中空樹脂筐体用樹脂組成物および中空樹脂筐体
【課題】半導体チップを内部に収容する中空樹脂筐体において、加熱による変形に起因する信頼性の低下を抑制する。
【解決手段】中空樹脂筐体１の成形に用いられる中空樹脂筐体用樹脂組成物は、液晶ポリエステルとフィラーとを含む。この液晶ポリエステルは、その流動開始温度が３２０〜４００℃である。フィラーの含有量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して１００質量部以下である。これにより、中空樹脂筐体の耐熱性が高まり、加熱時の寸法安定性が向上する。その結果、はんだリフローなどの加熱工程を通じても、中空樹脂筐体の変形に起因する信頼性の低下を抑制することができる。
【解決手段】中空樹脂筐体１の成形に用いられる中空樹脂筐体用樹脂組成物は、液晶ポリエステルとフィラーとを含む。この液晶ポリエステルは、その流動開始温度が３２０〜４００℃である。フィラーの含有量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して１００質量部以下である。これにより、中空樹脂筐体の耐熱性が高まり、加熱時の寸法安定性が向上する。その結果、はんだリフローなどの加熱工程を通じても、中空樹脂筐体の変形に起因する信頼性の低下を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを内部に収容するための中空樹脂筐体の成形に用いられる樹脂組成物、つまり中空樹脂筐体用樹脂組成物と、この中空樹脂筐体用樹脂組成物から成形される中空樹脂筐体とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代の電子デバイス技術として、小型のアクチュエータ、各種のセンサー（例えば、イメージセンサー、加速度センサー）などに関するＭＥＭＳ（メムス、Micro Electro Mechanical Systems）技術が期待されている。このＭＥＭＳ技術が用いられた小型のアクチュエータ、各種のセンサーなどの半導体素子においては、中空筐体の内部に半導体チップが収容されている。この中空筐体は、一般に、半導体チップを載置するための容器部に蓋部が封着されて内部が気密封止された構造を有している。そして、この中空筐体は、はんだリフローなどの加熱工程を通じて基板や回路などに接続されることが多い。
【０００３】
従来、この中空筐体においては、その材質として、金属、セラミックス、ガラスその他が採用され、シーム溶接や焼結などの手法を用いて、容器部と蓋部とが接合されていた（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
また、最近では、この中空筐体の材質として、成形性、軽量性、製造コストなどの観点から、合成樹脂が注目されている。こうした合成樹脂製の中空筐体、つまり中空樹脂筐体においては、レーザ溶着法などの手法を用いて、容器部と蓋部とが接合されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２３６０６号公報
【特許文献２】特開２００８−２７１４９１号公報
【特許文献３】特表平９−５１０９３０号公報
【特許文献４】特許第４２１４７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような中空樹脂筐体では、その材質が汎用の合成樹脂である場合、金属に比べて耐熱性（高温時の剛性）が劣るため、はんだリフローなどの加熱工程において、中空樹脂筐体の内部に存在する気体が熱膨張（体積膨張）して中空樹脂筐体が変形してしまう。その結果、基板や回路と中空樹脂筐体との間に接続不良が生じたり、中空樹脂筐体の内部に搭載された半導体チップと中空樹脂筐体との間に接続不良が生じたりして、製品としての信頼性が低下する恐れがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような事情に鑑み、はんだリフローなどの加熱工程を通じても、中空樹脂筐体の変形に起因する信頼性の低下を抑制することが可能な中空樹脂筐体用樹脂組成物を提供することを第１の目的とする。また、このような中空樹脂筐体用樹脂組成物からなる中空樹脂筐体を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するため、本発明者は、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明は、半導体チップを内部に収容するための中空樹脂筐体の成形に用いられ、液晶ポリエステルとフィラーとを含む中空樹脂筐体用樹脂組成物であって、前記液晶ポリエステルは、その流動開始温度が３２０〜４００℃であることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記液晶ポリエステルが、下記式（１）で表される繰返し単位を有することを特徴としている。
（１）−Ｏ−Ａｒ1 −ＣＯ−
（Ａｒ1 は、フェニレン基、ナフチレン基またはビフェニリレン基を表す。Ａｒ1 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記液晶ポリエステルが、下記式（２）で表される繰返し単位と、下記式（３）で表される繰返し単位とを有することを特徴としている。
（２）−ＣＯ−Ａｒ2 −ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ3 −Ｙ−
（Ａｒ2 およびＡｒ3 は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基または下記式（４）で表される基を表す。ＸおよびＹは、それぞれ独立に、酸素原子またはイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ4 −Ｚ−Ａｒ5 −
（Ａｒ4 およびＡｒ5 は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはアルキリデン基を表す。）
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成に加え、前記フィラーの含有量が、前記液晶ポリエステル１００質量部に対して１００質量部以下であることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の中空樹脂筐体用樹脂組成物を溶融成形して得たことを特徴としている。
【００１４】
さらに、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の構成に加え、前記半導体チップを載置するための容器部に蓋部が封着されて内部が気密封止された構造を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、中空樹脂筐体の材質が、所定の流動開始温度を有する液晶ポリエステルを含む樹脂組成物であるため、中空樹脂筐体の耐熱性が高まり、加熱時の寸法安定性が向上する。その結果、はんだリフローなどの加熱工程を通じても、中空樹脂筐体の変形に起因する信頼性の低下を抑制することができる。
【００１６】
したがって、本発明に係る中空樹脂筐体用樹脂組成物および中空樹脂筐体は、これから樹脂化が進むと予想されるＭＥＭＳ関連製品を始めとして、製造時に加熱工程を含む製品において、極めて有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る中空樹脂筐体を示す断面図である。
【図２】実施例におけるリフロー試験の温度プロファイルを模式的に表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００１９】
図１には、本発明の実施の形態１を示す。
【００２０】
この実施の形態１に係る中空樹脂筐体１は、図１に示すように、六面体状の容器部２を有しており、容器部２内には半導体チップ４が載置されている。また、容器部２の上側には長方形板状の蓋部３がレーザー溶着で封着されている。そのため、中空樹脂筐体１の内部は、容器部２および蓋部３によって気密封止された状態となっている。
【００２１】
ここで、容器部２および蓋部３はいずれも、液晶ポリエステル樹脂組成物を溶融成形して得たものである。この液晶ポリエステル樹脂組成物は、以下に述べる特定の液晶ポリエステルに、フィラー（充填剤）その他の成分を配合したものである。
【００２２】
すなわち、この液晶ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示すポリエステルであり、液晶ポリエステルアミドであってもよく、液晶ポリエステルエーテルであってもよく、液晶ポリエステルカーボネートであってもよく、液晶ポリエステルイミドであってもよい。液晶ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。
【００２３】
