JPH01120091A - ハイブリッドｉｃ - 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 この発明は厚膜導体回路を形成した基板にＩＣやチップ
コンデンサなどの電子回路部品を実装したハイブリッド
ＩＣに関し、特に樹脂封止を施したハイブリッドＩＣに
関するものである。

従来の技術 周知のようにバイブ１ノツトＩＣはアルミナやＳｉＣあ
るいはホー〇−などからなる基板上に厚膜導体回路を形
成し、ざらにＩＣやチップコンデンサなどの電子回路部
品をはんだによって取付けたものでおるが、耐湿性や耐
衝撃性などの信頼性を得るために、全体を樹脂で覆って
封止するのが通常である。この封止用の樹脂としては、
エポキシ系の樹脂を使用することが多く、また最近では
シリコーン樹脂も広く使用されるようになっており、こ
のほかアクリル系、フェノール系、ポリブタジェン系、
ウレタン系などの各種の樹脂も使用可能である。これら
のうちシリコーン樹脂を使用したハイブリッドＩＣの例
が、例えば特開昭６２−４３９２号公報に示されている
。

このようなハイブリッドＩＣの樹脂封止の具体的な方法
としては、ディッピング法（浸漬法）によるコーティン
グがコスト面から有利であることから広く適用されてあ
り、また一部ではケースポツティング法（注型法）も適
用されている。前者のディッピング法によるコーティン
グの例を第４図に示し、後者のケースボッチインク法の
例を第５図に示す。

ディッピング法によるコーティングにおいては、第４図
に示すように、電子部品１を実装した回路基板２を、コ
ーティング樹脂液３の入った槽４中に浸漬した後、引き
上げ、ざらに樹脂液を乾燥、硬化させてコーティング樹
脂層５を形成する。−方ケースポッティング法において
は、第５図に示すように、予め作られたハイブリッドＩ
Ｃ用ケース６に回路基板２を挿入した後、ケース６の中
に注入器７によってコーティング樹脂液３を注入し、そ
の後、Ｍ８を施してから樹脂１３を加熱硬化させるか、
あるいは樹脂液３を加熱硬化させてから益８を配置する
。

発明が解決すべき問題点 一般にハイブリッドＩＣを樹脂封止する場合、外部から
内部の回路構成を視認できないようにするため、黒色等
に着色された樹脂を用いて回路を隠蔽することが多い。

このような場合、樹脂としては一段に黒色カーボン粉末
やその他の顔料などからなる着色剤を添加したものを用
いているが、カーボン粉末で代表される着色剤は樹脂そ
のものと比較して導電性が高いことが多く、そのため着
色剤を添加したコーティング樹脂層は着色剤を添加しな
い場合と比較して格段に絶縁性が低くなるのが通常でめ
る。

従来汎用されている通常のハイブリッドＩＣにおいては
、このような着色剤による絶縁性の低下はさほど大きな
問題となっていなかったが、最近ではハイブリッドＩＣ
に対して従来よりも高い信頼性が要求されることが多く
なり、そのため前述のような＠色剤添加樹脂による絶縁
性低下が大きな問題となりつつある。すなわち、最近で
は回路形成技術の進歩によって、回路の高密度化がより
一層進められるようになっているが、この場合基板上の
回路と回路の間隔が著しく狭くなるため回路間の絶縁性
確保が従来よりも一層重要な課題となっている。また最
近ではハイブリッドＩＣに実装される半導体素子として
ＭＯＳ型の高増幅率の素子が使用されるようになり、こ
のような半導体素子では入力インピーダンスが高いとこ
ろから入力端子にわずかなリーク電流が加わってもこれ
を増幅して回路誤動作を招いてしまうので、回路間の絶
縁抵抗を充分に確保して回路の誤動作を防止する必要性
が高まっている。

