスルホキシド、
ジメチルスルホン、スルホランなどのスルホキシド・ス
ルホン系溶媒、アセトン、メチルエチルゲトン、ジエチ
ルケトン、アセトフェノンなどのゲトン系ン容媒、ジメ
チルエーテルピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロ
フランなどのエーテル系溶媒、クロロホルム、塩化メチ
レン、トリクロロエチレン、２塩化エチレン、パークロ
ルエチレン、モノクロルエタン、ジクロルエタン、テト
ラクロルエタン、パークロルエタン、クロルベンゼンな
どのハロゲン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパ
ノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、フェノール、クレゾール、
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールな
どのアルコール・フェノール系溶媒およびベンゼン、ト
ルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒などが挙
げられる。

これらの有機溶媒のうちでも、Ｎ−メチルピロリドン、
アセトン、ジメチルホルムアミドおよびクロロホルムな
どの使用が特に好ましい．また、これらの有機溶媒は、
１種類または２種類以上の混合で使用される。

有機溶媒による洗浄の方法としては、有機溶媒中にＰＰ
Ｓ樹脂を浸漬せしめるなどの方法があり、必要により適
宜撹拌または加熱することも可能である。

有機溶媒でＰＰＳ樹脂を洗浄する際の洗浄温度について
は特に制限はなく、常温〜３００℃程度の任意の温度が
選択できる．洗浄温度が高くなるほど洗浄効率が高くな
る傾向があるが、通常は常温〜１５０℃の洗浄温度で十
分効果が得られる。

圧力容器中で、有機溶媒の沸点以上の温度で加圧下に洗
浄することも可能である。また、洗浄時間についても特
に制限はない．洗浄条件にもよるが、バッチ式洗浄の場
合、通常５分間以上洗浄することにより、十分な効果が
得られる。

また連続式で洗浄することも可能である。

重合により生成したｐｐｓｖＩＪ脂を有１１！Ｉ！溶媒
で洗浄するのみで十分であるが、本発明の効果をさらに
発揮させるために、水洗浄または温水洗浄と組合わせる
のが好ましい。また、Ｎ−メチルピロリドンなどの高沸
点水溶性有機溶媒を用いた場合は、有機溶媒洗浄後、水
または温水で洗浄することにより、残存有機溶媒の除去
が容易に行えて好ましい．これらの洗浄に用いる水は蒸
留水、脱イオン水であることが好ましい。

また、本発明で用いるＰＰＳ樹脂は、本発明の効果を十
分に発現させるためにナトリウムの含有量が９００ｐｐ
ｎ以下であることが好ましい。

ナトリウム含有量が９０ｏｐｐｍ以上であるＰＰ］１１
１脂のナトリウム含有量を９　０　０ｐｐｎ以下に落と
す有効な手段として、上述の酸処理、熱水処理あるいは
有機溶媒による洗浄などの処理を用いることができる。

上記記載のＰＰＳＩＩ脂の酸処理、熱水処理および有機
溶媒による洗浄、またナトリウム含有量が９　０　ｏｐ
ｐｎ以下のｐｐｓというのは、あくまでも本発明の効果
をより発現させるために好ましいということで、決して
本発明の必須条件ではない。本発明においてはあらゆる
ＰＰ５ｔ！ｌｌ脂が使用可能である。

本発明で耐熱性接着剤として用いる芳香族ポリイミドと
は、下式■の繰返し単位からなる重合体であり、 本発明で耐熱性接着剤として用いる芳香族ポリアミドイ
ミドとは、下式〇の繰返し単位からなる重合体であり、 ト「 （式中、Ａｒは少なくとも１つの炭素６員環を含む４価
の芳香族残基、Ｒは２価の芳香族および／または脂肪族
残基を示す、） 好適な例としては、次の′ＷＩ造式のものが挙げられる
。

す （Ａｒ−は少なくとも１つの炭素６員環を含む３価の芳
香族基、Ｒは弐〇で示すものと同じである。） 好適な例としては次の構造式のものが挙げられる。

”　ＨＩ　４００” （日立） “セミコファイン”５Ｐ８１０（東し）ｍ／ｎ＝７０／
３０モル％比 ＬＬトーロン″ （アモコ） 本発明で耐熱接着剤として用いる芳香族ポリエーテルイ
ミドとは、下式■の繰返し単位からなる重合体であり、 １′ウルテム”（ＧＥ） （Ａｒ−およびＲは、上記■式および０式で示すものと
同じである。） 好適な例として次の構造式のものを挙げることができる
。

