JPH02298096A - 絶縁防湿皮膜付電子部品搭載回路基板 - 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、絶縁防湿皮膜でシールのなされた電子部品
搭載回路基板に関するものである。

〔従来の技術〕

ＩＣやＬＳＩなどの電子部品を搭載した回路基板はコン
ピューターやＯＡ機器等に多用されているが、最近では
これら電子部品を搭載した回路基板の用途は、充分な環
境整備下に配備されている上記コンピューターやＯＡ機
器の分野のみならず、家庭用電子機器や自動車あるいは
玩具、さらには産業用ロボットなどの分野へと広がって
いる。

このような家庭用電子機器等では、ＩＣやＬＳＩは、コ
ンピューターやＯＡ機器のような充分な環境整備下に配
備されず、過酷な環境下に配備され使用されるケースが
多くなっている。このため、電子部品搭載回路基板を急
激な温度変化、湿度変化や結露、虫、塵埃等から保護し
て、その信顛性の向上を図り、電子機器の機能を維持す
るため、電子部品搭載回路基板の全体を、電子部品を含
めて絶縁防湿皮膜で被覆することが行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この種の絶縁防湿皮膜としては、エポキシ樹脂、ウレタ
ン樹脂、ブタジェン樹脂等の樹脂と、シリカ粉末もしく
は合成繊維等とを併用した複層構造皮膜が提案されてい
る（特開昭６０−１２７８９号）、また、このような複
層構造皮膜を形成する場合には、生産効率の点で問題が
あることから、単層皮膜に形成しうるアクリル樹脂、ア
ルキド樹脂、フェノール樹脂、アミン樹脂などからなる
塗料系のシール材を用いて皮膜を形成する方法も提案さ
れている。しかしながら、上記両提案法で使用するシー
ル材では、シールが不充分であることから、得られる絶
縁防湿皮膜付電子部品搭載回路基板を電子機器に組み込
んだ場合、使用の継続によって、リードピンの周囲の皮
膜がリードピンから剥離して空隙を生じたり、また、絶
縁防湿皮膜にひびやクラックが生じるという問題が生じ
ている。場合によっては、上記絶縁防湿皮膜が回路基板
の基板面から部分的に剥離し、その剥離部等を通じて侵
入した水分により基板の回路がショートしたり、また、
リードピンの先端のシャープなエツジ部に対するシール
不良によりショートしたりするなど基板の回路が破壊さ
れるという難点が生じる。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、過
酷な条件下での使用を継続しても絶縁防湿皮膜が剥離等
せず、特にリードピン回りの被覆が充分になされており
、しかも皮膜形成が容易な絶縁防湿皮膜付電子部品搭載
回路基板の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明の絶縁防湿皮膜付
電子部品搭載回路基板は、リードピンを利用して電子部
品を搭載している回路基板の両基板面が、電子部品を含
んだ状態で、０°Ｃ２引張速度１−／分におけるヤング
率が２５ｋｇｆ／ｍｍ２以下で、破断時の伸びが５０％
以上の合成樹脂絶縁防湿皮膜で被覆され、上記リードピ
ンの先端が突出している方の回路基板の基板面には、少
なくとも上記リードピンの先端を被覆した状態で紫外線
硬化型樹脂の硬化皮膜が積層形成されているという構成
をとる。

〔作用〕

本発明者らは、上記の問題点を克服するために研究を重
ねた結果、従来の絶縁防湿処理層の高硬度仕様に問題の
あることを見出した。すなわち、これまで、半導体チッ
プの封止材がそうであるように電子部品搭載基板のシー
ル材も、皮膜強度などの点から、皮膜硬度は高いほど有
利であると信じられてきた。したがって、例えば、上記
従来の塗料系シール材にあっても、エポキシ樹脂やシリ
カ粉末を用いた複層構造皮膜に匹敵する硬度が目標とさ
れ、ヤング率（０°Ｃ）が、低くても５０ｋｇｆ／ｍｍ
”、破断時の伸びが多くとも３０％を超えない高硬度皮
膜を形成しうるちのが目標とされてきた。

