JPH03149261A - 電子部品の外装用樹脂材料 - 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〕 本発明は、圧電共振子等の電子部品の外装を施すための
樹脂材料に関する。

〔従来の技術〕

電子部品では、耐環境特性及び機械的強度等を高めるた
めに、外装を施すことが多い。外装材としては、合成樹
脂やセラミックスからなるケースを用いたもの、あるい
は電子部品を被覆する合成樹脂材料等が用いられている
。これらのうち電子部品周囲を樹脂でモールドしてなる
外装材としては、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の硬
質の合成樹脂と、シリカ等の無機充填材とを含むものが
用いられている。

他方、エネルギ閉込め型の圧電共振装置のように、振動
領域上に空隙を設けた状態で樹脂外装を施したものもあ
る。この空隙の形成は、圧電共振素子の振動領域上にワ
ックスを塗布しておき、その上から樹脂外装を施し、樹
脂を硬化させる際の熱によりワックスを樹脂側に吸収す
ることにより、行われている。

上記のようなワックス吸収能を持たせるために、エネル
ギ閉込め型圧電共振装置では、外装樹脂材料は、無機充
填材に比べて樹脂が非常に少ないポーラスなもので構成
されており、例えば、エポキシ樹脂ＩＯ重量部に対し、
平均粒径１２〜１５μｍ程度のシリ力を９０重量部の割
合で混合してなる材料が用いられている。無機充填材が
全体の９割を占めるため、無機充填材間に微小なボアが
存在し、このボアにワックスが吸収される。

また、ボアは、ワックスの吸収だけでなく、樹脂中の溶
剤の抜けを容易とする機能、並びに硬化時に大きな圧力
が電子部品素子側に加わらないようにする機能をも果た
している。

【発明が解決しようとする技術的課題〕上述したように
、従来の外装樹脂材料は、無機充填材に対してかなり少
量の樹脂を混合したものであるため、空隙形成のための
ワックスの吸収機能、溶剤の除去を容易とする機能並び
に電子部品素子側へ過大な圧力が加わることを防止する
機能を果たすものの、外装樹脂材料自体の機械的強度が
十分なものではないという問題があった。すなわち、外
装樹脂から外部に引出されたリード端子等に外力が加わ
った場合や、樹脂外装が施された電子部品が他の部材と
衝突した場合等において、外装樹脂に欠けやクランク等
が生じがちであった。

外装樹脂材料の機械的強度を高めるには、樹脂含量を上
記の割合よりも高めればよい、しかしながら、樹脂含量
を高めただけでは、外部に対する機械的強度は向上され
るものの、電子部品素子側に大きな圧力を加えるおそれ
がある。従って、圧電共振装置に用いた場合には、圧電
特性の変動要因となる。また、樹脂中の溶剤の乾燥に時
間がかかったり、溶剤を少なくした場合には塗布作業が
行い難くなるという問題も生じる。

他方、外装樹脂の機械的強度を高めるための他　の方法
としては、使用する合成樹脂自体の機械的強度を高めれ
ばよいとも考えられる。しかしながら、外装樹脂として
用いるのに適した合成樹脂の種類には限度があり、樹脂
自体の機械的強度を高めることは容易ではない。また、
機械的強度だけでなく、耐熱性も要求されるため、現実
にはエポキシ樹脂やフェノール樹脂を用いざるを得なか
った。

従って、本発明の目的は、外装時の作業性に問題がなく
、かつ現在用いられている外装用の合成樹脂をそのまま
用いて樹脂外装の機械的強度を効果的に高め得る電子部
品の外装用樹脂材料を提供することにある。

〔技術的課題を解決するための手段及び作用〕本願発明
者は、電子部品、特に、エネルギ閉込め型圧電共振装置
に用いる外装用樹脂材料の機械的強度を高めるべく鋭意
検討した結果、無機充填材の粒径を大きくすれば、粒径
の小さい充填材を用いた場合に比べて機械的強度を高め
得ることを見出し、本発明を成すに至った。

すなわち、本発明は、合成樹脂と無機充填材を含む電子
部品の外装用樹脂材料であって、無機充填材料の平均粒
径が１８〜３Ｇμｍであることを特徴とする特 未発明において用い得る合成樹脂としては、種々のエポ
キシ樹脂またはフェノール樹脂等、従来より電子部品の
外装用合成樹脂として用いられている任意の合成樹脂材
料を例示することができる。

