電気電子部品封止用樹脂組成物、電気電子部品封止体の製造方法および電気電子部品封止体
【課題】 アルミニウム材への初期密着強度に優れ、かつ冷熱サイクル負荷や１５０℃以上の高温下での環境負荷に対する耐久性に優れる電気電子部品封止用樹脂組成物、およびこれを用いた電気電子部品封止体を提供する。
【解決手段】 ポリカーボネート成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）、 エポキシ樹脂（Ｂ）、 フッ素樹脂（Ｃ）、 を含有し、 水分率０．１％以下に乾燥して２２０℃に加熱し圧力１ＭＰａを付与し、孔径１．０ｍｍ、厚み１０ｍｍのダイより押し出したときの溶融粘度が５ｄＰａ・ｓ以上３０００ｄＰａ・ｓ以下である、電気電子部品封止用樹脂組成物。
【解決手段】 ポリカーボネート成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）、 エポキシ樹脂（Ｂ）、 フッ素樹脂（Ｃ）、 を含有し、 水分率０．１％以下に乾燥して２２０℃に加熱し圧力１ＭＰａを付与し、孔径１．０ｍｍ、厚み１０ｍｍのダイより押し出したときの溶融粘度が５ｄＰａ・ｓ以上３０００ｄＰａ・ｓ以下である、電気電子部品封止用樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂組成物によって封止された電気電子部品封止体およびその製造方法、この用途に適した樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車・電化製品に広汎に使用されている電気電子部品は、その使用目的を達成する為に、外部との電気絶縁性が必須とされ、電気電子部品の形状に確実に追随し未充填部が発生しない封止方法が求められている。加温溶融するだけで粘度が低下し封止できるホットメルト樹脂は、封止後冷却するだけで固化して封止体が形成されるので生産性が高く、加熱して樹脂を溶融除去することで部材のリサイクルが容易に可能となる等の優れた特徴を有し、電気電子部品封止用に適している。
【０００３】
電気絶縁性・耐水性が共に高いポリエステルはこの用途に非常に有用な材料と考えられるが、一般に溶融粘度が高く、複雑な形状の部品を封止するには数百ＭＰａ以上の高圧での射出成型が必要となり、電気電子部品を破壊してしまう虞があった。これに対し、特許文献１には、特定の組成および物性を有するポリエステル樹脂と酸化防止剤とを含有するモールディング用ポリエステル樹脂組成物が開示されており、電気電子部品を破損しない低圧での封止が可能であることが開示されている。この樹脂組成物により、初期密着性の良好な成型品が得られるようになり、一般電気電子部品へのポリエステル系樹脂組成物の適用が可能となった。また、特許文献２には、結晶性ポリエステル樹脂とエポキシ樹脂とポリオレフィン樹脂が配合されている電気電子部品封止用樹脂組成物が開示されている。この組成物は、ガラスエポキシ板やガラスフィラー３０重量％入りポリブチレンテレフタレート板に対する初期接着強度が高く、また−４０℃と８０℃の冷熱１０００サイクル負荷、８５℃・８５％ＲＨ・１０００時間負荷および１０５℃・１０００時間負荷による密着強度の低下も抑制されている。
【０００４】
また、自動車用途として、エンジンルーム内等に設置される電子基板には発熱体が有る場合が多く、熱の蓄積を防ぐためにアルミニウム製の放熱板を置く等の対策がなされている。また、自動車用途のワイヤーハーネスは、軽量化のために、銅線からアルミニウム線への移行が進んできている。そのような状況にて、封止材にはアルミニウム材への密着性が求められることが多くなってきている。
【０００５】
また、特許文献３には、特定のポリエステル樹脂とフェノール変性キシレン樹脂が配合されたホットメルト接着剤組成物が、スズメッキ銅および二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムに対して、０℃、２５℃および１００℃において良好な初期接着性を示すことが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５５３５５９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５０４７１号公報
【特許文献３】特許第４３８９１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の樹脂組成物から形成された封止体は、例えば−４０℃と８０℃の冷熱サイクル負荷に長期間さらされると、密着強度の大幅低下が起こると共に封止状態が保てなくなる場合がある、との問題点があった。一方、アルミニウム材の封止に適用した場合には冷熱サイクル負荷耐久性が十分ではないことが判明した。また、特許文献３の樹脂組成物はそもそも封止剤ではなく、また、アルミニウム材の封止に適用した場合には冷熱サイクル負荷耐久性が十分でないことが判明した。また、特許文献１〜３のいずれの樹脂組成物も、１５０℃・１０００時間の高温長時間負荷耐久性が十分でなく、大幅に密着性が低下することが判明した。このように、自動車エンジンルーム内等の冷熱サイクル負荷や高温長時間負荷に対する高度な耐久性が要求される環境に対応できる電気電子部品封止用樹脂組成物は実現されていなかった。
【０００８】
本発明の課題は、１５０℃以上の連続使用環境下であっても、アルミニウム材に対する初期密着性に優れ、なおかつ、冷熱サイクル負荷に対する耐久性に優れる電気電子部品封止体を形成することができる電気電子部品封止用樹脂組成物を提供すること、またそれを用いた電気電子部品封止体の製造方法および電気電子部品封止体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する為、本発明者等は鋭意検討し、以下の発明を提案するに至った。即ち本発明は、
＜１＞ ポリカーボネート成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）、
エポキシ樹脂（Ｂ）、フッ素樹脂（Ｃ）、
を含有し、
水分率０．１％以下に乾燥して２２０℃に加熱し圧力１ＭＰａを付与し、孔径１．０ｍｍ、厚み１０ｍｍのダイより押し出したときの溶融粘度が５ｄＰａ・ｓ以上３０００ｄＰａ・ｓ以下である、
電気電子部品封止用樹脂組成物。
＜２＞ 前記エポキシ樹脂（Ｂ）がビスフェノール型エポキシ樹脂である＜１＞に記載の樹脂組成物。
＜３＞ 前記結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）１００重量部に対し、エポキシ樹脂（Ｂ）が０．１〜１００重量部、およびフッ素樹脂（Ｃ）が０．１〜１００重量部配合されている＜１＞または＜２＞に記載の樹脂組成物。
＜４＞ 前記フッ素樹脂（Ｃ）の融点が２２０℃以下である＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の樹脂組成物。
＜５＞ アルミニウム板に対する、−４０℃３０分と１５０℃３０分の冷熱サイクルを１０００サイクル付加前後のＴ型剥離強度保持率が５０％以上である＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の電気電子部品封止用樹脂組成物。
＜６＞ アルミニウム板に対する初期Ｔ型剥離強度が０．５Ｎ／ｍｍ以上である、＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の電気電子部品封止用樹脂組成物。
＜７＞ ＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の樹脂組成物を、加熱して混練した後、電気電子部品を挿入した金型に樹脂組成物温度１３０℃以上２６０℃以下かつ樹脂組成物圧力０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下で注入する、電気電子部品封止体の製造方法。
＜８＞ ＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の樹脂組成物で封止された電気電子部品封止体。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電気電子部品封止用樹脂組成物を電気電子部品封止体において封止材として用いることにより、高温下での滞留があってもゲル化物や硬化凝集物を生じる懸念が少なく、アルミニウム材への初期密着性に優れ、なおかつ、−４０℃３０分と１５０℃３０分の１０００サイクル冷熱サイクル負荷を経た後も接着強度が保持されている高度な冷熱サイクル負荷耐久性を発揮する。このため、本発明の電気電子部品封止用樹脂組成物を用いて封止した電気電子部品封止体は、冷熱サイクルの過酷な環境負荷に対する耐久性が発揮される。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の電気電子部品封止体は、電気電子部品を金型内部にセットした金型の中に、加熱し混練して流動性を与えた樹脂または樹脂組成物を、０．１〜１０ＭＰａの低圧で射出して、樹脂または樹脂組成物によって電気電子部品を包み込み封止することによって製造することができる。すなわち、従来一般的にプラスチックの成型に用いられている４０ＭＰａ以上の高圧での射出成型に比べて、非常に低圧で行われるため、射出成型法による封止でありながら、耐熱性及び耐圧性に制限のある電気電子部品を破壊することなく封止することができるものである。封止樹脂または封止樹脂組成物を適切に選択することにより、アルミニウム材をはじめとする金属製部材に対して、環境負荷に耐える密着耐久性を有する封止体を得ることができるものである。以下に、発明実施の形態の詳細を順次説明していく。
【００１２】
本発明の電気電子部品封止用樹脂組成物は、ポリカーボネート成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂（Ｂ）、およびフッ素樹脂（Ｃ）を含有し、水分率０．１％以下に乾燥して２２０℃に加熱し圧力１ＭＰａを付与し、孔径１．０ｍｍ、厚み１０ｍｍのダイより押し出したときの溶融粘度が５ｄＰａ・ｓ以上３０００ｄＰａ・ｓ以下である。
【００１３】
＜結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）＞
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）は、主としてポリエステルセグメントからなるハードセグメントと主としてポリカーボネートセグメントからなるソフトセグメントとがエステル結合により結合された化学構造からなる。
【００１４】
