JPH07331036A

JPH07331036A - 樹脂封止材およびそれを用いた電気電子部品

Info

Publication number: JPH07331036A
Application number: JP14568394A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kawaguchi; 淳川口
Original assignee: Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1995-12-19

Abstract

(57)【要約】【目的】耐熱衝撃性や耐熱性が良好であり、かつ封止
成形による封止電気電子部品の断線の発生率、封止素子
についてのリーク電流、クラック発生率および断線発生
率のいずれも低い樹脂封止材ならびにそれを用いた電気
電子部品を提供することを目的とする。【構成】（Ａ）テレフタル酸、イソフタル酸、ｐ−ヒ
ドロキシ安息香酸およびジヒドロキシビフェニルから誘
導される繰返し構成単位からなり、かつ特定の平均分子
量範囲にある全芳香族液晶ポリエステル１００重量部な
らびに（Ｂ）テレフタル酸から誘導される構成単位を実
質的に含まず、かつイソフタル酸、ｐ−ヒドロキシ安息
香酸およびジヒドロキシビフェニルから誘導される繰返
し構成単位からなるポリエステル１０〜１００重量部か
らなる樹脂組成物と、（Ｃ）無機充填材２０〜８０重量
％（組成物全体に対して）とからなることを特徴とする
射出成形可能な電気電子部品用樹脂封止材を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成形時の流動性に優
れ、かつ線膨張係数や力学特性に優れた無機充填材含有
ポリエステル系液晶性高分子組成物からなる樹脂封止材
およびそれを用いた電気電子部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、トランジスター、ダイオード、コ
ンデンサー、抵抗器等の電子部品は、電気絶縁性の保
持、機械的保護、および外部雰囲気による物性変化の防
止等を目的として、樹脂により封止することが広く行わ
れている。従来の樹脂封止は、通常エポキシ樹脂、シリ
コン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いてトランスファー成形
により行われてきたが、熱硬化性樹脂は成形時間が長く
かかり、貯蔵安定性が悪く、また長時間のポストキュア
が必要である等の欠点があった。上記の欠点を解消する
ために、エンジニアリングプラスチックの一つであるポ
リフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）やサーモトロ
ピック液晶ポリマー（ＬＣＰ）を用いて射出成形により
封止することが提唱されている。例えば、特開昭６０−
４０１６３号公報には、ＬＣＰを用いた電子部品の樹脂
封止が例示されている。同公報では、分子量が低く、か
つ溶融加工温度における加熱の際に更に連鎖が実質的に
成長しないようなＬＣＰを採用することにより、例えば
加熱時にボイド生成の原因となるガス状副生物が発生し
たり、加熱と共に溶融粘度が実質上増加するなどの欠点
を防止することを提案している。