また、本発明に用い得る無機充填材としては、シリ力、
炭酸カルシウムまたばアルミナ等を例示することができ
る。

合成樹脂と無機充填材との混合割合は、エネルギ閉込め
型圧電共振装置の場合には、合成樹脂１０重量部に対し
て、無機充填材９０重量部程度とされる。もっとも、こ
の混合割合は、外装を施そうとする電子部品素子の種類
に応じて変わるもの＝４− であり、特に限定されるものではない。

本発明においては、上記充填材の平均粒径は１８〜３０
ｕｍとされている。平均粒径が１８ａｍ未満の場合には
、機械的強度が十分でなく、他方、平均粒径が３０ｕｍ
を超えると、塗布工程においてペースト中の無機充填材
の沈降分離が著しくなり、均一な樹脂外装を施すことが
できなくなるからであり、かつ表面がざらつき、外装材
としての外観が損なわれるからである。

無機充填材の平均粒径を１８ｕｍ以上とした場合に機械
的強度を高め得るのは、以下の理由によると考えられる
。第１図及び第２図に、それぞれ、平均粒径が１Ｂ７ｚ
ｍより大きい場合並びに平均粒径が１８ａｍよりも小さ
い場合の外装樹脂の模式的拡大断面図を示す。

第１図及び第２図において、無機充填材粒子ｌ。

１間には合成樹脂２が介在しており、該合成樹脂２によ
り無機充填材粒子１．１同士が接着されている。ところ
で、第１図と第２図を比較することにより明らかなよう
に、無機充填材粒子１０粒径が小さい場合（第２図の場
合）、無機充填材粒子ｌの比表面積が大きくなるため、
無機充填材粒子１、　１間の接着に寄与しない部分にか
なりの割合で合成樹脂２が付着していることがわかる。

これに対して、第１図の場合、すなわち無機充填材粒子
ｌの粒径が大きい場合には、無機充填材粒子の比表面積
が小さくなるため、接着に寄与しない部分に付着する合
成樹脂の割合が少なくなることがわかる。このように、
無機充填材粒子ｌの粒径を太きくすれば、無機充填材粒
子１．１間の接着に寄与しない部分に付着している接着
剤の割合を減らすことができ、それによって外装樹脂の
機械的強度が高められるものと考えられる。

〔発明の効果〕

本発明では、合成樹脂と混合される無機充填材の平均粒
径が１８〜３０μｍの範囲とされているため、外装樹脂
材の機械的強度が効果的に高められる。すなわち、合成
樹脂含量を高めることなく外装の機械的強度を高め得る
ので、外装作業を煩雑化することなく、また電子部品の
特性の変動を招くことなく、電子部品の樹脂外装の機械
的強度を高めることができる。さらに、新たな材料開発
を必要とせず、従来から電子部品の外装樹脂材料として
用いられている合成樹脂及び無機充填材をそのまま用い
ることができる。従って、信頼性に優れた電子部品をコ
ストを高めることなく得ることができる。

〔実施例の説明〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明することにより、
本発明の詳細を明らかにする。

第３図（ａ）及び（ｂ）に示すエネルギ閉込め型圧電共
振装Ｗｌｌを製作して、本発明の実施例を評価した。な
お、第３図（ｂ）では、外装樹脂の図示は省略しである
。

第３図（ａ）及び（ｂ）において、１２は圧電基板を示
し、圧電基板１２の両主面には振動電極１３．１４が形
成されている。振動電極１３は、圧電基板１２の一方端
縁から他方端縁側に向かって延びるように形成されてお
り、他方、振動電極１４は、振動電極１３と反対側の端
縁から中央側フー に向かって延びるように形成されており、両振勧電極１
３．１４は圧電基板１２の中央領域で圧電基板１２を介
して対向するように構成されている。

このようにして構成された厚みすべり振動モードを利用
した圧電共振素子の各振動電極１３．１４に、リード端
子１５．１６が接合されている。そして、リード端子１
５．１６の先端側部分を除いて、全体が外装樹脂１７で
被覆されている。この外装樹脂１７は、振動電極１３．
１４が重なり合っている領域すなわち振動領域の上方に
空隙１Ｂ。