合体であり、 （式中、Ａｒ″は少なくとも１つの炭素６員環を含む２
価の芳香族基、Ｒは弐〇で示すものと同じである。） 好適な例として、次の構造式のものが挙げられる。

本発明で耐熱接着剤として用いるビスマレイミド樹脂と
は、下式〇の繰返し単位からなる重゛ケルイミド″（ロ
ータ・ブーラン） 本発明における電子部品のリード線への耐熱性接着剤の
塗布は、該接着剤を有機溶剤により希釈して、吹付は塗
装やスクリーン印刷などの方法によって行われる。接着
剤の塗膜厚は、１〜５０１１ｍが好ましく、より好まし
くは２〜３０μｍである。

接着剤を塗布したリード線は、有機溶剤の除去および接
着剤のキユアリングを行うために、次いで加熱乾燥され
る。

本発明における電子部品のリード線の材質としては、特
に限定するものでないが、鉄、ニッケル、銅、アルミニ
ウム、錫、亜鉛、コバルトおよびジルコニウムなどの各
種金属を組合せた任意の材料が使用できる。

本発明においてｐｐｓ樹脂と組合せて用いる無機質充填
材とは、繊維状お上び／または粒状の充填剤であり、Ｐ
Ｐ５１！Ｉ脂１００重量部に対して１０〜３００重量部
の範囲で配合することができる。配合量が１０重量部未
満では機械的強度が低く、線膨脹係数が大きくなるため
、封止成形品にクラックが生じやすくなり、また３００
重量部以上では溶融粘度が高くなり、金線の＠線を生じ
やすくなるため好ましくない。

かかる繊維状充填材としては、ガラスピーズ、アルミナ
繊維、炭化珪素繊維、セラミック１ａ維、アスベスト繊
維、石こう繊維、金属繊維などの無＠繊維および炭素繊
維が挙げられる。

また粒状の充填材としては、ワラステナイト、セリサイ
ト、カオリン、マイカ、クレー、ベントナイト、アスベ
スト、タルク、アルミナシリケートなどの珪酸塩、アル
ミナ、塩化珪素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム
、酸化チタンなどの金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸
マグネシウム、・ドロマイトなどの炭酸塩、硫酸カルシ
ウム、硫酸バリウムなどのＫＭ塩、ガラスピーズ、窒化
ホウ素、炭化珪素、シリカなどが挙げられ、これらは中
空であってもよい、これら充填材は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
カップリング剤で予備処理して使用することができる。

ＰＰ５ｌ！！脂と無機質充填剤からなる組成物の製造方
法は、一般的な方法が用いられ特に限定されるものでは
ない。例えば室温においてリボン羽根型混合機、ドラム
型回転混合機を用いて各成分を一緒に混合した後、単軸
押出機、多軸押出ｉまたはニーダ−などにより溶融混練
を行い、ペレット化することにより製造することができ
る。

なお溶融混練温度は２８０〜３４０’Ｃが好ましく、２
８０　”Ｃ未満ではＰＰＳ樹脂の溶融が不十分になるこ
とがあるので注意を要する。

本発明でいう電子部品とは、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などが挙げられる。

本発明におけるｐｐｓｖＩＪ脂と無機質充填剤からなる
組成物によるリード線の側止方法にも特に制限はなく、
金型中にリード線を固定しておき、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樹脂組成物を用いて、加
熱、加圧下にリード線を封包する方法などが挙げられる
。

さらに、本発明で得られる電子部品は、成形後過酸化水
素水などの過酸化物で処理することあるいはＰＰＳ樹脂
の融点以下の温度で熱処理することなどにより、Ｐ　Ｐ
　Ｓ　ｆ！ｊ脂の架橋度または結晶化度を増大させ、機
械特性などを改善することが可能である。