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）を構成する主としてポリカーボネートセグメントからなるソフトセグメントは、ポリカーボネート成分、典型的にはポリカーボネートジオールを共重合することにより形成することができる。ポリカーボネート成分が共重合されていることによって、低溶融粘度や高柔軟性、高密着性といった特徴を発揮する。前記ポリカーボネート成分の共重合比率は前記結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）を構成するハードセグメント成分全体を１００重量％としたとき２５重量％以上であることが好ましく、３０重量％以上であることが更に好ましく、３５重量％以上であることが特に好ましい。また、７５重量％以下であることが好ましく、７０重量％以下であることが更に好ましく、６５重量％以下であることが特に好ましい。前記ポリカーボネート成分の共重合比率が低すぎると溶融粘度が高くなり成形に高圧を要するようになったり、結晶化速度が速くショートショットが発生しやすい等の問題を生じる傾向にある。また、前記ポリカーボネート成分の共重合比率が高すぎると耐熱性が不足する等の問題を生じる傾向にある。また、前記ポリカーボネート成分はポリ（アルキレンカーボネート）成分から主としてなる脂肪族ポリカーボネート成分であることが好ましい。ここで、主としてなるとは、ポリ（アルキレンカーボネート）成分が脂肪族ポリカーボネート成分の５０重量％以上を占めることであるが、７５重量％以上を占めるものがより好ましく、９０重量％以上を占めるものが更に好ましい。また、ポリ（アルキレンカーボネート）を構成するアルキレン基としては炭素数４〜１６の直鎖アルキレン基がより好ましく、より長鎖のアルキレン基のほうが冷熱サイクル負荷耐久性に優れる傾向にある。入手容易性を考慮すると、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基であることが好ましい。また、ポリ（アルキレンカーボネート）を構成するアルキレン基が２種以上の混合物である共重合タイプのポリカーボネートであっても良い。
【００１５】
また、本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）のハードセグメントとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）等の耐熱性結晶性ポリエステルセグメントが好ましい。より好ましくは、ＰＢＴ、ＰＢＮである。その他の結晶性ポリエステルを使用すると、耐熱性の不足や、耐久性、低温特性が悪化する場合がある。
【００１６】
一方、本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）において、低い溶融粘度を保持する範囲内であれば、少量の芳香族系共重合成分も使用できる。好ましい芳香族系共重合成分としては、例えば、イソフタル酸、オルソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物およびプロピレンオキサイド付加物等の芳香族系グリコールが挙げられる。特に、ダイマー酸や、ダイマージオールの様な分子量の比較的高い脂肪族系成分を導入することにより、モールド後の素早い結晶固化による良好な金型離型性が得られる場合がある。
【００１７】
ダイマー酸、水添ダイマー酸、ダイマージオール、水添ダイマージオールのような炭素数１０以上の脂肪族または脂環族ジカルボン酸および／または炭素数１０以上の脂肪族または脂環族ジオールを共重合し、ブロック的なセグメントを本発明のポリエステル樹脂（Ａ）に導入する場合、ポリエステル樹脂（Ａ）の全酸成分と全グリコール成分の合計を２００モル％としたとき２モル％以上であることが好ましく、さら好ましくは５モル％以上、より好ましくは１０モル％以上、最も好ましくは２０モル％以上である。上限は耐熱性やブロッキング等の取り扱い性を考慮すると７０モル％以下、好ましくは６０モル％以下、より好ましくは５０モル％以下である。
【００１８】
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）の数平均分子量は３０００以上であることが好ましく、より好ましくは５０００以上、さらに好ましくは７０００以上である。また、数平均分子量の上限は好ましくは５００００以下、より好ましくは４００００以下、さらに好ましくは３００００以下である。数平均分子量が３０００未満であると、封止用樹脂組成物の耐加水分解性や高温高湿下での強伸度保持が不足することがあり、５００００を超えると、２２０℃での溶融粘度が高くなることがある。
【００１９】
また、本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）は、必要に応じて無水トリメリット酸、トリメチロールプロパン等の三官能以上のポリカルボン酸やポリオールを共重合し、分岐を有するポリエステルとしても差し支えない。
【００２０】
本発明の封止用樹脂組成物の熱劣化を出来るだけ生じさせずに封止体を製造するためには、樹脂組成物が２１０〜２４０℃での速やかに溶融することが好ましく、そのためには結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）の融点の上限は２１０℃が望ましい。より好ましくは、２００℃である。下限は、該当する用途で求められる耐熱温度より５〜１０℃以上高くすると良い。
【００２１】
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）の製造方法としては、公知の方法をとることができるが、例えば、上記のジカルボン酸及びジオール成分を１５０〜２５０℃でエステル化反応後、減圧しながら２３０〜３００℃で重縮合することにより、目的のポリエステル樹脂を得ることができる。あるいは、上記のジカルボン酸のジメチルエステル等の誘導体とジオール成分を用いて１５０℃〜２５０℃でエステル交換反応後、減圧しながら２３０℃〜３００℃で重縮合することにより、目的のポリエステル樹脂を得ることができる。
【００２２】
ポリエステル樹脂の組成及び組成比を決定する方法としては例えばポリエステル樹脂を重クロロホルム等の溶媒に溶解して測定する１Ｈ−ＮＭＲや１３Ｃ−ＮＭＲ、ポリエステル樹脂のメタノリシス後に測定するガスクロマトグラフィーによる定量（以下、メタノリシス−ＧＣ法と略記する場合がある）等が挙げられる。本発明においては、ポリエステル樹脂（Ａ）を溶解でき、なおかつ１Ｈ−ＮＭＲ測定に適する溶剤がある場合には、１Ｈ−ＮＭＲで組成及び組成比を決定することとする。適当な溶剤がない場合や１Ｈ−ＮＭＲ測定だけでは組成比が特定できない場合には、１３Ｃ−ＮＭＲやメタノリシス−ＧＣ法を採用または併用することとする。
【００２３】
＜エポキシ樹脂（Ｂ）＞
本発明に用いられるエポキシ樹脂（Ｂ）は、グリシジルエーテル、グリシジルエステル、グリシジルアミン、脂環族エポキサイド、脂肪族エポキサイド等、グリシジル基を有するものであれば、特に限定されない。例えばビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、ブロム化ビスフェノールＡジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテルタイプ、ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル等のグリシジルエステルタイプ、トリグリシジルイソシアヌレート、グリシジルヒンダントイン、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルパラアミノフェノール、トリグリシジルメタアミノフェノール、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、ジグリシジルトリブロムアニリン、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサン等のグリシジルアミン、あるいは３，４−エポキシシクロヘキシルメチルカルボキシレート、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油等の脂環族あるいは脂肪族エポキサイドなどが挙げられる。これらのうち、特に、封止用樹脂組成物に高い密着力を発揮させるためにはポリエステル樹脂（Ａ）に対して相溶性が良いものがより好ましい。エポキシ樹脂（Ｂ）の好ましい数平均分子量は４５０〜４００００である。数平均分子量が低すぎると封止用樹脂組成物軟化し易くなって機械的物性が劣ることがあり、数平均分子量が高すぎるとエポキシ樹脂（Ｂ）とポリエステル樹脂（Ａ）との相溶性が低下し密着性が損なわれる恐れがある。
【００２４】
＜フッ素樹脂（Ｃ）＞
本発明に用いられるフッ素樹脂（Ｃ）とは、ポリオレフィンの水素の一部または全部がフッ素に置換された構造からなるもの、または、ポリオレフィンの水素の一部がフッ素で置換され他の一部がパーフルオロアルキルエーテル基で置換された構造からなるもの、のことである。本発明に用いられるフッ素樹脂（Ｃ）の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体およびポリクロロトリフルオロエチレンを挙げることができる。その中でも、分散性等を考慮し、エチレンやプロピレンが共重合され融点が低いものが好ましい。また、マレイン酸等で変性されたタイプであっても差し支えない。
【００２５】
さらに本発明に用いられるフッ素樹脂（Ｃ）は、融点が２２０℃以下のフッ素樹脂を用いることが好ましく、さらに好ましくは２１０℃以下である。フッ素樹脂の融点が高すぎると、本発明の樹脂組成物によって封止体を製造する際樹脂組成物の溶融粘度が大幅に増加し低圧成形が困難になるおそれがあり、また（Ａ）成分と（Ｃ）成分との相溶性が低く、樹脂組成物と被封止物とのの密着性が発現できないおそれがある。
【００２６】
さらに本発明に用いられるフッ素樹脂（Ｃ）は、ＡＳＴＭ Ｄ ３３０７により測定したメルトマスフローレイト（以下ＭＦＲと略記することがある）が、２０〜１００ｇ／１０分であることが好ましい。ＭＦＲが低いことは溶融粘度が高いことと同義であり、（Ａ）成分と（Ｃ）成分との相溶性が低下して樹脂組成部と被封止物との密着性が損なわれるおそれがある。ＭＦＲが高いことは溶融粘度が低いことと同義であり、樹脂組成物が極めて軟化し易く、封止体の機械的物性が劣るおそれがある。
【００２７】
本発明において、フッ素樹脂（Ｃ）を封止用樹脂組成物に配合することは、電気電子部品の封止に際し、初期密着性と冷熱サイクルに対する密着耐久性の向上、といった優れた特性を発揮する。（Ｃ）成分は（Ａ）成分の結晶化やエンタルピー緩和によるひずみエネルギーを緩和する効果を発揮するものと考えられる。本発明における（Ｃ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００重量部に対して、０．５重量部以上であることが好ましく、３重量部以上であることがより好ましく、５重量部以上であることが更に好ましい。また、５０質量部以下であることが好ましく、４０重量部以下であることがより好ましく、３０重量部以下であることが更に好ましい。（Ｃ）成分の配合比率が低すぎると、（Ａ）成分の結晶化やエンタルピー緩和によるひずみエネルギーの緩和が小さく、密着強度が低下する傾向がある。また、（Ｃ）成分の配合比率が高すぎる場合にも逆に密着性や樹脂物性を低下させてしまう傾向があり、また（Ａ）成分と（Ｃ）成分がマクロな相分離を起こして破断伸度が低下し、また平滑な表面を得られないなど成型性に悪影響を及ぼす場合がある。
【００２８】
＜その他の成分＞
本発明の封止用樹脂組成物には、本発明に用いられる（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分のいずれにも該当しない、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリカーボネート、アクリル、エチレンビニルアセテート等の他の樹脂、イソシアネート化合物、メラミン等の硬化剤、タルクや雲母等の充填材、カーボンブラック、酸化チタン等の顔料、三酸化アンチモン、臭素化ポリスチレン等の難燃剤を配合しても全く差し支えない。これらの成分を配合することにより、密着性、柔軟性、耐久性等が改良される場合がある。その際の（Ａ）成分は、本発明の樹脂組成物全体に対して５０重量％以上含有することが好ましく、より好ましくは６０重量％以上、さらに好ましくは７０重量％以上である。（Ａ）成分の含有量が５０重量％未満であるとポリエステル樹脂（Ａ）自身が有する、優れた電気電子部品に対する密着性、密着耐久性、伸度保持性、耐加水分解性、耐水性が低下する虞がある。
