JP2536574B2 - ハイブリッドｉｃの樹脂コ―ティング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、基板上に集積回路（ICという。）やチップ
コンデンサ等の電子回路部品を実装してなるハイブリッ
ドICに樹脂コーティングを施す方法に関するものであ
る。

〈従来の技術〉 ハイブリッドICは、周知のように、アルミナやSiCあ
るいはホーロー等からなる基板上に厚膜導体回路を形成
し、さらにICやチップコンデンサ等の電子回路部品を実
装したもので、前記基板及び電子回路部品は、シリコー
ン系、エポキシ系、ウレタン系等の各種樹脂でコーティ
ング、いわゆるパッケージ化され、耐湿性及び耐衝撃性
等の信頼性が高められている。

前記樹脂のコーティングには、ディップコーティング
法が採用される。すなわち、第10図に示すように、ハイ
ブリッドIC1のリード端子２を上向きにしてハンガー等
（図示省略）に吊下げた状態（同図ａ状態参照）で、同
IC1のチップ部品やIC等の電子回路部品３を実装した基
板４を、樹脂槽５内の液状樹脂６に浸漬して（同図ｂ状
態参照）引上げた後（同図ｃ状態参照）、そのIC1を加
熱することにより、樹脂層７が乾燥硬化される（同図ｄ
状態参照）。なお、ハイブリッドIC1のディップコーテ
ィングについては、例えば、実開昭57−94903号公報、
特開昭57−133603号公報に開示されている。

しかし、前記樹脂層７の硬化にあたり、ハイブリッド
IC1は、樹脂層７が硬化するまでにリード端子２に垂れ
て付着することのないように、リード端子２を上側にし
た状態に保持されたまま、加熱されることによって、樹
脂層７が乾燥硬化される。

このとき、樹脂層７が硬化完了するまでに、樹脂層７
が重力の作用によって下方へ垂れ（いわゆる液だれ）
し、その樹脂がリード端子２とは反対方向、すなわち基
板４の先端部に多く付着することになる（第10図ｄ参
照）。

このため、第11図に示すように、回路基板８上に上記
ハイブリッドIC1が実装された場合、ハイブリッドIC1の
重心が高い位置にくることになり、耐振動性に不利とな
る。特に、シングルインラインパッケージ型（SIP型）
ハイブリッドICでは、その形態からして耐振動性に関し
非常に不利であり、その対策が切望されている。

さらに、車両、航空機等の移動体に搭載されるハイブ
リッドICには、より高い耐振動性が求められる。

また、ハイブリッドICの耐振動性を向上する従来技術
としては、例えば、特開昭57−94903号公報、特開昭61
−275670号公報がある。

前者のものは、電子部品に樹脂を被覆する際に、振動
を加えることにより、被覆される樹脂被覆を均一な厚さ
にするものである。

また、後者のものは、SIP型ハイブリッドICの表面に
ダミー素子をわざと実装して、見かけのICの重心位置を
低くするものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記した前者の電子部品に振動を加えるものでは、樹
脂が完全に硬化するまでに、少なからず液だれが生じ、
耐振動性を向上するに充分とは言えない。また、電子部
品に振動を加えるために複雑な機構装置が必要であり、
コストも高くつくことになる。

また、後者のダミー素子を設けるものでは、部品点
数、及び重量の増加を招くことになり、これまた好まし
い対策とは言えない。

なお、コーティングした直後にリード端子を下向きに
して樹脂層を乾燥硬化させることが安易に考えられる
が、これでは、流動した樹脂でリード端子が覆われてし
まい、ハイブリッドICを回路基板上へ実装するとき、す
なわちはんだ付けする場合に、はんだが前記樹脂ではじ
かれてしまって、そのはんだ付けが困難となり、実用に
供することはできない。

