JPH03285945A - 金属端子等をインサートしてなる成形品 - 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〕 本発明はリードフレームの如き金属端子やそのフレーム
等をインサートしてなる樹脂成形品に関する。更に詳し
くは、本発明は特に金属との密着性が良好でなおかつ耐
熱性、成形性に優れ、更に一般物性にも優れたリードフ
レーム等の金属端子やそのフレーム等をインサートして
なる成形品に関する。

〔従来の技術とその課題〕

電子部品をプリント配線基板に実装するには、基板の孔
より電子部品の端子を通し、その端子を基板の裏側より
ハンダ付けする方式が普及しており、又、電子部品の種
類によっては洗浄処理が行われる機会が増加している。

電子部品として例えば各種スイッチやＩＣのパンケージ
等の用途には熱可塑性ポリエステル例えばポリアルキレ
ンテレフタレートが加工の容易さ、機械的強度、その他
の物理的・化学的特性にも優れている高幅広く利用され
ている。

しかし、ポリアルキレンテレフタレートはリードフレー
ム等の様な金属との密着性が悪いため、ハンダ付けの際
に用いるハンダフラックスや電子部品を洗浄する際に用
いる洗浄液がリードフレームとプラスチックとのすきま
から浸入し、接点汚染や導通不良といった問題を生じて
いた。

また、コネクター電極では同様に金属との密着性不良か
ら、気密性が悪く、水分等の浸入による汚染が問題とな
っていた。

この問題点を解消するために従来は、リードフレーム等
の金属にブライマー、接着剤などを塗布した後、成形し
たり、成形後にパッケージから出ている金属の根元に金
属との密着性が良好なエポキシ樹脂をボッティングする
などの処置が行われていた。

しかし、このような方法は、工程が煩雑な上、コストが
非常にアップするために、リードフレーム等の金属との
密着性が良好で且つ成形加工の容易な材料が望まれてい
た。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は上記課題に鑑み、リードフレーム等の金属
と密着性が優れた素材を得るべく鋭意検討した。その結
果、熱可塑性ポリエステルを主体とし、これに特定の共
重合体及び無機充填剤を配合した組成物は、熱安定性が
良（、ポリエステル樹脂の押出し、成形温度では、分解
ガスあるいは蒸発ガスがほとんど発生しない上に機械物
性の大きな低下なしにリードフレーム等の金属との密着
性を著しく良好になし得ることを見出し、本発明を完成
するに至った。

即ち、本発明は、 （八）熱可塑性ポリエステル樹脂１００重量部に（Ｂ）
エチレン−不飽和カルボン酸エステルを主たる構成成分
とするエチレン系共重合体及びポリアクリレート樹脂系
変性剤から選ばれた少なくとも１種の重合体１〜５０重
量部と、（Ｃ）繊維状充填剤、非繊維状無機充填剤又は
両者の混合物５〜２００重量部 を配合した樹脂材料を用いて、金属端子等をインサート
してなる成形品である。

以下、順次本発明の樹脂材料の構成成分について詳しく
説明する。

まず、本発明の樹脂材料の基体樹脂である熱可塑性ポリ
エステル樹脂（Ａ）　とは、ジカルボン酸化合物とジヒ
ドロキシ化合物の重縮合、オキシカルボン酸化合物の重
縮合或いはこれら三成分混合物の重縮合等によって得ら
れるポリエステルであり、ホモポリエステル、コポリエ
ステルの何れに対しても本発明の効果がある。

ここで用いられる熱可塑性ポリエステル樹脂を構成する
ジカルボン酸化合物の例を示せば、テレフタル酸、イソ
フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカル
ボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニル
エタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ア
ジピン酸、セバシン酸の如き公知のジカルボン酸及びこ
れらのアルキル、アルコキシ又はハロゲン置換体等であ
る。また、これらのジカルボン酸化合物は、エステル形
成可能な誘導体、例えばジメチルエステルの如き低級ア
ルコールエステルの形で重合に使用することも可能であ
る。