液晶ポリエステルの典型的な例としては、芳香族ヒドロキシカルボン酸と芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物とを重合（重縮合）させてなるもの、複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合させてなるもの、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物とを重合させてなるもの、およびポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルと芳香族ヒドロキシカルボン酸とを重合させてなるものが挙げられる。ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、その一部または全部に代えて、その重合可能な誘導体が用いられてもよい。
【００２４】
芳香族ヒドロキシカルボン酸および芳香族ジカルボン酸のようなカルボキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシル基をアルコキシカルボニル基またはアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの（エステル）、カルボキシル基をハロホルミル基に変換してなるもの（酸ハロゲン化物）、およびカルボキシル基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの（酸無水物）が挙げられる。芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオールおよび芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンのようなアミノ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。
【００２５】
液晶ポリエステルは、下記式（１）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（１）」という。）を有することが好ましく、繰返し単位（１）と、下記式（２）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（２）」という。）と、下記式（３）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（３）」という。）とを有することがより好ましい。
（１）−Ｏ−Ａｒ1 −ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ2 −ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ3 −Ｙ−
（Ａｒ1 は、フェニレン基、ナフチレン基またはビフェニリレン基を表す。Ａｒ2 およびＡｒ3 は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基または下記式（４）で表される基を表す。ＸおよびＹは、それぞれ独立に、酸素原子またはイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ1 、Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ4 −Ｚ−Ａｒ5 −
（Ａｒ4 およびＡｒ5 は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはアルキリデン基を表す。）
【００２６】
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基およびｎ−デシル基が挙げられ、その炭素数は、通常１〜１０である。前記アリール基の例としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、１−ナフチル基および２−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、通常６〜２０である。前記水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、Ａｒ1 、Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基ごとに、それぞれ独立に、通常２個以下であり、好ましくは１個以下である。
【００２７】
前記アルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、ｎ−ブチリデン基および２−エチルヘキシリデン基が挙げられ、その炭素数は通常１〜１０である。
【００２８】
繰返し単位（１）は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（１）としては、Ａｒ1 がｐ−フェニレン基であるもの（ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位）、およびＡｒ1 が２，６−ナフチレン基であるもの（６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００２９】
繰返し単位（２）は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（２）としては、Ａｒ2 がｐ−フェニレン基であるもの（テレフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ2 がｍ−フェニレン基であるもの（イソフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ2 が２，６−ナフチレン基であるもの（２，６−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位）、およびＡｒ2 がジフェニルエーテル−４，４’−ジイル基であるもの（ジフェニルエーテル−４，４’−ジカルボン酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００３０】
繰返し単位（３）は、所定の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミンまたは芳香族ジアミンに由来する繰返し単位である。繰返し単位（３）としては、Ａｒ3 がｐ−フェニレン基であるもの（ヒドロキノン、ｐ−アミノフェノールまたはｐ−フェニレンジアミンに由来する繰返し単位）、およびＡｒ3 が４，４’−ビフェニリレン基であるもの（４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４−アミノ−４’−ヒドロキシビフェニルまたは４，４’−ジアミノビフェニルに由来する繰返し単位）が好ましい。
【００３１】
繰返し単位（１）の含有量は、全繰返し単位の合計量（液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量をその各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量（モル）を求め、それらを合計した値）に対して、通常３０モル％以上、好ましくは３０〜８０モル％、より好ましくは４０〜７０モル％、さらに好ましくは４５〜６５モル％である。繰返し単位（２）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、通常３５モル％以下、好ましくは１０〜３５モル％、より好ましくは１５〜３０モル％、さらに好ましくは１７．５〜２７．５モル％である。繰返し単位（３）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、通常３５モル％以下、好ましくは１０〜３５モル％、より好ましくは１５〜３０モル％、さらに好ましくは１７．５〜２７．５モル％である。繰返し単位（１）の含有量が多いほど、溶融流動性や耐熱性や強度・剛性が向上しやすいが、あまり多いと、溶融温度や溶融粘度が高くなりやすく、成形に必要な温度が高くなりやすい。
【００３２】
繰返し単位（２）の含有量と繰返し単位（３）の含有量との割合は、［繰返し単位（２）の含有量］／［繰返し単位（３）の含有量］（モル／モル）で表して、通常０．９／１〜１／０．９、好ましくは０．９５／１〜１／０．９５、より好ましくは０．９８／１〜１／０．９８である。
【００３３】
なお、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）を、それぞれ独立に、２種以上有してもよい。また、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）以外の繰返し単位を有してもよいが、その含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、通常１０モル％以下、好ましくは５モル％以下である。
