JP2014127481A - Circuit board, method of producing moisture-proof coating of circuit board, and motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品を搭載した回路基板の、水やガスへの暴露による劣化を防止するための保護被膜の被覆方法と、保護被膜を施した実装構造体に関する。 The present invention relates to a method for coating a protective film for preventing deterioration of a circuit board on which electronic components are mounted due to exposure to water or gas, and a mounting structure provided with the protective film.
電子機器の制御に用いる回路基板は、高温高湿の環境での使用や、硫黄化合物など反応性物質が周囲に存在する場合に、雰囲気ガス中の水分や反応性物質によって回路基板の表面が腐食し損傷を受ける。 Circuit boards used to control electronic devices are corroded by moisture and reactive substances in the ambient gas when used in high-temperature and high-humidity environments or when reactive substances such as sulfur compounds are present in the surroundings. Damaged.
そのような腐食が発生する可能性のある環境で使用される回路基板は、水分や反応性物質等の雰囲気ガスへの暴露を防止するために、回路基板表面に絶縁性の樹脂材料で保護被膜を形成することで対応している。 Circuit boards used in environments where such corrosion may occur should be protected with an insulating resin material on the circuit board surface to prevent exposure to atmospheric gases such as moisture and reactive substances. It corresponds by forming.
形成される保護被膜は、回路基板の電気接続部の表面露出を防止することが重要であり、電気接続部の表面露出の発生原因に対処しなければならない。その発生原因とは、回路基板表面に残存する異物による絶縁樹脂材料のはじきによる保護被膜の欠陥や、電子部品間の空間もしくは、電子部品と基板間に残存した空気が絶縁樹脂材料の硬化時に抜けずに残ることで発生する欠陥によるものである。 It is important for the protective coating to be formed to prevent the surface exposure of the electrical connection portion of the circuit board, and the cause of the surface exposure of the electrical connection portion must be dealt with. The cause of this is a defect in the protective coating due to the repelling of the insulating resin material due to foreign matters remaining on the circuit board surface, the space between the electronic components, or the air remaining between the electronic component and the substrate escapes when the insulating resin material is cured. This is due to a defect that occurs due to remaining.
例えば、特許文献1及び特許文献2には、回路基板を収納する筐体を設けて、回路基板を電子部品ごと完全に封止用樹脂を用いて、回路基板全体を封止する、ポティングに関する技術について開示されている。
For example, Patent Document 1 and
また、特許文献3には、回路基板を収納する筐体を無くして、封止用樹脂として加熱時のみに流動性を示すホットメルト樹脂を用いて、回路基板を防湿する技術について開示されている。
Further,
また、特許文献4には、基板及び電子部品を絶縁性の防湿シートを用いて被覆することで、回路基板を防湿する技術について開示されている。
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の技術のように、回路基板を収納する筐体を設けて、基板及び電子部品を完全に封止用樹脂で封止する構成では、筐体を設ける必要があるために回路基板のサイズが大きくなるという課題がある。さらに、回路基板全体を完全に封止する必要があるため、封止用樹脂の使用量が過剰となる傾向が強く、コストが高くなるという課題が考察される。
However, as in the techniques described in Patent Document 1 and
また、特許文献3に記載の技術のように、封止用樹脂として加熱時のみに流動性を示すホットメルト樹脂を用いた場合は、ホットメルト樹脂と基板及び電子部品表面の密着性が弱いために、使用環境における熱応力により、ホットメルト樹脂と基板及び電子部品表面の界面に隙間を生じるという課題が考察される。
In addition, as in the technique described in
また、この隙間に空気中の湿気や反応性物質が蓄積し、本来の目的である電気接続部が、水分や反応性物質等の雰囲気ガスへの暴露するのを防止するという目的を果たさなくなる可能性が考察される。 In addition, moisture and reactive substances in the air accumulate in this gap, and the original purpose of electrical connection may not serve the purpose of preventing exposure to atmospheric gases such as moisture and reactive substances. Sex is considered.
さらに、ホットメルト樹脂は、低温時に硬くなるために、回路基板の使用環境の温度差が大きい場合には、基板と電子部品の電気接続部に繰返して大きな応力が掛かるために、電気接続部の信頼性が不安定になる可能性が考察される。そして、ホットメルト塗布時にホットメルト樹脂を高温で溶融させた状態で、基板及び電子部品に塗布するために、基板や電子部品がホットメルト樹脂の熱によるダメージを受ける可能性も考察される。 Furthermore, since the hot melt resin becomes hard at low temperatures, when the temperature difference in the usage environment of the circuit board is large, a large stress is repeatedly applied to the electrical connection part between the board and the electronic component. The possibility of unstable reliability is considered. Further, since the hot melt resin is applied to the substrate and the electronic component in a state where the hot melt resin is melted at a high temperature at the time of hot melt application, the possibility that the substrate and the electronic component are damaged by the heat of the hot melt resin is also considered.
そして、特許文献4に記載の発明のように、基板及び電子部品を絶縁性の防湿シートを用いて被覆する方法では、基板面と個々の電子部品の高低差が、防湿シートの伸びの許容範囲を超える構成である場合には、使用できないという課題も考察される。また、高温で使用する際、防湿シートが収縮することで基板と電子部品の電気接続部に常時応力が掛かるために、電気接続部の信頼性が不安定になる可能性も考察される。さらに防湿シートを用いるとコストが高くなるという課題も考察される。
And, as in the invention described in
本発明は、以上のような考察及び課題を解決するものであり、基板と電子部品の電気接続部を、基板をプレ加熱した後、無溶剤の防湿コート材料を塗布し、防湿コート材料を加圧状況下で硬化させる方法でコーティングすることにより、必要最低限の防湿コート材料で、信頼性の高い、安価で小型の回路基板を提供することを目的とする。 The present invention solves the above considerations and problems. After preheating the substrate and the electrical connection portion of the electronic component, a solvent-free moisture-proof coating material is applied, and the moisture-proof coating material is added. An object of the present invention is to provide a highly reliable, inexpensive and small circuit board with a minimum necessary moisture-proof coating material by coating by a method of curing under pressure.