このように、最近のハイブリッドＩＣでは信頼性を得る
ために回路間の絶縁抵抗を高めることが望まれているが
、従来の着色剤添加樹脂を用いたハイブリッドＩＣ１特
にディッピング法により樹脂封止したハイブリッドＩＣ
ではその要求を満たすことができなかった。すなわち、
第４図に示すようにディッピング法により樹脂封止した
ハイブリッドＩＣでは、回路を隠蔽するためにカーボン
粉末等の着色剤を添加した樹脂コーティング層５が必然
的に基板上の回路と接することになる。ここでハイブリ
ッドＩＣの回路上における絶縁性を左右するのは、回路
基板そのものとそれに直接接するコーティング樹脂層と
であり、回路基板として通常使用されているアルミナ基
板は９６％アルミナとその他Ｎａ２Ｏ，ＣａＯ等からな
るものであって、その絶縁性は至温での体積抵抗値が１
０１４Ω・ｃｍ程度であるから、コーティング樹脂層の
体積抵抗値も１０１４Ω・ｃｍ程度以上であれば樹脂コ
ーティング層が絶縁性を低下させる要因とはならないが
、カーボン粉末等の着色剤を添加した樹脂では体積抵抗
値にして１０１２Ω・ｃｍ程度の絶縁性しか得られない
のが通常である。したがって前述のように回路を隠蔽す
るために着色剤を添加したコーティング樹脂層が回路に
直接接しざるを得ない従来のディッピング法による樹脂
封止ハイブリッドＩＣでは、最近の高信頼性の要求を充
分に満足させることができなかったのでおる。

なおハイブリッドＩＣにはその表面に後工程で品番や製
造年月日等をマーキング（捺印）するのが通常であるが
、この際着色剤の添加されていない透明の樹脂の上にマ
ーキングした場合、それらの文字が読み取りにくくなる
ところから、待に回路を隠蔽する必要がない場合でもコ
ーティング樹脂に着色剤を添加しておくことが望まれる
が、この場合にも前記同様に高信頼性を損なう問題があ
った。

一方、第５図に示したようなケースボッティング法によ
る樹脂封止ハイブリッドＩＣの場合は、ケース５として
黒色等の透明度の低いものを使用すれば回路の隠蔽が可
能となるところから、コーティング樹脂としては着色剤
を添加していないものを使用しても回路の隠蔽を図るこ
とができ、そのため前述のような着色剤添加樹脂による
回路間の絶縁性低下は特に問題とならない。しかしなが
らこのようなケースボッティング法による樹脂封止では
、予めケースを用意しなければならないため高コストと
なるとともに工程も複雑となる問題があり、そのため最
近の低コスト化の要求には満足させることができない。

この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、デ
ィッピング法によって樹脂コーティングを施したハイブ
リッドＩＣにおいて、コーティング樹脂層によって回路
を隠蔽すると同時に、回路間の充分な絶縁性を確保した
ハイブリッドＩＣを提供することを目的とするものであ
る。

問題点を解決するための手段 この発明は、ディッピングにより樹脂コーティングを施
したハイブリッドＩＣにおいて、樹脂コーティング層が
基板上の第１層とその第１層の上に形成された第２層と
によって構成され、前記第１層は着色剤を実質的に含有
しない高絶縁性の樹脂によって形成され、前記第２層は
着色剤を添加した透明度の低い樹脂によって形成されて
いることを特徴とするものである。

作　　　用 この発明のハイブリッドＩＣにおいては、２層構造の樹
脂コーティング層のうち、第２層に着色剤を添加した透
明度の低い樹脂が用いられていて、この第２層が回路を
隠蔽して外部から回路構成を読取れなくするに芸能して
おり、またこのほか品番や製造年月日等をマーキングし
た場合にその背景を暗くしてマーキング文字の読取りを
容易にする機能も果たす。ここで第２層は、着色剤を添
加しているものであるから、通常は樹脂そのものより体
積抵抗が低くなり、電気絶縁性が低くなっているが、回
路に直接接していないところから、回路間の絶縁抵抗に
は特に悪影響を及ぼさない。−方回路に直接接する第１
層としては着色剤を実質的に含有しない高絶縁性の樹脂
が用いられているから、回路間の絶縁抵抗を充分に確保
することができる。

実施例 以下にこの発明の実施例をより具体的に説明する。

第１図〜第３図はこの発明のハイブリッドＩＣを製造す
るにめたって樹脂コーティングを施す状況の一例を段階
的に示すものである。

第１図は樹脂コーティングを施す前のハイブリッドＩＣ
２０を示し、そのハイブリッドＩＣ２０は、アルミナ等
からなる基板２３上に厚膜回路パターン２４が形成され
、その上にＤＩＰ型ＩＣ２５やチップ部品２６が実装さ
れて、これらがはんだ２７によって取付けられている。

