JP2000133665A - 電子部品が実装されたプリント基板を封止する方法 - Google Patents

電子部品が実装されたプリント基板を封止する方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、熱可塑性のポリアミド樹脂
を用いて比較的低温低圧で電子部品が実装されたプリン
ト基板を封止することにより、実装されている電子素子
などがダメージを受けることのない、プリント基板を封
止する方法を提供することを目的とする。 【要約】電子部品が実装されたプリント基板を熱可塑性
のポリアミド樹脂で封止する方法であって、金型キャビ
ティ内に電子部品が実装されたプリント基板を配置し、
160〜230℃に加熱溶融したポリアミド樹脂を2.
5〜25kg/cm2 の圧力範囲で前記金型キャビティ
内に注入する、電子部品が実装されたプリント基板を封
止する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品が実装さ
れたプリント基板を封止する方法に関し、更に詳細には
熱可塑性のポリアミド樹脂を用いて封止する方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体素子やプリント基板を防湿
防水防塵等の目的で樹脂で封止する方法として、半導体
素子やプリント基板を金型キャビティ内に配置し、金型
キャビティ内に流動性のある樹脂を注入して封止する方
法は公知である。しかしこれらの方法に用いられている
樹脂は、多くの場合熱硬化性の樹脂を用いるものであっ
たり、あるいは熱可塑性の樹脂を用いる場合は射出成形
法を用いるものがほとんどであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来技術にお
いては次のような問題があった。すなわち、熱硬化性の
樹脂を用いるものにおいては、架橋反応のための各種添
加剤が添加されるため、取扱が繁雑であり、また樹脂の
保存性も安易なものでわなく保存には密閉性等の注意を
要すること、更には金型キャビテイ内に注入してから化
学的架橋反応を起こして硬化するまでに比較的長い時間
を要し生産性が上がらないこと、樹脂の種類によっては
成形後にキュワリングなどの後処理を必要とするものも
ある、等の問題がある。
【0004】また熱可塑性の樹脂を用いた射出成形法の
場合、比較的低温域で低粘度でしかも流動性の高く、し
かも電気特性等においても封止に適した樹脂がないた
め、比較的高温、高圧でモールドされている場合が多
い。すなわち射出成形法の事例では樹脂温度が250℃
以上、射出圧力が300kg/cm2 程度で用いられて
いる場合が多い。このように高温高圧で射出されると、
被封止される基板や基板上に実装された電子部品がダメ
ージを受け易く信頼性を損なうことになる。
【0005】具体的には、電子部品が実装されたプリン
ト基板の場合、実装される電子素子等によって凹凸が激
しいため、金型キャビティ内の樹脂の流動挙動によって
実装された電子素子が曲げられたり位置ずれを起こすな
ど、また、はんだが高温の樹脂によって軟化したり溶融
して、流されたり剥離するなどのダメージを受けること
もあった。このようなダメージを避けるために、あらか
じめ前処理としてシリコーン樹脂等を緩衝材として塗布
しておくこともあった。更に射出成形法では装置が高価
であり、金型も高圧に耐える構造でなければならず高価
なものになっていた。
【0006】本発明者等は、このような状況の中で、熱
可塑性樹脂を用いて比較的低温低圧で電子部品が実装さ
れたプリント基板を封止する方法を見いだしたものであ
る。すなわち、本願発明の目的は、熱可塑性樹脂を用い
て比較的低温低圧で電子部品が実装されたプリント基板
を封止することにより、実装されている電子素子などが
ダメージを受けることのない、プリント基板を封止する
方法を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明では次のような方法とした。すなわち、
電子部品が実装されたプリント基板を熱可塑性のポリア
ミド樹脂で封止する方法であって、金型キャビティ内に
電子部品が実装されたプリント基板を配置し、160〜
230℃に加熱溶融したポリアミド樹脂を2.5〜25
kg/cm2 の圧力範囲で前記金型キャビティ内に注入
することを特徴とする、電子部品が実装されたプリント
基板を封止する方法とした。
【0008】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明す
る。本発明では、先ず目的に応じたプリント配線パター
ンが形成された基板に集積回路素子やコンデンサ素子等
が、はんだなどにより実装されている基板を、これも目
的に応じたキャビティを有する金型のキャビティ内に配
置し、該金型を閉じる。そして熱可塑性のポリアミド樹
脂を溶解し圧送するための樹脂溶融圧送装置で、ポリア
ミド樹脂を所定の温度で加熱溶融し、ホース等の管路を
介して弁機構を有する吐出ガンヘ圧送し、吐出ガンの弁
機構を開いて吐出ガンのノズルから金型キャビティ内に
溶融したポリアミド樹脂を注入する。金型内に注入した