【０００３】一方、近年ＩＣ基板などの製造技術として
はＳＭＴ（表面実装）が行われており、この場合には封
止した電気電子部品はかなり高温に加熱される。例え
ば、封止した電気電子部品を半田付けのため直接半田槽
に浸漬する際に加熱が行われる。従って、封止した電気
電子部品には加熱と冷却に対する耐熱衝撃性が要求され
ている。しかしながら、本発明者の研究によれば、上記
耐熱衝撃性に関しては、前記公報記載の技術では必ずし
も満足できるものではない。すなわち、同公報記載の技
術を用いた封止によれば、封止成形時における電気電子
部品の断線の発生率は低いが、封止素子についてのリー
ク電流、クラック発生率および断線発生率は高いことが
判明している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な事情から、耐熱衝撃性や耐熱性が良好であり、かつ封
止成形による封止電気電子部品の断線の発生率や封止素
子についてのリーク電流、クラック発生率および断線発
生率のいずれも低い樹脂封止材を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、（Ａ）
テレフタル酸、イソフタル酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸
およびジヒドロキシビフェニルから誘導される繰返し構
成単位からなり、かつ重量平均分子量が３０,０００〜
１００,０００の範囲にある全芳香族液晶ポリエステル
１００重量部ならびに（Ｂ）テレフタル酸から誘導され
る構成単位を実質的に含まず、かつイソフタル酸、ｐ−
ヒドロキシ安息香酸およびジヒドロキシビフェニルから
誘導される繰返し構成単位からなるポリエステル１０〜
１００重量部からなる樹脂組成物と、（Ｃ）無機充
填材２０〜８０重量％（組成物全体に対して）とからな
ることを特徴とする射出成形可能な電気電子部品用樹脂
封止材に関する。本発明の第２は、上記第１の発明の
（Ａ）項の全芳香族液晶ポリエステルの繰返し単位とし
てのテレフタル酸（ｐ）、イソフタル酸（ｑ）、ｐ−ヒ
ドロキシ安息香酸（ｒ）およびジヒドロキシビフェニル
（ｓ）の構成比が、ｐ＝０.５〜１.５、ｑ＝０.２〜
１、ｒ＝１.５〜およびｓ＝０.７５〜１.５（ここで、
ｐ、ｑ、ｒおよびｓはモル比を表す。以下同じ。）の範
囲である前記樹脂封止材に関する。本発明の第３は、上
記第１の発明の（Ａ）項の全芳香族液晶ポリエステルお
よび（Ｂ）項のポリエステルからなる樹脂組成物の重量
平均分子量が３０,０００〜８０,０００の範囲にあるこ
とを特徴とする前記樹脂封止材に関する。本発明の第４
は、上記第１の発明の（Ｃ）項の無機充填材がシリカ、
アルミナ、ガラスビーズ、グラスファイバーおよびタル
クから選ばれる少なくとも１種類であることを特徴とす
る前記樹脂封止材に関する。さらに、本発明の第５は、
（Ａ）テレフタル酸、イソフタル酸、ｐ−ヒドロキシ安
息香酸およびジヒドロキシビフェニルから誘導される繰
返し構成単位からなり、かつ重量平均分子量が３０,０
００〜１００,０００の範囲にある全芳香族液晶ポリエ
ステル１００重量部ならびに（Ｂ）テレフタル酸から誘
導される構成単位を実質的に含まず、かつイソフタル
酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸およびジヒドロキシビフェ
ニルから誘導される繰返し構成単位からなるポリエステ
ル１０〜１００重量部からなる樹脂組成物と、（Ｃ）無
機充填材２０〜８０重量％（組成物全体に対して）とか
らなる樹脂封止材を射出成形することにより封止してな
る電気電子部品に関する。

【０００６】以下本発明をさらに詳細に説明する。本発
明の（Ａ）項の全芳香族液晶ポリエステルとは、溶融時
に光学的異方性を示し、かつ熱可塑性を有するポリマー
である。このように溶融時に光学的異方性を示すポリマ
ーは、溶融状態でポリマー分子鎖が規則的な平行配列を
とる性質を示す。光学的異方性溶融相の性質は、直交偏
光子を利用した通常の偏光検査法により確認することが
できる。サーモトロピック液晶ポリマーは、一般に細長
く、偏平な分子構造からなり、分子の長鎖に沿って剛性
が高い。本発明において用いるサーモトロピック液晶ポ
リマーには、一つの高分子鎖の一部が異方性溶融相を形
成するポリマーのセグメントで構成され、残りの部分が
異方性溶融相を形成しないポリマーのセグメントから構
成されるポリマーも含まれる。また、複数のサーモトロ
ピック液晶ポリマーを複合したものも含まれる。