【００３４】
液晶ポリエステルは、繰返し単位（３）として、ＸおよびＹがそれぞれ酸素原子であるものを有すること、すなわち、所定の芳香族ジオールに由来する繰返し単位を有することが、溶融粘度が低くなりやすいので、好ましく、繰返し単位（３）として、ＸおよびＹがそれぞれ酸素原子であるもののみを有することが、より好ましい。
【００３５】
液晶ポリエステルは、それを構成する繰返し単位に対応する原料モノマーを溶融重合させ、得られた重合物（以下、「プレポリマー」という。）を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性や強度・剛性が高い高分子量の液晶ポリエステルを操作性良く製造することができる。溶融重合は、触媒の存在下に行ってもよく、この触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモンなどの金属化合物や、４−（ジメチルアミノ）ピリジン、１−メチルイミダゾールなどの含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。
【００３６】
また、この液晶ポリエステルは、その流動開始温度が、３２０〜４００℃であり、３４０〜３８０℃であることが好ましい。液晶ポリエステルの流動開始温度がこの範囲内である場合、液晶ポリエステル自体の耐熱性が十分に発現され、成形時に液晶ポリエステルの熱分解を生じる恐れもなく、成形が一層容易になる点で好ましい。流動開始温度がこの範囲内である液晶ポリエステルは、前述した固相重合を用いて容易に製造することができる。
【００３７】
なお、流動開始温度とは、フロー温度または流動温度とも呼ばれ、内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのノズルを持つ毛細管レオメータを用い、９．８ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）の荷重下において、昇温速度４℃／分で液晶ポリエステルの加熱溶融体をノズルから押し出すときに、溶融粘度が４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポアズ）を示す温度であり、液晶ポリエステルの分子量の目安となるものである（例えば、小出直之編「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」第９５〜１０５頁、（株）シーエムシー出版、１９８７年６月５日発行を参照）。
【００３８】
液晶ポリエステル樹脂組成物は、フィラー、添加剤、液晶ポリエステル以外の樹脂などの他の成分を１種以上含んでもよい。
【００３９】
フィラーは、繊維状フィラーであってもよく、板状フィラーであってもよく、繊維状および板状以外で、球状その他の粒状フィラーであってもよい。また、フィラーは、無機フィラーであってもよく、有機フィラーであってもよい。繊維状無機フィラーの例としては、ガラス繊維；パン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの炭素繊維；シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維などのセラミック繊維；およびステンレス繊維などの金属繊維が挙げられる。また、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー、ウォラストナイトウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、窒化ケイ素ウイスカー、炭化ケイ素ウイスカーなどのウイスカーも挙げられる。繊維状有機フィラーの例としては、ポリエステル繊維およびアラミド繊維が挙げられる。板状無機フィラーの例としては、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ガラスフレーク、硫酸バリウムおよび炭酸カルシウムが挙げられる。マイカは、白雲母であってもよく、金雲母であってもよく、フッ素金雲母であってもよく、四ケイ素雲母であってもよい。粒状無機フィラーの例としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ガラスビーズ、ガラスバルーン、窒化ホウ素、炭化ケイ素および炭酸カルシウムが挙げられる。
【００４０】
フィラーの含有量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、１００質量部以下であることが好ましく、２０〜８０質量部であることがより好ましく、３０〜７０質量部であることが特に好ましい。フィラーの使用量がこの範囲内であると、液晶ポリエステル樹脂組成物を溶融押出成形してペレット状に調製する際、押出成形機のスクリューへの噛み込み性が良好となり、ペレット加工時の可塑化が十分となる。しかも、このような方法で作成したペレット状の液晶ポリエステル樹脂組成物を用いて成形すると、得られる成形体の外観が良好になるといった利点がある。
【００４１】
添加剤の例としては、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、界面活性剤、難燃剤および着色剤が挙げられる。添加剤の含有量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、通常０〜５質量部である。
【００４２】
液晶ポリエステル以外の樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリアミド、液晶ポリエステル以外のポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミドなどの液晶ポリエステル以外の熱可塑性樹脂；およびフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。液晶ポリエステル以外の樹脂の含有量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、通常０〜２０質量部である。
【００４３】
液晶ポリエステル樹脂組成物を調製するには、液晶ポリエステル、フィラーおよび必要に応じて用いられる他の成分を、押出機を用いて溶融混練し、ストランド状に押出成形した後、ペレタイザなどを用いてペレット化する方法を採用するのが好ましい。この押出機としては、シリンダーと、シリンダー内に配置された１本以上のスクリューと、シリンダーに設けられた１箇所以上の供給口とを有するものが、好ましく用いられ、さらにシリンダーに設けられた１箇所以上のベント部を有するものが、より好ましく用いられる。
【００４４】
液晶ポリエステル樹脂組成物の成形法としては、溶融成形法が好ましい。この溶融成形法としては、射出成形法、Ｔダイ法やインフレーション法などの押出成形法、圧縮成形法、ブロー成形法、真空成形法およびプレス成形法を例示することができるが、これらの中でも射出成形法が好ましい。
【００４５】
このように、中空樹脂筐体１は、その材質が、所定の流動開始温度を有する液晶ポリエステルを含む樹脂組成物である。そのため、中空樹脂筐体１の耐熱性が高まり、加熱時の寸法安定性が向上する。したがって、はんだリフローなどの加熱工程において、中空樹脂筐体１の内部に存在する気体が熱膨張して中空樹脂筐体１を変形させる力が作用しても、中空樹脂筐体１の変形を抑制することができる。その結果、基板や回路と中空樹脂筐体１との間の接続不良や半導体チップ４と中空樹脂筐体１との接続不良を回避し、製品としての信頼性を維持することが可能となる。
【００４６】
したがって、中空樹脂筐体１は、これから樹脂化が進むと予想されるＭＥＭＳ関連分野を始めとして、高湿度環境下で使用するような用途分野において、極めて有用となる。
【００４７】
また、中空樹脂筐体１では、上述したとおり、容器部２と蓋部３とが同種の樹脂（所定の流動開始温度を有する液晶ポリエステルを主成分とする樹脂）から形成されているため、両者の接合強度を高めることができる。
［発明のその他の実施の形態］
【００４８】
なお、上述した実施の形態１では、容器部２に蓋部３がレーザー溶着で接合されている中空樹脂筐体１について説明した。しかし、容器部２と蓋部３との接合方法としては、所定の気密性を確保しつつ両者を接合できるものである限り、レーザー溶着以外の接合方法、例えば、接着（接着剤による接合）、熱板溶接、スピン溶着、振動溶着、超音波溶着などを代用または併用することも可能である。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。
＜製造例１＞
【００５０】