第２図は前述のハイブリッドＩ　、Ｃ２０に第１層の樹
脂被１層２８を形成した状態２１を示す。この第１層の
樹脂被覆＠２８に使用する樹脂は、着色剤を実質的に添
加していない透明度の高いものであって、基板２３と同
等以上の高絶縁性を有していれば良い。例えば汎用され
ている基板材料であるアルミナを基板２３に用いた場合
、その体積抵抗は１０】４Ω・ｃｍ程度であるから、第
１層の樹脂被覆層２８の樹脂としては、その体積抵抗値
が１０１４Ω・ｃｍ以上の高絶縁性のものとすれば良い
。

このような第１層の樹脂被覆層２８を形成するためには
、ハイブリッドＩＣ２０を前述の樹脂の樹脂液槽（図示
せず）に浸漬した後、引上げて、ハイブリッドＩＣの全
面にわたって樹脂液を付着させ、次いで乾燥させた後、
ざらに加熱して硬化させれば良い。

第３図は上述のようにして形成した第１層の樹脂被覆層
２８の上に、第２層の樹脂被覆層２９を形成した状態、
すなわちこの発明のハイブリッドＩＣ２２が完成した状
態を示す。この第２層の樹脂被覆層２９に使用される樹
脂は、カーボン粉末等の着色剤が添加されて透明度が低
くなるように着色されたものである。このような第２層
の樹脂被覆層２９を形成するためには、第１留の樹脂被
覆層２８を形成した後のハイブリッドＩＣ２１を第２層
の樹脂液槽（図示せず）に浸漬し、以下第１層形成の場
合と同様にすれば良い。

上述のようにして形成されたハイブリッドＩＣは、第２
層の樹脂被覆層２９が着色剤の添加によりその透明度が
低くなっているため、外部からの目視に対し回路構成を
隠蔽することができるとともに、後に行なわれるマーキ
ングに対してその背景として必要な暗さを与えることが
でき、しかも回路に接している第１層の樹脂被覆層２８
は着色剤を実質的に含有せずに高い絶縁性を確保してい
るため、回路間の絶縁抵抗の低下も防止することができ
る。

次にこの発明のハイブリッドＩＣを実際に製造した第１
の例を記す。

第１層の樹脂として、熱硬化性（２液タイプ）エポキシ
樹脂からなり、かつ着色剤を添加していない透明なもの
であって、その体積抵抗値が２×１０１６Ω・ｃｍのも
のを用いた。基板がアルミナで形成された樹脂コーティ
ング前のハイブリッドＩＣを前記第１層の樹脂液中に浸
漬して引上げ、その後￥温で３０分間放置した後、７０
℃で１時間乾燥させ、ざらに１５０℃で２時間加熱して
硬化させ、第１層の樹脂被覆層を形成した。次いで第２
層の樹脂として熱硬化性（１液タイプ）エポキシ変性フ
ェノール系樹脂からなり、かつ着色剤としての黒色カー
ボン粉末が添加された黒色の樹脂であってその体積抵抗
値が５Ｘ１０１１Ω・ｃｍのものを用い、この樹脂液中
に前述のように第１層の樹脂被覆層を形成した後のハイ
ブリッドＩＣを浸漬して引上げ、その後全部で２時間放
置した後、７０’Ｃで１時間乾燥させ、ざらに１５０℃
で１時間加熱して、第２−の樹脂被覆層を形成した。こ
のようにして２層憫造の樹脂コーティングが施されたハ
イブリッドＩＣを得ることができた。

このハイブリッドＩＣの断面を観察したところ、透明な
第１層と黒色の第２層との２層からなる樹脂層が所望の
膜厚０．５〜１．０ｍの厚さで回路基板上に形成されて
おり、しかも両者が完全に密着して一体化された樹脂層
となってハイブリッドＩＣを完全に被覆していることが
確認された。ざらにこのハイブリッドＩＣの回路量絶縁
抵抗を測定したところ、樹脂コーティングを施す前の値
と同等でおることが確認された。すなわち、第１層の樹
脂被覆層の絶縁性がアルミナ基板の絶縁性より優れてい
るため、樹脂コーテイング後も回路量絶縁抵抗の低下が
ないことが判明した。