【００２９】
本発明の封止体が高温高湿度環境に長期間曝される場合には、酸化防止剤を添加することが好ましい。例えば、ヒンダードフェノール系として、１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、１，１，３−トリ（４−ヒドロキシ−２−メチル−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，１−ビス（３−ｔ−ブチル−６−メチル−４−ヒドロキシフェニル）ブタン、３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシ−ベンゼンプロパノイック酸、ペンタエリトリチルテトラキス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、３−（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシ−５−メチル−ベンゼンプロパノイック酸、３，９−ビス［１，１−ジメチル−２−［（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニロキシ］エチル］−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、リン系として、３，９−ビス（ｐ−ノニルフェノキシ）−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジフォスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（オクタデシロキシ）−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジフォスファスピロ［５．５］ウンデカン、トリ（モノノニルフェニル）フォスファイト、トリフェノキシフォスフィン、イソデシルフォスファイト、イソデシルフェニルフォスファイト、ジフェニル２−エチルヘキシルフォスファイト、ジノニルフェニルビス（ノニルフェニル）エステルフォスフォラス酸、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ジトリデシルフォスファイト−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイト、ペンタエリスリトールビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニルフォスファイト）、２，２’−メチレンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）２−エチルヘキシルフォスファイト、ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジフォスファイト、チオエーテル系として４，４’−チオビス［２−ｔ−ブチル−５−メチルフェノール］ビス［３−（ドデシルチオ）プロピオネート］、チオビス［２−（１，１−ジメチルエチル）−５−メチル−４，１−フェニレン］ビス［３−（テトラデシルチオ）−プロピオネート］、ペンタエリスリトールテトラキス（３−ｎ−ドデシルチオプロピオネート）、ビス（トリデシル）チオジプロピオネートが挙げられ、これらを単独に、または複合して使用できる。添加量は封止用樹脂組成物全体に対して０．１重量％以上５重量％以下が好ましい。０．１重量％未満だと熱劣化防止効果に乏しくなることがある。５重量％を超えると、密着性等に悪影響を与える場合がある。
【００３０】
＜電気電子部品封止用樹脂組成物＞
本発明の封止用樹脂組成物は２２０℃での溶融粘度が５〜３０００ｄＰａ・ｓであることが望ましく、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、および（Ｃ）成分の種類と配合比率を適切に調整することにより、達成することができる。たとえば、本発明の封止用樹脂組成物が（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分からなる場合には、封止用樹脂組成物の溶融粘度は以下の式で概算することができ、必要に応じて更に微調整することにより、適切な溶融粘度の樹脂組成物を得ることができる。
封止用樹脂組成物の溶融粘度（概算値）＝{（Ａ）成分の溶融粘度}×｛（Ａ）成分の重量分率｝＋{（Ｂ）成分の溶融粘度}×｛（Ｂ）成分の重量分率｝＋{（Ｃ）成分の溶融粘度}×｛（Ｃ）成分の重量分率｝
例えば、（Ａ）成分に共重合するポリエーテルジオールの共重合比率を高くすることや、（Ａ）成分の分子量を低くすることは、（Ａ）成分の溶融粘度を低下させ、本発明の樹脂組成物の溶融粘度を低くする方向に作用する。また、（Ａ）成分の分子量を高くすることは（Ａ）成分の溶融粘度を増大させ、本発明の樹脂組成物の溶融粘度を高くする方向に作用する。（Ｂ）成分、（Ｃ）成分についても同様である。
【００３１】
本発明の封止用樹脂組成物の溶融粘度は以下のようにして測定した値である。すなわち、封止用樹脂組成物を水分率０．１％以下に乾燥し、次いで島津製作所株式会社製フローテスター（型番ＣＦＴ−５００Ｃ）にて、２２０℃に加温安定した封止用樹脂組成物を、１．０ｍｍの孔径を有する厚み１０ｍｍのダイを１ＭＰａの圧力で通過させたときの粘度の測定値である。３０００ｄＰａ・ｓ以上の高溶融粘度になると、高い樹脂凝集力や耐久性が得られるが、複雑な形状の部品への封止の際には高圧の射出成型が必要となるため、封止される部品の破壊を生じることがある。２０００ｄＰａ・ｓ以下、好ましくは１０００ｄＰａ・ｓ以下の溶融粘度を有する封止用樹脂組成物を使用することで、０．１〜１００ＭＰａの比較的低い射出圧力で、電気絶縁性に優れた電気電子部品封止体が得られると共に、電気電子部品の特性も損ねない。また、封止用樹脂組成物注入操作の観点からは２２０℃での溶融粘度は低いほうが好ましいが、樹脂組成物の密着性や凝集力を考慮すると下限としては５ｄＰａ・ｓ以上が望ましく、さらに好ましくは１０ｄＰａ・ｓ以上、より好ましくは５０ｄＰａ・ｓ以上、最も好ましくは１００ｄＰａ・ｓ以上である。
【００３２】
本発明において、特定の部材と封止用樹脂組成物の密着強度は、１枚の板状部材の上に封止用樹脂組成物を成形にて接着した測定用試料片を作成し、これのT型剥離強度を測定することにより判定する。測定用試験片の作成方法やT型剥離強度の測定方法は、後述する実施例に記載の方法に従って行うものとする。
【００３３】
本発明の電気電子部品封止体は、電気電子部品を挿入した金型に本発明の樹脂組成物を溶融して注入することによって製造することができる。より具体的には、スクリュータイプのホットメルト成型加工用アプリケーターを用いた場合において、２００〜２８０℃前後で加熱溶融し、射出ノズルを通じて金型へ注入され、その後一定の冷却時間を経た後、成型物を金型から取り外して電気電子部品封止体を得ることができる。樹脂組成物の注入時の温度および圧力は、温度１３０℃以上２６０℃以下かつ圧力０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることがより好ましい。このような条件で封止されることにより、封止される電気電子部品の破損が生じにくく、またショートショット、バリおよびひけのない形状良好な封止体を得やすい。
【００３４】
ホットメルト成型加工用アプリケーターの型式は特に限定されないが、例えばＮｏｒｄｓｏｎ社製ＳＴ２、井元製作所製竪型押し出し成型機ＩＭＣ−１８Ｆ９等が挙げられる。
【実施例】
【００３５】
本発明をさらに詳細に説明するために以下に実施例、比較例を挙げるが、本発明は実施例によってなんら限定されるものではない。尚、実施例、比較例に記載された各測定値は次の方法によって測定したものである。
【００３６】
＜融点、ガラス転移温度の測定＞
セイコー電子工業株式会社製の示差走査熱量分析計「ＤＳＣ２２０型」にて、測定試料５ｍｇをアルミパンに入れ、蓋を押さえて密封し、一度２５０℃で５分ホールドした後、液体窒素で急冷して、その後−１５０℃から２５０℃まで、２０℃／ｍｉｎの昇温速度で測定した。得られた曲線の変曲点をガラス転移温度、吸熱ピークを融点とした。
【００３７】
＜初期密着性の評価＞
密着強度試験片の作成方法
０．５ｍｍ厚のアルミ板（ＴＰ技研株式会社製Ａ５０５２）を７０ｍｍ×７０ｍｍの大きさに切断し、表面をアセトンで拭いて油分を取り除いた。次いでこのアルミ板を平板成型用金型（金型内面寸法：幅１００ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚み５ｍｍ）の内部に固定し、アルミ板の一辺に幅１０ｍｍのセロハンテープを貼りつけた。次いでスクリュー型ホットメルト成型加工用アプリケーター（井元製作所製竪型低圧押し出し成型機ＩＭＣ−１８Ｆ９）を用いて１００ｍｍ×１００ｍｍの面の中心に設けたゲートから封止用樹脂組成物を注入し、成型を行った。成型条件は、成型樹脂温度２２０℃、成型圧力３ＭＰａ、保圧圧力３ＭＰａ、冷却時間１５秒、吐出回転を５０％設定（最大吐出を１００％として）とした。成型物を離型し、各々がセロハンテープ貼りつけ部を有する幅２０ｍｍの短冊状となるように切断し、密着強度試験片を得た。
【００３８】
初期密着性の評価
前記密着試験片を２３℃、相対湿度５０％の雰囲気下にて３時間以上１００時間以内保管した。次いで、セロハンテープ貼りつけ部よりアルミ板と樹脂を剥離させ、Ｔ型剥離強度を測定した。引張速度は５０ｍｍ／分とした。
評価基準 ◎：Ｔ型剥離強度２．０Ｎ／ｍｍ以上
○：Ｔ型剥離強度２．０Ｎ／ｍｍ未満１．０Ｎ／ｍｍ以上
△：Ｔ型剥離強度１．０Ｎ／ｍｍ未満０．５Ｎ／ｍｍ以上
×：Ｔ型剥離強度０．５Ｎ／ｍｍ未満
【００３９】
＜冷熱サイクル負荷耐久性試験＞
初期密着性を評価したのと同様にして作成した密着強度試験片に対して、−４０℃で３０分、次いで１５０℃で３０分の環境下におくことを１サイクルとする１０００サイクルの環境負荷を与え、次いでＴ型剥離強度を測定し、Ｔ型剥離強度保持率を算出した。なお、Ｔ型剥離強度保持率は下記数式で定義される値である。
【００４０】
【数１】
【００４１】
評価基準 ◎：Ｔ型剥離強度保持率８０％以上
○：Ｔ型剥離強度保持率８０％未満７０％以上
△：Ｔ型剥離強度保持率７０％未満５０％以上
×：Ｔ型剥離強度保持率５０％未満
【００４２】
＜溶融特性試験＞（溶融特性の評価）
樹脂および封止用樹脂組成物の溶融粘度の評価方法
島津製作所製、フローテスター（ＣＦＴ−５００Ｃ型）にて、２２０℃に設定した加熱体中央のシリンダー中に水分率０．１％以下に乾燥した樹脂または封止用樹脂組成物を充填し、充填１分経過後、プランジャーを介して試料に荷重を加え、圧力１ＭＰａで、シリンダー底部のダイ（孔径：１．０ｍｍ、厚み：１０ｍｍ）より、溶融した試料を押出し、プランジャーの降下距離と降下時間を記録し、溶融粘度を算出した。
【００４３】
低圧成型性評価方法
平板成型用金型を使用し、ホットメルト成型加工用アプリケーターとして井元製作所製低圧成型アプリケーターＩＭＣ−１８Ｆ９を用いて封止用樹脂組成物からなる平板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×１０ｍｍ）を成型した。なお、ゲート位置は１００ｍｍ×１００ｍｍの面の中心とした。