そこで、本発明の目的は、上記した従来の技術におけ
る問題点を解決することを課題としている。

〈課題を解決するための手段〉 前記課題を解決するための本発明は、 ハイブリッドICに液状樹脂をコーティングする工程
と、 所定温度以下でリード端子を上向きにしかつ所定温度
以上でリード端子を下向きとする反転機能を備えた治具
により前記ハイブリッドICを支持した状態で、所定温度
以下でリード端子を上向きにして乾燥する工程と、 乾燥途中において所定温度以上に加熱することで治具
の反転機能により前記ハイブリッドICを反転させ、リー
ド端子を下向きにして乾燥する工程と、 を備えたハイブリッドICの樹脂コーティング方法であ
る。

〈作用〉 上記した手段によれば、液状樹脂がコーティングされ
たハイブリッドICを治具に支持した状態で、所定温度以
下でリード端子を上向きにして乾燥することで、液状樹
脂の樹脂層の表面を乾燥する。その後、所定温度以上に
加熱することで治具の反転機能により前記ハイブリッド
ICを反転させ、リード端子を下向きにして乾燥すること
で、前記樹脂層の内部を乾燥硬化する。

このように乾燥途中においてハイブリッドICを反転さ
せることにより、樹脂層の乾燥した表面によってリード
端子への樹脂の垂れ落ちを防止しながら、樹脂層の内部
の樹脂を重力を利用して流動させることで、ハイブリッ
ドICの重心点を低い位置におくことができる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明す
る。なお、樹脂コーティング前のハイブリッドIC11は、
第５図ａに示すように、リード端子12を有する基板14
に、チップ部品やIC等の電子回路部品13を実装してな
る。

ハイブリッドIC11のコーティング方法を説明するにあ
たり、まず、ハイブリッドIC11を支持する形状記憶合金
製治具20について、第２〜４図を参照して説明する。治
具20は、一端部に基部21を有し他端部にクリップ部22を
有する四角形平板状をなしている。基部21は、支持台25
の上端に設けた取付溝26に着脱可能に嵌合される。ま
た、クリップ部22には、ハイブリッドIC11のリード端子
12の端部がその弾性を利用して着脱可能に差込まれる。

しかして、治具20は、所定の変形温度、本例では条件
温度TAにおいて、それ以下の低温状態と、それ以上の高
温状態とに変形する。この治具20は、低温状態において
は、第２図に示すように、基部21から先端に向けて逆Ｕ
字状に折曲し、先端部のクリップ部22を下方へ指向させ
た状態（この状態を形状PBという。）に変形し、また、
高温状態においては、第３図に示すように、基部21から
先端に向けて垂立状となり、先端部のクリップ部22が上
方へ指向させた状態（この状態を形状PAという。）に変
形しうる形状記憶合金によって形成される。すなわち、
形状記憶合金は、その特性として、最初の条件温度TAで
形状PAを記憶し、異なる条件温度TB（温度TA以下）で別
の形状PBにした場合、条件温度TB下では形状PBに変形
し、条件温度TAにすると、形状PBから形状PAに戻り変形
する。しかして、条件温度TAは、ハイブリッドIC11にコ
ーティングされる樹脂層17の指触乾燥温度TC、すなわち
樹脂層17の表面に指先を触れても指紋が付かない程度の
乾燥状態でかつ内部がまだ未硬化の状態（これを表面乾
燥状態ともいう。）の温度よりもいくらか高い温度に設
定される。

次に、ハイブリッドIC11を加熱するためのバッチ型硬
化炉30を、第１図に基づいて説明する。

加熱エリア32を備えた外郭ケース31内には、ヒーター
33及びフアン34が組込まれる。外郭ケース31の加熱エリ
ア32には、前記治具20を備えた支持台25を載置可能な棚
板35が設けられる。なお、加熱エリア32への支持台25の
出入れは、図示しない開閉扉を介して行われる。

前記フアン34の回転によって、ヒーター33の熱が加熱
エリア32内に送気されると共に、加熱エリア32内の雰囲
気が攪拌される。ヒーター33は、加熱温度を切換え調節
可能である。しかして、ヒーター33の出力は、加熱エリ
ア32の雰囲気温度が第８図に示す加熱プロファイルに沿
うように調節される。加熱プロファイルは、加熱開始温
度TBから前記指触乾燥温度TCに加熱された後、その温度
TCが所定時間ta保持された後、硬化温度TDに加熱され、
その温度TDを所定時間tb保持された後、その加熱が停止
される。なお、例えば、樹脂層17が熱硬化性シリコーン
樹脂の場合、温度TAは約80℃、指触乾燥温度TCは約70
℃、硬化温度TDは約120℃、時間taは約30分、時間tbは
約60分に設定される。