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却器を備えた反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸９９４．５ｇ（７．２モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニル４４６．９ｇ（２．４モル）、テレフタル酸３５８．８ｇ（２．１６モル）、イソフタル酸３９．９ｇ（０．２４モル）、無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）および１−メチルイミダゾール０．２ｇを入れ、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１５０℃まで３０分かけて昇温し、１５０℃を保持して１時間還流させた。
【００５１】
その後、副生酢酸および未反応の無水酢酸を留去しながら、３２０℃まで２時間５０分かけて昇温した。そして、トルクの上昇が認められる時点を反応終了として、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却することにより、液晶ポリエステルのプレポリマーを得た。
【００５２】
次いで、このプレポリマーを粗粉砕機で粉砕した後、窒素ガス雰囲気下、室温から２５０℃まで１時間かけて昇温し、２５０℃から３０５℃まで５時間かけて昇温し、３０５℃で３時間保持することにより、固相重合させた後、冷却することにより、粉末状の液晶ポリエステルを得た。この液晶ポリエステルの流動開始温度は、３５７℃であった。
【００５３】
なお、この流動開始温度は、フローテスター（（株）島津製作所製の「ＣＦＴ−５００型」）により、試料約２ｇを用いて測定した値である。すなわち、このフローテスターを用いて、内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのダイスを取り付けた毛細管レオメータに試料約２ｇを充填し、９．８ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）の荷重下において、昇温速度４℃／分で溶融させながら押し出し、溶融粘度が４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポアズ）を示す温度を測定し、この温度を流動開始温度とした。
＜製造例２＞
【００５４】
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却器を備えた反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸９９４．５ｇ（７．２モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニル４４６．９ｇ（２．４モル）、テレフタル酸２９９．０ｇ（１．８モル）、イソフタル酸９９．７ｇ（０．６モル）、無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）を入れ、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１５０℃まで３０分かけて昇温し、１５０℃を保持して１時間還流させた。
【００５５】
その後、副生酢酸および未反応の無水酢酸を留去しながら、３２０℃まで２時間５０分かけて昇温した。そして、トルクの上昇が認められる時点を反応終了として、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却することにより、液晶ポリエステルのプレポリマーを得た。
【００５６】
次いで、このプレポリマーを粗粉砕機で粉砕した後、窒素ガス雰囲気下、室温から２５０℃まで１時間かけて昇温し、２５０℃から２８５℃まで５時間かけて昇温し、２８５℃で３時間保持することにより、固相重合させた後、冷却することにより、粉末状の液晶ポリエステルを得た。この液晶ポリエステルの流動開始温度は、３２７℃であった。なお、この流動開始温度は、製造例１と同様の手順で測定した値である。
＜実施例１＞
【００５７】
製造例１で得られた液晶ポリエステル７０質量部に、オーウェンスコーニング（株）製のチョップドガラス繊維「ＣＳ０３ＪＡＰＸ−１」３０質量部をフィラーとして混合し、これを（株）池貝製の二軸押出機「ＰＣＭ−３０」で溶融・混錬し、ペレット状にした後、射出成形機にて規定の形状に成形することにより、中空樹脂筐体の容器部および蓋部を得た。そして、これらの容器部および蓋部を互いに接合して、中空樹脂筐体を製造した。
＜実施例２＞
【００５８】
製造例１で得られた液晶ポリエステルの代わりに、製造例２で作成された液晶ポリエステルを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、中空樹脂筐体を製造した。
＜リフロー試験による中空樹脂筐体の変形量＞
【００５９】
実施例１、２の中空樹脂筐体についてそれぞれ、（株）コアーズ製のガラス透過式平坦度測定モジュール「ｃｏｒｅ９０３０ｃ」を用いて、図２に示す温度プロファイルに従ってリフロー試験を実施した。なお、図２のグラフにおいて、横軸は時間（単位：秒）を表し、縦軸は温度（単位：℃）を表す。
【００６０】
その後、（株）ミツトヨ製の非接触３次元測定器「ＱｕｉｃｋＶｉｓｉｏｎＰＲＯ」を用いて、リフロー試験前後の中空樹脂筐体の寸法を測定し、リフロー試験後の寸法からリフロー試験前の寸法を減じることにより、中空樹脂筐体の変位量を算出した。そして、最大の変位を示した部分の変位量を求め、これをリフロー試験による中空樹脂筐体の変形量とした。
【００６１】
その結果、リフロー試験による中空樹脂筐体の変形量は、実施例１、２でそれぞれ６８μｍ、１３２μｍとなった。実施例１、２とも、中空樹脂筐体用樹脂組成物に求められる変形量として十分に小さな値であり、耐熱性に優れる結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係る中空樹脂筐体の内部に半導体チップが収容された半導体素子は、様々な用途に用いることができる。例えば、キャパシター、インダクター、抵抗器、トランジスター、ダイオード、集積回路、大規模集積回路、小型のアクチュエータ、各種のセンサー（例えば、イメージセンサー、加速度センサー、角速度センサー、湿度センサーなど）、振動子、圧電素子、発振子その他、特に形状が比較的複雑なものに好適に用いることができる。
【００６３】
また、この半導体素子を含む具体的な製品や部品・部材としては、コンピューター関連部品；半導体製造プロセス関連部品；ＶＴＲ、テレビジョン受像機、アイロン、エアコンディショナー、ステレオ、掃除機、冷蔵庫、炊飯器、照明器具などの家庭電気製品部品；ランプリフレクター、ランプホルダーなどの照明器具部品；ＣＤやＤＶＤのプレーヤー、レーザーディスク（登録商標）プレーヤー、スピーカーなどの音響製品部品；光ケーブル用フェルール、電話機部品、ファクシミリ部品、モデムなどの通信機器部品；複写機関連部品；モーター部品などの機械部品；自動車部品；調理用器具；航空機部品；宇宙機部品；原子炉などの放射線施設部材；海洋施設部材；光学機器部品；バルブ類；医療用機器部品および医療用材料；センサー類部品その他を挙げることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１……中空樹脂筐体
２……容器部
３……蓋部
４……半導体チップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを内部に収容するための中空樹脂筐体の成形に用いられる樹脂組成物、つまり中空樹脂筐体用樹脂組成物と、この中空樹脂筐体用樹脂組成物から成形される中空樹脂筐体とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代の電子デバイス技術として、小型のアクチュエータ、各種のセンサー（例えば、イメージセンサー、加速度センサー）などに関するＭＥＭＳ（メムス、Micro Electro Mechanical Systems）技術が期待されている。このＭＥＭＳ技術が用いられた小型のアクチュエータ、各種のセンサーなどの半導体素子においては、中空筐体の内部に半導体チップが収容されている。この中空筐体は、一般に、半導体チップを載置するための容器部に蓋部が封着されて内部が気密封止された構造を有している。そして、この中空筐体は、はんだリフローなどの加熱工程を通じて基板や回路などに接続されることが多い。
【０００３】
従来、この中空筐体においては、その材質として、金属、セラミックス、ガラスその他が採用され、シーム溶接や焼結などの手法を用いて、容器部と蓋部とが接合されていた（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
また、最近では、この中空筐体の材質として、成形性、軽量性、製造コストなどの観点から、合成樹脂が注目されている。こうした合成樹脂製の中空筐体、つまり中空樹脂筐体においては、レーザ溶着法などの手法を用いて、容器部と蓋部とが接合されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２３６０６号公報
