JPS62119221A - 電子部品用ポリウレタン系封止剤 - 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、電子部品のキャスティング、ボッティング、
ディッピング、コーティング、エンカブシュレーティン
グなどに用いる一液型のポリウレタン系封止剤に関する
ものである。

従来の技術 従来電子部品の封止剤としては、エポキシ樹脂が主とし
て使われており、そのほかシリコーン樹脂も使われてい
る。また最近では、ポリウレタンもこの用途に使われは
じめている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、エポキシ樹脂系封止剤は、硬化時の内部
応力や熱収縮が大きいため断線を起こしたりすることが
あり、また硬化剤として使用する脂肪族アミンやエポキ
シ樹脂中に塩素イオンが不純物として混入することを免
かれず、その結果使用中にチップ面のアルミニウム配線
の腐食を生ずるおそれがあった。

また、シリコーン樹脂系封１Ｅ剤は、一般に透湿性が大
きいため耐温性が要求される電子部品には使用が制限さ
れる上、硬化樹脂からの酢酸やオキシムなどのガスの発
生により、作業性、腐食、スイッチの接触不良（ポンデ
ィング不良）、気密部分への圧力の蓄積などのトラブル
を生ずるおそれがあった。

同様に、市販または開発中のポリウレタン系封止剤も、
硬化樹脂からの炭酸ガスの発生により、腐食、スイッチ
の接触不良（ポンディング不良）、気密部分への圧力の
蓄積などのトラブルを生ずるおそれがあった。

そして、これらのエポキシ樹脂系封止剤、シリコーン樹
脂系刃出剤、ポリウレタン系封止剤は、通常二液型であ
るので作業時に混合の手間があり、可使時間も周囲の温
度により一定せず、さらには硬化に加熱を要するため、
硬化時に電子部品を損傷する危険があった。

本発明は、このような問題点を有しない電子部品用ポリ
ウレタン系封止剤を提供することを目的に鋭意研究を重
ねた結果到達したものである。

なお、本発明の封十剤の組成と一部が共通しているもの
として次の文献がある。すなわち、特開昭５９−４５３
８２号公報には、建築φ構築物や乗物の継目や接合部の
目地材、接着材として用いるシーラントとして、ウレタ
ンプレポリマーにエチレン−酢酸ビニル共重合体、フィ
ラー、可塑剤等を配合した主剤と、ポリプロピレングリ
コール架橋剤とからなる二液型のウレタンシーラントが
開示されている。また、特公昭５５−３５４０７号公報
には、被覆、充填、グラウト、接着用の組成物として、
ウレタンプレポリマーを主剤とし、これにオキサゾリジ
ン系架橋剤、フィラー等を配合したー液型のウレタンシ
ーラントが開示されている。しかしながら、これらの文
献に開示の発明は、本発明とは発明の構成が相違し、目
的とする用途も相違するものである。

問題点を解決するための手段 本発明の一液型の電子部品用ポリウレタン系封止剤は、
ウレタンプレポリマー、潜伏性架橋剤、フィラー、芳香
族イソシネート化合物およびエチレン−酢酸ビニル共重
合体よりなるものである。

この場合、各成分の配合割合を、ウレタンプレポリマー
１００重量部に対して、潜伏性架橋剤５〜５０重量部、
フィラー５０〜２００重量部、芳香族イソシネート化合
物３〜３０重量部およびエチレン−酢酸ビニル共重合体
１０〜２０重量部としたものが本発明の目的に最適であ
る。

以下、本発明の電子部品用ポリウレタン系封止剤を詳細
に説明する。

ウレタンプレポリマ一 本発明におけるウレタンプレポリマーとしては、ポリオ
ール類、ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリ
オール類とポリイソシアネートとを反応させて得られる
末端ＮＧＯ含量が１〜６％、好ましくは１．５〜４％の
インシアネート基含有プレポリマーが用いられる。ＮＧ
Ｏ含量が１％未満では硬化性が不足し、一方６％を越え
ると硬化速度が速くなりすぎて貯蔵安定性が不良になる
。