【０００７】本発明で用いる全芳香族液晶ポリエステル
は、テレフタル酸、イソフタル酸、ｐ−ヒドロキシ安息
香酸およびジヒドロキシビフェニルから誘導される繰返
し構成単位からなり、かつ重量平均分子量が３０,００
０〜１００,０００の範囲にある全芳香族液晶ポリエス
テルである。モノマーとして用いるテレフタル酸、イソ
フタル酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸およびジヒドロキシ
ビフェニルは、酸またはアルコールなどのほかエステル
などの形態で縮合に供することもできる。繰返し構成単
位としてのテレフタル酸（ｐ）、イソフタル酸（ｑ）、
ｐ−ヒドロキシ安息香酸（ｒ）およびジヒドロキシビフ
ェニル（ｓ）の構成比は、特に限定されないが、通常
は、（ｐ＋ｑ）：ｓは１０：１５〜１５：１０であり、
ｒ:ｓは１：１００〜１００：１である。好ましくは、
ｐ＝０.５〜１.５、ｑ＝０.２〜１.０、ｒ＝１.５〜３.
０およびｓ＝０.７５〜１.５の範囲である。本発明で用
いる全芳香族液晶ポリエステルは、上記モノマーから溶
融アシドリシス法やスラリー重合法等の多様なポリエス
テル形成法により製造することができる。

【０００８】上記全芳香族液晶ポリエステルの重量平均
分子量が３０,０００未満では耐熱性や耐熱衝撃性が不
十分であり、封止素子についてのリーク電流、クラック
発生率および断線発生率が高くなるので好ましくない。
重量平均分子量が１００,０００を越えると流動性が不
十分となるので同様に好ましくない。上記重量平均分子
量は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定すること
ができる。例えば、ペンタフルオロフェノールとクロロ
ホルムとの重量比３５：６５の混合物からなる溶媒に
０.０３wt％のポリマーを溶解した溶液約０.４ｍｌを、
カラムとしてＳｈｏｄｅｘＫＦ−８０Ｍ（昭和電工
(株)製）２本、充填材として０.４５μ−Ｓｈｏｄｅｘ
ＤＴＥＤ−１３ＣＲ（昭和電工(株)製）および濃度検
出機としてＲ−４０１型示差屈折率検出器（Ｗａｔｅｒ
ｓ社製）を用いたゲル浸透クロマトグラフに、室温（約
２３℃）で導入して測定する。

【０００９】本発明においては、上記（Ａ）項の全芳香
族液晶ポリエステルの１００重量部に対して、（Ｂ）テ
レフタル酸から誘導される構成単位を実質的に含まず、
かつイソフタル酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸およびジヒ
ドロキシビフェニルから誘導される繰返し構成単位から
なるポリエステル１０〜１００重量部を配合する。好ま
しくは、１０〜６０重量部である。（Ｂ）項のポリエス
テルの配合量が、（Ａ）項の全芳香族液晶ポリエステル
の１００重量部に対して１００重量部を越えると、耐熱
性や力学特性が劣るために好ましくない。また、１０重
量部未満では流動性が不十分であり、同様に好ましくな
い。

【００１０】（Ｂ）項のポリエステルは、テレフタル酸
から誘導される繰返し構成単位を実質的に含まない点に
おいて前記（Ａ）項のポリエステルと区別される。繰返
し構成単位としてのイソフタル酸（ｑ）、ｐ−ヒドロキ
シ安息香酸（ｒ）およびジヒドロキシビフェニル（ｓ）
の割合は、特に限定されないが、通常は、ｑ：ｓは１
０：１５〜１５：１０であり、ｒ：ｓは１：１００〜１
００：１である。このポリエステルも前記（Ａ）項のポ
リエステルと同様に製造することができる。

【００１１】上記（Ｂ）項のポリエステルとしては、前
記（Ａ）項の全芳香族液晶ポリエステルよりも重量平均
分子量の低いものを用いる。（Ａ）項の全芳香族液晶ポ
リエステルおよび（Ｂ）項のポリエステルを混合してな
る樹脂組成物の重量平均分子量は、３０,０００〜１０
０,０００の範囲にある限り特に限定されないが、好ま
しくは３０,０００〜８０,０００の範囲である。樹脂組
成物の分子量がこの範囲に含まれるように、（Ａ）項の
全芳香族液晶ポリエステルおよび（Ｂ）項のポリエステ
ルの各分子量および配合割合を決定する。両成分からな
る樹脂組成物の重量平均分子量が３０,０００未満では
耐熱性や耐熱衝撃性が不十分であり、また、重量平均分
子量が１００,０００を越えると流動性が不十分となる
ので好ましくない。