これは二種以上が使用されることもある。

次に本発明のポリエステル（Ａ）を構成するジヒドロキ
シ化合物の例を示せば、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、ハイドロキノン、レゾルシン、ジヒドロキシフェニ
ル、ナフタレンジオール、ジヒドロキシジフェニルエー
テル、シクロヘキサンジオール、２，２−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）プロパン、ジェトキシ化ビスフェノ
ールＡの如きジヒドロキシ化合物、ポリオキシアルキレ
ングリコール及びこれらのアルキル、アルコキシ又はハ
ロゲン置換体等であり、一種又は二種以上を混合使用す
ることができる。

また、オキシカルボン酸の例を示せば、オキシ安息香酸
、オキシナフトエ酸、ジフェニレンオキシカルボン酸等
のオキシカルボン酸及びこれらのアルキル、アルコキシ
又はハロゲン置換体が挙げられる。また、これら化合物
のエステル形成可能な誘導体も使用できる。本発明にお
いては、これら化合物の一種又は二種以上が用いられる
。

また、これらの他に三官能性モノマー、即ちトリメリッ
ト酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ペンタエリスリ
トール、トリメチロールプロパン等を少量併用した分岐
又は架橋構造を有するポリエステルであってもよい。

本発明では、上記の如き化合物をモノマー成分として、
重縮合により生成する熱可塑性ポリエステルはいずれも
本発明の（＾）成分として使用することができ、単独で
、又は二種以上混合して使用されるが、好ましくはポリ
アルキレンテレフタレート、更に好ましくはポリブチレ
ンテレフタレート及びこれを主体とする共重合体が使用
される。

次に本発明においては上記熱可塑性ポリエステル樹脂（
Ａ）にエチレン−不飽和カルボン酸エステルを主たる構
成成分とするエチレン系共重合体又はポリアクリレート
樹脂系変性剤から選ばれた少なくとも１種の重合体（Ｂ
）が配合される。

（Ｂ）成分として配合されるエチレン系共重合体とは、
エチレンと不飽和カルボン酸エステルとの共重合体ある
いはエチレンと不飽和カルボン酸エステル及びα、β−
不飽和カルボン酸又はその誘導体（但し前記不飽和カル
ボン酸エステルを除く）よりなる、ランダムな三元共重
合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等の変性エ
チレン共重合体及びこれらの混合物をも意味するもので
ある。

かかる共重合体を構成する不飽和カルボン酸エステルは
、炭素数が３〜８個の不飽和カルボン酸、例えば、アク
リル酸、メタクリル酸などのアルキルエステルであり、
具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル
、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、
アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、メタク
リル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−
プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ
−ブチル及びメタクリル酸イソブチル等が挙げられ、特
にアクリル酸エチル又はメタクリル酸メチルが好ましい
。ここで、不飽和カルボン酸エステル含有量は３〜３５
重量％、好ましくは１０〜３０重量％のものが用いられ
る。不飽和カルボン酸エステルの含有量がこれより多い
と、共重合体の製造が容易でなくなるばかりではなく、
押出し・成形時での発生ガスが多くなり問題となる。一
方、これより少ないとリードフレーム等の金属との密着
性が若干低下する傾向にある。

又、変性エチレン共重合体を構成するα、β不飽和カル
ボン酸又はその誘導体とは、上記の不飽和カルボン酸エ
ステル以外のものを意味し、好ましいものはマレイン酸
、フマル酸あるいはこれらの無水物、イミド又はエステ
ルなどが挙げられ、特に無水マレイン酸が好ましい。