上記ポリオール類としては、ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジ
プロピレングリコールなどがあげられ、その分子量はｌ
ＯＯ〜１００００であることが好ましい。

上記ポリエーテルポリオールとしては、分子内に活性水
素原子を２個以上有する化合物にエチレンオキシド、プ
ロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフ
ラン、スチレンオキシド等を付加せしめた付加重合物を
言い、その分子量が１００〜１００００、特に３００〜
６０００のものが好ましい。分子内に活性水素原子を２
個以上有する化合物としては、エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピ
レングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレ
ングリコール、ビスフェノールジオキシプロビルエーテ
ル、１，３−ブチレングリコール、１．４−ブチレンゲ
リコール、２．３−ブチレンゲリコール、１．６−ヘキ
サンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール
、２，２．４−）ジメチル−１，３−ベンタンジオール
、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール、
トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリ
セリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、庶糖、
アコニット酸、トリメリット酸、ヘミメリット酸、エチ
レンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリア
ミン、トリエタノールアミン、ピロガロール、ジヒドロ
安息香酸、ヒドロキシフタル酸、レゾルシン、ヒドロキ
ノン、ビスフェノールＡ　（２，２−ビス（４°−ヒド
ロキシフェニル）プロパン）、ビスフェノールＦ（４，
４°−ジヒドロキシジフェニルメタン）　、　１．２−
プロパンジチオールなどが例示される。

上記ポリエステルポリオールとしては、分子中に２個以
上のヒドロキシ基を有する化合物と分子中に２個以上の
カルボキシル基を有する化合物とからの縮合重合物があ
げられる。前者の化合物としては、エチレングリコール
、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメ
チレングリコール、ビスフェノールジオキシプロピルエ
ーテル、１．３−７’チレングリコール、１．４−ブチ
レングリコール、２．３−ブチレングリコール、１，６
−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジ
オール、２，２．４−　トリメチル−１，３−ベンタン
ジオール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリ
コール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパ
ン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール
などがあげられ、後者の化合物としては、無水マレイン
酸、マレイン酸、無水イタコン酸、イタコン酸、フマー
ル酸、シトラコン酸、無水フタル酸、フタル酸、テレフ
タル酸、イソフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、エ
ンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ
フタル酸、アコニット酸、トリメリット酸、ヘミメリッ
ト酸、ヘット酸、シトラコン酸、シュウ酸、マロン酸、
コハク酸、酒石酸、ピメリン酸、アジピン酸、セバシン
酸などがあげられる。

これらのポリオール類、ポリエーテルポリオール類、ポ
リエステルポリオール類と反応させるポリイソシアネー
トとしては、２．４−または２，６１リレンジイソシア
ネート、ジフェニルメタン−４，４゛−ジイソシアネー
トまたはそのカルボジイミド変性物、ｍ−フェニレンジ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キ
シリレンジイソシアネート、インホロンジイソシアネー
ト、１．トチトラメチレンジイソシアネート、リジンジ
イソシアネートエステル、１．４−シクロヘキシレンジ
イソシアネート、４，４°−ジシクロヘキシルメタンジ
イソシアネート、３．３°−ジメチル−４，４゛−ビフ
ェニレンジイソシアネート、３．３°−ジクロロ−４，
４゛−ビフェニレンジイソシアネート、１．５−ナフタ
レンジイソシネート、ｔ、５−テトラヒドロナフタレン
ジイソシアネートなどが例示できる。

巳太止ｌ（ｌ 潜伏性架橋剤としては、オキサゾリジン系架橋剤が特に
好ましい。オキサゾリジン系架橋剤とは、特公昭４Ｂ−
２０８３９号公報、特開昭５１−５９８５８号公報、特
開昭５２−８３６５８号公報、特公昭５５−３５４０７
号公報等に記載されているような化合物、すなわち、基
を有する化合物を言う。ここでＲ１は炭素数２〜６の脂
肪族炭化水素、Ｒｚ、Ｒ）は任意の炭素数の脂肪族炭化
水素、脂環族炭化水素、芳香族炭化水素、あるいはそれ
らの誘導体を示す。