次に、上記した治具20及びバッチ型硬化炉30を使用し
て、ハイブリッドIC11に樹脂、本例では熱硬化性シリコ
ーン樹脂をコーティングする方法について説明する。

まず、ハイブリッドIC11は、従来と同様にして、ディ
ップコーティング法によって液状樹脂に浸漬される。す
なわち、第５図に示すように、リード端子12を上向きに
してハンガー等（図示省略）に吊下げた状態（同図ａ状
態参照）で、同IC11のチップ部品やIC等の電子回路部品
13を実装した基板14を、樹脂槽15内の液状樹脂（熱硬化
性シリコーン樹脂）16に浸漬し（同図ｂ状態参照）で引
上げられる（同図ｃ状態参照）。浸漬処理されたハイブ
リッドIC11は、リード端子12が上向き状態のまま、室温
でしばらく放置される（第５図ｄ状態参照）。なお、こ
のディップコーティング工程以前において、ハイブリッ
ドIC11のリード端子12に予め治具20が取付けられる。

そして、ハイブリッドIC11に取付けた治具20の基部21
が第２図及び第４図に示すように支持台25の取付溝26に
嵌合され、かつ、硬化炉30の棚板35上に載置される（第
１図の実線状態参照）。

硬化炉30の開閉扉が閉止された後、ヒーター33及びフ
アン34が運転され、加熱エリア32内の雰囲気が第８図に
示す加熱プロファイルに沿って昇温される。

そして、加熱エリア32内の雰囲気温度が、指触乾燥温
度TCである70℃で、時間ta（約30分）保持されること
で、ハイブリッドIC11の樹脂層17は、指触乾燥状態、す
なわち表面乾燥状態となり、その樹脂の表面が乾燥した
状態であるが、一方、樹脂の内部には、まだ流動性が残
っている状態とされる。

その後、加熱エリア32内の雰囲気温度が徐々に上が
り、条件温度TAである80℃になると、治具20は、形状PB
から第３図に示す形状TAに変形し、ハイブリッドIC11を
そのリード端子12が下向きとなる状態に支持する（第１
図二点鎖線参照）。

このようにしてハイブリッドIC12が反転されると、今
まで、基板14の先端方向へ流動しようとしていた樹脂
が、こんどは基板14の基端方向へ流動を始める。ただ
し、樹脂は、その表面がすでに指触乾燥状態になってい
るので、リード端子12に流動を起すことはない、即ち、
リード端子12がコーティング樹脂により、覆われてしま
うことはない。この樹脂層17の基板14の基部方向への流
動により、第３図に示すようにハイブリッドIC11の重心
点が低く位置におかれ、耐振動性が良好になる。

さらに、雰囲気温度が上がり、硬化温度TDである約12
0℃で、時間tb（60分）保持されることにより、樹脂層1
7が完全に乾燥硬化される。すなわち、前記したように
ハイブリッドIC11の重心点が低い位置で樹脂層17が硬化
されるわけである。その後、硬化炉30から適宜ハイブリ
ッドIC11を取出すと共に治具20を取外せばよい。

以上のようにして、樹脂層17でコーティングされたハ
イブリッドIC11が製造される（第６図参照）。

このハイブリッドIC11を第７図に示すように回路基板
18上に実装した場合、重心点が低い位置にあるため、良
好な耐振動性が得られる。

また、加熱温度により変形する形状記憶合金製治具20
を使用することにより、特別な機構装置や作業等を必要
とせず、安価なコストでかつ高い信頼性をもって、ハイ
ブリッドIC11を反転させることができる。また、形状記
憶合金製治具20は、繰り返し使用することができるため
ランニングコストも少なくて済む。

