CN102610581A - 电子部件安装部件 - Google Patents

Abstract

本发明提供电子部件安装部件。为了提高进行了树脂密封的电子部件的生产率而使用热塑性树脂，并且抑制因使用热塑性树脂而导致的密封树脂的固化收缩引起的问题。作为树脂密封的材料，使用发泡热塑性树脂，且以密封树脂部的垂直于基板的剖面的外周形状为圆弧状的方式设计。上述圆弧状优选为大致正圆的圆弧状。另外，密封树脂部的表面优选为大致正球面。而且，发泡热塑性树脂优选以低熔点且高流动的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂作为主成分。

Description

电子部件安装部件

技术领域

本发明涉及电子部件安装部件。

背景技术

作为用于在机械·电的外部环境中保护IC、电容器、二极管等电子部件的密封技术，已知廉价且批量生产性优异的树脂密封。

作为该树脂密封的方法，已知以下方法：首先将搭载于基材上的半导体元件等置于模具中，然后，将用于密封的树脂熔融并注射到该模具中，最后，使树脂固化，然后脱模。

作为用于密封IC等电子部件的树脂，使用酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂等热固化性树脂(例如，参照专利文献1)。这些热固化性树脂与陶瓷、金属的密合性优异，耐热性、耐化学药品性也优异。因此，热固化性树脂适宜作为密封IC等电子部件的材料。

但是，用于使热固化性树脂固化的时间非常长，因此，使用热固化性树脂作为密封IC等电子部件的材料时，进行了树脂密封的电子部件的生产率变低。

为了提高进行了树脂密封的电子部件的生产率，考虑代替热固化性树脂而使用热塑性树脂。但是，用热塑性树脂将密封树脂成型时，由于密封树脂的固化收缩，收缩应力容易集中到电子部件。收缩应力集中到电子部件时，存在产生电子部件破损等不良影响的可能性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平05-3218号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是为了解决上述课题而进行的，其目的在于，为了提高进行了树脂密封的电子部件的生产率而使用热塑性树脂，并且抑制因使用热塑性树脂而产生的、密封树脂的固化收缩引起的问题。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述课题进行了深入研究。其结果发现，作为树脂密封的材料，使用发泡热塑性树脂，且密封树脂部的垂直于基材的剖面的外周形状为圆弧状时，可以解决以上的课题，从而完成了本发明。更具体而言，本发明提供以下方案。

(1)一种电子部件安装部件，其具备基材、和搭载于所述基材的表面的电子部件、和密封所述电子部件的密封树脂部，所述密封树脂部由发泡热塑性树脂构成，所述密封树脂部的垂直于基材的剖面的、所述密封树脂部的表面的外周形状为圆弧状。

(2)根据(1)所述的电子部件安装部件，其中，所述外周形状为大致正圆的圆弧。

(3)根据(1)或(2)所述的电子部件安装部件，其中，所述密封树脂部的表面为大致正球面状。

(4)一种电子部件安装部件的制造方法，其为制造(1)～(3)中任一项所述的电子部件安装部件的方法，其将搭载于基材的表面的电子部件固定在注塑成型用模具内，将包含热塑性树脂和发泡剂及/或发泡成核剂的树脂组合物注射到所述注塑成型用模具内。

(5)根据(4)所述的电子部件安装部件的制造方法，其特征在于，注塑成型时的保压分多阶段进行，填充时保压为50MPa以上，其后至浇口密封(gate seal)为止，保压不足50MPa。

发明的效果

根据本发明，作为密封IC等电子部件的材料，使用热塑性树脂。因此，本发明的电子部件安装部件与使用热固化性树脂的情况相比较，生产率高。

而且，本发明的电子部件安装部件中，密封电子部件等的密封树脂部由发泡热塑性树脂构成。通过发泡，可以减少因注射/保压力而施加于电子部件的力，进而，通过形成气泡，可以抑制因固化时的收缩而导致的收缩应力集中到电子部件的情况。

进而，密封树脂部的垂直于基材的剖面的外周形状的至少一部分为圆弧状，结果，圆弧状的部分的密封树脂部的表面不易发生由固化收缩引起的变形，不会妨碍通过发泡而获得的电子部件的保护效果。