潜伏性架橋剤としては、そのほか、 （ただし、Ｊ　　、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ４は水素、炭素数１
〜６のアルキル基、あるいはフェニル基、Ａは炭素数２
〜６のアルキレン基または炭素数６〜１２の非隣位アリ
ーレン基を示す、）で表わされるケチミン系架橋剤も用
いられる。ケチミン系架橋剤を用いる場合は、上記ウレ
タンプレポリマーの末端ＮＧＯは、フェノール、クレゾ
ール、エチレンアセチルアセテート、シクロヘキサノン
オキシム、インプロパツール等のブロック化剤でマスク
する必要がある。

ニエｌ： フィラーとしては、たとえば、タルク、酸化チタン、炭
酸カルシウム、カオリン、クレー、マイカ、微粉シリカ
、アルミナ、アスベスト粉、微粉シリカ、硫酸バリウム
、リトポン、石コウ、パーライト、ベントナイトなどが
あげられる。そのほか、目的により、銀粉、銅粉、ニッ
ケル粉、ステンレス鋼粉、アルミニウム粉、銀コートガ
ラス粉、カーボンブラック、グラファイトなど粉状また
はフレーク状の導電性粉を用いることもある。

これらのフィラーは１種または２種以上を組合せて用い
る。

一ノ゛イソシアネートヒ 芳香族インシアネート化合物としては、２，４−または
２．６−　）リレンジイソシアネート、ジフェニルメタ
ン−４，４°−ジイソシアネートまたはそのカルボジイ
ミド変性物、ｍ−フェニレンジイソシアネート、キシリ
レンジイソシアネート、３．３°−ジメチル−４，４′
−ビフェニレンジイソシアネート、３，３゜−ジクロロ
−４，４゛−ビフェニレンジイソシアネート、１，５−
ナフタレンジイソシネート、１．５−テトラヒドロナフ
タレンジインシアネートなどがあげられる。

エチレン−ビニル　［ エチレン−酢酸ビニル共重合体としては、酢酸ビニルの
含有量が２０〜８０重量％、好ましくは４５〜６５重量
％のものが用いられる。酢酸ビニルの含有量が余りに少
ないと溶解性、分散性、弾性が不足し、一方その含有量
が余りに多いと柔軟性、耐寒性が不足する。

なお、エチレン−酢酸ビニル共重合体は、エチレン、酢
酸ビニル以外に、エチレン性不飽和カルボン酸またはそ
のエステル、アクリロニトリル、アクリルアミド、ビニ
ルエーテル、ビニルアルコールなどの成分を少量含んで
いてもよい。

醍血皿ｊ 上記各成分の配合割合は広い範囲から選択されるが、ウ
レタンプレポリマー１００重量部に対して、潜伏性架橋
剤５〜５０重量部、フィラー５０〜２００玉ｉ部、芳香
族イソシネート化合物３〜３０重量部およびエチレン−
酢酸ビニル共重合体１０〜２０重量部を配合することが
望ましい。

潜伏性架橋剤の過少は使用時に硬化不足を招き、潜伏性
架橋剤の過多は作業性を損なう、フィラーの過少は硬度
、チクソ性などの点で不利になり、フィラーの過多は機
械的強度を損なう、芳香族インシアネート化合物の過少
は貯蔵安定性を低下させ、芳香族インシアネート化合物
の過多は硬化性を阻害する。エチレン−酢酸ビニル共重
合体の過少は可塑剤のブリート現象を招きやすく、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体の過多は表面タックの問題を
生ずるようになる。

藍血父立羞ｊ 上記各成分のほかに、難燃剤（改質赤リン系、アンチモ
ン酸化物系、モリブデン化合物、ホウ素化合物、リン酸
エステル、金属水酸化物など）、フィラーと樹脂間の接
着性を向上させるカップリング剤（シランカップリング
剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング
剤など）、可塑剤（フタル酸エステル、安息香酸エステ
ル、部分水素添加ターフェニル、アルキル多環芳香族炭
化水素、塩素化パラフィンなど）、顔料（シアニンブル
ー、クロムイエロー、ウオッチングレッド、ベンガラ、
アニリンブラック、ブンガンブルー、鉄黒、ウルトラマ
リンブルー、ハンザレッド、クロームイエロー、クロー
ムグリーンなど）、染料、レベリング剤、希釈剤（不活
性溶剤など）、安定剤、揺変剤、消泡剤等を必要に応じ
て配合することができる。