１８を形成するように被覆されている。

空隙１８．１８は、振動領域上にワックスを塗布してお
き、しかる後外装樹脂１７を硬化する際の熱により、該
ワックスを吸収することにより形成されている。

外装樹脂１７を構成する材料として、フェノール変性エ
ポキシ樹脂１０重量部に対して、平均粒径が８．１２．
１８．２０及び３０ａｍのシリ力を９０重量部混合した
複数種の材料を用意し、それぞれ、第３図に示した圧電
共振装置１１を製作した。得られた圧電共振装置の外装
樹脂１７の機械的強度を、第４図に示すように、一方の
リード端子１５を固定し、他方のリード端子１６に矢印
Ｆ方向の力を加えることにより、端子強度を設定した。

また、ＪＩＳ　　Ｋ６９１１に従って樹脂の自げ強度を
測定した。

さらに、樹脂の圧電共振素子側へのしめつけ応力を測定
した。測定は、第３図に示した構造において外装樹脂１
７を形成する前の状態で矢印Ａ。

Ｂ方向に力を加えて共振周波数を測定し、加えられる力
が０〜１０　Ｋ　ｇ　ｆ　／ｖａｖａ”の範囲における
共振周波数のドリフト率を求め、第５図に示す検量線Ｃ
を得た。次に、外装樹脂１７による被覆を施したエネル
ギ閉込め型圧電共振装置についての周波数ドリフト率を
測定し、第５図に示した検量線Ｃに従って、しめつけ応
力を求めた。

上述した端子強度、曲げ強度及びしめつけ応力の測定結
果を、下記の第１表に示す。

（以下、余白） 第１表 １８１２．８１２．０８　＋　５．６　ｌ　１２　３．
１　２．１４　ｌ　５．６１　１８　　　　３．６　　
　２．８６　１　　５．６　１２４　４．２　３．０４
１５．６　 Ｉ　３０　ｌ　４．２　Ｉ　３．０２　ｌ　５．６　ｌ
第１表から明らかなように、シリ力の平均粒径が１８μ
ｍ以上の場合、端子強度及び曲げ強度が効果的に高めら
れることがわかる。また、樹脂の圧電共振素子側へのし
めつけ応力はシリ力の平均粒径が増大しても一定である
ことがわかる。すなわち、平均粒径を大きくしたとして
も、圧電特性に影響が生じ難いことがわかる。

なお、比較のために、平均粒径１２μｍのシリ力を用い
、フェノール変性エポキシ樹脂の割合を全体の８．１０
及び１３重量％と変化させた材料を用いた場合の、しめ
つけ応力及び曲げ強度を測定したところ、第２表に示す
結果が得られた。

第２表 １　ｌＯＩ　　５．６　ｌ　　３．ｌ　１１１３　ｌ　
　７．０　　４．２　 第２表から明らかなように、樹脂含量が高められるにつ
れて曲げ強度が高められることがわかる。

しかしながら、樹脂含量を増大させた場合には、締め付
は応力もかなり大きくなっている。すなわち、圧電特性
の変動が太きくなることがわかる。

よって、単に樹脂含量を高めただけでは、特性の安定な
エネルギ閉込め型圧電共振装置を得るこにはできない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を説明するための模式的拡大断
面図、第２図は従来の外装樹脂の模式的拡大断面図、第
３図（ａ）及び（び）は、それぞれ、本発明の外装樹脂
材を用いて構成されたエネルギ閉込め型圧電共振装置を
示す断面図及び外装樹脂の図示を省略した状態の斜視図
、第４図は端子強度を測定する方法を説明するための模
式図、第５図は共振周波数としめつけ応力との関係を示
す図である。 図において、ｌは無機充填材粒子、２は合成樹脂、１１
はエネルギ閉込め型圧電共振装置、１２ば圧電基板、１
３．１４は振動電極、１５．１６はリード端子、１７は
樹脂外装、１８は空隙を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　合成樹脂と、無機充填材とを含む電子部品の外装用樹
   脂材料であって、前記無機充填材の平均粒径が１８〜３
   ０μｍの範囲にある、電子部品の外装用樹脂材料。