ところが、本発明者らの研究によって、以外にも、高硬
度の絶縁防湿皮膜では、その高いヤング率に起因して、
使用雰囲気に起因する皮膜の熱膨張、収縮にもとづく応
力集中でリードピンが曲げられ、その曲げ応力でハンダ
が剥離してリードピンが浮き上がり脱離するに至ったり
、あるいは皮膜の低い伸びに起因し、温度変化や外力に
よる基板の変形に対する追従性不足でクラックや剥離が
生じることが明らかになった。したがって、上記皮膜と
しては、軟質タイプである方が有利であるという知見が
得られた。また、前記従来の両提案法で使用されるシー
ル材では、リードピンのシャープなエツジ部を完璧にカ
バーすることができず、この被覆が問題となっていたと
ころ、本発明者らは、０°Ｃ９引張速度１ｍａ＋／分に
おけるヤング率が２５ｋｇｆ／ｍｍ”以下で、破断時の
伸びが５０％以上という従来の技術常識を打破した柔軟
な合成樹脂絶縁防湿皮膜で回路基板を、電子部品を含ん
だ状態で被覆し、特にリードピン回りに対しては、リー
ドピンの先端部に付着させ、瞬時に硬化させることので
きる紫外線硬化型樹脂の硬化皮膜で被覆すると、リード
ピンのビン先の被覆が、上記軟質な合成樹脂製の絶縁防
湿皮膜と相俟って、はぼ完璧になることを見出した。す
なわち、絶縁防湿皮膜を上記のような特性の皮膜にし、
かつリードピン回りを紫外線硬化型樹脂の硬化皮膜で積
層被覆することにより、特に回路基板に搭載された電子
部品におけるリードピンに対する過度な応力集中が抑制
され、しかも回路基板自体の変形に対する追従性も達成
され、そのうえピン先エツジ部の完全なカバーも達成さ
れるようになる。

つぎに、この発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の一例の部分的な断面図である。すな
わち、１は回路基板で、２はその回路基板に搭載された
ＩＣ，ＬＳＩ等の電子部品であり、３はそのリードピン
である。このリードピン３は、回路基板１に設けられた
取付は孔４に挿通され、基板１の裏面からその先端が突
出している。

５は回路基板ｌの両基板面を電子部品２を含めて被覆し
ている絶縁防湿皮膜であり、６は基板１の裏面から突出
したリードピン３の先端を中心に被覆するため積層形成
された紫外線硬化型樹脂の硬化皮膜である。紫外線硬化
型樹脂の硬化皮膜６は、第２図に示すように、突出して
いるリードピンの先端部分のみを被覆するようにしても
差し支えはない。

上記両基板面を被覆する合成樹脂絶縁防湿皮膜は、０°
Ｃ２引張速度ｉｍ／分におけるヤング率が２５ｋｇｆ／
ｍｍ”以下、好ましくは０．１〜２０ｋｇｆ／ｍｍ”、
より好ましくは２〜１７ｋｇｆ／ｍｍ”のヤング率を示
し、かつ５０％以上、好ましくは１００〜３０００％の
破断時の伸び％を示す。この数値を満たさないものでは
、その皮膜が前記両提案法におけるシール材の皮膜と同
様、リードピンに対する過度の応力集中で、あるいは基
板に対する追従性不足によるクラックや剥離の発生で基
板の回路破壊の問題を招くようになる。

このような数値条件を満たす皮膜を形成しうる。

合成樹脂（ゴムも含む）の代表例として、ブタジェンゴ
ム、イソプレンゴム、ブチルゴム２アク１ノル樹脂、ビ
ニル樹脂、ウレタン樹脂等があげられ、単独でもしくは
併用される。上記合成樹脂には、前記の数値条件を満た
すと同時に、必要な絶縁特性、防湿性、クリーン性（腐
蝕に関与する雑イオンの非混在性）、基板電子部品等と
の接着性を満たすことが求められている。したがって、
上記に例示した合成樹脂単独では、これらの条件を満た
せない場合やさらに良好な特性が望まれる場合には、必
要に応じて前記例示の合成樹脂に改質処理を加えること
が行われる。そのような改質処理の一例として、ブタジ
ェンゴムにアクリル系アルキルエステルやビニル系モノ
マをグラフト重合させたり、そのグラフト重合体にスチ
レン樹脂をブレンドしたり、あるいはアクリル酸エチル
にアクリル酸を共重合させたりする等の例で代表される
、グラフト化処理やブレンド化処理等があげられる。ま
た、上記合成樹脂に粘着付与剤などの他の成分を配合す
ることも行われる。この場合、その配合量は、上記合成
樹脂の物性や得られる皮膜のヤング率、伸びなどの点か
ら上記合成樹脂１００重量部（以下「部」と略す）に対
して３００部以下になるように設定することが好適であ
るこのような合成樹脂は、ディッピング法やポツティン
グ法、あるいは吹きつけ法など適宜な皮膜処理方法によ
り回路基板の両表面に塗工され皮膜化される。この場合
、皮膜の厚みは５〜２０００μｍ、なかでも１０〜１０
００μｍにすることが効果の点で好ましい。這常は１回
または２回以上の塗工処理がなされ、所定厚みの単層皮
膜とじて形成される。