ざらにこのハイブリッドＩＣの外観を観察したところ、
第２層の黒色の樹脂により内部回路は完全に隠蔽されて
おり、また第２層の表面に白色等のマーキングインキで
品番等の捺印する上においても、そのマーキング文字の
背景として充分な暗さを確保していることが確認された
。

ざらに上記の第１の例とは異なる樹脂を用いてこの発明
のハイブリッドＩＣを実際に製造した第２の例を記す。

第１層の樹脂として熱硬化性（２液タイプ）シリコーン
系樹脂からなり、かつ着色剤を添加していない薄い乳白
色の色調を有しかつその体積抵抗値が５Ｘ１０４Ω・ｃ
ｍのものを用いた。この第１層の樹脂には、コーティン
グを容易にするために希釈剤としてキシレンを樹脂に対
し３０重量％程度添加して粘度を下げ、その樹脂液中に
樹脂コーティング前のハイブリッドＩＣを浸漬して引上
げ、その後全部で１時間放置した後、７０℃で１時間乾
燥させて指触乾燥状態とした。次に第２層の樹脂として
熱硬化性（１液タイプ）シリコーン系樹脂からなり、か
つ着色剤として黒色カーボン粉末を添加して黒色の色調
とされた体積抵抗値が２Ｘ１０１２Ω・ｃｍのものを用
い、この樹脂液中に、前述のように第１層の樹脂被覆層
を形成した後のハイブリッドＩＣを浸漬して引上げ、￥
温で３０分間放置した後、７０℃で１時間乾燥させ、ざ
らに１２０　”Ｃで１時間加熱して完全に硬化させ、第
２層の樹脂被覆層を形成した。

このハイブリッドＩＣについても、第１の例と同様な調
査を行なったところ、前記同様な効果を有することが確
認された。

発明の効果 この発明のハイブリッドＩＣは、内部回路に接する第１
層の樹脂被覆層が着色剤を実質的に含有しない高絶縁性
の樹脂で形成されているため回路間の絶縁抵抗を充分に
確保することができ、したがって回路間のリーク電流の
発生やそれに伴なう誤動作を防止して高い信頼性を得る
ことができ、しかも第２層の樹脂被覆層は着色剤を添加
して透明度を低下させた樹脂で形成されているから内部
回路を外部から隠蔽することがＣきるとともに品番等の
マーキングにおいても背景が暗いためその文字を読み取
ることが容易となっている。

このようにこの発明のハイブリッドＩＣにおいては、従
来両立が困難とされていた回路量絶縁抵抗の確保による
高信頼性と、樹脂コーティング層への着色剤添加による
回路の隠蔽等とを両立させることが可能となったのであ
る。なおこの発明のハイブリッドＴ　Ｏは、樹脂コーテ
ィングをディッピング法により行なったものであって、
ケースポツティング法による場合と比較して格段に低コ
ストで製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明のハイブリッドＩＣを製造す
るにあたって樹脂コーティングを施す工程の一例を段階
的に示すものであり、第１図は樹脂コーティング前の状
態の一例を示す断面図、第２図は第１層の樹脂被覆層を
形成した状態の一例を示す断面図、第３図は第２層の樹
脂被覆層を形成した状態の一例、すなわちこの発明の実
施例のハイブリッドＩＣを示す断面図でおる。第４図は
従来の通常のディッピング法による樹脂コーティングの
手順を示す略解図、第５図は従来のケースポツティング
法による樹脂封止の手順を示す略解図である。 ２３・・・基板、　２８・・・第１層の樹脂被覆層、２
つ・・・第２層の樹脂被覆層。 出願人　　トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ディッピングにより樹脂コーティングを施したハイブ
   リッドＩＣにおいて、樹脂コーティング層が基板上の第
   １層とその第１層の上に形成された第２層とによつて構
   成され、前記第１層は着色剤を実質的に含有しない高絶
   縁性の樹脂によつて形成され、前記第２層は着色剤を添
   加した透明度の低い樹脂によって形成されていることを
   特徴とするハイブリッドＩＣ。