成型条件：成型樹脂温度２２０℃、成型圧力３ＭＰａ、保圧圧力３ＭＰａ、冷却時間１５秒、吐出回転５０％設定。
【００４４】
評価基準 ◎：完全に充填され、バリもヒケもなし。
○：完全に充填されるが、若干のバリが発生する。
△：ショートショット無く充填されるが、ヒケ有り。
×：ショートショット有り。
【００４５】
＜高温長時間負荷耐久性試験＞（耐熱老化性の評価）
スクリュー型ホットメルト成型加工用アプリケーター（井元製作所製竪型低圧押し出し成型機ＩＭＣ−１８Ｆ９）を用いて１００ｍｍ×１００ｍｍの面の中心に設けたゲートから封止用樹脂組成物を注入し、成型を行い、２ｍｍ厚の平板を作製した。成型条件は、成型樹脂温度２２０℃、成型圧力３ＭＰａ、保圧圧力３ＭＰａ、冷却時間１５秒、吐出回転を５０％設定（最大吐出を１００％として）とした。上記条件により製作した平板をＪＩＳ３号型ダンベルに打ち抜き、ＪＩＳＫ６２５１の測定方法に従って引張破断伸度を測定し、その値を「初期引張破断伸度」とした。また、同様に作成したダンベルを１５０℃雰囲気下で１０００時間保管した後に、同様に引張破断伸度測定を実施し、その値を「１５０℃、１０００時間負荷試験後の引張破断伸度」とした。引張破断伸度保持率は下記の数式に従って算出した。
【００４６】
【数２】
【００４７】
評価基準 ◎：引張破断伸度保持率６５％以上
○：引張破断伸度保持率６５％未満５０％以上
△：引張破断伸度保持率５０％未満３０％以上
×：引張破断伸度保持率３０％未満
【００４８】
脂肪族ポリカーボネートジオールＡの製造例
ポリ（ヘキサメチレンカーボネート）ジオール（数平均分子量２０００）１００質量部とジフェニルカーボネート９．６質量部とを反応容器に仕込み、温度２０５℃、１３０Ｐａで反応させた。２時間後、内容物を冷却し、生成したポリマーを取り出し、脂肪族ポリカーボネートジオールＡを得た。脂肪族ポリカーボネートジオールＡの数平均分子量は１３０００であった。
【００４９】
脂肪族ポリカーボネートジオールＢの製造例
脂肪族ポリカーボネートジオールＡの製造例において、ポリ（ヘキサメチレンカーボネート）ジオールをポリ（テトラメチレンカーボネート）ジオール（数平均分子量２０００）に変更し、その他は同様にして、脂肪族ポリカーボネートジオールＢを得た。脂肪族ポリカーボネートジオールＢの数平均分子量は１３０００であった。
【００５０】
ポリエステル樹脂Ａの製造例
ハードセグメント成分である数平均分子量２００００のポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）１００質量部とソフトセグメント成分である脂肪族ポリカーボネートジオールＡ６７質量部とを、２３０℃〜２４５℃、１３０Ｐａ下で１時間攪拌し、樹脂が透明になったことを確認した。その後、内容物を取り出し冷却した。次いで、ラスミットＬＧを０．３部、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０を０．３部加え、２５０℃で混練して、ポリエステル樹脂Ａを得た。
【００５１】
ポリエステル樹脂Ｂ〜Ｅの製造例
ポリエステル樹脂Ａの製造例において、ハードセグメント成分とソフトセグメント成分の種類および／または配合量を変更し、ポリエステル樹脂Ｂ〜Ｅを得た。ポリエステル樹脂Ｂ〜Ｅの組成と物性を表１に示した。
【００５２】
ポリエステル樹脂Ｆの製造例
撹拌機、温度計、溜出用冷却器を装備した反応缶に、酸成分としてナフタレンジカルボン酸１を、グリコール成分として酸成分の７５モル％に相当する１，４−ブタンジオールを投入した。次いで、テトラブチルチタネートを酸成分とグリコール成分の最終的な合計仕込み量１００質量部あたり０．２５質量部加え、１７０〜２２０℃で２時間エステル化反応を行った。エステル化反応終了後、酸成分の２５モル％に相当するポリテトラメチレングリコール「ＰＴＭＧ１０００」（三菱化学社製）を投入し、さらに、ヒンダードフェノール系酸化防止剤「イルガノックス１３３０」（チバガイギー社製）を０．５質量部投入し、２５５℃まで昇温する一方、系内をゆっくり減圧にしてゆき、６０分かけて２５５℃で６６５Ｐａとした。そしてさらに１３３Ｐａ以下で３０分間重縮合反応を行い、ポリエステル樹脂Ｆを得た。このポリエステル樹脂Hの融点は１９０℃で、溶融粘度は５００ｄＰａ・ｓであった。
【００５３】
ポリエステル樹脂Ｇの製造例
撹拌機、温度計、溜出用冷却器を装備した反応缶に酸成分としてテレフタル酸を、グリコール成分として酸成分の７０モル％に相当する１，４−ブタンジオールを投入した。次いで、テトラブチルチタネートを酸成分とグリコール成分の最終的な合計仕込み量１００質量部に対して０．２５質量部加え、１７０〜２２０℃で２時間エステル化反応を行った。エステル化反応終了後、酸成分の３０モル％に相当するポリテトラメチレングリコール「ＰＴＭＧ１０００」（三菱化学社製）を投入し、さらに、ヒンダードフェノール系酸化防止剤「イルガノックス１３３０」（チバガイギー社製）を０．５質量部投入し、２５５℃まで昇温する一方、系内をゆっくり減圧にしてゆき、６０分かけて２５５℃で６６５Ｐａとした。そしてさらに１３３Ｐａ以下で３０分間重縮合反応を行い、ポリエステル樹脂Ｉを得た。このポリエステル樹脂Ｇの融点は１６０℃で、溶融粘度は１００ｄＰａ・ｓであった。
【００５４】
【表１】
【００５５】
ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート、数平均分子量２０００
ＰＢＮ：ポリブチレンナフタレート、数平均分子量２０００
ＰＴＭＧ１０００：ポリテトラメチレングリコール、数平均分子量１０００
【００５６】
実施例１
ポリエステル樹脂Ａ１００質量部、フッ素樹脂Ａを２０質量部、エポキシ樹脂Ａを１５質量部を均一に混合した後、二軸押し出し機を用いてダイ温度２２０℃において溶融混練し、樹脂組成物１を得た。樹脂組成物１の配合組成及び評価結果を表２に示した。＜溶融特性試験＞において、１８１９ｄＰａ・ｓと良好な溶融特性であった。＜密着強度試験＞において、初期密着強度は１．５ＭＰａと良好であり、＜冷熱サイクル負荷耐久性試験＞において冷熱サイクル試験後のＴ型剥離強度は１．１ＭＰａ、Ｔ型剥離強度保持率は７３％と良好であった。また、＜高温長時間負荷耐久性試験＞において、引張破断伸度保持率は７５％と良好であった。
【００５７】
実施例２〜９、比較例１〜７
実施例１と同様にして、但し配合を表２〜表４に記載のように変更して、電気電子部品封止用樹脂組成物２〜１５を調製し、ついで評価を行なった。評価結果を表２〜３に示した。
【００５８】
【表２】
【００５９】
【表３】
【００６０】
【表４】
【００６１】
フッ素樹脂Ａ：ネオフロンＥＦＥＰ ＲＰ−４０２０、ダイキン工業（株）製、融点１５５〜１７０℃、ＭＦＲ２５〜５０ｇ／１０分。
フッ素樹脂Ｂ：ネオフロンＥＦＥＰ ＲＰ−５０００、ダイキン工業（株）製、融点１９０〜２００℃、ＭＦＲ２０〜３０ｇ／１０分
フッ素樹脂Ｃ：ネオフロンＰＦＡ ＡＰ−２０２、ダイキン工業（株）製、融点２９８℃、ＭＦＲ３．３ｇ／１０分。
エポキシＡ：ＪＥＲ１００７、三菱化学（株）製、ビスフェノール型エポキシ樹脂。
エポキシＢ：ＵＧ４０７０、東亞合成（株）製、多官能エポキシ樹脂。
エポキシＣ：ＥＸ−１４５、ナガセケムテックス（株）製、モノエポキシ樹脂。
【００６２】
比較例１は、ポリカーボネート成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）に換えてポリテトラメチレングリコール成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂を用いた例である。比較例１では、＜密着強度試験＞において初期密着強度は２．５ＭＰａ、冷熱サイクル試験後のＴ型剥離強度は１．３ＭＰａと初期密着性および冷熱サイクル耐久性に優れ、＜溶融特性試験＞において溶融粘度は１８１０ｄＰａ・ｓと良好な結果を示したが、＜高温長時間負荷耐久性試験＞では伸度保持率は１５％と不良であった。
【００６３】
比較例２は、ポリカーボネート成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）に換えてポリテトラメチレングリコール成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂を用いた例である。比較例２では、＜密着強度試験＞において初期密着強度は２．０ＭＰａ、冷熱サイクル試験後は１．０ＭＰａとなり、密着性結果には優れる結果となった。しかし、＜高温長時間負荷耐久性試験＞では保持率は２５％と不良であった。
【００６４】
比較例３は、フッ素樹脂（Ｃ）を用いなかった場合の例である。比較例３では、＜溶融特性試験＞では４９０ｄＰａ・ｓと良好な結果となり、また＜密着強度試験＞において初期密着強度は２．１ＭＰａと良好であったが、冷熱サイクル試験後は０．１ＭＰａとなり、不良な結果となった。
【００６５】
比較例４は、フッ素樹脂（Ｃ）の種類がフッ素樹脂Ｃであった場合、エポキシ樹脂（Ｂ）がエポキシ樹脂Ｂを用いた場合の例である。比較例４では、＜溶融特性試験＞では１２５８８ｄＰａ・ｓと成型が困難な不良結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の電気電子部品封止用樹脂組成物は、電気電子部品封止体用封止剤として用いると、アルミニウム材への初期密着強度に優れ、なおかつ冷熱サイクル負荷を経た後も高度な密着耐久性を発揮し、有用である。また、本発明の電気電子部品封止体は、冷熱サイクルの過酷な環境負荷に対する耐久性が発揮され、有用である。本発明の電気電子部品封止体は、例えば自動車、通信、コンピュータ、家電用途各種のコネクター、ハーネスやあるいは電子部品、プリント基板を有するスイッチ、センサーのモールド成型品として有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂組成物によって封止された電気電子部品封止体およびその製造方法、この用途に適した樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車・電化製品に広汎に使用されている電気電子部品は、その使用目的を達成する為に、外部との電気絶縁性が必須とされ、電気電子部品の形状に確実に追随し未充填部が発生しない封止方法が求められている。加温溶融するだけで粘度が低下し封止できるホットメルト樹脂は、封止後冷却するだけで固化して封止体が形成されるので生産性が高く、加熱して樹脂を溶融除去することで部材のリサイクルが容易に可能となる等の優れた特徴を有し、電気電子部品封止用に適している。
【０００３】
電気絶縁性・耐水性が共に高いポリエステルはこの用途に非常に有用な材料と考えられるが、一般に溶融粘度が高く、複雑な形状の部品を封止するには数百ＭＰａ以上の高圧での射出成型が必要となり、電気電子部品を破壊してしまう虞があった。これに対し、特許文献１には、特定の組成および物性を有するポリエステル樹脂と酸化防止剤とを含有するモールディング用ポリエステル樹脂組成物が開示されており、電気電子部品を破損しない低圧での封止が可能であることが開示されている。この樹脂組成物により、初期密着性の良好な成型品が得られるようになり、一般電気電子部品へのポリエステル系樹脂組成物の適用が可能となった。また、特許文献２には、結晶性ポリエステル樹脂とエポキシ樹脂とポリオレフィン樹脂が配合されている電気電子部品封止用樹脂組成物が開示されている。この組成物は、ガラスエポキシ板やガラスフィラー３０重量％入りポリブチレンテレフタレート板に対する初期接着強度が高く、また−４０℃と８０℃の冷熱１０００サイクル負荷、８５℃・８５％ＲＨ・１０００時間負荷および１０５℃・１０００時間負荷による密着強度の低下も抑制されている。