又、α、β−不飽和カルボン酸又はその誘導体の含有量
は１０重量％以下で用いられる。これを越えると黄変に
よる外観不良、熱安定性などの好ましくない結果を与え
る。

かかるエチレン系共重合体は任意の方法で製造すること
ができる。例えば、エチレンと不飽和カルボン酸エステ
ルを所定量混合し、ラジカル開始剤を用いて常法により
ラジカル重合を行うことによりエチレン−不飽和カルボ
ン酸エステル共重合体が得られる。又この共重合体に他
のα、β−不飽和カルボン酸等を添加し、好ましくはラ
ジカル開始剤の存在下で１２０〜２５０°Ｃで反応させ
ることによりグラフト共重合体が得られる。

又、エチレン、不飽和カルボン酸エステル及びα、β−
不飽和カルボン酸等の混合物にラジカル開始剤等を添加
して加圧下で重合させることにより三元共重合体が得ら
れる。

本発明においてはこれらの何れのタイプも（Ｂ）成分と
して有効であるが、特に好ましいエチレン系共重合体と
してはエチレン−アルキルアクリレート共重合体もしく
は無水マレイン酸グラフトエチレンエチルアクリレート
である。

次に、（Ｂ）成分として用いるポリアクリレート樹脂系
変性剤とは、ゴム状の第１段階及び熱可塑性硬質最終段
階を有する多段階重合体からなるものである。中間相は
任意であり、１つ又はそれ以上とすることが出来る。中
間相としては、例えばスチレンを重合させたもので構成
することができる。代表的なポリアクリレート樹脂系変
性剤は、第１段階がメチルアクリレート、ブチルアクリ
レートのようなアクリル酸エステルおよび交叉結合性剤
としてブチレンジアクリレート、ブチレンジメタクリレ
ート、グラフト結合性剤としてアリルメタクリレートま
たはジアリルマレエートを含む単量体系を重合させて得
たゴム状の重合体であり、最終段階はメチルメタクリレ
ートを重合させたものである多段階重合体からなるもの
である。

上記したようなポリアクリレート樹脂系変性剤は、例え
ば、鐘淵化学■製、カネエースＦＭ、日立化成■製、パ
イタックスＶ−６４０１、三菱レイヨン■製メタブレン
Ｗ−３００、同Ｗ−５３０、ローム・アンド・ハース社
製、アクリロイドＫＭ−３２３、同ＫＭ−３３０（これ
らは何れも商品名）などとしても市販されている。

（Ｂ）成分としては、エチレン−不飽和カルボン酸エス
テルを主たる構成成分とするエチレン系共重合体（前記
の通りブロック、グラフト共重合体を含む）、ポリアク
リレート樹脂系変性剤より選ばれたいずれの重合体を用
いても本発明の目的を達成することが可能であり、要求
される各種特性に応じて選択されるが、好ましくはエチ
レン−エチルアクリレート共重合体、これに無水マレイ
ン酸をグラフトしたエチレンエチルアクリレートグラフ
ト共重合体及びブチルアクリレートを主たる成分とする
ゴム状重合体とメチルメタクリレートを重合させた多段
階重合体である。

かかる（Ｂ）成分の添加量は、熱可塑性ポリエステル（
Ａ）　１００重量部あたり、１〜５０重量部が好ましく
、特に５〜４０重量部が好ましい。過少の場合は本発明
の目的とする金属端子等との密着性が劣り、過大の場合
は機械的物性、耐熱性等の点で好ましくない。

次に本発明で用いられる（Ｃ）成分の充填剤は成形収縮
率及び線膨張係数を低下させ、リードフレーム等の金属
との密着性を向上させるために必須とされる成分である
。

これには、繊維状、非繊維状（粉粒状、板状）の充填剤
が用いられる。

この中でも、非繊維状無機充填剤は成形収縮率、寸法安
定性及び線膨張係数の異方性を抑制する効果が大きいた
めに用いられるものであり、粉粒状充填物としてカーボ
ンブラック、シリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ガラス
粉、ミルドガラスファイバー、珪酸カルシウム、硅酸ア
ルミニウム、カオリン、タルク、クレー、珪藻土、ウオ
ラストナイトの如き硅酸塩、酸化鉄、酸化チタン、酸化
亜鉛、アルミナの如き金属酸化物、炭酸カルシウム、炭
酸マグネシウムの如き金属の炭酸塩、硫酸カルシウム、
硫酸バリウムの如き金属の硫酸塩、その他炭化硅素、窒
化硅素、窒化硼素、各種金属粉末が挙げられる。

