JP2010034550A - 2層防湿コート電子部品実装構造体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】防湿コート層を、下側層および上側層の少なくとも二層のポリマー材料の層によって構成する。下側層を形成するポリマー材料が前記上側層を形成するポリマー材料と対比して、炭化水素系有機溶剤から選ばれるリペア溶剤に対して、より高い膨潤性および/または溶解性を示す。
【選択図】図1
Description
図1は本発明にかかる電子部品実装構造体100を示す断面図である。
本発明の電子部品実装構造体100は、基板3と、例えば、はんだ6により該基板3に実装された半導体素子4および例えばチップ抵抗等の電子部品(半導体素子4以外の電子部品)5と、半導体素子4および電子部品5を被覆する防湿コート層10とを有してなる電子部品実装構造体であって、前記防湿コート層10は下側層2および上側層1を有する少なくとも二層のポリマー材料の層からなること、ならびに前記下側層2を形成するポリマー材料は前記上側層1を形成するポリマー材料と対比して、炭化水素系有機溶剤から選ばれるリペア溶剤に対して、より高い膨潤性および/または溶解性を示すことを特徴とする。
MwB < MwA
で表されることを特徴とすることができる。
図2は、本発明の実施形態2に係る電子部品実装構造体100aを示す断面図である。電子部品実装構造体100aでは、下側層2の表面の一部が露出するように、上側層1にその厚み方向に貫通する孔(貫通孔)7が設けられている。リペア操作の際に、リペア溶剤が貫通孔7を通過することで下側層2のポリマー材料をより迅速にリペア溶剤に接触させることができる。
電子部品実装構造体100aのこれ以外の構成は上述の実施形態1に係る電子部品実装構造体100と同じである。
図3は、本発明の実施形態3に係る電子部品実装構造体100bを示す断面図である。
電子部品実装構造体100bでは、上述の電子部品実装構造体100aに加えて、基板3が通過孔8を有している。通過孔8は基板3を一方の面(図3では下側の面)から他方の面(図3では上側の面、即ち半導体素子4および/または電子部品5が実装されている面)に貫通している。そして、リペアの際にリペア溶剤が通過孔8を通過して下側層2に達することで、下側層2のポリマー材料をより迅速にリペア溶剤に接触させることができる。電子部品構造体100bのこれ以外の構成は上述した実施形態2に係る電子部品構造体100aと同じである。
なお、JIS B 0601:2001の付属書2の2.4項では評価長さlnをカットオフ値λ0.75の3倍以上にするように定められている。しかし基板3の厚さおよび通過孔8の内壁の面粗度を考慮すると、本発明のおいては上述のようにカットオフ値λ0.75を2.5mm、評価長さlnを1mmとして測定するのがより適切である。
また、基板3の厚さが1.1mmより小さいと測定精度および物理的な問題から評価長さlnを1mmとすることが困難または不可能である。従って、基板3の厚さが1.1mmより小さい場合は評価長さlnを基板3の厚さの80%以上とすることが適切である。
プリント基板3に印刷でクリーム半田(千住金属製L60C)6を供給した後、半導体素子4としてBGA(0.8mmピッチ、23mm角)をマウントし、電子部品5としてチップ部品(1005R)をマウントしてリフロー炉に投入した。電子部品(半導体素子4と電子部品5)が実装された基板3に基板用防湿絶縁材料タッフィーTF−1141H(登録商標、アクリル系樹脂、日立化成製)をスプレー法により全体に塗布し、乾燥処理を行い厚み60μmの下側層2を得た。さらにこの上に基板用防湿絶縁材料タッフィーTF−1154(登録商標、ウレタン系樹脂、日立化成製)をスプレー法により全体に塗布、乾燥し100μmの防湿コート層10の上側層1を形成し、該実施例の2層を有する防湿コート電子部品実装構造体100を得た。この状態でテストすると、BGAおよびチップ部品は正常に作動した。
実施例1と同様にして、プリント基板にBGA(0.8mmピッチ、23mm角)とチップ部品(1005R)とが実装された基板を作製した。この基板の表面に、基板用防湿絶縁材料タッフィーTF−1141H(登録商標、アクリル系樹脂、日立化成製)をスプレー法により全体に塗布し、乾燥処理を行い、厚み80μmの1層の膜からなる防湿コート層を得た。得られた実装構造体のリペア処理を実施例1と同様に行った。MEK中に10分間浸漬した後、リペア溶剤から取り出すと、防湿コート層の膜は面方向について細かく破断していた。従って、その状態の防湿コート層の全体をピンセットを用いて引き剥がし終えるまでに、15分の時間を要した。また引き剥がした後の状態は、切断された防湿コート層が点在し、後のBGAを剥がす工程で黒く変色してしまった。
