電気電子部品用途に適したイオンマイグレーション抑制樹脂材料

マイグレーションには、エレクトロマイグレーションとイオンマイグレーション（エレクトロケミカルマイグレーション）の2種類があり、本ページでは外的要因に伴うマイグレーションであるイオンマイグレーションについて取り上げます。

イオンマイグレーションは、電極間の絶縁性が化学または熱等の要因により不良となり、電極金属がイオンとして溶出することで短絡を起こす現象です。

電気電子部品用途では、短絡などによる火災・燃焼発生を防ぐため、難燃剤を添加して難燃性を向上させた樹脂材料が多く使用されています。

難燃剤は多種多様であり、各樹脂材料に適したものが使用されています。難燃剤は、まず無機系と有機系に分けることができます。無機系の難燃剤の代表的なものとして、赤リンがあります。有機系難燃剤にはリン酸エステルのリン系化合物、臭素化ポリマー等のハロゲン系、メラミンシアヌレート等の窒素系等があります。

通常、赤リンを難燃剤として使用する際は、赤リンの表面を樹脂や金属化合物によってコーティング処理を施します。しかし、処理が施されていない、あるいは処理不十分な赤リンが含まれている場合には、初期の難燃性を満たしていても、時間の経過とともに上記の赤リンのリン酸発生反応が起こり、イオンマイグレーション起因の短絡による火災に至る可能性があります。

例えば、2014年にNITE（独立行政法人、製品評価技術基盤機構）が公開した「プラスチックの難燃化手法と難燃剤によるトラブル事例について（PDF）」では、ACアダプターの二次側にあるDCプラグ部分が発熱して変形した事故が報告されています。原因は、DCプラグ絶縁部の樹脂材料に難燃剤として添加された赤リンにより発生したイオンマイグレーションでした。

上記背景より、電気電子部品用途においては、イオンマイグレーションが発生しないよう、赤リン以外の難燃剤を用いた難燃樹脂材料への需要が高まっています。

また、昨今の地球環境への配慮から、ポリ臭素化ビフェニル（PBB）、ポリ臭素化ジフェニルエーテル（PBDE）等の臭素系難燃剤はREACH規制の対象になっており、非ハロゲン系難燃剤のニーズも高まっています。以上より、非赤リン・非ハロゲン系の難燃剤を使用した樹脂が電気電子部品用途のトレンドとなっています。