又、板状充填剤としてはマイカ、ガラスフレーク、各種
の金属箔等が挙げられる。板状物の粒子径は小なる程好
ましく、平均粒径２００μ鋼以下であることが望ましい
。

これらの中で非繊維状無機充填剤としてはガラスビーズ
、ミルドガラスファイバー、ガラスフレーク、微粉砕マ
イカ粉が特に好ましい。

又、繊維状充填剤は機械的強度、耐熱性等の性能を向上
させるために用いられるものであり、これにはガラス繊
維、カーボン繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維
、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化硅素繊維、硼素
繊維、チタン酸カリ繊維、更にステンレス、アルミニウ
ム、チタン、銅、真鍮等の金属の繊維状物などの無機質
繊維状物質が挙げられる。特に代表的な繊維状充填剤は
ガラス繊維、又はカーボン繊維である。なお、ポリアミ
ド、フッ素樹脂、アクリル樹脂などの高融点有機質繊維
状物質も使用することができる。

これらの無機充填剤は一種又は二種以上併用することが
できる。特に好ましい組み合わせは成形品での平均繊維
長が３０〜５００μ園のガラス繊維と粉粒状及び／又は
板状充填剤との組み合わせである。その中でもガラスビ
ーズ、ミルドガラスファイバー、ガラスフレーク又はマ
イカ粉とガラス繊維との組み合わせはリードフレーム等
の金属との密着性向上の効果が特に著しい。

又、これらの充填剤の使用にあたっては、必要ならば収
束剤又は表面処理剤を使用することが望ましい。この例
を示せば、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物
、シラン系化合物、チタネート系化合物等の官能性化合
物である。

これ等の化合物は予め表面処理又は収束処理を施して用
いるか、又は材料調製の際同時に添加してもよい。

（Ｃ）成分としての充填剤の使用量は熱可塑性ポリエス
テル（Ａ）　１００重量部あたり５〜２００重量部であ
り、好ましくは１０〜９０重量部である。

過少の場合はリードフレーム等の金属との密着性向上の
効果が小さく、過大の場合は成形作業が困難になる。

また、併用される官能性表面処理剤の使用量は、充填剤
に対し０〜１０重量％、好ましくは０．０５〜５重量％
である。

又、本発明の金属端子等をインサートする樹脂材料には
、更にその目的に応じ所望の特性を付与するために、一
般に熱可塑性樹脂等に添加される公知の物質、即ち酸化
防止剤や耐熱安定剤、紫外線吸収剤等の安定剤、帯電防
止剤、滑剤、離型剤、染料や顔料等の着色剤、潤滑剤、
可塑剤及び結晶化促進剤、結晶核剤等を配合することが
可能である。更に又、樹脂成分として本発明の目的を阻
害しない範囲で（Ａ）　、（Ｂ）成分以外の熱可塑性樹
脂を補助的に併用してもよい。

特に安定剤の添加は、成形品を高温で使用する電子部品
等に於いて接触する金属の腐蝕、汚染を防止するのに有
効である。

安定剤としては、ヒンダードフェノール系、アミン系、
リン系、チオエーテル系等の化合物が使用できる。

ヒンダードフェノール系化合物の一例を示せば、１，６
−ヘキサンジオールビス（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチ
ル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、ペン
タエリスリトールテトラキス（３−（３，５−ジ−ｔ−
ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、
トリエチレングリコールビス（３−（３−ｔ−ブチル−
５メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕
などである。