附图说明

图1是示意性表示实施方式的电子部件安装部件的图，(a)为立体图，(b)为剖面图。

图2是示意性表示实施方式的电子部件安装部件的密封树脂部的图，(a)为立体图，(b)为剖面图。

图3是用于说明变形例的示意图，(a)为用于说明第一变形例的剖面图，(b)为用于说明第二变形例的剖面图。

附图标记说明

1 电子部件安装部件

10    基板

11    电子部件

12    密封树脂部

120   底面

121   凹部

122   表面

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，本发明并不限定于以下的实施方式。

<电子部件安装部件>

图1的(a)为示意性表示本实施方式的电子部件安装部件1的立体图，图1的(b)为示意性表示图1之(a)的AA剖面的剖面图。本实施方式的电子部件安装部件1具备基板10、和电子部件11、和密封树脂部12。

如图1的(a)所示，本实施方式的电子部件安装部件1中，为了保护安装于基板10的电子部件11，密封树脂部12密封电子部件11。

基板10如图1所示，为在一个面上安装有电子部件11的部件。在基板10上，根据需要，可以具有用于将电子部件11和其它电子部件等电连接的布线电路。基板10相当于本发明中的基材。

基板10的材质没有特别限定，可以使用以往公知的材质。例如可以例示：硅晶片、由环氧树脂等构成的树脂基板等。另外，还可以为由多种材料构成的多层基板等。

基板10的形状也没有特别限定，还包含如图1的(a)所示的那样的板状以外的形状。另外，挠性基板那样的柔软的基板、刚性基板那样的硬的基板均可以使用。

电子部件11为安装在基板10的一个面上的部件。作为电子部件11的具体例，可以举出：具有硅、锗等元素半导体的半导体芯片，具有镓-砷、铟-磷等化合物半导体的半导体芯片，电阻器、热敏电阻、电容器等。

需要说明的是，如后面所述，使用特定的热塑性树脂时，可以充分抑制对电子部件12的机械损害。因此，本发明还可以适宜用于使用特别不耐受机械损害的铁素体等的电子部件的情况。

电子部件11可以具有用于与基板上的布线电路等电连接的电极。作为电极，可以例示由锡、铜、银、金等金属及包含这些金属的合金、焊锡等材料构成的电极。

密封树脂部12是为了保护安装于基板10上的电子部件11而覆盖电子部件11的周围的部件。本发明在密封树脂部12方面具有特征。其特征为，密封树脂部12由发泡热塑性树脂构成，以及，密封树脂部12的垂直于基板的剖面的外周形状为圆弧状。

首先，对发泡热塑性树脂进行说明。所谓发泡热塑性树脂，是内部具有气泡结构的热塑性树脂，可以通过将热塑性树脂和发泡剂、发泡成核剂混炼并成型而制造。

作为可以使用的热塑性树脂，没有特别限定，可以使用以往公知的树脂。例如可以例示聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚苯硫醚树脂、液晶性树脂等。

如上所述，在本发明中，任一种热塑性树脂都可以优选使用，特别优选使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。作为聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂，例如可以使用与日本特开2010-150484中记载的树脂相同的树脂。

使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂时，除了可以抑制对电子部件11、基板10的机械损害以外，还可以通过使用低熔点的物质而抑制对电子部件11、基板10的热损害。另外，通过使用高流动的物质，即使在电子部件11小的情况下，也可以容易地密封电子部件11。

使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂时，形成具备所需的耐久性、可以充分抑制对电子部件11、基板10的热损害、机械损害的密封树脂部12，因此优选。

发泡热塑性树脂在不损害本发明的效果的范围内，可以根据需要添加其它的热塑性树脂、各种配合剂等。作为其它树脂，例如可以例示其它的聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、氟树脂等。这些其它树脂可以单独使用也可以2种以上组合使用。另外，作为配合剂，可以例示玻璃纤维等强化剂、稳定剂(防氧化剂或抗氧化剂、紫外线吸收剂、热稳定剂等)、防静电剂、阻燃剂、阻燃助剂、着色剂(染料、颜料等)、润滑剂、增塑剂、增滑剂、脱模剂、结晶成核剂、防滴落剂、交联剂等。