溶融ポリアミド樹脂は、金型を通しての放熱により数秒
で固化するので、固化後に金型を開いてポリアミド樹脂
で封止された基板を取り出せばよい。
【0009】樹脂溶融圧送装置における溶融温度は16
0〜230℃が適温である。また圧送圧力は2.5〜2
5kg/cm2 の範囲がが適当である。それは溶融温度
が160℃以下では金型内で十分安定した流動性が得ら
れないこと。また溶融温度が230℃以上になるとポリ
アミド樹脂が熱劣化をおこし易く、また熱分解によりボ
イドを起こすこともあるからである。更に実装される電
子素子等の熱影響を考慮すれば230℃を越えないほう
がよい。また圧送圧力についても金型キャビティの隅々
まで樹脂を充填するには圧力2.5kg/cm2 が限界
であり、また実装された電子素子に圧力ダメージを与え
ないためには、圧力25kg/cm2 以下が多くの実験
を通して望ましい値である。
【0010】
【実施例】実施例1、紡績機械に用いられる糸切れセン
サー用の制御装置の基板、基板寸法40×60mmのプ
リント基板上にICチップ等が実装されたものを、TR
L社(フランス)のポリアミド樹脂・商品番号817を
用い、溶融温度190℃、圧力20kg/cm2 で、ア
ルミ製の金型内で封止した。樹脂の注入、硬化、金型か
らの取り出しまでの時間は約30秒であった。封止後の
基板は次の条件で試験を行った。 (1)耐候試験(次の条件で5サイクル行った) 4時間、 (常温、湿度50%) 0.5時間 (移行時間) 10時間 (55℃、湿度99%) 2.5時間以内に温度を−40℃まで低下させる。 2時間 (−40℃) 1.5時間以内に温度を125℃まで上昇させる。 2時間 (125℃) 1.5時間以内に温度を常温まで低下させる。 (2)熱衝撃試験(次の条件で5サイクル行った) 30分 (−40℃) 30秒以内に125℃まで温度を昇温させる。 30分 (125℃) 30秒以内に−40℃まで温度を低下させる。 (3)熱・湿度老化試験 熱老化試験 (100℃ × 360時間) 次の条件で3サイクル行う。 24時間、(85℃、湿度99%) 24時間、(常温) (4)防水性試験 次の条件で3サイクル行う。 30分 (120℃) 30分 (5%食塩水浸漬) 以上の試験後の観察でひび割れ等の異常は発見されず、
また電気特性においても異常は見当たらなかった。また
本基板は従来2液ウレタン樹脂を用いてハウジング内で
封止が行われていたもので、封止工程に数十分を要して
いたものであるが、封止工程での作業時間を大幅に短縮
することができた。
【0011】実施例2、電気アイロンのコントローラー
として用いられる基板、電気アイロンの握り手のところ
に組み込まれる各種素子が実装された基板、寸法は約8
0×25×20mm、を実施例1と同様の条件で封止
し、耐候試験等も実施例1と同様の試験を行い、異常は
見られず封止機能としては十分満足の行くものであっ
た。しかも電気アイロンの握り手に組み込まれるので、
外形形状も握り手にふさわしいデザイン上の付形も同時
に達成出来た。またこれは従来ハウジングのなかでエポ
キシ樹脂で封止が行われていたものであるが、封止工程
に要した時間は従来の1/4に短縮することができた。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明の方法に
よれば、熱可塑性のポリアミド樹脂が比較的低温で溶融
し、しかも低粘度で流動性がよいので、プリント基板に
実装された各種電子素子にダメージを与えることもな
く、優れた封止を施すことができる。すなわち、従来の
射出成形法にくらべて、低温低圧で処理されるので高価
な装置や高価な金型を必要とせず、金型はアルミ材でも
十分である。また被封止材に事前のシリコン緩衝材等の
塗布も不要である。
【0013】また従来用いられていた、熱硬化性の樹脂
に比べれば、ポリアミド樹脂は架橋反応のための各種添
加剤等を必要としないので、取扱や保存性も容易であ
り、金型キャビテイ内に注入してから短時間で固化する
ので生産性も向上する。
【0013】またポリアミド樹脂の特性から、接着性に
優れているので気密性がよいこと、機械的強度、絶縁
性、妨害電波の遮蔽性、耐振動性、可とう性等に優れて
おり、更に金型キャビティのデザインによって機能的形
状をも付加できるという優れた封止技術を提供すること
ができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29L 31:34

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品が実装されたプリント基板を熱
    可塑性のポリアミド樹脂で封止する方法であって、金型
    キャビティ内に電子部品が実装されたプリント基板を配
    置し、160〜230℃に加熱溶融したポリアミド樹脂
    を2.5〜25kg/cm2 の圧力範囲で前記金型キャ
    ビティ内に注入することを特徴とする、電子部品が実装
    されたプリント基板を封止する方法。
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