且垂 本発明の電子部品用ポリウレタン系封止剤は、電子部品
のキャスティング、ボッティング、ディッピング、コー
ティング、エンカブシュレーティングなどの目的に用い
られる。

作　　　　用 本発明の封止剤は、これを容器に充填して貯蔵した場合
、芳香族インシアネート系化合物が封止剤中の微量の水
分を吸収して封止剤の硬化、変質が防１トされる。ここ
で芳香族インシアネート化合物以外のイソシアネート化
合物を用いると、微量の水分の吸収は可能であっても、
接着力の低下、変質等の弊害がｗＪ著となり、実用に耐
えなくなる。

そして使用時には、潜伏性架橋剤が空気中の水分と反応
して活性水素を生じ、その結果常温においてもウレタン
プレポリマーがすみやかに硬化し、しかも硬化に際しガ
スを発生しない。

Ｍ＋ト剤中にはフィラーが含まれているので硬化物の硬
度の調節が図られ、また封１ト剤中にはエチレン−酢酸
ビニル共重合体が含まれているので良好な柔軟性が図ら
れる。

実　　　施　　　例 次に実施例をあげて、本発明の電子部品用ポリウレタン
系封止剤をさらに詳細に説明する。以下「部」、「％」
とあるのは重量基準で示したものである。

実施例１ 下記成分を均一に混合して封止剤を調製し、ノズル付き
容器に充填した。

ポリプロピレングリコール系ウレタンプレポリマー（Ｎ
ＧＯ含量２．５％）　　　１００部オキサゾリジン系架
橋剤（バイエル社製ハードナーＬ−２３５０）　　　　
　　　　２０部タルク　　　　　　　　　　　　　１５
０部酸化チタン　　　　　　　　　　　１２部ジフェニ
ルメタン−４，４′−ジイソシアネートｉｏ部 エチレン−＃酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量５５
％）　　　　　　　　　　１５部この容器を開口し、種
々の温度条件下における可使時間を測定した。結果は次
の通りであった。

５℃、６０％ＲＨ４０分 １８℃、６０％ＲＨ３０分 ３０℃、６０％ＲＨ２０分 この事実は、作業環境の如何を問わず、可使時間が一定
しており、−原型であることとあいまって、作業者にと
って作業が行いやすいことを示している。

また、この容器を開口してガラス板上に２ｒｔｒｍ厚に
塗工したところ、２５℃の条件で（つまり常温で）２０
分後には表面が硬化し、１時間後には内部まで完全に硬
化した。

なお、この容器を室内に放置して貯蔵安定性を調べたが
、１年放置後もゲル化は見られず、容器のノズルからの
吐出が可能であった。

次に上記容器から内容物を吐出し、発生ガスの有無、接
点抵抗値、硬度、　１００％モジュラス、引張強度、伸
度を測定した。

結果を第１表に示す。

なお、比較のため、市販の二液型ウレタンシーラント（
比較例１）、シリコーンシーラント（比較例２）につい
ても同様の測定を行った。結果を第１表に併せて示す。

第１表 注、接点抵抗値は、一定量（約２００ｇ／ｒｎ’）のシ
ーラントを内側に塗布した密閉系の容器内でリレー装置
を１００００回開閉動作を繰返・した後、リレ一部の抵
抗値を測定したものである。

比較例３ ジフェニルメタン−４，４°−ジイソシアネートの配合
を省略したほかは実施例１と同様にして封１ト剤を調製
した。可使時間および貯蔵安定性は次の通りであった・ 可使時間 ５℃、６０％ＲＨ６０分 １８℃、６０％ＲＨ４０分 ３０℃、６０％ＲＨ３０分 貯蔵安定性 ６ケ月放置後にはゲル化し、吐出下部。