如上所述，在制造发泡热塑性树脂时，发泡剂使用发泡成核剂等。

作为发泡剂，可以举出物理发泡中使用的挥发性发泡剂、化学发泡中使用的分解性发泡剂等。作为挥发性发泡剂，例如可以举出：非活性或不燃性气体(氮气、二氧化碳气体、氟利昂、氟里昂替代品等)、水、有机系物理发泡剂[例如脂肪族烃(丙烷、正丁烷、异丁烷、戊烷(正戊烷、异戊烷等)、己烷(正己烷等)等)、芳香族烃(甲苯等)、卤代烃(三氯氟甲烷等)、醚类(二甲醚、石油醚等)、酮类(丙酮等)等]。另外，作为分解性发泡剂，例如可以举出：碳酸氢钠、碳酸铵等无机碳酸盐；柠檬酸等有机酸或其盐(柠檬酸钠等)；2，2’-偶氮二异丁腈、偶氮二甲酰胺等偶氮化合物；苯磺酰肼等磺酰肼化合物；N，N’-二亚硝基五亚甲基四胺(DNPT)等亚硝基化合物；对苯二甲酰叠氮化物等叠氮化合物等。这些发泡剂中，常使用丁烷、戊烷等脂肪族烃、柠檬酸等有机酸或其盐(柠檬酸钠等)等。这些发泡剂可以单独使用也可以组合2种以上使用。

发泡剂的使用量没有特别限定。以适合于所使用的发泡剂的比例配合在热塑性树脂中。

作为发泡成核剂，除上述发泡剂的说明中例示的碳酸氢钠、碳酸铵等无机碳酸盐或其盐；柠檬酸等有机酸或其盐(柠檬酸钠等)等以外，还可以举出硅酸化合物(滑石、二氧化硅、沸石等)、金属氢氧化物(氢氧化铝等)、金属氧化物(氧化锌、氧化钛、氧化铝等)等。这些发泡成核剂可以单独使用也可以组合2种以上使用。发泡成核剂中，特别是使用滑石等硅酸化合物等时，可以使气泡结构均一化。

发泡成核剂的使用量没有特别限定。可以根据需要适当配混。

密封树脂部12的发泡倍率没有特别限定。在不显著降低制品的品质的范围内适当调整发泡倍率即可。另外，发泡倍率的调整可以根据热塑性树脂等的成分；发泡剂、发泡成核剂的种类；发泡剂、发泡成核剂的添加量；密封树脂部的形成方法等进行调整。

密封树脂部12内部的气泡结构没有特别限定，可以为独立气泡结构也可以为连续气泡结构，还可以两种气泡结构混合存在。可以根据用途进行适当变更。独立气泡结构、连续气泡结构的控制可以用以往公知的方法来进行。

本发明中，从形成独立气泡的理由出发，优选使用发泡剂内包于外壳的热膨胀性微胶囊。发泡体积增加、气泡连续时，容易形成连续的空隙，水分等沿着从成型体表面连通到成型体内部的空隙浸入，因而有时会产生绝缘障碍等。通过使用形成独立气泡的热膨胀性微胶囊，可以避免形成连续的空隙，因此不易发生这样的障碍。

热膨胀性微胶囊的外壳由通过加热而软化、且透气性低的树脂形成。作为树脂，例如可以举出偏氯乙烯系聚合物、丙烯腈系聚合物、丙烯酸系聚合物等。这些物质可以单独使用1种也可以组合2种以上使用。其中，从环境负荷少这样的理由考虑，优选丙烯酸系聚合物。作为丙烯酸系聚合物，例如可以举出聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等的均聚物、共聚物；或与醋酸乙烯酯等其它化合物的共聚物等。

发泡剂为具有构成外壳的树脂的软化点(一般为90～150℃)以下的沸点的物质即可。

热膨胀性微胶囊可以使用上述发泡剂通过常规方法例如日本特公昭42-26524号公报中记载的方法(将聚合性单体与发泡剂及聚合引发剂混合，使该混合物在根据需要含有乳化分散助剂的水性介质中悬浮聚合)来制造。