【特許文献２】特開２００８−２７１４９１号公報
【特許文献３】特表平９−５１０９３０号公報
【特許文献４】特許第４２１４７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような中空樹脂筐体では、その材質が汎用の合成樹脂である場合、金属に比べて耐熱性（高温時の剛性）が劣るため、はんだリフローなどの加熱工程において、中空樹脂筐体の内部に存在する気体が熱膨張（体積膨張）して中空樹脂筐体が変形してしまう。その結果、基板や回路と中空樹脂筐体との間に接続不良が生じたり、中空樹脂筐体の内部に搭載された半導体チップと中空樹脂筐体との間に接続不良が生じたりして、製品としての信頼性が低下する恐れがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような事情に鑑み、はんだリフローなどの加熱工程を通じても、中空樹脂筐体の変形に起因する信頼性の低下を抑制することが可能な中空樹脂筐体用樹脂組成物を提供することを第１の目的とする。また、このような中空樹脂筐体用樹脂組成物からなる中空樹脂筐体を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するため、本発明者は、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明は、半導体チップを内部に収容するための中空樹脂筐体の成形に用いられ、液晶ポリエステルとフィラーとを含む中空樹脂筐体用樹脂組成物であって、前記液晶ポリエステルは、その流動開始温度が３２０〜４００℃であることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記液晶ポリエステルが、下記式（１）で表される繰返し単位を有することを特徴としている。
（１）−Ｏ−Ａｒ1 −ＣＯ−
（Ａｒ1 は、フェニレン基、ナフチレン基またはビフェニリレン基を表す。Ａｒ1 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記液晶ポリエステルが、下記式（２）で表される繰返し単位と、下記式（３）で表される繰返し単位とを有することを特徴としている。
（２）−ＣＯ−Ａｒ2 −ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ3 −Ｙ−
（Ａｒ2 およびＡｒ3 は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基または下記式（４）で表される基を表す。ＸおよびＹは、それぞれ独立に、酸素原子またはイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ4 −Ｚ−Ａｒ5 −
（Ａｒ4 およびＡｒ5 は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはアルキリデン基を表す。）
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成に加え、前記フィラーの含有量が、前記液晶ポリエステル１００質量部に対して１００質量部以下であることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の中空樹脂筐体用樹脂組成物を溶融成形して得たことを特徴としている。
【００１４】
さらに、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の構成に加え、前記半導体チップを載置するための容器部に蓋部が封着されて内部が気密封止された構造を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、中空樹脂筐体の材質が、所定の流動開始温度を有する液晶ポリエステルを含む樹脂組成物であるため、中空樹脂筐体の耐熱性が高まり、加熱時の寸法安定性が向上する。その結果、はんだリフローなどの加熱工程を通じても、中空樹脂筐体の変形に起因する信頼性の低下を抑制することができる。
【００１６】
したがって、本発明に係る中空樹脂筐体用樹脂組成物および中空樹脂筐体は、これから樹脂化が進むと予想されるＭＥＭＳ関連製品を始めとして、製造時に加熱工程を含む製品において、極めて有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る中空樹脂筐体を示す断面図である。
【図２】実施例におけるリフロー試験の温度プロファイルを模式的に表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００１９】
図１には、本発明の実施の形態１を示す。
【００２０】
この実施の形態１に係る中空樹脂筐体１は、図１に示すように、六面体状の容器部２を有しており、容器部２内には半導体チップ４が載置されている。また、容器部２の上側には長方形板状の蓋部３がレーザー溶着で封着されている。そのため、中空樹脂筐体１の内部は、容器部２および蓋部３によって気密封止された状態となっている。
【００２１】
ここで、容器部２および蓋部３はいずれも、液晶ポリエステル樹脂組成物を溶融成形して得たものである。この液晶ポリエステル樹脂組成物は、以下に述べる特定の液晶ポリエステルに、フィラー（充填剤）その他の成分を配合したものである。
【００２２】
すなわち、この液晶ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示すポリエステルであり、液晶ポリエステルアミドであってもよく、液晶ポリエステルエーテルであってもよく、液晶ポリエステルカーボネートであってもよく、液晶ポリエステルイミドであってもよい。液晶ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。
【００２３】
液晶ポリエステルの典型的な例としては、芳香族ヒドロキシカルボン酸と芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物とを重合（重縮合）させてなるもの、複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合させてなるもの、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物とを重合させてなるもの、およびポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルと芳香族ヒドロキシカルボン酸とを重合させてなるものが挙げられる。ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、その一部または全部に代えて、その重合可能な誘導体が用いられてもよい。
【００２４】
芳香族ヒドロキシカルボン酸および芳香族ジカルボン酸のようなカルボキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシル基をアルコキシカルボニル基またはアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの（エステル）、カルボキシル基をハロホルミル基に変換してなるもの（酸ハロゲン化物）、およびカルボキシル基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの（酸無水物）が挙げられる。芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオールおよび芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンのようなアミノ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの（アシル化物）が挙げられる。
【００２５】
液晶ポリエステルは、下記式（１）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（１）」という。）を有することが好ましく、繰返し単位（１）と、下記式（２）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（２）」という。）と、下記式（３）で表される繰返し単位（以下、「繰返し単位（３）」という。）とを有することがより好ましい。
（１）−Ｏ−Ａｒ1 −ＣＯ−
（２）−ＣＯ−Ａｒ2 −ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ3 −Ｙ−