回路基板の両基板面が、上記のような数値条件を満たす
合成樹脂絶縁防湿皮膜で被覆されても、リードピン先端
のシール性が不完全では、その部分からショートし、ひ
いては基板の回路破壊の問題が住じる。このため、紫外
線硬化型樹脂による硬化皮膜が形成される。このような
紫外線硬化型樹脂としては、一般に市販されている紫外
線硬化樹脂を利用することができる。例えば、プレポリ
マーとして、ポリエステルアクリレート、ポリウレタン
アクリレート、エポキシアクリレート、ポリエチルアク
リレート、オリゴアクリレート、アルキドアクリレート
、ポリオールアクリレート等があげられる。また、光重
合性モノマーとしては、単官能アクリレートがあげられ
る。光重合開始剤としては、ラジカル反応型、イオン反
応型のものが用いられ、例えば、アセトフェノン類、ベ
ンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイル
、ベンゾインエーテル、ベン゛ジルジメチルケタール、
テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサンソ
ン類、アゾ化合物などがあげられる。それ以外に、溶剤
１貯蔵安定剤、充填剤、粘度調製剤等の各種の添加剤が
併用される。

この発明の絶縁防湿皮膜付電子部品搭載回路基板では、
上記の原料を用い、例えばつぎのようにして皮膜形成が
なされる。すなわち、先に述べた方法で軟質の合成樹脂
絶縁防湿皮膜を、回路基板の両面に電子部品を含めた状
態でコーティング形成し、これを紫外線硬化型樹脂中に
浸漬する。この場合、リードピンの突出部分を中心に浸
漬してもよいし、基板全体を浸漬してもよい。つぎに、
このような浸漬処理がなされたのち、紫外線照射によっ
て直ちに硬化させる。これによって、り一ドビンのビン
先エツジが完全に被覆され、その結果、この発明の絶縁
防湿皮膜付電子部品搭載回路基板が得られる。もちろん
、リードピンのピン先エツジ部を紫外線硬化型樹脂で処
理した後に軟質の合成樹脂絶縁防湿皮膜を形成しても上
記と同様の効果が得られる。

（発明の効果〕 以上のように、この発明の絶縁防湿皮膜付電子部品搭載
回路基板は、回路基板の両基板面が電子部品を含めて、
・従来の絶縁防湿皮膜とは全く異なる軟質な合成樹脂絶
縁防湿皮膜で被覆され、さらに回路基板の基板面にリー
ドピンの突出先端を被覆した状態で紫外線硬化型樹脂の
硬化皮膜が積層形成されているため、上記軟質な合成樹
脂絶縁防湿皮膜によって、電子部品のリードピン部分に
対する応力集中が緩和されると同時に、基板の伸び縮み
に対する追従不足による絶縁防湿皮膜の剥離等が有効に
防止される。しかもリードピンのエツジ部に対する被覆
も完全になされている。したがって、ショートや接続不
良などの回路破壊が起こりにくく、信顛性に優れている
。また、上記絶縁防湿皮膜は一層構造であり、その形成
も容易である。

つぎに、実施例について説明する。

〔実施例１］ 〈絶縁防湿皮膜用シール材の合成〉 トルエン中で、ブタジェンゴム８０部にメタクリル酸メ
チル２０部をグラフト重合させ、さらに得られたゴムに
スチレン３５部をグラフト重合させたのち、得られたポ
リマを減圧下（１ｍＨｇ）１３０°ＣＸ１時間脱モノマ
処理してシール材を得た。

〈紫外線硬化型樹脂の合成〉 ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート１００２
、油化シェル社製）６４０部、アクリル酸６８．４部、
トリエチルアミン０．３部を冷却管２撹拌機、加熱装置
付１ｉフラスコに仕込み１２０゛Ｃで４時間反応を行い
、酸価１０以下のエポキシアクリレートを作製した。つ
ぎに、上記エポキシアクリレート３０部に、ジペンタエ
リスリトールへキサアクリレート２０部、テトラヒドロ
フルフリルアクリレート２０部、ベンジルジメチルケタ
ール１０部を温度６０°Ｃで１時間混合し均一なアクリ
ル樹脂系紫外線硬化型権脂を樹脂。