这样的热膨胀性微胶囊例如可以以松本油脂制药株式会社的“matsumoto microsphere”、积水化学工业株式会社的“ADVANCELL”、KUREHA CORPORATION的“KurehaMicrosphere”、或Akzo Nobel的“Expancel microspheres”获得。

接着，对密封树脂部12的形状进行说明。密封树脂部12如图2之(a)所示，具有接触基板10的底面120、和与电子部件接触的凹部121、和与大气等电子部件安装部件1中所含的部件以外的物质接触的表面122。

底面120为与基板10接触的面，更具体而言，底面120与基板10的安装有电子部件11的面接触。

用垂直于底面120的平面切开密封树脂部12时的、密封树脂部12的剖面相当于密封树脂部12的垂直于基板10的剖面。例如，示意性表示图2之(a)的BB剖面的剖面图(图2之(b))为密封树脂部12的垂直于基板10的剖面的一例。

密封树脂部12的垂直于基板10的剖面的、表面122的外周形状为图2之(b)的连接X1和X2的线。本发明中，该连接X1和X2的线为圆弧状。连接X1和X2的线不需要全都为圆弧状，本发明中，优选90％以上为圆弧状。

本实施方式中，表面122的外周形状全部为以X1和X2的中点Xc为中心的大致正圆的圆弧状。大致正圆是指只要实质上为正圆就也可以为椭圆。实质上为正圆是指长径的长度为短径的长度的0.8倍以上1.2倍以下左右的椭圆。认为为该程度的椭圆形时，发挥与正圆的情况同样的效果。需要说明的是，容许的长径的长度和短径的长度的关系根据材料的种类、用途等而不同。

需要说明的是，优选为大致正圆的圆弧状，但也可以不是大致正圆的圆弧状。但是，越接近大致正圆越优选，优选长径的长度为短径的长度的0.5倍以上2倍以下。另外，中心的位置、半径的大小等不同的圆弧连接而成的圆弧也包含在本发明中。

另外，所谓“圆弧状”，除包含球壳的剖面这样的曲线的形状以外，还包含正多面体(例如由正五边形和正六边形构成的英式足球)的剖面那样尽管不是曲线但呈圆弧状的形状。

另外，如图2之(a)所示，本实施方式的表面122的形状为大致正球面状。该大致正球面的中心是作为密封树脂部12和基板10的接触面的圆的中心O。“大致正球面”是指除了包含正球面以外还包含实质上发挥和正球面相同程度的效果的椭圆球面。“实质上发挥和正球面相同程度的效果的椭圆球面”，是最长的半径的长度为最短的半径的长度的0.8倍以上2倍以下左右。需要说明的是，容许的长径的长度和短径的长度的上述关系根据材料的种类、用途等而不同。

需要说明的是，从充分获得本发明的效果的观点考虑，优选表面122的90％以上为大致正球面。另外，表面122越接近大致正球面越优选，还可以为椭圆球面等大致正球面以外的形状，优选最长的直径的长度为最短的直径的长度的0.5倍以上2倍以下。另外，表面122的形状还可以为中心、半径不同的球面连接而成的形状。

<电子部件安装部件的制造方法>

对本实施方式的电子部件安装部件1的制造方法进行说明。本发明的电子部件安装部件的制造方法没有特别限定，例如可以例示以下的方法。

首先，在基板10上安装电子部件11。将电子部件11安装在基板10上的方法没有特别限定，可以根据电子部件11的种类等，从一般的方法中适当采用优选的方法。

然后，形成用于保护电子部件11的密封树脂部12。密封树脂部12的形成方法没有特别限定。例如，可以通过在注塑成型用的模具内装配安装有电子部件11的基板10，向该模具内注射含有热塑性树脂和发泡剂等的树脂组合物，从而形成密封树脂部12。该成型法相当于注射密封成型法。