【０００４】
また、自動車用途として、エンジンルーム内等に設置される電子基板には発熱体が有る場合が多く、熱の蓄積を防ぐためにアルミニウム製の放熱板を置く等の対策がなされている。また、自動車用途のワイヤーハーネスは、軽量化のために、銅線からアルミニウム線への移行が進んできている。そのような状況にて、封止材にはアルミニウム材への密着性が求められることが多くなってきている。
【０００５】
また、特許文献３には、特定のポリエステル樹脂とフェノール変性キシレン樹脂が配合されたホットメルト接着剤組成物が、スズメッキ銅および二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムに対して、０℃、２５℃および１００℃において良好な初期接着性を示すことが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５５３５５９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５０４７１号公報
【特許文献３】特許第４３８９１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の樹脂組成物から形成された封止体は、例えば−４０℃と８０℃の冷熱サイクル負荷に長期間さらされると、密着強度の大幅低下が起こると共に封止状態が保てなくなる場合がある、との問題点があった。一方、アルミニウム材の封止に適用した場合には冷熱サイクル負荷耐久性が十分ではないことが判明した。また、特許文献３の樹脂組成物はそもそも封止剤ではなく、また、アルミニウム材の封止に適用した場合には冷熱サイクル負荷耐久性が十分でないことが判明した。また、特許文献１〜３のいずれの樹脂組成物も、１５０℃・１０００時間の高温長時間負荷耐久性が十分でなく、大幅に密着性が低下することが判明した。このように、自動車エンジンルーム内等の冷熱サイクル負荷や高温長時間負荷に対する高度な耐久性が要求される環境に対応できる電気電子部品封止用樹脂組成物は実現されていなかった。
【０００８】
本発明の課題は、１５０℃以上の連続使用環境下であっても、アルミニウム材に対する初期密着性に優れ、なおかつ、冷熱サイクル負荷に対する耐久性に優れる電気電子部品封止体を形成することができる電気電子部品封止用樹脂組成物を提供すること、またそれを用いた電気電子部品封止体の製造方法および電気電子部品封止体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する為、本発明者等は鋭意検討し、以下の発明を提案するに至った。即ち本発明は、
＜１＞ ポリカーボネート成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）、
エポキシ樹脂（Ｂ）、フッ素樹脂（Ｃ）、
を含有し、
水分率０．１％以下に乾燥して２２０℃に加熱し圧力１ＭＰａを付与し、孔径１．０ｍｍ、厚み１０ｍｍのダイより押し出したときの溶融粘度が５ｄＰａ・ｓ以上３０００ｄＰａ・ｓ以下である、
電気電子部品封止用樹脂組成物。
＜２＞ 前記エポキシ樹脂（Ｂ）がビスフェノール型エポキシ樹脂である＜１＞に記載の樹脂組成物。
＜３＞ 前記結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）１００重量部に対し、エポキシ樹脂（Ｂ）が０．１〜１００重量部、およびフッ素樹脂（Ｃ）が０．１〜１００重量部配合されている＜１＞または＜２＞に記載の樹脂組成物。
＜４＞ 前記フッ素樹脂（Ｃ）の融点が２２０℃以下である＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の樹脂組成物。
＜５＞ アルミニウム板に対する、−４０℃３０分と１５０℃３０分の冷熱サイクルを１０００サイクル付加前後のＴ型剥離強度保持率が５０％以上である＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の電気電子部品封止用樹脂組成物。
＜６＞ アルミニウム板に対する初期Ｔ型剥離強度が０．５Ｎ／ｍｍ以上である、＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の電気電子部品封止用樹脂組成物。
＜７＞ ＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の樹脂組成物を、加熱して混練した後、電気電子部品を挿入した金型に樹脂組成物温度１３０℃以上２６０℃以下かつ樹脂組成物圧力０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下で注入する、電気電子部品封止体の製造方法。
＜８＞ ＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の樹脂組成物で封止された電気電子部品封止体。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電気電子部品封止用樹脂組成物を電気電子部品封止体において封止材として用いることにより、高温下での滞留があってもゲル化物や硬化凝集物を生じる懸念が少なく、アルミニウム材への初期密着性に優れ、なおかつ、−４０℃３０分と１５０℃３０分の１０００サイクル冷熱サイクル負荷を経た後も接着強度が保持されている高度な冷熱サイクル負荷耐久性を発揮する。このため、本発明の電気電子部品封止用樹脂組成物を用いて封止した電気電子部品封止体は、冷熱サイクルの過酷な環境負荷に対する耐久性が発揮される。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の電気電子部品封止体は、電気電子部品を金型内部にセットした金型の中に、加熱し混練して流動性を与えた樹脂または樹脂組成物を、０．１〜１０ＭＰａの低圧で射出して、樹脂または樹脂組成物によって電気電子部品を包み込み封止することによって製造することができる。すなわち、従来一般的にプラスチックの成型に用いられている４０ＭＰａ以上の高圧での射出成型に比べて、非常に低圧で行われるため、射出成型法による封止でありながら、耐熱性及び耐圧性に制限のある電気電子部品を破壊することなく封止することができるものである。封止樹脂または封止樹脂組成物を適切に選択することにより、アルミニウム材をはじめとする金属製部材に対して、環境負荷に耐える密着耐久性を有する封止体を得ることができるものである。以下に、発明実施の形態の詳細を順次説明していく。
【００１２】
本発明の電気電子部品封止用樹脂組成物は、ポリカーボネート成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂（Ｂ）、およびフッ素樹脂（Ｃ）を含有し、水分率０．１％以下に乾燥して２２０℃に加熱し圧力１ＭＰａを付与し、孔径１．０ｍｍ、厚み１０ｍｍのダイより押し出したときの溶融粘度が５ｄＰａ・ｓ以上３０００ｄＰａ・ｓ以下である。
【００１３】
＜結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）＞
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）は、主としてポリエステルセグメントからなるハードセグメントと主としてポリカーボネートセグメントからなるソフトセグメントとがエステル結合により結合された化学構造からなる。
【００１４】
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）を構成する主としてポリカーボネートセグメントからなるソフトセグメントは、ポリカーボネート成分、典型的にはポリカーボネートジオールを共重合することにより形成することができる。ポリカーボネート成分が共重合されていることによって、低溶融粘度や高柔軟性、高密着性といった特徴を発揮する。前記ポリカーボネート成分の共重合比率は前記結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）を構成するハードセグメント成分全体を１００重量％としたとき２５重量％以上であることが好ましく、３０重量％以上であることが更に好ましく、３５重量％以上であることが特に好ましい。また、７５重量％以下であることが好ましく、７０重量％以下であることが更に好ましく、６５重量％以下であることが特に好ましい。前記ポリカーボネート成分の共重合比率が低すぎると溶融粘度が高くなり成形に高圧を要するようになったり、結晶化速度が速くショートショットが発生しやすい等の問題を生じる傾向にある。また、前記ポリカーボネート成分の共重合比率が高すぎると耐熱性が不足する等の問題を生じる傾向にある。また、前記ポリカーボネート成分はポリ（アルキレンカーボネート）成分から主としてなる脂肪族ポリカーボネート成分であることが好ましい。ここで、主としてなるとは、ポリ（アルキレンカーボネート）成分が脂肪族ポリカーボネート成分の５０重量％以上を占めることであるが、７５重量％以上を占めるものがより好ましく、９０重量％以上を占めるものが更に好ましい。また、ポリ（アルキレンカーボネート）を構成するアルキレン基としては炭素数４〜１６の直鎖アルキレン基がより好ましく、より長鎖のアルキレン基のほうが冷熱サイクル負荷耐久性に優れる傾向にある。入手容易性を考慮すると、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基であることが好ましい。また、ポリ（アルキレンカーボネート）を構成するアルキレン基が２種以上の混合物である共重合タイプのポリカーボネートであっても良い。
【００１５】
また、本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）のハードセグメントとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）等の耐熱性結晶性ポリエステルセグメントが好ましい。より好ましくは、ＰＢＴ、ＰＢＮである。その他の結晶性ポリエステルを使用すると、耐熱性の不足や、耐久性、低温特性が悪化する場合がある。
【００１６】
一方、本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）において、低い溶融粘度を保持する範囲内であれば、少量の芳香族系共重合成分も使用できる。好ましい芳香族系共重合成分としては、例えば、イソフタル酸、オルソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物およびプロピレンオキサイド付加物等の芳香族系グリコールが挙げられる。特に、ダイマー酸や、ダイマージオールの様な分子量の比較的高い脂肪族系成分を導入することにより、モールド後の素早い結晶固化による良好な金型離型性が得られる場合がある。
【００１７】
ダイマー酸、水添ダイマー酸、ダイマージオール、水添ダイマージオールのような炭素数１０以上の脂肪族または脂環族ジカルボン酸および／または炭素数１０以上の脂肪族または脂環族ジオールを共重合し、ブロック的なセグメントを本発明のポリエステル樹脂（Ａ）に導入する場合、ポリエステル樹脂（Ａ）の全酸成分と全グリコール成分の合計を２００モル％としたとき２モル％以上であることが好ましく、さら好ましくは５モル％以上、より好ましくは１０モル％以上、最も好ましくは２０モル％以上である。上限は耐熱性やブロッキング等の取り扱い性を考慮すると７０モル％以下、好ましくは６０モル％以下、より好ましくは５０モル％以下である。