コーティング材防湿コート層10の上側層1の成分として、基板用防湿絶縁材料タッフィーTF−1141T(登録商標、アクリル系樹脂、日立化成製)を使用して、厚さ90μmの上側層1を形成したこと以外は、実施例1と同様の操作を行って電子部品実装構造体100を作成し、その後リペアを行った。即ち、下側層2は、同じアクリル系樹脂であるTF−1141H(登録商標、アクリル系樹脂、日立化成製)を用いて形成した。なお、別途上側層1の成分の分子量と下側層2の成分の分子量とをゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定したところ、上側層1の成分は33500、下側層2の成分は8900であった。得られた実装構造体100をリペア溶剤(MEK)に10分浸漬させたところ、上側層1のポリマー材料はリペア溶剤に膨潤しにくく、面方向について破断することなく、シート状の形態を保っていた。一方、下側層2のポリマー材料は膨潤して、面方向について破断しており、更にその破断した破片はほぼ全体が上側層1に付着していた。従って、下側層2の破片を上側層1に付着させた状態で、ピンセットを用いて防湿コート層10を容易に剥がすことができ、要した時間は3分間であった。
実装基板は実施例1と同様に作成し、ウレタン樹脂(UF−820、サンユレック製)を用いて、防湿コート層10を形成した。ここで主剤となるポリオールとポリイソシアネートの配合比を1:1で混合し、実装基板に塗布した。その後、40℃のオーブンに入れて、10分間の硬化処理を行った。続いて、防湿コート層10の表面に熱風ドライヤーから吹き出す熱風(約150℃)を1分間あてて、防湿コート層10の表面層の硬化反応を促進させた。総厚み120μmの防湿コート層10が得られた。
実装基板は実施例1と同様に作成し、防湿コート層としてウレタン樹脂(UF−820、サンユレック製)を使用した。ここで主剤となるポリオールとポリイソシアネートの配合比を10:7で混合し、実装基板に塗布した。その後、40℃のオーブンで均一加熱を行い、ウレタン樹脂単一膜の防湿コート層で覆った形で硬化させ、厚み130μmのコーティング膜を得た。得られた実装基板を実施例3と同様のリペア溶剤を用い防湿コート層を引き剥がしたところ、防湿コート層全体が膨潤して脆くなっていた。防湿コート層を1枚のシート形態で引き剥がすことはできず、バラバラに破断した破片が基板および電子部品の表面に付着していた。防湿コート層の破片をピンセットで剥がす処理に、約18分間の時間を要した。
実装基板は実施例1と同様に作成し、防湿コート層10としてUV硬化樹脂UV−580(サンユレック製)を用い、UVを遮断する絶縁性フィラーとしての粉砕シリカFS(電気化学工業製)を5重量%(2.4体積%)混合したものを用いて下側層2の印刷塗布を行い、次いでシリカFSを25重量%(16.2体積%)混合したものを用いて上側層1の印刷塗布を行った。この防湿コート層に対して卓上コンベア式UV照射装置(セン特殊光源株式会社製)を用いて、300〜400nm波長の紫外線を照射した。
実装基板は実施例1と同様に作成し、防湿コート層としてUV硬化樹脂UV−580(サンユレック製)を用い、照射線を遮断する絶縁性フィラーを加えずにスプレー塗布を行い、厚み80μmのコーティング膜を作成した。得られた塗布膜について実施例4と同様の照射線硬化処理を行い、電子部品上に単一層のコーティング膜を形成した。得られた実装基板について実施例4と同様リペア処理を行った。その結果、リペア溶剤に浸漬したところで防湿コート層が全体的に膨潤したが、電子部品あるいは基板から剥がれにくく、取り除き洗浄まで行うためには15分の時間を要した。
実装基板および防湿コート層10の下側層2は実施例1と同様に作成した。下側層2の表面に、φ1mmの遮蔽部を複数箇所に有するマスクを設置して、実施例1と同じ上側層1の材料をスプレー印刷して、硬化させた。その結果、図2に示すように、マスク側の複数のφ1mmの遮蔽部に対応して、防湿コート層10の上側層1の複数箇所にφ1mmの貫通孔7が形成されていた。この電子部品実装構造体100aについて実施例1と同様のリペア処理を行った。その結果、4分間の浸漬時間で得られた防湿コート層10の膨潤の程度が、実施例1において10分間の浸漬時間で得られた防湿コート層10の膨潤の程度と同程度であることを確認した。防湿コート層10を引き剥がす操作も3分程度で行うことができ、容易にきれいに剥がすことができた。
BGAに代えて半導体素子4として15mm角のQFPを(Quad Flat Package)を基板3に実装したこと、および該QFPの中心部の下に位置する基板3の部分に直径2mmの通過孔8を設けたこと以外は実施例1と同じ手順で実装構造体100bを得た。すなわち実装構造体100bは実施例1と同様のコーティング層10を有していた。得られた実装構造体100bについて。実施例1と同様のリペア処理を行った。その結果、4分間の浸漬時間で得られた防湿コート層10の膨潤の程度が、実施例1において10分間の浸漬時間で得られた防湿コート層10の膨潤の程度と同程度であることを確認した。防湿コート層10を引き剥がす操作も3分程度で行うことができ、容易にきれいに剥がすことができた。