アミン化合物の一例を示せば、Ｎ−フェニル−Ｎ’−イ
ソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ’−ジフ
ェニル−ｐ−フェニレンジアミン、４．４″−ビス−（
４−α、α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、ジ
フェニルアミンとアセトンとの縮合反応物、Ｎ−フェニ
ルナフチルアミン、Ｎ、Ｎ’−ジ−β−ナフチルフェニ
レンジアミンなどである。

リン系化合物としては、フォスファイト系及びフォスフ
ォナイト系有機化合物が好ましく、例えば、トリフェニ
ルフォスファイト、トリ（ノニルフェニル）フォスファ
イト等のトリアリルフォスファイト、ジステアリルペン
タエリスリトールジフォスファイト、サイクリックネオ
ペンタンテトライル−ビス−（２，４−ジ−ｔ−ブチル
フェニル−フォスファイト）、ジー（２，６−ジーＬ−
ブチルー４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールシ
フオスファイト等の耐熱性フォスファイト類、テトラキ
ス（２，４−ジーを一ブチルフェニル）−４，４−ビフ
ェニレンフォスフォナイト等のフォスフォナイト化合物
等が代表例として挙げられる。

又、チオエーテル系化合物としてはジラウリルチオジプ
ロピオネート、シミリスチルチオジプロピオネート、ジ
ステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリル
チオジプロピオネート、テトラキス〔メチレン−３−（
ドデシルチオ）プロピオネートコメタン、ジアルキル（
Ｃ＋ｚ〜Ｃ＋ｓ）　　３．３−チオジプロピオネートな
どが挙げられる。

安定剤の添加量は樹脂材料全量に対し０．０１〜５重量
％であり、好ましくは０．１〜３重量％である。

本発明のインサート用樹脂材料の調製は、従来の樹脂組
成物調製法として一般に用いられる設備と方法により容
易に調製される。例えば、ｉ）各成分を混合した後、ｌ
軸又は２軸の押出機により練込押出してペレットを調製
し、しかる後成形する方法、１ｉ）−旦組成の異なるペ
レットを調製し、そのペレットを所定量混合して成形に
供し成形後に目的組成の成形品を得る方法、ｉｎ）成形
機に各成分の１又は２以上を直接仕込む方法等、何れも
使用できる。また、樹脂成分の一部を細かい粉体として
これ以外の成分と混合し添加することは、これらの成分
の均一配合を行う上で好ましい方法である。

又、金属端子やフレーム等をインサートするには前述の
樹脂材料を用い、一般の金属インサート射出成形方法に
よって成形することが出来る。即ち、金型内の所定位置
にリードフレーム等の金属端子を装着し、射出成形する
ことによって極めて効率的に本発明のインサート成形品
を作成出来る。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。

尚、以下の例に示した物性評価の測定法は次の通りであ
る。

■引張り強伸度 ＡＳＴＭ　Ｄ−６３８に準拠して引張り強伸度を測定し
た。

■曲げ特性 ＡＳＴＭ　Ｄ−７９０に準拠して曲げ強度、曲げ弾性率
を測定した。

■インク浸入距離（密着性評価） 射出成形機を用いて、金型内にリードフレームをセット
し、シリンダー温度２６０″Ｃで、図−１に示すような
リードフレームをインサートした試験片を成形し、この
試験片の一方の端子側を試験片の半分の深さまで特定の
螢光インク（栄進化学−製、ＰＥＰ螢光浸透液Ｆ　−６
Ａ　−ＳＰ　）の中に浸漬（室温×１分）し、毛細管現
象によって金属製リードフレームと樹脂の間に浸入した
インク浸入距離（１）で金属製リードフレームと樹脂と
の密着性を評価した。測定可能インク浸入距離は１４ｍ
ｍである。

