JP3187005B2 - 被覆電子回路 - Google Patents

被覆電子回路

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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板との密着性お
よび耐溶剤性に優れた樹脂によって被覆されたハイブリ
ッドIC、実装回路等の電子回路に関し、特に電池と接
続されて用いる場合に電解液が漏れた場合にも電子回路
の機能に異常を起こさない信頼性の高い電子回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、電子回路は過酷な環境下では、湿
気、ほこり、酸性ガスなどによりコンデンサーやトラン
ジスタなどの搭載部品のピン足およびコネクター部が腐
食したり、結露することがあり、このような状態になる
とハイブリッドIC、実装回路板は正常に機能しないと
いうトラブルにつながる。これらを防止したり、搭載電
子部品の補強を目的として電子回路表面に樹脂をコーテ
ィングし保護することがなされてきているが、かかる樹
脂コーティングにより強固な皮膜を形成させようとする
と高温での硬化が必要となり、電子回路の機能が損なわ
れるという問題があった。かかる問題を解決せんと例え
ば特開昭61−278845号公報によればハイブリッ
ドIC、実装回路板の一部または全体に光硬化性の防湿
絶縁塗料を塗布し、保護膜を形成することが提案されて
いる。
【0003】この方法によれば低温で硬化させることが
可能となるが、電子回路に対する信頼性は更に強く望ま
れて来ており、この方法によってもその効果は未だ不十
分であり、特に近年リチウムイオン二次電池等の非水系
二次電池が電子機器の電源として広く用いられるように
なってくるに従い、これらの電池から万一腐食性の高い
無機塩を含有する電解液が漏れた場合には電子回路の誤
作動をおこし重大なトラブルにつながる。これらの電解
液に対する耐性も従来の方法では満足すべきものではな
かった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかる観点より本発明
は低温で硬化可能な光硬化性樹脂を用い、より耐性の高
い樹脂皮膜を電子回路に被覆させることにより、あらゆ
る環境下においても誤動作のない電子回路を得ることを
目的とするものであり、特に環境に対して敏感な電圧検
出素子やFETを含む電子回路の信頼性を向上せしめん
とするものである。特に電池に用いられている腐食性の
高い無機塩を含む電解液が漏れ、電子回路に接触した場
合にも誤作動を引き起こさないような耐性の高い皮膜を
形成させることにより電子回路の信頼性を高めようとす
るものである。更にはかかる信頼性の高い電子回路と接
続された安全性の高い電池を得んとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の手段はチ
ェーン原子数が2以上20以下である多官能性モノマー
及び/又はマクロマーを5重量%以上含む光硬化性組成
物により硬化された皮膜により被覆された電子回路であ
り、第二の手段は非水系リチウムイオン二次電池が接続
された、チェーン原子数が2以上20以下である多官能
性モノマー及び/又はマクロマーを5重量%以上含む光
硬化性組成物の硬化された皮膜により被覆されたことを
特徴とする電子回路である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明によれば電子回路との密着
性に優れしかも耐溶剤性も備えた樹脂に関して、鋭意研
究を行った結果、特定の光硬化性組成物を硬化させるこ
とにより極めて優れた耐環境特性が得られることが見出
された。即ち本発明で用いられる光硬化性組成物はチェ
ーン原子数が2以上20以下の多官能性モノマー及び/
又はマクロマーが5重量%以上含まれていなければなら
ない。ここでチェーン原子数とは多官能性モノマー、マ
クロマーが有する隣り合う官能基間につながっている原
子の数であり、三つ以上の官能基を有する場合には隣り
合う官能基間をつなぐ原子数の内、少ない方の原子数を
チェーン原子数という。例えばエチレングリコールジア
クリレートの場合チェーン原子数は下式の通り、 CH2 =CH―C―O―C―C―O―C―CH=CH2 下線部の原子の数がチェーン原子数と定義され、その値
は6である。
【0007】本発明においてチェーン原子数は、2以上
20以下でなければならない。好ましくは4以上18以
下であり、更に好ましくは6以上15以下である。チェ
ーン原子数が2未満の場合は硬化速度が遅く好ましくな
い。チェーン原子数が21以上の場合は硬化された皮膜
の化学的な耐性が十分でなく好ましくない。また、本発
明においてかかるチェーン原子数が2以上20以下の多
官能性モノマー及び/又はマクロマーが5重量%以上含
まれていなければならない。好ましくは25重量%以上