（Ａｒ1 は、フェニレン基、ナフチレン基またはビフェニリレン基を表す。Ａｒ2 およびＡｒ3 は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基または下記式（４）で表される基を表す。ＸおよびＹは、それぞれ独立に、酸素原子またはイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ1 、Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ4 −Ｚ−Ａｒ5 −
（Ａｒ4 およびＡｒ5 は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはアルキリデン基を表す。）
【００２６】
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基およびｎ−デシル基が挙げられ、その炭素数は、通常１〜１０である。前記アリール基の例としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、１−ナフチル基および２−ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、通常６〜２０である。前記水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、Ａｒ1 、Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基ごとに、それぞれ独立に、通常２個以下であり、好ましくは１個以下である。
【００２７】
前記アルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、ｎ−ブチリデン基および２−エチルヘキシリデン基が挙げられ、その炭素数は通常１〜１０である。
【００２８】
繰返し単位（１）は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（１）としては、Ａｒ1 がｐ−フェニレン基であるもの（ｐ−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位）、およびＡｒ1 が２，６−ナフチレン基であるもの（６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００２９】
繰返し単位（２）は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位（２）としては、Ａｒ2 がｐ−フェニレン基であるもの（テレフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ2 がｍ−フェニレン基であるもの（イソフタル酸に由来する繰返し単位）、Ａｒ2 が２，６−ナフチレン基であるもの（２，６−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位）、およびＡｒ2 がジフェニルエーテル−４，４’−ジイル基であるもの（ジフェニルエーテル−４，４’−ジカルボン酸に由来する繰返し単位）が好ましい。
【００３０】
繰返し単位（３）は、所定の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミンまたは芳香族ジアミンに由来する繰返し単位である。繰返し単位（３）としては、Ａｒ3 がｐ−フェニレン基であるもの（ヒドロキノン、ｐ−アミノフェノールまたはｐ−フェニレンジアミンに由来する繰返し単位）、およびＡｒ3 が４，４’−ビフェニリレン基であるもの（４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４−アミノ−４’−ヒドロキシビフェニルまたは４，４’−ジアミノビフェニルに由来する繰返し単位）が好ましい。
【００３１】
繰返し単位（１）の含有量は、全繰返し単位の合計量（液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量をその各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量（モル）を求め、それらを合計した値）に対して、通常３０モル％以上、好ましくは３０〜８０モル％、より好ましくは４０〜７０モル％、さらに好ましくは４５〜６５モル％である。繰返し単位（２）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、通常３５モル％以下、好ましくは１０〜３５モル％、より好ましくは１５〜３０モル％、さらに好ましくは１７．５〜２７．５モル％である。繰返し単位（３）の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、通常３５モル％以下、好ましくは１０〜３５モル％、より好ましくは１５〜３０モル％、さらに好ましくは１７．５〜２７．５モル％である。繰返し単位（１）の含有量が多いほど、溶融流動性や耐熱性や強度・剛性が向上しやすいが、あまり多いと、溶融温度や溶融粘度が高くなりやすく、成形に必要な温度が高くなりやすい。
【００３２】
繰返し単位（２）の含有量と繰返し単位（３）の含有量との割合は、［繰返し単位（２）の含有量］／［繰返し単位（３）の含有量］（モル／モル）で表して、通常０．９／１〜１／０．９、好ましくは０．９５／１〜１／０．９５、より好ましくは０．９８／１〜１／０．９８である。
【００３３】
なお、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）を、それぞれ独立に、２種以上有してもよい。また、液晶ポリエステルは、繰返し単位（１）〜（３）以外の繰返し単位を有してもよいが、その含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、通常１０モル％以下、好ましくは５モル％以下である。
【００３４】
液晶ポリエステルは、繰返し単位（３）として、ＸおよびＹがそれぞれ酸素原子であるものを有すること、すなわち、所定の芳香族ジオールに由来する繰返し単位を有することが、溶融粘度が低くなりやすいので、好ましく、繰返し単位（３）として、ＸおよびＹがそれぞれ酸素原子であるもののみを有することが、より好ましい。
【００３５】
液晶ポリエステルは、それを構成する繰返し単位に対応する原料モノマーを溶融重合させ、得られた重合物（以下、「プレポリマー」という。）を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性や強度・剛性が高い高分子量の液晶ポリエステルを操作性良く製造することができる。溶融重合は、触媒の存在下に行ってもよく、この触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモンなどの金属化合物や、４−（ジメチルアミノ）ピリジン、１−メチルイミダゾールなどの含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。
【００３６】
また、この液晶ポリエステルは、その流動開始温度が、３２０〜４００℃であり、３４０〜３８０℃であることが好ましい。液晶ポリエステルの流動開始温度がこの範囲内である場合、液晶ポリエステル自体の耐熱性が十分に発現され、成形時に液晶ポリエステルの熱分解を生じる恐れもなく、成形が一層容易になる点で好ましい。流動開始温度がこの範囲内である液晶ポリエステルは、前述した固相重合を用いて容易に製造することができる。
【００３７】
なお、流動開始温度とは、フロー温度または流動温度とも呼ばれ、内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのノズルを持つ毛細管レオメータを用い、９．８ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）の荷重下において、昇温速度４℃／分で液晶ポリエステルの加熱溶融体をノズルから押し出すときに、溶融粘度が４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポアズ）を示す温度であり、液晶ポリエステルの分子量の目安となるものである（例えば、小出直之編「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」第９５〜１０５頁、（株）シーエムシー出版、１９８７年６月５日発行を参照）。
【００３８】
液晶ポリエステル樹脂組成物は、フィラー、添加剤、液晶ポリエステル以外の樹脂などの他の成分を１種以上含んでもよい。
【００３９】