絶縁抵抗値:JISクシ型II基板上に防湿コート層を塗布した後、AgiletTechnologies社製の絶縁抵抗測定装置3458Aを使用して、100V60秒チャージした後の絶縁抵抗値を測定した。
リペア時間:リペア溶剤に浸漬して取り出した後に行った、防湿コート層を剥がす工程で要した時間(分)
リペア性:リペア時間を3段階(5分未満、5分以上10分未満、10分以上)に区分し、さらに防湿コート層の剥がし易さを2段階(剥がし易い、剥がし難い)に区分し、この2つの評価指標を用いて表1に示すように5段階で評価した。すなわち、数字が小さい程リペア性に優れることを意味する。そして、リペア性が3以下を良好と判断した。
2 防湿コート層の下側層
3 プリント基板
4 半導体素子
5 電子部品(チップ抵抗)
6 はんだ
7 上側層1の貫通孔
8 プリント基板3の通過孔
9 プリント基板3のスルーホール
10 防湿コート層
100,100a,100b
Claims (12)
- 基板と、該基板に実装された電子部品と、該電子部品を被覆する防湿コート層とを有してなる電子部品実装構造体であって、
前記防湿コート層は下側層および上側層を有する少なくとも二層のポリマー材料の層からなること、ならびに
前記下側層を形成するポリマー材料は前記上側層を形成するポリマー材料と対比して、炭化水素系有機溶剤から選ばれるリペア溶剤に対して、より高い膨潤性および/または溶解性を示すことを特徴とする電子部品実装構造体。 - 前記下側層を形成するポリマー材料の分子量(MwB)と前記上側層を形成するポリマー材料の分子量(MwA)との関係が、
MwB < MwA
で表されることを特徴とする請求項1に記載の電子部品実装構造体。 - 前記下側層および前記上側層を形成するポリマー材料として照射線硬化性樹脂を用いること、
該照射線硬化性樹脂は対応する照射線を遮断する1種または2種以上のフィラーを含むこと、および
前記下側層のフィラー密度FBが前記上側層のフィラー密度FAよりも大きいこと
を特徴とする請求項1または2に記載の電子部品実装構造体。 - 前記下側層のフィラー密度FBと前記上側層のフィラー密度FAとの関係が、
FB−FA > 5
で表されることを特徴とする請求項3に記載の電子部品実装構造体。 - 前記照射線が紫外線または電子線であることを特徴とする請求項3または4に記載の電子部品実装構造体。
- 前記下側層を形成するポリマー材料の硬化度が、前記上側層を形成するポリマー材料の硬化度よりも低いことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電子部品実装構造体。
- 前記上側層が該上側層を貫通する貫通孔を有し、前記下側層が前記貫通孔より露出していることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電子部品実装構造体。
- 前記基板が、該基板を貫通し前記リペア溶剤が通過できる通過孔を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の電子部品実装構造体。
- 電子部品実装構造体を製造する方法であって、
(a)基板に電子部品を実装する工程、
(b)前記工程(a)からの実装済み基板に、防湿コート層の下側層材料を適用する工程、
(c)前記工程(b)からの実装済み基板に、防湿コート層の上側層材料を適用する工程、および
(d)前記下側層材料および前記上側層材料を硬化させる処理を行う工程
を有してなることを特徴とする電子部品実装構造体を製造する方法。 - 前記工程(d)において、前記下側層材料および前記上側層材料を硬化させる処理が加熱または照射線照射であることを特徴とする請求項9に記載の電子部品実装構造体を製造する方法。
- 前記下側層材料および前記上側層材料として同じ種類のポリマーを用いること、ならびに
前記工程(d)において、前記下側層材料を前記上側層材料よりも低い硬化度にて硬化させることを特徴とする請求項9または10に記載の電子部品実装構造体を製造する方法。 - 前記下側層材料および前記上側層材料として熱硬化性樹脂を用いること、ならびに
前記工程(d)として、工程(c)からの実装構造体の全体を加熱する処理と、その後に前記上側層材料の表面に高温の気流を接触させる処理と行うことを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の電子部品実装構造体を製造する方法。
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