であり、更に好ましくは45重量%以上である。5重量
%未満の場合は硬化された樹脂の化学的安定性が不十分
であり、又、硬化速度も遅くなり好ましくない。本発明
でいう多官能性モノマー又はマクロマーとは重合性を有
する官能基を二つ以上有する化合物であり、官能基とし
ては重合性二重結合、重合性オキシラン結合等が一例と
して挙げられる。
【0008】かかる条件を満足するモノマー、マクロマ
ーの一例を示せばエチレングリコールジメタクリレー
ト、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ポリ
ウレタンジメタクリレート、ポリエーテルジメタクリレ
ート、ポリエステルジメタクリレートなどの2官能性の
メタクリル酸エステル、トリメチロールプロパントリメ
タクリレートなどの3官能性のメタクリル酸エステル、
エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコ
ールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリ
レート、ジメチロールートリシクロデカンージアクリレ
ート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、シクロ
へキサンーエチレンオキサイドージアクリレート、トリ
プロピレングリコールジアクリレートなどの2官能性ア
クリル酸エステル、トリメチロールプロパントリアクリ
レート、グリセリントリアクリレート、ペンタエリスリ
トールトリアクリレート等の3官能性のアクリル酸エス
テル、ビスフェノールA―ジグリシジルエーテル等のエ
ポキシ系化合物等が挙げられる。
【0009】更に本発明の目的を逸脱しない範囲内で、
プロピレングリコールモノアクリレート、ポリエチレン
グリコールモノアクリレート、2−エチルヘキシルモノ
アクリレート、フェノキシエチルモノアクリレート、2
−エトキシエチルモノアクリレート、2−ヒドロキシエ
チルモノアクリレート、2−ヒドロキシプロピルモノア
クリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルモノアク
リレート、n−ビニルピロリドン、酢酸ビニル等の単官
能性モノマー、マクロマーを併用しても良い。
【0010】本発明で言う電子回路とはLSI,トラン
ジスター、コンデンサー、FET、電圧検出素子、ヒュ
ーズ、サーミスター、抵抗素子等の素子の少なくとも一
つが組み込まれた電子回路であり、ガラスエポキシ樹脂
基板、紙フェノール樹脂基板、アルミナ基板等の基板上
に実装されたものも含む。特に本発明の組成物の硬化皮
膜を形成させた場合には電圧検出素子、FET等の環境
に敏感な素子を含む電子回路に対して顕著な効果が見い
だされる。
【0011】更に本発明によれば、本発明の組成物の硬
化皮膜が形成された電子回路が接続された電池において
優れた効果が発揮される。即ち、近年電池の小型軽量化
により携帯電話、パソコン等の多くの電子機器のポータ
ブル化が進み、かかる電子回路と電池とが接続されて用
いられるケースが増えてきている。それに伴い、電池に
用いられている電解液が漏れた場合に電子回路が異常を
きたし、トラブルが発生するケースが増えてきている。
【0012】ニッカド電池、ニッケル水素電池等のアル
カリ二次電池の場合には強アルカリ性の水溶液によりか
かる電子回路にダメージを与える。又、近年急速に使わ
れるようになったリチウムイオン二次電池のような非水
系電池の場合には溶解性の高い有機溶剤、更には電解質
として用いられている無機塩により同様に電子回路がダ
メージを受けトラブルにつながる。本発明の組成物の硬
化皮膜が形成された電子回路とかかる電池とが接続され
た場合には、例え電解液が漏れ電子回路に接触した場合
にも強い耐性を示し電圧検出異常、スイッチング機能異
常等のトラブルが避けられる。
【0013】特にかかる電池と接続された電子回路は充
電制御、過充電防止制御、過放電防止制御等の重要な機
能を果たしているケースが多く、本発明の技術により安
全性という観点からも大きな効果が発揮される。かかる
本発明の光硬化性組成物により電子回路を被覆させる方
法としては、特に限定されるものではないが、まず液状
の本発明組成物を電子回路にディッピング、スプレー、
刷毛塗り等の手段によりコーティングした後、光照射す
ることにより容易に、短時間で硬化させることができ
る。光源としては水銀灯、メタルハライドランプ、陽光
ランプ等が用いられる。
【0014】本発明の光硬化組成物は前述の光重合性化
合物以外にベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル等の
ベンゾイン化合物、ベンゾフェノン、ジアセチル等のケ
トン化合物、ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチル
パーオキサイド、tert−ブチルパーオキシベンゾエート