フィラーは、繊維状フィラーであってもよく、板状フィラーであってもよく、繊維状および板状以外で、球状その他の粒状フィラーであってもよい。また、フィラーは、無機フィラーであってもよく、有機フィラーであってもよい。繊維状無機フィラーの例としては、ガラス繊維；パン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの炭素繊維；シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維などのセラミック繊維；およびステンレス繊維などの金属繊維が挙げられる。また、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー、ウォラストナイトウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、窒化ケイ素ウイスカー、炭化ケイ素ウイスカーなどのウイスカーも挙げられる。繊維状有機フィラーの例としては、ポリエステル繊維およびアラミド繊維が挙げられる。板状無機フィラーの例としては、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ガラスフレーク、硫酸バリウムおよび炭酸カルシウムが挙げられる。マイカは、白雲母であってもよく、金雲母であってもよく、フッ素金雲母であってもよく、四ケイ素雲母であってもよい。粒状無機フィラーの例としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ガラスビーズ、ガラスバルーン、窒化ホウ素、炭化ケイ素および炭酸カルシウムが挙げられる。
【００４０】
フィラーの含有量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、１００質量部以下であることが好ましく、２０〜８０質量部であることがより好ましく、３０〜７０質量部であることが特に好ましい。フィラーの使用量がこの範囲内であると、液晶ポリエステル樹脂組成物を溶融押出成形してペレット状に調製する際、押出成形機のスクリューへの噛み込み性が良好となり、ペレット加工時の可塑化が十分となる。しかも、このような方法で作成したペレット状の液晶ポリエステル樹脂組成物を用いて成形すると、得られる成形体の外観が良好になるといった利点がある。
【００４１】
添加剤の例としては、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、界面活性剤、難燃剤および着色剤が挙げられる。添加剤の含有量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、通常０〜５質量部である。
【００４２】
液晶ポリエステル以外の樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリアミド、液晶ポリエステル以外のポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミドなどの液晶ポリエステル以外の熱可塑性樹脂；およびフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。液晶ポリエステル以外の樹脂の含有量は、液晶ポリエステル１００質量部に対して、通常０〜２０質量部である。
【００４３】
液晶ポリエステル樹脂組成物を調製するには、液晶ポリエステル、フィラーおよび必要に応じて用いられる他の成分を、押出機を用いて溶融混練し、ストランド状に押出成形した後、ペレタイザなどを用いてペレット化する方法を採用するのが好ましい。この押出機としては、シリンダーと、シリンダー内に配置された１本以上のスクリューと、シリンダーに設けられた１箇所以上の供給口とを有するものが、好ましく用いられ、さらにシリンダーに設けられた１箇所以上のベント部を有するものが、より好ましく用いられる。
【００４４】
液晶ポリエステル樹脂組成物の成形法としては、溶融成形法が好ましい。この溶融成形法としては、射出成形法、Ｔダイ法やインフレーション法などの押出成形法、圧縮成形法、ブロー成形法、真空成形法およびプレス成形法を例示することができるが、これらの中でも射出成形法が好ましい。
【００４５】
このように、中空樹脂筐体１は、その材質が、所定の流動開始温度を有する液晶ポリエステルを含む樹脂組成物である。そのため、中空樹脂筐体１の耐熱性が高まり、加熱時の寸法安定性が向上する。したがって、はんだリフローなどの加熱工程において、中空樹脂筐体１の内部に存在する気体が熱膨張して中空樹脂筐体１を変形させる力が作用しても、中空樹脂筐体１の変形を抑制することができる。その結果、基板や回路と中空樹脂筐体１との間の接続不良や半導体チップ４と中空樹脂筐体１との接続不良を回避し、製品としての信頼性を維持することが可能となる。
【００４６】
したがって、中空樹脂筐体１は、これから樹脂化が進むと予想されるＭＥＭＳ関連分野を始めとして、高湿度環境下で使用するような用途分野において、極めて有用となる。
【００４７】
また、中空樹脂筐体１では、上述したとおり、容器部２と蓋部３とが同種の樹脂（所定の流動開始温度を有する液晶ポリエステルを主成分とする樹脂）から形成されているため、両者の接合強度を高めることができる。
［発明のその他の実施の形態］
【００４８】
なお、上述した実施の形態１では、容器部２に蓋部３がレーザー溶着で接合されている中空樹脂筐体１について説明した。しかし、容器部２と蓋部３との接合方法としては、所定の気密性を確保しつつ両者を接合できるものである限り、レーザー溶着以外の接合方法、例えば、接着（接着剤による接合）、熱板溶接、スピン溶着、振動溶着、超音波溶着などを代用または併用することも可能である。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。
＜製造例１＞
【００５０】
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却器を備えた反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸９９４．５ｇ（７．２モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニル４４６．９ｇ（２．４モル）、テレフタル酸３５８．８ｇ（２．１６モル）、イソフタル酸３９．９ｇ（０．２４モル）、無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）および１−メチルイミダゾール０．２ｇを入れ、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１５０℃まで３０分かけて昇温し、１５０℃を保持して１時間還流させた。
【００５１】
その後、副生酢酸および未反応の無水酢酸を留去しながら、３２０℃まで２時間５０分かけて昇温した。そして、トルクの上昇が認められる時点を反応終了として、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却することにより、液晶ポリエステルのプレポリマーを得た。
【００５２】
次いで、このプレポリマーを粗粉砕機で粉砕した後、窒素ガス雰囲気下、室温から２５０℃まで１時間かけて昇温し、２５０℃から３０５℃まで５時間かけて昇温し、３０５℃で３時間保持することにより、固相重合させた後、冷却することにより、粉末状の液晶ポリエステルを得た。この液晶ポリエステルの流動開始温度は、３５７℃であった。
【００５３】
なお、この流動開始温度は、フローテスター（（株）島津製作所製の「ＣＦＴ−５００型」）により、試料約２ｇを用いて測定した値である。すなわち、このフローテスターを用いて、内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのダイスを取り付けた毛細管レオメータに試料約２ｇを充填し、９．８ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）の荷重下において、昇温速度４℃／分で溶融させながら押し出し、溶融粘度が４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポアズ）を示す温度を測定し、この温度を流動開始温度とした。
＜製造例２＞
【００５４】
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却器を備えた反応器に、ｐ−ヒドロキシ安息香酸９９４．５ｇ（７．２モル）、４，４’−ジヒドロキシビフェニル４４６．９ｇ（２．４モル）、テレフタル酸２９９．０ｇ（１．８モル）、イソフタル酸９９．７ｇ（０．６モル）、無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）を入れ、窒素ガス気流下、攪拌しながら、室温から１５０℃まで３０分かけて昇温し、１５０℃を保持して１時間還流させた。
【００５５】
その後、副生酢酸および未反応の無水酢酸を留去しながら、３２０℃まで２時間５０分かけて昇温した。そして、トルクの上昇が認められる時点を反応終了として、反応器から内容物を取り出し、室温まで冷却することにより、液晶ポリエステルのプレポリマーを得た。
【００５６】