実施例２ 下記成分を均一に混合して封【ト剤を調製し、ノズル付
き容器に充填した。

ポリエーテルポリオール系ウレタンプレポリマー（ＮＧ
Ｏ含！２．０％）　　　　１００部オキサゾリジン系架
橋剤（バイエル社製ハードナーＬ−２３５０）　　　　
　　　　２５部微粉シリカ　　　　　　　　　　　１８
部ジフェニルメタン−４，４°−ジインシアネート１２
部 実施例３ 下記成分を均一に混合して封１Ｆ剤を調製し、ノズル付
き容器に充填した。

ポリエステルポリオール系ウレタンプレポリマー（ＮＧ
Ｏ含量１．５％）　　　　１００部オキサゾリジン系架
橋剤（バイエル社製ハードナーＬ−２３５０）　　　　
　　　　　８部タルク　　　　　　　　　　　　　１５
０部微粉シリカ　　　　　　　　　　　　５部２．４−
　トリレンジイソシアネート　　　７部実施例４ 下記成分を均一に混合して封止剤を調製し、ノズル付き
容器に充填した。

ポリプロピレングリコール系ウレタンプレポリマー（Ｎ
ＣＯ含量２．５％）　　　　１００部ケチミン系架橋剤
（バイエル社製ハードナーＬ−２２５３）　　　　　　
　　　　　５部タルク　　　　　　　　　　　　　１５
０部酸化チタン　　　　　　　　　　　１２部ジフェニ
ルメタン−４，４゛−ジイソシアネート１０部 上記実施例２〜４につき、各容器から内容物を吐出し、
発生ガスの有無、接点抵抗値、硬度、１００％モジュラ
ス、引張強度、伸度を測定した。

結果を第２表に示す。

第　　２　　表 発明の効果 本発明の封＋）剤は、−原型であるので作業に際し混合
の手間を要しない上、可使時間が周囲の温度条件の如何
にかかわらず比較的一定しており、作業性にすぐれてい
る。また貯蔵安定性がすぐれており、経時増粘による容
器からの吐出性の低下やゲル化も生じない。

また、加熱によらず常温でもすみやかに硬化するので、
この点でも作業が容易であるだけでなく、高温加熱によ
る電子部品の損傷の危険がない。

加えて、本発明の封止剤は伸度が高いため柔軟性を有し
、耐湿性や電子部品構成部材に対する密着性が良好であ
り、塩素イオンが不純物として混入するおそれもないの
で、エポキシ樹脂系封Ｗ剤の如き断線や腐食のおそれが
なく、シリコーン樹脂系封止剤の如き耐湿性不足による
用途制限がない。

そして、従来のシリコーン樹脂系封止剤やポリウレタン
系封止剤のように、硬化樹脂による酢酸、オキシム、炭
酸ガスなどの発生がないので、作業性、腐食、スイッチ
の接触不良（ポンディング不良）、気密部分への圧力の
蓄積などのトラブルを生ずるおそれがない。

そのほか、本発明の封止剤は耐熱性がすぐれている点で
も電子部品用の封止剤として好ましい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウレタンプレポリマー、潜伏性架橋剤、フィラー、
   芳香族イソシネート化合物およびエチレン−酢酸ビニル
   共重合体よりなる一液型の電子部品用ポリウレタン系封
   止剤。 ２、ウレタンプレポリマー１００重量部に対して、潜伏
   性架橋剤５〜５０重量部、フィラー５０〜２００重量部
   、芳香族イソシネート化合物３〜３０重量部およびエチ
   レン−酢酸ビニル共重合体１０〜２０重量部を配合して
   なる特許請求の範囲第１項記載の封止剤。 ３、潜伏性架橋剤が、オキサゾリジン系架橋剤またはケ
   チミン系架橋剤である特許請求の範囲第１項記載の組成
   物。 ４、エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量
   が２０〜８０重量％である特許請求の範囲第１項記載の
   組成物。