【００１８】
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）の数平均分子量は３０００以上であることが好ましく、より好ましくは５０００以上、さらに好ましくは７０００以上である。また、数平均分子量の上限は好ましくは５００００以下、より好ましくは４００００以下、さらに好ましくは３００００以下である。数平均分子量が３０００未満であると、封止用樹脂組成物の耐加水分解性や高温高湿下での強伸度保持が不足することがあり、５００００を超えると、２２０℃での溶融粘度が高くなることがある。
【００１９】
また、本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）は、必要に応じて無水トリメリット酸、トリメチロールプロパン等の三官能以上のポリカルボン酸やポリオールを共重合し、分岐を有するポリエステルとしても差し支えない。
【００２０】
本発明の封止用樹脂組成物の熱劣化を出来るだけ生じさせずに封止体を製造するためには、樹脂組成物が２１０〜２４０℃での速やかに溶融することが好ましく、そのためには結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）の融点の上限は２１０℃が望ましい。より好ましくは、２００℃である。下限は、該当する用途で求められる耐熱温度より５〜１０℃以上高くすると良い。
【００２１】
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）の製造方法としては、公知の方法をとることができるが、例えば、上記のジカルボン酸及びジオール成分を１５０〜２５０℃でエステル化反応後、減圧しながら２３０〜３００℃で重縮合することにより、目的のポリエステル樹脂を得ることができる。あるいは、上記のジカルボン酸のジメチルエステル等の誘導体とジオール成分を用いて１５０℃〜２５０℃でエステル交換反応後、減圧しながら２３０℃〜３００℃で重縮合することにより、目的のポリエステル樹脂を得ることができる。
【００２２】
ポリエステル樹脂の組成及び組成比を決定する方法としては例えばポリエステル樹脂を重クロロホルム等の溶媒に溶解して測定する１Ｈ−ＮＭＲや１３Ｃ−ＮＭＲ、ポリエステル樹脂のメタノリシス後に測定するガスクロマトグラフィーによる定量（以下、メタノリシス−ＧＣ法と略記する場合がある）等が挙げられる。本発明においては、ポリエステル樹脂（Ａ）を溶解でき、なおかつ１Ｈ−ＮＭＲ測定に適する溶剤がある場合には、１Ｈ−ＮＭＲで組成及び組成比を決定することとする。適当な溶剤がない場合や１Ｈ−ＮＭＲ測定だけでは組成比が特定できない場合には、１３Ｃ−ＮＭＲやメタノリシス−ＧＣ法を採用または併用することとする。
【００２３】
＜エポキシ樹脂（Ｂ）＞
本発明に用いられるエポキシ樹脂（Ｂ）は、グリシジルエーテル、グリシジルエステル、グリシジルアミン、脂環族エポキサイド、脂肪族エポキサイド等、グリシジル基を有するものであれば、特に限定されない。例えばビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、ブロム化ビスフェノールＡジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテルタイプ、ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル等のグリシジルエステルタイプ、トリグリシジルイソシアヌレート、グリシジルヒンダントイン、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルパラアミノフェノール、トリグリシジルメタアミノフェノール、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、ジグリシジルトリブロムアニリン、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサン等のグリシジルアミン、あるいは３，４−エポキシシクロヘキシルメチルカルボキシレート、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油等の脂環族あるいは脂肪族エポキサイドなどが挙げられる。これらのうち、特に、封止用樹脂組成物に高い密着力を発揮させるためにはポリエステル樹脂（Ａ）に対して相溶性が良いものがより好ましい。エポキシ樹脂（Ｂ）の好ましい数平均分子量は４５０〜４００００である。数平均分子量が低すぎると封止用樹脂組成物軟化し易くなって機械的物性が劣ることがあり、数平均分子量が高すぎるとエポキシ樹脂（Ｂ）とポリエステル樹脂（Ａ）との相溶性が低下し密着性が損なわれる恐れがある。
【００２４】
＜フッ素樹脂（Ｃ）＞
本発明に用いられるフッ素樹脂（Ｃ）とは、ポリオレフィンの水素の一部または全部がフッ素に置換された構造からなるもの、または、ポリオレフィンの水素の一部がフッ素で置換され他の一部がパーフルオロアルキルエーテル基で置換された構造からなるもの、のことである。本発明に用いられるフッ素樹脂（Ｃ）の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体およびポリクロロトリフルオロエチレンを挙げることができる。その中でも、分散性等を考慮し、エチレンやプロピレンが共重合され融点が低いものが好ましい。また、マレイン酸等で変性されたタイプであっても差し支えない。
【００２５】
さらに本発明に用いられるフッ素樹脂（Ｃ）は、融点が２２０℃以下のフッ素樹脂を用いることが好ましく、さらに好ましくは２１０℃以下である。フッ素樹脂の融点が高すぎると、本発明の樹脂組成物によって封止体を製造する際樹脂組成物の溶融粘度が大幅に増加し低圧成形が困難になるおそれがあり、また（Ａ）成分と（Ｃ）成分との相溶性が低く、樹脂組成物と被封止物とのの密着性が発現できないおそれがある。
【００２６】
さらに本発明に用いられるフッ素樹脂（Ｃ）は、ＡＳＴＭ Ｄ ３３０７により測定したメルトマスフローレイト（以下ＭＦＲと略記することがある）が、２０〜１００ｇ／１０分であることが好ましい。ＭＦＲが低いことは溶融粘度が高いことと同義であり、（Ａ）成分と（Ｃ）成分との相溶性が低下して樹脂組成部と被封止物との密着性が損なわれるおそれがある。ＭＦＲが高いことは溶融粘度が低いことと同義であり、樹脂組成物が極めて軟化し易く、封止体の機械的物性が劣るおそれがある。
【００２７】
本発明において、フッ素樹脂（Ｃ）を封止用樹脂組成物に配合することは、電気電子部品の封止に際し、初期密着性と冷熱サイクルに対する密着耐久性の向上、といった優れた特性を発揮する。（Ｃ）成分は（Ａ）成分の結晶化やエンタルピー緩和によるひずみエネルギーを緩和する効果を発揮するものと考えられる。本発明における（Ｃ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００重量部に対して、０．５重量部以上であることが好ましく、３重量部以上であることがより好ましく、５重量部以上であることが更に好ましい。また、５０質量部以下であることが好ましく、４０重量部以下であることがより好ましく、３０重量部以下であることが更に好ましい。（Ｃ）成分の配合比率が低すぎると、（Ａ）成分の結晶化やエンタルピー緩和によるひずみエネルギーの緩和が小さく、密着強度が低下する傾向がある。また、（Ｃ）成分の配合比率が高すぎる場合にも逆に密着性や樹脂物性を低下させてしまう傾向があり、また（Ａ）成分と（Ｃ）成分がマクロな相分離を起こして破断伸度が低下し、また平滑な表面を得られないなど成型性に悪影響を及ぼす場合がある。
【００２８】
＜その他の成分＞
本発明の封止用樹脂組成物には、本発明に用いられる（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分のいずれにも該当しない、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリカーボネート、アクリル、エチレンビニルアセテート等の他の樹脂、イソシアネート化合物、メラミン等の硬化剤、タルクや雲母等の充填材、カーボンブラック、酸化チタン等の顔料、三酸化アンチモン、臭素化ポリスチレン等の難燃剤を配合しても全く差し支えない。これらの成分を配合することにより、密着性、柔軟性、耐久性等が改良される場合がある。その際の（Ａ）成分は、本発明の樹脂組成物全体に対して５０重量％以上含有することが好ましく、より好ましくは６０重量％以上、さらに好ましくは７０重量％以上である。（Ａ）成分の含有量が５０重量％未満であるとポリエステル樹脂（Ａ）自身が有する、優れた電気電子部品に対する密着性、密着耐久性、伸度保持性、耐加水分解性、耐水性が低下する虞がある。
【００２９】
本発明の封止体が高温高湿度環境に長期間曝される場合には、酸化防止剤を添加することが好ましい。例えば、ヒンダードフェノール系として、１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、１，１，３−トリ（４−ヒドロキシ−２−メチル−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，１−ビス（３−ｔ−ブチル−６−メチル−４−ヒドロキシフェニル）ブタン、３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシ−ベンゼンプロパノイック酸、ペンタエリトリチルテトラキス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、３−（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシ−５−メチル−ベンゼンプロパノイック酸、３，９−ビス［１，１−ジメチル−２−［（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニロキシ］エチル］−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、リン系として、３，９−ビス（ｐ−ノニルフェノキシ）−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジフォスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（オクタデシロキシ）−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジフォスファスピロ［５．５］ウンデカン、トリ（モノノニルフェニル）フォスファイト、トリフェノキシフォスフィン、イソデシルフォスファイト、イソデシルフェニルフォスファイト、ジフェニル２−エチルヘキシルフォスファイト、ジノニルフェニルビス（ノニルフェニル）エステルフォスフォラス酸、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ジトリデシルフォスファイト−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイト、ペンタエリスリトールビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニルフォスファイト）、２，２’−メチレンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）２−エチルヘキシルフォスファイト、ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジフォスファイト、チオエーテル系として４，４’−チオビス［２−ｔ−ブチル−５−メチルフェノール］ビス［３−（ドデシルチオ）プロピオネート］、チオビス［２−（１，１−ジメチルエチル）−５−メチル−４，１−フェニレン］ビス［３−（テトラデシルチオ）−プロピオネート］、ペンタエリスリトールテトラキス（３−ｎ−ドデシルチオプロピオネート）、ビス（トリデシル）チオジプロピオネートが挙げられ、これらを単独に、または複合して使用できる。添加量は封止用樹脂組成物全体に対して０．１重量％以上５重量％以下が好ましい。０．１重量％未満だと熱劣化防止効果に乏しくなることがある。５重量％を超えると、密着性等に悪影響を与える場合がある。