【００１２】本発明においては、上記樹脂組成物に対し
て、さらに（Ｃ）項の無機充填材を配合する。無機充填
材としては、熱膨張率が小さく、熱伝導率が大きく、か
つ電子部品の電気的動作を妨害する懸念のある有害物質
を可能な限り含まない無機充填材であれば特に限定され
ない。例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニ
ア、ケイ酸チタン、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸リチウ
ム・アルミニウム、ケイ酸マグネシウム・アルミニウム、
チタン酸アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素、
タルク、マイカなどの球状粒子や破砕粒子などの無機粉
末およびガラスビーズ、グラスファイバーなどが例示さ
れる。これらを２種以上混合して用いることもできる。
これらのうち、流動性と耐熱性のバランスの点から、シ
リカ、アルミナ、タルク、ガラスビーズおよびグラスフ
ァイバーの１種または２種以上の混合物を充填材として
用いることが好ましい。

【００１３】（Ｃ）項の無機充填材は、組成物全体に対
して２０〜８０重量％配合する。好ましくは３０〜６５
重量％である。２０重量％以下では耐熱性が不十分であ
り、一方、８０重量％を越えると流動性が不足するので
いずれも好ましくない。

【００１４】本発明の組成物の製造に当たっては、
（Ａ）項の全芳香族液晶ポリエステル、（Ｂ）項のポリ
エステルおよび（Ｃ）項の無機充填材を、公知の方法に
より適宜に溶融混合することができる。あらかじめ
（Ａ）項の全芳香族液晶ポリエステルと（Ｂ）項のポリ
エステルとを配合し、これに（Ｃ）項の無機充填材を配
合することもできる。

【００１５】本発明の組成物により電子部品を封止する
ためには、公知の任意の方法を採用することができる。
例えば、本発明の組成物を樹脂温度２９０℃〜３７０
℃、金型温度２０℃〜１７０℃の条件下で、インサート
成形などにより射出成形することができる。すなわち、
ＩＣ、トランジスター、ダイオード、コンデンサー、イ
ンダクター、コイル、抵抗器などの電気電子部品を金型
内にあらかじめインサートし、本発明の樹脂封止材を常
法に従い射出成形することにより、本発明の封止された
電気電子部品が得られる。

【００１６】

【実施例】以下本発明を実施例により具体的に説明す
る。＜実施例１＞常法に従い、テレフタル酸（ｐ）、イソフ
タル酸（ｑ）、ｐ−ヒドロキシ安息香酸（ｒ）、４,４'
−ジヒドロキシビフェニル（ｓ）から誘導される繰返し
構成単位を有し、その構成比（モル比）がｐ＝０.７
５、ｑ＝０.２５、ｒ＝２およびｓ＝１である全芳香族
液晶ポリエステルを重合した。このポリマーの重量平均
分子量を測定したところ４２,０００であった。上記ポ
リマー４０重量部に、別に重合したイソフタル酸
（ｑ）、ｐ−ヒドロキシ安息香酸（ｒ）、４,４'−ジヒ
ドロキシビフェニル（ｓ）からなり、その構成比がｑ＝
１、ｒ＝２およびｓ＝１であるポリエステル２０重量部
とタルク４０重量部とを加え、混練し、成形ペレットを
調製した。この成形ペレットを用い、インサート専用射
出成形機（型締め力２５トン）によりシリンダ温度３４
０℃、金型温度３０℃で半導体素子の封止成形を行っ
た。半導体素子としては、１０連の支持フレーム上にそ
れぞれ半導体チップを乗せ、アルミニウム配線で半導体
チップの電極と支持フレームの端子とを連結させたもの
を用いた。封止成形時の成形圧力は完全に充填し得る最
低の圧力とした。成形による断線の発生率は０.０２％
であった。得られた封止サンプルについて、１２１℃、
２気圧の水蒸気加圧下で１００時間の耐湿試験を行った
後に、１０個の封止部品についてリーク電流の値を測定
したところ平均５×１０^-4μＡであった。また上記封止
サンプル１０,０００個をヒートサイクルテストに供し
た。すなわち、−５５℃および＋１５５℃で各３０分間
放置し、これを５００サイクル繰り返すテストを行った
ところ、クラック発生率は０.０２％、断線発生率は０.
０４％であった。