なお、本例におけるバッチ型硬化炉30によれば、棚板
35や治具20の数を増減することにより、任意の個数のハ
イブリッドIC11の加熱が行なえると共に、ひとたび加熱
エリア32内にハイブリッドIC11をセットすれば、所定の
加熱プロファイルに沿って加熱されることにより、加熱
途中に何ら作業を加えることなく、ハイブリッドIC11の
樹脂層17を乾燥硬化させることができる。

また、上記実施例のバッチ型硬化炉30に代えて、第９
図に示す連続型硬化炉40も考えられる。この硬化炉40
は、外郭ケース41内の加熱エリア42が指触乾燥ゾーン42
aと硬化ゾーン42bとに区画されており、各ゾーン42a,42
bの上部及び下部にそれぞれヒーター43が組込まれる。
なお、ヒーター43は、上部あるいは下部の一方に設ける
のみでも良い。

さらに、外郭ケース41内の下部には、ベルトコンベヤ
44が設置される。ベルトコンベヤ44は、ベルト45の回転
によって、支持台25を図示左方から右方へと搬送、すな
わち入口41aから加熱エリア42の指触乾燥ゾーン42a及び
硬化ゾーン42bを通して出口41bへと搬送する。

そして、上記加熱エリア42の各ゾーン42a,42bの各ヒ
ーター43の出力を、ベルトコンベヤ44の搬送速度に合わ
せて、所定の加熱プロファイル（例えば、第８図参照）
を実現できるように設定しておけば、外郭ケース41の入
口41aから投入されるハイブリッドIC11は、前記バッチ
式硬化炉30の場合と同様にして加熱がなされることによ
り、重心点の低いハイブリッドIC11として出口41bから
搬出される。

この連続型硬化炉40によっても、加熱途中に何ら作業
を加えることなく、ハイブリッドIC11を乾燥硬化させる
ことができる。

なお、コーティングする液状樹脂としては、上記実施
例のシリコーン系樹脂の他、エポキシ系、ウレタン系、
アクリル系、ポリブタジエン系、フェノール系、ポリイ
ミド系等の樹脂を使うことができる。

また、上記実施例では、治具20の形状を四角形平板状
としたが、当該ハイブリッドICを保持し、上記実施例で
述べた温度変化に伴う形状変化を行なえるものであれ
ば、その形状は四角形平板状の以外の形状であってもか
まわない。

〈発明の効果〉 すなわち本発明によれば、樹脂層の乾燥した表面によ
ってリード端子への樹脂の垂れ落ちを防止するとともに
ハイブリッドICの重心点を低い位置におくことができる
から、従来の方法による部品点数の増加及び重量の増加
といった不具合を招くことなく、耐振動性に有利なハイ
ブリッドICを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜９図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は
バッチ型硬化炉の略体断面図、第２図は支持台に取付け
た治具の所定温度以下の状態の一部破断側面図、第３図
は同治具の所定温度以上の状態の側面図、第４図は同治
具の斜視図、第５図はディップコーティング法を示す説
明図、第６図は硬化後のハイブリッドICの斜視図、第７
図はハイブリッドICの実装状態の断面図、第８図は加熱
プロファイルを示す線図、第９図は連続型硬化炉の略体
断面図である。第10図及び第11図は従来例を示すもの
で、第10図はディップコーティング法を示す説明図、第
11図はハイブリッドICの実装状態の断面図である。 11……ハイブリッドIC 12……リード端子 17……樹脂層 20……形状記憶合金製治具

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハイブリッドICに液状樹脂をコーティング
   する工程と、 所定温度以下でリード端子を上向きにしかつ所定温度以
   上でリード端子を下向きとする反転機能を備えた治具に
   より前記ハイブリッドICを支持した状態で、所定温度以
   下でリード端子を上向きにして乾燥する工程と、 乾燥途中において所定温度以上に加熱することで治具の
   反転機能により前記ハイブリッドICを反転させ、リード
   端子を下向きにして乾燥する工程と、 を備えたハイブリッドICの樹脂コーティング方法。