以下に実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明する。

なお、本実施例に示す部および％はすべて重量基準であ
る。

〈実施例〉 参考例１　（ＰＰＳ樹脂の重合） オートクレーブに硫化ナトリウム３．２６　ｋｆ（２５
モル、結晶水４０％を含む）、水酸化ナトリウム４ｇお
よびＮ−メチル−２−ピロリドン（以下ＮＭＰと称する
）　７．９　ｋＩｒを仕込み、撹拌しながら徐々に２０
５°Ｃまで昇温し、水１．３６　ｋｌを含む留出水約１
．５１を除去した。残留混合１勿に１，４−ジクロルベ
ンゼン３．７５　ｋｇ　（２５゜５モル）およびＮ　Ｍ
　Ｐ　２　ｋｇを加え、・２６５℃で４時間加熱した。

反応生成物を７０°Ｃの温水で５回洗浄し、８０℃で２
４時間減圧乾燥して、溶融粘度約１００ボイズ（３１０
°Ｃ１剪断速度１．０００秒−１）の粉末状ＰＰＳ樹脂
約２　ｋｇを得た。

次に、上記ＰＰＳ樹脂粉末２　ｋｇを９０℃に加熱した
ｐＨ４の酢酸水溶液２０１中に投入し、約３０分間撹拌
し続けたのち濾過し、ｖＰ　？＆のｐＨが７になるまで
約９０℃の脱イオン水で洗浄し、１２０℃で２４時間減
圧乾燥してＰＰＳ樹脂乾燥粉末を得た。このｐｐｓｔ！
Ｉ脂中の全ナトリウム含有量は２７０ｐｐＩｍであった
。

参考例２ 参考例１で得たＰＰＳ樹脂粉末３５部、溶融シリカ（平
均粒径１２ｎ＋）５０部、ウレイドプロピルトリエトキ
シシラン０．５部およびガラス繊維（ｍ雑兵３ａ＋Ｌ）
１５部をトライブレンドした後、３０關φ２軸押出機に
供給して、処理温度２７０〜３２０　’Ｃで溶融混練し
て、均一溶融ブレンドペレット化して実施例に供した。

実施例１〜４ 第１表に示した各種接着剤溶媒で希釈したものを、１６
ピンＤＩＰ型のリードフレーム（材質：４２アロイ）に
塗布したのち、１２０℃で６０分乾燥して溶剤を除去し
た。接着剤の塗膜厚は５〜ｌ０ＩＪＩ１１であった。

次に、上記リードフレームを金型（温度２００℃）にセ
ットし、インサート専用射出成形機（温度３００〜３２
０℃）にて、参考例２で得なベレットで封止成形して１
６ピンＤＩＰ型ＩＣ封止成形品を得た。

得られた封止品の赤インク試験を下記の方法で行い、リ
ードフレームと樹脂の間への赤インク浸入状態を調べて
結果を第１表に示した。

赤インク浸入試験 １６ピンＤＩＰ型ＩＣ封止成形品を赤インク液に浸漬し
、圧カニ５ｋｇｆ／ａａＧ、温度：８０°Ｃ１時間＝１
６ｈ処理後、リードフレームと樹脂の界面の赤インク侵
入度合を（％）で表示して評価した。

第１表の結果から明らかなように、本実施例の方法で得
た封止成形品は、密着性が大幅に改善されて、赤インク
侵入度合いは５％以下であった。

比較例１ 接着剤を塗布していないリードフレームを使用して、実
施例１と同様に射出成形／赤インク試験を行った。結果
を第■表に併記した。

比較例２ エポキシ系接着剤″エピコート”　１９１　Ｐ（油化シ
ェルエポキシ社）をリードフレームに塗布したのち、実
施例１と同様に射出成形／赤インク試験を行った。結果
を第１表に併記した。

第　　１ 表 〈発明の効果〉 本発明の方法によって得られる電子部品は、ＰＰＳ樹脂
とリード線との高温、高温条件下で密着性が優れおり、
ＩＣ、トランジスター、コンデンサーおよびコネクター
などの封止用部品としてきわめて有用である。

特許出願大東し株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子部品をポリフェニレンスルフィド樹脂で封止するに
   際し、リード線に対し芳香族ポリイミド、芳香族ポリア
   ミドイミド、芳香族ポリエーテルイミドおよびビスマレ
   イミド樹脂のうちから選ばれた少なくとも１種の耐熱性
   接着剤を塗布し、次いでこれを無機充填材を含有するポ
   リフェニレンスルフィド樹脂で封止することを特徴とす
   る電子部品の封止方法。