【００１７】＜比較例１＞常法に従いテレフタル酸
（ｐ）、イソフタル酸（ｑ）、ｐ−ヒドロキシ安息香酸
（ｒ）、４,４'−ジヒドロキシビフェニル（ｓ）からな
る繰返し構成単位を有し、その構成比がｐ＝０.７５、
ｑ＝０.２５、ｒ＝２およびｓ＝１である全芳香族液晶
ポリエステルを重合した。このポリマーの重量平均分子
量を測定したところ２０,０００であった。上記ポリマ
ー４０重量部に、別に重合したイソフタル酸（ｑ）、ｐ
−ヒドロキシ安息香酸（ｒ）、４,４'−ジヒドロキシビ
フェニル（ｓ）からなり、その構成比がｑ＝１、ｒ＝２
およびｓ＝１であるポリエステル２０重量部とタルク４
０重量部とを加え、混練し、成形ペレットを調製した。
成形ペレットを用い、インサート専用射出成形機（型締
め力２５トン）にによりシリンダ温度３４０℃、金型温
度４０℃で半導体素子の封止成形を行った。半導体素子
としては、１０連の支持フレーム上にそれぞれ半導体チ
ップを乗せ、アルミニウム配線で半導体チップの電極と
支持フレームの端子とを連結させたものを用いた。封止
成型時の成形圧力は充填し得る最低の圧力とした。成形
による断線の発生率は０.０２％であった。得られた封
止サンプルについて、１２１℃、２気圧の水蒸気加圧下
で１００時間の耐湿試験を行った後に、１０個の封止部
品についてリーク電線の値を測定したところ平均１０^-3
μＡであった。また上記封止サンプル１０,０００個を
ヒートサイクルテストに供した。−５５℃および＋１５
５℃で各３０分間放置し、これを５００サイクル繰り返
すテストを行ったところ、クラック発生率は３５％、断
線発生率は１４％であった。上記の結果から、分子量が
低い全芳香族ポリエステルを用いると、成形による断線
の発生率は低いが、封止素子についてのリーク電流、ク
ラック発生率および断線発生率が高いことがわかる。