実施例１〜１５及び比較例工〜９ 熱可塑性ポリエステル（Ａ）としてポリブチレンテレフ
タレートを使用し、表１に示す各種エチレン系共重合体
（Ｂ）又はポリアクリレート樹脂系変性剤（Ｂ）及び充
填剤（Ｃ）を表１に示す割合で添加混合し、押出機にて
樹脂材料のペレットを得た。次いでこのペレットを用い
、射出成形により各種試験片を作製し、上記物性の評価
を行った。比較のため、（Ｂ）成分を省略したもの、更
に（Ｂ）成分として本願の要件に属さないエチレンプロ
ピレン共重合体エラストマー（Ｂ゛）を用いたものにつ
いて実施例と同様にペレットを調製し、これを実施例と
同様にして評価を行った。

結果を併せて表１に示す。

実施例１６及び比較例１０ 実施例２の（Ａ）成分をポリブチレンテレフタレートと
ポリエチレンテレフタレートとの混合ポリマーに変更し
た以外は実施例２と同様に試験し評価した。結果を表１
に示す、一方、比較例として（Ｂ）成分を省略したもの
について実施例１６と同様に試験し評価した。結果を併
せて表１に示す。

表１の注　Ｂ−１エチレンエチルアクリレート（エチル
アクリレート含量２５％） Ｂ−２エチレンエチルアクリレート （エチルアクリレート含量８％） Ｂ−３無水マレイン酸をグラフトしたエチレンエチルア
クリレート共重合体 Ｂ−４エチレン−エチルアクリレート−無水マレイン酸
よりなる三元共重合体 Ｂ−５ゴム状の第１段階及び熱可塑性硬質最終段階を有
する多段階重合体から なるポリアクリレート樹脂系変性剤 （ローム・アンド・ハース社製、ア クリロイドＫＭ−３３０） 〔発明の効果〕 以上述べたように本発明の金属端子等をインサートした
成形品は、リードフレームの如き金属端子やそのフレー
ム等の金属と樹脂との密着性が良く、ハンダフレックス
や洗浄液が金属と樹脂とのすきまから成形品内部への侵
入を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図−１は本発明のリードフレームをインサートした成形
部品の一例を示す。（Ａ）は平面図、（Ｂ）及び（Ｃ）
は側面図である。 図−２は実施例におけるインク侵入テストの測定部を示
す図−１（Ａ）の部分拡大図である。 １　リードフレーム（銅製）〔図面中、黒色部〕２　樹
脂部〔図面中、斜線部〕 ３　リードフレーム端子 ４　ゲート部 ５　インク侵入テスト測定部 ！　インク侵入距離

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）熱可塑性ポリエステル樹脂１００重量部に対し
   、 （Ｂ）エチレン−不飽和カルボン酸エステルを主たる構
   成成分とするエチレン系共重合体及びポリアクリレート
   樹脂系変性剤から選ばれた少なくとも１種の重合体１〜
   ５０重量部と、 （Ｃ）繊維状充填剤、非繊維状無機充填剤又は両者の混
   合物５〜２００重量部を配合した樹脂材料を用いて、金
   属端子等をインサートしてなる成形品。 ２　熱可塑性ポリエステル樹脂（Ａ）がポリブチレンテ
   レフタレートを主体とする樹脂である請求項１記載の金
   属端子等をインサートしてなる成形品。 ３　（Ｂ）成分のエチレン系共重合体がエチレン−アル
   キルアクリレートを主たる成分とする共重合体である請
   求項１又は２記載の金属端子等をインサートしてなる成
   形品。 ４　（Ｂ）成分のポリアクリレート樹脂系変性剤がブチ
   ルアクリレートを主たる成分とするゴム状重合体とメチ
   ルメタクリレートとを重合させた多段階重合体である請
   求項１又は２記載の金属端子等をインサートしてなる成
   形品。 ５　（Ｃ）成分として、ガラスビーズ、ミルドガラスフ
   ァイバー、ガラスフレーク、マイカ粉の一種以上とガラ
   ス繊維とを併用する請求項１〜４の何れか１項記載の金
   属端子等をインサートしてなる成形品。