く絶縁防湿皮膜の形成） 前記シール材をトルエンを用い１．濃度３０重量％のト
ルエン溶液に調製した。そして、ビン挿入型ＬＳＩが搭
載されたフェノール基板を、上記トルエン溶液に浸漬し
回路基板の両基板面に対し、ＬＳＩを含んだ状態で、厚
み約１５０μｍの絶縁防湿皮膜を付着形成させた。つい
で、これを６０℃で１５分間熱風乾燥させたのち、前記
紫外線硬化型樹脂液中に絶縁防湿処理皮膜が形成された
回路基板のリードピン突出側を浸漬して引き上げた。つ
ぎに、これをｌｋｗの水銀灯（８０ｗ／ｃｍ）で１５ｃ
ｍの距離から２０秒間紫外線照射を行い、ついで６０°
Ｃで３０分後硬化させ、目的とする絶縁防湿皮膜付電子
部品搭載回路基板を得た。

〔比較例１〕 トルエン中で、アクリル酸メチル１００部とアクリル酸
１０部を用いて共重合処理し、得られたポリマと実施例
１に準じて脱モノマ処理してシール材を得た。

このシール材を回路基板に実施例１と同様に１５０μｍ
の厚みにコーティングし、第２段階として実施例１と同
じ紫外線硬化型樹脂をコーティングして絶縁防湿皮膜を
形成した。

〔比較例２〕 実施例１で用いた同様のシール材のみを用い、基板の両
面に皮膜を形成した。ただし、紫外線硬化型樹脂に対す
る浸漬は省略した。

〔比較例３〕 実施例１で用いた同様の紫外線硬化型樹脂のみを用いて
基板の両面に皮膜を形成した。ただし、紫外線硬化型樹
脂による皮膜形成に先立つシール材による皮膜形成は省
略した。

以上の実施例、比較例で得られた絶縁防湿皮膜付電子部
品搭載回路基板に対し、つぎのような評価試験を行った
。

〔評価試験〕

〈ヤング率、伸び） 上記皮膜形成材のトルエン溶液を台上に流延して厚さ１
００μｍのフィルムを作製し、０”Ｃ１引張速度１閣／
分におけるヤング率、破断伸びを測定した。

くヒートサイクル性〉 回路基板を一３０℃と８０℃間のヒートサイクルテスト
に供し、その急激な温度変化を２０回繰り返したのちの
基板の変化を調べ、リードピンに曲がりや半田クラック
が発生したりあるいは絶縁防湿皮膜にクラックが発生し
た場合を×とした。

〈リードピン先カバー性〉 回路基板に実装されたＬＳｆの１組のピンの間に１３．
５ＤＣＶを印加し、３％食塩中（フェノールフタレイン
）に浸漬し、溶液の発色（赤紫色）の有無によりピン先
のリーク電流の有無を確認し、発色が無い場合をＯとし
、発色した場合を×とだ。

以上の結果を第１表に示した。

上記の表から明らかなように、実施例品はヒートサイク
ル性およびリードピン先カバー性が良好であり、過酷な
使用条件下で繰り返し使用しても絶縁防湿皮膜の剥離等
が生じず、長期信頼性に富んでいることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の絶縁防湿皮膜付電子部品搭載回路
基板の一実施例の部分的断面図、第２図は、他の実施例
の部分的断面図である。 ｌ・・・回路基板　２・・・電子部品　３・・・リード
ピン５・・・絶縁防湿皮膜　６・・・紫外線硬化型樹脂
硬化皮膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）リードピンを利用して電子部品を搭載している回
   路基板の両基板面が、電子部品を含んだ状態で、０℃，
   引張速度１ｍｍ／分におけるヤング率が２５ｋｇｆ／ｍ
   ｍ＾２以下で、破断時の伸びが５０％以上の合成樹脂絶
   縁防湿皮膜で被覆され、上記リードピンの先端が突出し
   ている方の回路基板の基板面には、少なくとも上記リー
   ドピンの先端を被覆した状態で紫外線硬化型樹脂の硬化
   皮膜が積層形成されていることを特徴とする絶縁防湿皮
   膜付電子部品搭載回路基板。