【００１８】＜比較例２＞常法に従いテレフタル酸
（ｐ）、イソフタル酸（ｑ）、ｐ−ヒドロキシ安息香酸
（ｒ）、４,４'−ジヒドロキシビフェニル（ｓ）からな
る繰返し構成単位を有し、その構成比がｐ＝０.７５、
ｑ＝０.２５、ｒ＝２およびｓ＝１である全芳香族液晶
ポリエステルを重合した。このポリマーの重量平均分子
量を測定したところ１２０,０００であった。上記ポリ
マー４０重量部に、別に重合したイソフタル酸（ｑ）、
ｐ−ヒドロキシ安息香酸（ｒ）、４,４'−ジヒドロキシ
ビフェニル（ｓ）からなり、その構成比がｑ＝１、ｒ＝
２およびｓ＝１であるポリエステル２０重量部とタルク
４０重量部とを加え、混練し、成形ペレットを調製し
た。成形ペレットを用い、インサート専用射出成形機
（型締め力２５トン）によりシリンダ温度３４０℃、金
型温度４０℃で半導体素子の封止成形を行った。半導体
素子としては、１０連の支持フレーム上にそれぞれ半導
体チップを乗せ、アルミニウム配線で半導体チップの電
極と支持フレームの端子とを連結させたものを用いた。
封止成形時の成形圧力は充填し得る最低の圧力とした。
成形による断線の発生率は３４％であった。得られた封
止サンプルについて、１２１℃、２気圧の水蒸気加圧下
で１００時間の耐湿試験を行った後に、リーク電流の値
を１０個の封止部品について測定したところ平均１０^-3
μＡであった。また上記封止サンプル１０,０００個を
ヒートサイクルテストに供した。−５５℃および＋１５
５℃で各３０分間放置し、これを５００サイクル繰り返
すテストを行ったところ、クラック発生率は８％、断線
発生率は４％であった。上記の結果から、分子量が高い
全芳香族ポリエステルを用いると、封止成形による断線
の発生率、封止素子についてのリーク電流、クラック発
生率および断線発生率がいずれも高いことがわかる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の封止材を用いることにより、封
止成形による断線の発生率、封止素子についてのリーク
電流、クラック発生率および断線発生率などがいずれも
低い樹脂封止された電気電子部品が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｇ 4/224 Ｈ０１Ｌ 23/29 23/31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）テレフタル酸、イソフタル酸、ｐ
−ヒドロキシ安息香酸およびジヒドロキシビフェニルか
ら誘導される繰返し構成単位からなり、かつ重量平均分
子量が３０,０００〜１００,０００の範囲にある全芳香
族液晶ポリエステル１００重量部ならびに（Ｂ）テレフタル酸から誘導される構成単位を実質的に
含まず、かつイソフタル酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸お
よびジヒドロキシビフェニルから誘導される繰返し構成
単位からなるポリエステル１０〜１００重量部からなる
樹脂組成物と、（Ｃ）無機充填材２０〜８０重量％（組成物全体に対し
て）とからなることを特徴とする射出成形可能な電気電
子部品用樹脂封止材。
【請求項２】前記（Ａ）項の全芳香族液晶ポリエステ
ルの繰返し単位としてのテレフタル酸（ｐ）、イソフタ
ル酸（ｑ）、ｐ−ヒドロキシ安息香酸（ｒ）およびジヒ
ドロキシビフェニル（ｓ）の構成比が、ｐ＝０.５〜１.
５、ｑ＝０.２〜１、ｒ＝１.５〜３およびｓ＝０.７５
〜１.５（ここで、ｐ、ｑ、ｒおよびｓはモル比を表
す）の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の樹
脂封止材。
【請求項３】前記（Ａ）項の全芳香族液晶ポリエステ
ルおよび（Ｂ）項のポリエステルからなる樹脂組成物の
重量平均分子量が３０,０００〜８０,０００の範囲にあ
ることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止材。
【請求項４】前記無機充填材がシリカ、アルミナ、ガ
ラスビーズ、グラスファイバーおよびタルクから選ばれ
る少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１か
ら３に記載の樹脂封止材。
【請求項５】（Ａ）テレフタル酸、イソフタル酸、ｐ
−ヒドロキシ安息香酸およびジヒドロキシビフェニルか
ら誘導される繰返し構成単位からなり、かつ重量平均分
子量が３０,０００〜１００,０００の範囲にある全芳香
族液晶ポリエステル１００重量部ならびに（Ｂ）テレフタル酸から誘導される構成単位を実質的に
含まず、かつイソフタル酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸お
よびジヒドロキシビフェニルから誘導される繰返し構成
単位からなるポリエステル１０〜１００重量部からなる
樹脂組成物と、（Ｃ）無機充填材２０〜８０重量％（組成物全体に対し
て）とからなる樹脂封止材を射出成形することにより封
止してなる電気電子部品。