将发泡剂、发泡成核剂和热塑性树脂混合的时机没有特别限定，可以将热塑性树脂和发泡剂等混合而成的原料投入成型机，也可以在增塑化或混炼中的树脂中添加或压入发泡剂等。需要说明的是，例示的添加剂、其它树脂等根据需要也可以在适当的阶段添加。

通常，通过将上述热塑性树脂和发泡剂等熔融混炼，并进行发泡成型，可以形成由内部具有气泡结构的发泡热塑性树脂构成的密封树脂部。

成型温度在适合于热塑性树脂以及发泡剂的温度范围内适当设定最佳的条件。

作为成型时的保压，优选进行多阶段保压。一般而言，通过保持一定的保压，在发泡压力下气泡大致均一地形成，但在本发明中，在控制发泡形态以使收缩应力不集中到电子部件时，不能将保压力控制得过低。保压力过低时，特别是一次成型多个的情况下，有制品品质参差不齐的担心。通过进行多阶段保压，在完全填充在模具腔内时，可以在能抑制发泡的高压力下进行，形成外壳后，可以在低压力下形成收缩应力不集中到电子部件的高发泡区域。

在注塑成型时进行多阶段保压的情况下，优选的是，在填充时设定为50MPa以上的保压，将其后至浇口密封为止的保压设定为不足50MPa。保压时间根据成型的密封树脂部的大小、形状、作为原料使用的热塑性树脂的种类等适当调整。关于从保压为50MPa以上的条件向保压不足50MPa的条件切换的时机，只要确定各自的保压时间，就可根本性地确定。

<效果>

接着，对本实施方式的电子部件安装部件的效果进行说明。本实施方式的电子部件安装部件中，密封树脂部的垂直于基板的剖面的、密封树脂部的表面的外周形状的一部分为圆弧状。首先，对该表面的外周形状为圆弧状的效果进行说明。

发泡剂从将发泡剂和热塑性树脂填充到腔内的阶段开始发泡。通过该发泡，可以减少在填充时的注射原料的阶段施加在电子部件上的力。另外，还可以减少注塑成型的保压时保压力施加到电子部件的力。

如上所述，密封树脂部12通过将熔融状态的树脂组合物注射到模具内而形成，形成的密封树脂部12从表面122开始逐渐固化，最后固化至内部。该固化过程中，密封树脂部12收缩，但只要具有上述圆弧形状，初期固化的表面的表面刚性就变高，就可以抑制由冷却过程的收缩力引起的密封树脂部12的变形。可以抑制变形的结果是，能够抑制由于固化时的收缩而破坏发泡成型产生的气泡结构，并抑制收缩应力集中到电子部件11。

本实施方式中，上述剖面的表面122的外周形状为大致正圆的圆弧状。为大致正圆的圆弧状时，初期固化的表面的刚性变得非常高。其结果，收缩应力集中到电子部件11的可能性进一步变低。

本实施方式中，表面122为大致正球面状。首先，表面122为大致正球面时，表面的刚性整体变高，可以进一步抑制收缩应力向电子部件11的集中。

进而，表面122为大致正球面的情况下，表面122的任意位置到大致正球面的中心O的距离都相等。因此，从表面122的外周向密封树脂部12的中心O的收缩力从外周的任意位置开始都大致相同。因此，不易存在收缩力局部很大的位置，从这一点来看也很难发生变形。

发泡性热塑性树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂时，还可以减少成型时对电子部件11的热损害。

通过注射密封成型制造电子部件安装部件时，可以容易且正确地形成球面、圆弧状的密封树脂部。由于可以正确地制造这些表面的形状，因此，通过注射密封成型，可以稳定地制造目标电子部件安装部件。

<变形例>

以上，对本发明的电子部件安装部件及其制造方法的优选的各实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，可以以各种方式实施。

例如，在以上的实施方式中，大致正球面的中心O、圆弧形状的圆弧的中心Xc存在于基板10的一个面上，但如图3之(a)所示，也可以为大致正球面的中心O存在于基板10的一个面的上方的情况。