次いで、このプレポリマーを粗粉砕機で粉砕した後、窒素ガス雰囲気下、室温から２５０℃まで１時間かけて昇温し、２５０℃から２８５℃まで５時間かけて昇温し、２８５℃で３時間保持することにより、固相重合させた後、冷却することにより、粉末状の液晶ポリエステルを得た。この液晶ポリエステルの流動開始温度は、３２７℃であった。なお、この流動開始温度は、製造例１と同様の手順で測定した値である。
＜実施例１＞
【００５７】
製造例１で得られた液晶ポリエステル７０質量部に、オーウェンスコーニング（株）製のチョップドガラス繊維「ＣＳ０３ＪＡＰＸ−１」３０質量部をフィラーとして混合し、これを（株）池貝製の二軸押出機「ＰＣＭ−３０」で溶融・混錬し、ペレット状にした後、射出成形機にて規定の形状に成形することにより、中空樹脂筐体の容器部および蓋部を得た。そして、これらの容器部および蓋部を互いに接合して、中空樹脂筐体を製造した。
＜実施例２＞
【００５８】
製造例１で得られた液晶ポリエステルの代わりに、製造例２で作成された液晶ポリエステルを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、中空樹脂筐体を製造した。
＜リフロー試験による中空樹脂筐体の変形量＞
【００５９】
実施例１、２の中空樹脂筐体についてそれぞれ、（株）コアーズ製のガラス透過式平坦度測定モジュール「ｃｏｒｅ９０３０ｃ」を用いて、図２に示す温度プロファイルに従ってリフロー試験を実施した。なお、図２のグラフにおいて、横軸は時間（単位：秒）を表し、縦軸は温度（単位：℃）を表す。
【００６０】
その後、（株）ミツトヨ製の非接触３次元測定器「ＱｕｉｃｋＶｉｓｉｏｎＰＲＯ」を用いて、リフロー試験前後の中空樹脂筐体の寸法を測定し、リフロー試験後の寸法からリフロー試験前の寸法を減じることにより、中空樹脂筐体の変位量を算出した。そして、最大の変位を示した部分の変位量を求め、これをリフロー試験による中空樹脂筐体の変形量とした。
【００６１】
その結果、リフロー試験による中空樹脂筐体の変形量は、実施例１、２でそれぞれ６８μｍ、１３２μｍとなった。実施例１、２とも、中空樹脂筐体用樹脂組成物に求められる変形量として十分に小さな値であり、耐熱性に優れる結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係る中空樹脂筐体の内部に半導体チップが収容された半導体素子は、様々な用途に用いることができる。例えば、キャパシター、インダクター、抵抗器、トランジスター、ダイオード、集積回路、大規模集積回路、小型のアクチュエータ、各種のセンサー（例えば、イメージセンサー、加速度センサー、角速度センサー、湿度センサーなど）、振動子、圧電素子、発振子その他、特に形状が比較的複雑なものに好適に用いることができる。
【００６３】
また、この半導体素子を含む具体的な製品や部品・部材としては、コンピューター関連部品；半導体製造プロセス関連部品；ＶＴＲ、テレビジョン受像機、アイロン、エアコンディショナー、ステレオ、掃除機、冷蔵庫、炊飯器、照明器具などの家庭電気製品部品；ランプリフレクター、ランプホルダーなどの照明器具部品；ＣＤやＤＶＤのプレーヤー、レーザーディスク（登録商標）プレーヤー、スピーカーなどの音響製品部品；光ケーブル用フェルール、電話機部品、ファクシミリ部品、モデムなどの通信機器部品；複写機関連部品；モーター部品などの機械部品；自動車部品；調理用器具；航空機部品；宇宙機部品；原子炉などの放射線施設部材；海洋施設部材；光学機器部品；バルブ類；医療用機器部品および医療用材料；センサー類部品その他を挙げることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１……中空樹脂筐体
２……容器部
３……蓋部
４……半導体チップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを内部に収容するための中空樹脂筐体の成形に用いられ、液晶ポリエステルとフィラーとを含む中空樹脂筐体用樹脂組成物であって、
前記液晶ポリエステルは、その流動開始温度が３２０〜４００℃であることを特徴とする中空樹脂筐体用樹脂組成物。
【請求項２】
前記液晶ポリエステルが、下記式（１）で表される繰返し単位を有することを特徴とする請求項１に記載の中空樹脂筐体用樹脂組成物。
（１）−Ｏ−Ａｒ1 −ＣＯ−
（Ａｒ1 は、フェニレン基、ナフチレン基またはビフェニリレン基を表す。Ａｒ1 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
【請求項３】
前記液晶ポリエステルが、下記式（２）で表される繰返し単位と、下記式（３）で表される繰返し単位とを有することを特徴とする請求項２に記載の中空樹脂筐体用樹脂組成物。
（２）−ＣＯ−Ａｒ2 −ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ3 −Ｙ−
（Ａｒ2 およびＡｒ3 は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基または下記式（４）で表される基を表す。ＸおよびＹは、それぞれ独立に、酸素原子またはイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ4 −Ｚ−Ａｒ5 −
（Ａｒ4 およびＡｒ5 は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはアルキリデン基を表す。）
【請求項４】
前記フィラーの含有量が、前記液晶ポリエステル１００質量部に対して１００質量部以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の中空樹脂筐体用樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の中空樹脂筐体用樹脂組成物を溶融成形して得たことを特徴とする中空樹脂筐体。
【請求項６】
前記半導体チップを載置するための容器部に蓋部が封着されて内部が気密封止された構造を有することを特徴とする請求項５に記載の中空樹脂筐体。
【請求項１】
半導体チップを内部に収容するための中空樹脂筐体の成形に用いられ、液晶ポリエステルとフィラーとを含む中空樹脂筐体用樹脂組成物であって、
前記液晶ポリエステルは、その流動開始温度が３２０〜４００℃であることを特徴とする中空樹脂筐体用樹脂組成物。
【請求項２】
前記液晶ポリエステルが、下記式（１）で表される繰返し単位を有することを特徴とする請求項１に記載の中空樹脂筐体用樹脂組成物。
（１）−Ｏ−Ａｒ1 −ＣＯ−
（Ａｒ1 は、フェニレン基、ナフチレン基またはビフェニリレン基を表す。Ａｒ1 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
【請求項３】
前記液晶ポリエステルが、下記式（２）で表される繰返し単位と、下記式（３）で表される繰返し単位とを有することを特徴とする請求項２に記載の中空樹脂筐体用樹脂組成物。
（２）−ＣＯ−Ａｒ2 −ＣＯ−
（３）−Ｘ−Ａｒ3 −Ｙ−
（Ａｒ2 およびＡｒ3 は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基または下記式（４）で表される基を表す。ＸおよびＹは、それぞれ独立に、酸素原子またはイミノ基（−ＮＨ−）を表す。Ａｒ2 またはＡｒ3 で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
（４）−Ａｒ4 −Ｚ−Ａｒ5 −
（Ａｒ4 およびＡｒ5 は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。Ｚは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはアルキリデン基を表す。）
【請求項４】
前記フィラーの含有量が、前記液晶ポリエステル１００質量部に対して１００質量部以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の中空樹脂筐体用樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の中空樹脂筐体用樹脂組成物を溶融成形して得たことを特徴とする中空樹脂筐体。
【請求項６】
前記半導体チップを載置するための容器部に蓋部が封着されて内部が気密封止された構造を有することを特徴とする請求項５に記載の中空樹脂筐体。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１８８５５９（Ｐ２０１２−１８８５５９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３７３９（Ｐ２０１１−５３７３９）
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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