【００３０】
＜電気電子部品封止用樹脂組成物＞
本発明の封止用樹脂組成物は２２０℃での溶融粘度が５〜３０００ｄＰａ・ｓであることが望ましく、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、および（Ｃ）成分の種類と配合比率を適切に調整することにより、達成することができる。たとえば、本発明の封止用樹脂組成物が（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分からなる場合には、封止用樹脂組成物の溶融粘度は以下の式で概算することができ、必要に応じて更に微調整することにより、適切な溶融粘度の樹脂組成物を得ることができる。
封止用樹脂組成物の溶融粘度（概算値）＝{（Ａ）成分の溶融粘度}×｛（Ａ）成分の重量分率｝＋{（Ｂ）成分の溶融粘度}×｛（Ｂ）成分の重量分率｝＋{（Ｃ）成分の溶融粘度}×｛（Ｃ）成分の重量分率｝
例えば、（Ａ）成分に共重合するポリエーテルジオールの共重合比率を高くすることや、（Ａ）成分の分子量を低くすることは、（Ａ）成分の溶融粘度を低下させ、本発明の樹脂組成物の溶融粘度を低くする方向に作用する。また、（Ａ）成分の分子量を高くすることは（Ａ）成分の溶融粘度を増大させ、本発明の樹脂組成物の溶融粘度を高くする方向に作用する。（Ｂ）成分、（Ｃ）成分についても同様である。
【００３１】
本発明の封止用樹脂組成物の溶融粘度は以下のようにして測定した値である。すなわち、封止用樹脂組成物を水分率０．１％以下に乾燥し、次いで島津製作所株式会社製フローテスター（型番ＣＦＴ−５００Ｃ）にて、２２０℃に加温安定した封止用樹脂組成物を、１．０ｍｍの孔径を有する厚み１０ｍｍのダイを１ＭＰａの圧力で通過させたときの粘度の測定値である。３０００ｄＰａ・ｓ以上の高溶融粘度になると、高い樹脂凝集力や耐久性が得られるが、複雑な形状の部品への封止の際には高圧の射出成型が必要となるため、封止される部品の破壊を生じることがある。２０００ｄＰａ・ｓ以下、好ましくは１０００ｄＰａ・ｓ以下の溶融粘度を有する封止用樹脂組成物を使用することで、０．１〜１００ＭＰａの比較的低い射出圧力で、電気絶縁性に優れた電気電子部品封止体が得られると共に、電気電子部品の特性も損ねない。また、封止用樹脂組成物注入操作の観点からは２２０℃での溶融粘度は低いほうが好ましいが、樹脂組成物の密着性や凝集力を考慮すると下限としては５ｄＰａ・ｓ以上が望ましく、さらに好ましくは１０ｄＰａ・ｓ以上、より好ましくは５０ｄＰａ・ｓ以上、最も好ましくは１００ｄＰａ・ｓ以上である。
【００３２】
本発明において、特定の部材と封止用樹脂組成物の密着強度は、１枚の板状部材の上に封止用樹脂組成物を成形にて接着した測定用試料片を作成し、これのT型剥離強度を測定することにより判定する。測定用試験片の作成方法やT型剥離強度の測定方法は、後述する実施例に記載の方法に従って行うものとする。
【００３３】
本発明の電気電子部品封止体は、電気電子部品を挿入した金型に本発明の樹脂組成物を溶融して注入することによって製造することができる。より具体的には、スクリュータイプのホットメルト成型加工用アプリケーターを用いた場合において、２００〜２８０℃前後で加熱溶融し、射出ノズルを通じて金型へ注入され、その後一定の冷却時間を経た後、成型物を金型から取り外して電気電子部品封止体を得ることができる。樹脂組成物の注入時の温度および圧力は、温度１３０℃以上２６０℃以下かつ圧力０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることがより好ましい。このような条件で封止されることにより、封止される電気電子部品の破損が生じにくく、またショートショット、バリおよびひけのない形状良好な封止体を得やすい。
【００３４】
ホットメルト成型加工用アプリケーターの型式は特に限定されないが、例えばＮｏｒｄｓｏｎ社製ＳＴ２、井元製作所製竪型押し出し成型機ＩＭＣ−１８Ｆ９等が挙げられる。
【実施例】
【００３５】
本発明をさらに詳細に説明するために以下に実施例、比較例を挙げるが、本発明は実施例によってなんら限定されるものではない。尚、実施例、比較例に記載された各測定値は次の方法によって測定したものである。
【００３６】
＜融点、ガラス転移温度の測定＞
セイコー電子工業株式会社製の示差走査熱量分析計「ＤＳＣ２２０型」にて、測定試料５ｍｇをアルミパンに入れ、蓋を押さえて密封し、一度２５０℃で５分ホールドした後、液体窒素で急冷して、その後−１５０℃から２５０℃まで、２０℃／ｍｉｎの昇温速度で測定した。得られた曲線の変曲点をガラス転移温度、吸熱ピークを融点とした。
【００３７】
＜初期密着性の評価＞
密着強度試験片の作成方法
０．５ｍｍ厚のアルミ板（ＴＰ技研株式会社製Ａ５０５２）を７０ｍｍ×７０ｍｍの大きさに切断し、表面をアセトンで拭いて油分を取り除いた。次いでこのアルミ板を平板成型用金型（金型内面寸法：幅１００ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚み５ｍｍ）の内部に固定し、アルミ板の一辺に幅１０ｍｍのセロハンテープを貼りつけた。次いでスクリュー型ホットメルト成型加工用アプリケーター（井元製作所製竪型低圧押し出し成型機ＩＭＣ−１８Ｆ９）を用いて１００ｍｍ×１００ｍｍの面の中心に設けたゲートから封止用樹脂組成物を注入し、成型を行った。成型条件は、成型樹脂温度２２０℃、成型圧力３ＭＰａ、保圧圧力３ＭＰａ、冷却時間１５秒、吐出回転を５０％設定（最大吐出を１００％として）とした。成型物を離型し、各々がセロハンテープ貼りつけ部を有する幅２０ｍｍの短冊状となるように切断し、密着強度試験片を得た。
【００３８】
初期密着性の評価
前記密着試験片を２３℃、相対湿度５０％の雰囲気下にて３時間以上１００時間以内保管した。次いで、セロハンテープ貼りつけ部よりアルミ板と樹脂を剥離させ、Ｔ型剥離強度を測定した。引張速度は５０ｍｍ／分とした。
評価基準 ◎：Ｔ型剥離強度２．０Ｎ／ｍｍ以上
○：Ｔ型剥離強度２．０Ｎ／ｍｍ未満１．０Ｎ／ｍｍ以上
△：Ｔ型剥離強度１．０Ｎ／ｍｍ未満０．５Ｎ／ｍｍ以上
×：Ｔ型剥離強度０．５Ｎ／ｍｍ未満
【００３９】
＜冷熱サイクル負荷耐久性試験＞
初期密着性を評価したのと同様にして作成した密着強度試験片に対して、−４０℃で３０分、次いで１５０℃で３０分の環境下におくことを１サイクルとする１０００サイクルの環境負荷を与え、次いでＴ型剥離強度を測定し、Ｔ型剥離強度保持率を算出した。なお、Ｔ型剥離強度保持率は下記数式で定義される値である。
【００４０】
【数１】
【００４１】
評価基準 ◎：Ｔ型剥離強度保持率８０％以上
○：Ｔ型剥離強度保持率８０％未満７０％以上
△：Ｔ型剥離強度保持率７０％未満５０％以上
×：Ｔ型剥離強度保持率５０％未満
【００４２】
＜溶融特性試験＞（溶融特性の評価）
樹脂および封止用樹脂組成物の溶融粘度の評価方法
島津製作所製、フローテスター（ＣＦＴ−５００Ｃ型）にて、２２０℃に設定した加熱体中央のシリンダー中に水分率０．１％以下に乾燥した樹脂または封止用樹脂組成物を充填し、充填１分経過後、プランジャーを介して試料に荷重を加え、圧力１ＭＰａで、シリンダー底部のダイ（孔径：１．０ｍｍ、厚み：１０ｍｍ）より、溶融した試料を押出し、プランジャーの降下距離と降下時間を記録し、溶融粘度を算出した。
【００４３】
低圧成型性評価方法
平板成型用金型を使用し、ホットメルト成型加工用アプリケーターとして井元製作所製低圧成型アプリケーターＩＭＣ−１８Ｆ９を用いて封止用樹脂組成物からなる平板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×１０ｍｍ）を成型した。なお、ゲート位置は１００ｍｍ×１００ｍｍの面の中心とした。
成型条件：成型樹脂温度２２０℃、成型圧力３ＭＰａ、保圧圧力３ＭＰａ、冷却時間１５秒、吐出回転５０％設定。
【００４４】
評価基準 ◎：完全に充填され、バリもヒケもなし。
○：完全に充填されるが、若干のバリが発生する。
△：ショートショット無く充填されるが、ヒケ有り。
×：ショートショット有り。
【００４５】
＜高温長時間負荷耐久性試験＞（耐熱老化性の評価）
スクリュー型ホットメルト成型加工用アプリケーター（井元製作所製竪型低圧押し出し成型機ＩＭＣ−１８Ｆ９）を用いて１００ｍｍ×１００ｍｍの面の中心に設けたゲートから封止用樹脂組成物を注入し、成型を行い、２ｍｍ厚の平板を作製した。成型条件は、成型樹脂温度２２０℃、成型圧力３ＭＰａ、保圧圧力３ＭＰａ、冷却時間１５秒、吐出回転を５０％設定（最大吐出を１００％として）とした。上記条件により製作した平板をＪＩＳ３号型ダンベルに打ち抜き、ＪＩＳＫ６２５１の測定方法に従って引張破断伸度を測定し、その値を「初期引張破断伸度」とした。また、同様に作成したダンベルを１５０℃雰囲気下で１０００時間保管した後に、同様に引張破断伸度測定を実施し、その値を「１５０℃、１０００時間負荷試験後の引張破断伸度」とした。引張破断伸度保持率は下記の数式に従って算出した。
【００４６】
【数２】
【００４７】
評価基準 ◎：引張破断伸度保持率６５％以上
○：引張破断伸度保持率６５％未満５０％以上
△：引張破断伸度保持率５０％未満３０％以上
×：引張破断伸度保持率３０％未満
【００４８】
脂肪族ポリカーボネートジオールＡの製造例
ポリ（ヘキサメチレンカーボネート）ジオール（数平均分子量２０００）１００質量部とジフェニルカーボネート９．６質量部とを反応容器に仕込み、温度２０５℃、１３０Ｐａで反応させた。２時間後、内容物を冷却し、生成したポリマーを取り出し、脂肪族ポリカーボネートジオールＡを得た。脂肪族ポリカーボネートジオールＡの数平均分子量は１３０００であった。
【００４９】
脂肪族ポリカーボネートジオールＢの製造例
脂肪族ポリカーボネートジオールＡの製造例において、ポリ（ヘキサメチレンカーボネート）ジオールをポリ（テトラメチレンカーボネート）ジオール（数平均分子量２０００）に変更し、その他は同様にして、脂肪族ポリカーボネートジオールＢを得た。脂肪族ポリカーボネートジオールＢの数平均分子量は１３０００であった。
【００５０】
ポリエステル樹脂Ａの製造例
ハードセグメント成分である数平均分子量２００００のポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）１００質量部とソフトセグメント成分である脂肪族ポリカーボネートジオールＡ６７質量部とを、２３０℃〜２４５℃、１３０Ｐａ下で１時間攪拌し、樹脂が透明になったことを確認した。その後、内容物を取り出し冷却した。次いで、ラスミットＬＧを０．３部、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０を０．３部加え、２５０℃で混練して、ポリエステル樹脂Ａを得た。
【００５１】
ポリエステル樹脂Ｂ〜Ｅの製造例