另外，还可以如图3之(b)所示，为2个正球融合的形状。这种情况下，可以仅任一方具有大致正球面，优选如图3之(b)所示全部具有大致正球面。

实施例

以下，列举实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不限定于这些实施例。

<材料>

热塑性树脂：聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(以下有时称为“低熔点PBT”)(WinTech Polymer Ltd.制造，duranex  303RA、熔点：182℃、MFR：13g/10min)

发泡剂：热膨胀性微胶囊(积水化学社制造、ADVANCELLEMP501M1)

<实施例1>

将环箍端子置于背面设置有圆筒形状的突出销的、直径7mm的上表面为大致球形的腔内，将在低熔点PBT中添加有发泡剂3质量％的材料在以下的条件下注塑成型。如下操作获得实施例1的电子部件安装部件。

(成型条件)

模具温度：60℃

成型机机筒温度：260℃

保压：50MPa下10秒

目视确认实施例1的电子部件安装部件的外观，结果，确认不到洼坑。由此可以确认，成型中的热塑性树脂的固化收缩时，发泡热塑性树脂的气泡几乎不被破坏。

将该电子部件安装部件沿纵向切断，观察剖面时，在设置环箍端子的中央部发现大的气泡群。因此，可以说，将材料填充于腔时，保压时施加在环箍端子上的力可以通过发泡而被抑制在很小的程度。

环箍端子和注塑成型树脂的界面的气密性通过油墨浸入试验来判定。几乎没有油墨浸入，确认没有问题。

<实施例2>

将保压的条件变更为在50MPa下进行3秒的保压后在10MPa下进行7秒的保压的条件，除此以外，利用与实施例1同样的方法，制造实施例2的电子部件安装部件。

目视确认实施例2的电子部件安装部件的外观，结果，与实施例1同样，确认不到洼坑。将该电子部件安装部件沿纵向切断，观察剖面时，在设置环箍端子的中央部中发现极大的气泡群。环箍端子和发泡热塑性树脂的界面的气密性通过油墨浸入试验来判定。几乎没有油墨浸入，确认没有问题。

<实施例3>

将腔变更为长径为短径的2倍的椭圆形状的腔，除此以外，进行与实施例1同样的成型，制造实施例3的电子部件安装部件。将该电子部件安装部件沿纵向切断，观察剖面时，确认到可以充分缓和因发泡热塑性树脂的固化时的收缩而施加在环箍端子上的收缩应力的程度的气泡。需要说明的是，“可以充分缓和施加在环箍端子上的收缩应力的程度的气泡”是指，椭圆球形状的情况与球形状的情况相比较，由于发泡热塑性树脂的固化时的收缩而发泡热塑性树脂容易变形，但是即使考虑该变形的容易程度，也可以充分缓和施加在内部的电子部件上的收缩应力、力的程度的气泡。

<比较例1>

不使用发泡剂，除此以外，利用与实施例1同样的方法，制造比较例1的电子部件安装部件。将比较例1的电子部件安装部件沿纵向切断，观察剖面时，在设置环箍端子的中央部确认到小的空洞。但是，该空洞相对环箍端子等电子部件的大小而言并不足够大，并不能期待充分的缓和施加在电子部件上的收缩应力、力的效果。

Claims (5)

1.一种电子部件安装部件，其具备

基材、和

搭载于所述基材的电子部件、和

密封所述电子部件的密封树脂部，

所述密封树脂部由发泡热塑性树脂构成，

所述密封树脂部的垂直于基材的剖面的、所述密封树脂部的表面的外周形状为圆弧状。

2.根据权利要求1所述的电子部件安装部件，其中，所述外周形状为大致正圆的圆弧。

3.根据权利要求1或2所述的电子部件安装部件，其中，所述密封树脂部的表面为大致正球面状。

4.一种电子部件安装部件的制造方法，其为制造权利要求1～3中任一项所述的电子部件安装部件的方法，

其将搭载于基材的电子部件固定在注塑成型用模具内，将包含热塑性树脂和发泡剂及/或发泡成核剂的树脂组合物注射到所述注塑成型用模具内。

5.根据权利要求4所述的电子部件安装部件的制造方法，其特征在于，注塑成型时的保压分多阶段进行，填充时为50MPa以上，其后至浇口密封为止为不足50MPa。

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