等の過酸化化合物、更にはジフェニルスルフィド、エオ
シン、チオニン、ジアゾニウム塩、ハロニウム塩、スル
フォニウム塩等の光重合開始剤、重合安定剤、着色剤等
の添加物が併用されてもよい。以下実施例により本発明
を更に詳しく説明する。
【0015】
【実施例】(実施例1)光反応性のモノマー4種、即
ち、チェーン原子数7のトリメチロールプロパン- トリ
アクリレート16部、チェーン原子数11のジメチロー
ル- トリシクロデカン- ジアクリレート48部、チェー
ン原子数7のネオペンチルグリコール26部、ポリエチ
レングリコール−ジアクリレート( チェーン原子数21
以上)1部に反応開始剤P−ジメチル−アミノ−アセト
フェノン3.6部、ベンゾフェノン5.4部、1−ヒド
ロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.9部、フェニ
ルグリオキシル酸メチル0.2部と重合禁止剤であるB
HTを添加し、適宜トルエンを微量添加し、粘度を20
cpsの試料Aを得た。A中に電圧検出素子とMOS−
FETを有する電子回路を浸せきし、メタルハライドラ
ンプにより80cal/m2 程度を1分以上照射し、硬
化させ、樹脂被覆した電子回路を得た。この電子回路を
非水電池の電解液であるプロピレンカーボネートと炭酸
ジエチルの1:1混合溶剤にLiPF6 を1M濃度に溶
解させた液に24時間浸漬した。24時間後取り出し被
膜の膨潤度の測定と電圧検出素子とMOS−FETの作
動テストを行った。結果をまとめて表2−1に示す。
【0016】(実施例2)光反応性のモノマー5種、即
ちトリメチロールプロパン−トリアクリレート(チェー
ン原子数7)14部、ジメチロール−トリシクロデカン
−ジアクリレート(チェーン原子数11)42部、ネオ
ペンチルグリコール(チェーン原子数21以上)23
部、TDI/PTMGポリウレタン−ジアクリレート
(チェーン原子数21以上)8.7部、ポリエチレング
リコール−ジアクリレート(チェーン原子数21以上)
2.6部に反応開始剤P−ジメチル−アミノ−アセトフ
ェノン3.2部、ベンゾフェノン4.8部、1−ヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトン1.6部、フェニル
グリオキシル酸メチル0.3部と重合禁止剤であるBH
Tを添加し、適宜トルエンを微量添加し、粘度を81c
psの試料Bを得た。反応性溶剤B中に電圧検出素子と
MOS−FETを有する電子回路を浸せきし、メタルハ
ライドランプにより80cal/m2 程度を1分以上照
射し、硬化させ、樹脂被覆した電子回路を得た。この電
子回路を非水電池の電解液であるプロピレンカーボネー
トと炭酸ジエチルの1:1混合溶剤にLiPF6 を1M
濃度に溶解させた液に24時間浸漬した。24時間後取
り出し被膜の膨潤度の測定と電圧検出素子とMOS−F
ETの作動テストを行った。結果をまとめて表2−1に
示す。
【0017】(実施例3〜48)光反応性のモノマーを
表1−1〜2記載の組成に変えた以外は、実施例1と同
様の操作と評価を行った。評価結果はまとめて表2−1
〜2に示す。 (比較例1〜6)光反応性のモノマーを表1−2記載の
組成に変えた以外は、実施例1と同様の操作と評価を行
った。評価結果はまとめて表2−2に示す。 (実施例49)実施例1で得られた電子回路を円筒型の
リチウムイオン二次電池と接続し、その電子回路に電解
液を付着させた。その状態で一週間放置後、電圧及びF
ETの作動テストを行ったところ、正常に機能した。 (比較例7)比較例1で得られた電子回路を円筒型のリ
チウムイオン二次電池と接続し、その電子回路に電解液
を付着させた。その状態で一週間放置したところ、電池
電圧が0Vを示しており、電圧検出及びFETの作動も
不可能であった。
【0018】
【表1−1】
【0019】
【表1−2】
【0020】
【表2−1】
【0021】
【表2−2】
【0022】
【発明の効果】本発明の光硬化性組成物の硬化皮膜によ
り電子回路を被覆することにより電解液等の付着が起こ
った場合においても電子回路の異常を発生せず、信頼性
が著しく向上すると共に電池と接続して用いる場合に電
池を安全に用いることが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/28 - 23/31 H05K 3/28 H01M 10/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非水系リチウムイオン二次電池が接続さ
    れた、チェーン原子数が2以上20以下である多官能性
    モノマー及び/又はマクロマーを5重量%以上含む光硬
    化性組成物の硬化された皮膜により被覆されたことを特
    徴とする電子回路。
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