ポリエステル樹脂Ａの製造例において、ハードセグメント成分とソフトセグメント成分の種類および／または配合量を変更し、ポリエステル樹脂Ｂ〜Ｅを得た。ポリエステル樹脂Ｂ〜Ｅの組成と物性を表１に示した。
【００５２】
ポリエステル樹脂Ｆの製造例
撹拌機、温度計、溜出用冷却器を装備した反応缶に、酸成分としてナフタレンジカルボン酸１を、グリコール成分として酸成分の７５モル％に相当する１，４−ブタンジオールを投入した。次いで、テトラブチルチタネートを酸成分とグリコール成分の最終的な合計仕込み量１００質量部あたり０．２５質量部加え、１７０〜２２０℃で２時間エステル化反応を行った。エステル化反応終了後、酸成分の２５モル％に相当するポリテトラメチレングリコール「ＰＴＭＧ１０００」（三菱化学社製）を投入し、さらに、ヒンダードフェノール系酸化防止剤「イルガノックス１３３０」（チバガイギー社製）を０．５質量部投入し、２５５℃まで昇温する一方、系内をゆっくり減圧にしてゆき、６０分かけて２５５℃で６６５Ｐａとした。そしてさらに１３３Ｐａ以下で３０分間重縮合反応を行い、ポリエステル樹脂Ｆを得た。このポリエステル樹脂Hの融点は１９０℃で、溶融粘度は５００ｄＰａ・ｓであった。
【００５３】
ポリエステル樹脂Ｇの製造例
撹拌機、温度計、溜出用冷却器を装備した反応缶に酸成分としてテレフタル酸を、グリコール成分として酸成分の７０モル％に相当する１，４−ブタンジオールを投入した。次いで、テトラブチルチタネートを酸成分とグリコール成分の最終的な合計仕込み量１００質量部に対して０．２５質量部加え、１７０〜２２０℃で２時間エステル化反応を行った。エステル化反応終了後、酸成分の３０モル％に相当するポリテトラメチレングリコール「ＰＴＭＧ１０００」（三菱化学社製）を投入し、さらに、ヒンダードフェノール系酸化防止剤「イルガノックス１３３０」（チバガイギー社製）を０．５質量部投入し、２５５℃まで昇温する一方、系内をゆっくり減圧にしてゆき、６０分かけて２５５℃で６６５Ｐａとした。そしてさらに１３３Ｐａ以下で３０分間重縮合反応を行い、ポリエステル樹脂Ｉを得た。このポリエステル樹脂Ｇの融点は１６０℃で、溶融粘度は１００ｄＰａ・ｓであった。
【００５４】
【表１】
【００５５】
ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート、数平均分子量２０００
ＰＢＮ：ポリブチレンナフタレート、数平均分子量２０００
ＰＴＭＧ１０００：ポリテトラメチレングリコール、数平均分子量１０００
【００５６】
実施例１
ポリエステル樹脂Ａ１００質量部、フッ素樹脂Ａを２０質量部、エポキシ樹脂Ａを１５質量部を均一に混合した後、二軸押し出し機を用いてダイ温度２２０℃において溶融混練し、樹脂組成物１を得た。樹脂組成物１の配合組成及び評価結果を表２に示した。＜溶融特性試験＞において、１８１９ｄＰａ・ｓと良好な溶融特性であった。＜密着強度試験＞において、初期密着強度は１．５ＭＰａと良好であり、＜冷熱サイクル負荷耐久性試験＞において冷熱サイクル試験後のＴ型剥離強度は１．１ＭＰａ、Ｔ型剥離強度保持率は７３％と良好であった。また、＜高温長時間負荷耐久性試験＞において、引張破断伸度保持率は７５％と良好であった。
【００５７】
実施例２〜９、比較例１〜７
実施例１と同様にして、但し配合を表２〜表４に記載のように変更して、電気電子部品封止用樹脂組成物２〜１５を調製し、ついで評価を行なった。評価結果を表２〜３に示した。
【００５８】
【表２】
【００５９】
【表３】
【００６０】
【表４】
【００６１】
フッ素樹脂Ａ：ネオフロンＥＦＥＰ ＲＰ−４０２０、ダイキン工業（株）製、融点１５５〜１７０℃、ＭＦＲ２５〜５０ｇ／１０分。
フッ素樹脂Ｂ：ネオフロンＥＦＥＰ ＲＰ−５０００、ダイキン工業（株）製、融点１９０〜２００℃、ＭＦＲ２０〜３０ｇ／１０分
フッ素樹脂Ｃ：ネオフロンＰＦＡ ＡＰ−２０２、ダイキン工業（株）製、融点２９８℃、ＭＦＲ３．３ｇ／１０分。
エポキシＡ：ＪＥＲ１００７、三菱化学（株）製、ビスフェノール型エポキシ樹脂。
エポキシＢ：ＵＧ４０７０、東亞合成（株）製、多官能エポキシ樹脂。
エポキシＣ：ＥＸ−１４５、ナガセケムテックス（株）製、モノエポキシ樹脂。
【００６２】
比較例１は、ポリカーボネート成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）に換えてポリテトラメチレングリコール成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂を用いた例である。比較例１では、＜密着強度試験＞において初期密着強度は２．５ＭＰａ、冷熱サイクル試験後のＴ型剥離強度は１．３ＭＰａと初期密着性および冷熱サイクル耐久性に優れ、＜溶融特性試験＞において溶融粘度は１８１０ｄＰａ・ｓと良好な結果を示したが、＜高温長時間負荷耐久性試験＞では伸度保持率は１５％と不良であった。
【００６３】
比較例２は、ポリカーボネート成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）に換えてポリテトラメチレングリコール成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂を用いた例である。比較例２では、＜密着強度試験＞において初期密着強度は２．０ＭＰａ、冷熱サイクル試験後は１．０ＭＰａとなり、密着性結果には優れる結果となった。しかし、＜高温長時間負荷耐久性試験＞では保持率は２５％と不良であった。
【００６４】
比較例３は、フッ素樹脂（Ｃ）を用いなかった場合の例である。比較例３では、＜溶融特性試験＞では４９０ｄＰａ・ｓと良好な結果となり、また＜密着強度試験＞において初期密着強度は２．１ＭＰａと良好であったが、冷熱サイクル試験後は０．１ＭＰａとなり、不良な結果となった。
【００６５】
比較例４は、フッ素樹脂（Ｃ）の種類がフッ素樹脂Ｃであった場合、エポキシ樹脂（Ｂ）がエポキシ樹脂Ｂを用いた場合の例である。比較例４では、＜溶融特性試験＞では１２５８８ｄＰａ・ｓと成型が困難な不良結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の電気電子部品封止用樹脂組成物は、電気電子部品封止体用封止剤として用いると、アルミニウム材への初期密着強度に優れ、なおかつ冷熱サイクル負荷を経た後も高度な密着耐久性を発揮し、有用である。また、本発明の電気電子部品封止体は、冷熱サイクルの過酷な環境負荷に対する耐久性が発揮され、有用である。本発明の電気電子部品封止体は、例えば自動車、通信、コンピュータ、家電用途各種のコネクター、ハーネスやあるいは電子部品、プリント基板を有するスイッチ、センサーのモールド成型品として有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）、
エポキシ樹脂（Ｂ）、フッ素樹脂（Ｃ）、
を含有し、
水分率０．１％以下に乾燥して２２０℃に加熱し圧力１ＭＰａを付与し、孔径１．０ｍｍ、厚み１０ｍｍのダイより押し出したときの溶融粘度が５ｄＰａ・ｓ以上３０００ｄＰａ・ｓ以下である、
電気電子部品封止用樹脂組成物。
【請求項２】
前記エポキシ樹脂（Ｂ）がビスフェノール型エポキシ樹脂である請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項３】
前記結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）１００重量部に対し、エポキシ樹脂（Ｂ）が０．１〜１００重量部、およびフッ素樹脂（Ｃ）が０．１〜１００重量部配合されている請求項１または２に記載の樹脂組成物。
【請求項４】
前記フッ素樹脂（Ｃ）の融点が２２０℃以下である請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項５】
アルミニウム板に対する、−４０℃３０分と１５０℃３０分の冷熱サイクルを１０００サイクル付加前後のＴ型剥離強度保持率が５０％以上である請求項１〜４のいずれかに記載の電気電子部品封止用樹脂組成物。
【請求項６】
アルミニウム板に対する初期Ｔ型剥離強度が０．５Ｎ／ｍｍ以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の電気電子部品封止用樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂組成物を、加熱して混練した後、電気電子部品を挿入した金型に樹脂組成物温度１３０℃以上２６０℃以下かつ樹脂組成物圧力０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下で注入する、電気電子部品封止体の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂組成物で封止された電気電子部品封止体。
【請求項１】
ポリカーボネート成分が共重合されている結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）、
エポキシ樹脂（Ｂ）、フッ素樹脂（Ｃ）、
を含有し、
水分率０．１％以下に乾燥して２２０℃に加熱し圧力１ＭＰａを付与し、孔径１．０ｍｍ、厚み１０ｍｍのダイより押し出したときの溶融粘度が５ｄＰａ・ｓ以上３０００ｄＰａ・ｓ以下である、
電気電子部品封止用樹脂組成物。
【請求項２】
前記エポキシ樹脂（Ｂ）がビスフェノール型エポキシ樹脂である請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項３】
前記結晶性ポリエステル樹脂（Ａ）１００重量部に対し、エポキシ樹脂（Ｂ）が０．１〜１００重量部、およびフッ素樹脂（Ｃ）が０．１〜１００重量部配合されている請求項１または２に記載の樹脂組成物。
【請求項４】
前記フッ素樹脂（Ｃ）の融点が２２０℃以下である請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項５】
アルミニウム板に対する、−４０℃３０分と１５０℃３０分の冷熱サイクルを１０００サイクル付加前後のＴ型剥離強度保持率が５０％以上である請求項１〜４のいずれかに記載の電気電子部品封止用樹脂組成物。
【請求項６】
アルミニウム板に対する初期Ｔ型剥離強度が０．５Ｎ／ｍｍ以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の電気電子部品封止用樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂組成物を、加熱して混練した後、電気電子部品を挿入した金型に樹脂組成物温度１３０℃以上２６０℃以下かつ樹脂組成物圧力０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下で注入する、電気電子部品封止体の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂組成物で封止された電気電子部品封止体。
【公開番号】特開２０１３−１１２７７１（Ｐ２０１３−１１２７７１Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６１７８６（Ｐ２０１１−２６１７８６）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡株式会社 (3,622)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡株式会社 (3,622)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]