第1の発明は、基板と、この基板の実装面に配置される電子部品と、前記基板及び前記電子部品を被覆する防湿コート層とを有する回路基板において、
前記防湿コート層は無溶剤の防湿コート材料の硬化物であり、前記基板及び前記電子部品の表面には、前記基板及び前記電子部品の表面を前記硬化物によって被覆する防湿コート層被覆部と、前記基板及び前記電子部品の表面が露出した防湿コート層非被覆部とを有し、かつ前記電子部品の実装面側と前記基板との間に気泡を含む防湿コート層とを有する回路基板である。
A first invention is a circuit board having a substrate, an electronic component disposed on a mounting surface of the substrate, and a moisture-proof coating layer covering the substrate and the electronic component.
The moisture-proof coating layer is a cured product of a solvent-free moisture-proof coating material, and on the surface of the substrate and the electronic component, a moisture-proof coating layer covering portion that covers the surface of the substrate and the electronic component with the cured product, A circuit board having the substrate and a moisture-proof coating layer uncovered portion where the surface of the electronic component is exposed, and having a moisture-proof coating layer containing bubbles between the mounting surface side of the electronic component and the substrate. .
第2の発明は、第1の発明の回路基板において、前記防湿コート層は、無溶剤の防湿コート材料を加圧したまま硬化させた硬化物である回路基板である。 A second invention is the circuit board according to the first invention, wherein the moisture-proof coating layer is a cured product obtained by curing a solventless moisture-proof coating material while being pressurized.
第3の発明は、第1の発明の回路基板において、前記防湿コート層は、前記回路基板の温度を高め、かつ、無溶剤の防湿コート材料を加圧したまま硬化させた硬化物である回路基板である。 According to a third aspect of the present invention, in the circuit board according to the first aspect, the moisture-proof coat layer is a cured product obtained by increasing the temperature of the circuit board and curing the solvent-free moisture-proof coat material while pressing it. It is a substrate.
第4の発明は、第1〜第3の発明の回路基板において、前記防湿コートの材質が、ウレタン系である回路基板である。 A fourth invention is the circuit board according to the first to third inventions, wherein the material of the moisture-proof coat is urethane.
第5の発明は、第1〜第4の発明の回路基板を含むモータである。 5th invention is a motor containing the circuit board of 1st-4th invention.
第6の発明は、基板の実装面に電子部品を実装し、前記電子部品が実装された電子部品実装基板に防湿コート材料を塗布して硬化させて防湿コート層を設けて、
前記基板及び前記電子部品の表面には、前記基板及び前記電子部品の表面を前記防湿コート層によって被覆する防湿コート層被覆部と、前記基板及び前記電子部品の表面が露出した防湿コート層非被覆部とを設け、かつ前記電子部品の実装面側と前記基板との間に気泡を含む防湿コート層とを設ける回路基板の防湿コートの製造方法である。
6th invention mounts an electronic component on the mounting surface of a board | substrate, provides a moisture-proof coating layer by apply | coating and hardening a moisture-proof coating material to the electronic component mounting board | substrate with which the said electronic component was mounted,
On the surface of the substrate and the electronic component, a moisture-proof coating layer coating portion that covers the surface of the substrate and the electronic component with the moisture-proof coating layer, and a moisture-proof coating layer that is not exposed to the surface of the substrate and the electronic component A circuit board and a moisture-proof coat layer containing bubbles between the mounting surface side of the electronic component and the substrate.
第7の発明は、第6の発明の回路基板の防湿コートの製造方法において、前記防湿コート層は、無溶剤の防湿コート材料を加圧したまま硬化させて設けた回路基板の防湿コートの製造方法である。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a moisture-proof coat on a circuit board according to the sixth invention, wherein the moisture-proof coat layer is formed by curing a solvent-free moisture-proof coat material while being pressurized. Is the method.
第8の発明は、第6の発明の回路基板の防湿コートの製造方法において、前記防湿コート層は、前記回路基板の温度を高め、かつ、無溶剤の防湿コート材料を加圧したまま硬化させて設けた回路基板の防湿コートの製造方法である。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a moisture-proof coating on a circuit board according to the sixth aspect, wherein the moisture-proof coating layer is cured while increasing the temperature of the circuit board and pressurizing a solvent-free moisture-proof coating material. Is a method of manufacturing a moisture-proof coating on a circuit board provided.
第9の発明は、第6〜第8の発明の回路基板の防湿コートの製造方法において、前記防湿コートの材質が、ウレタン系である回路基板の防湿コートの製造方法である。 A ninth invention is a method for manufacturing a moisture-proof coat on a circuit board according to the sixth to eighth inventions, wherein the material of the moisture-proof coat is urethane.
本発明の回路基板及びその処理方法によれば、基板と電子部品の電気接続部を、基板をプレ加熱した後、無溶剤の防湿コート材料を塗布し、防湿コート材料を加圧状況下で硬化させる方法でコーティングすることにより、必要最低限の防湿コート材料で、信頼性の高い、安価で小型の回路基板を提供することができ、産業的価値の大なるものである。 According to the circuit board and the processing method thereof of the present invention, after preheating the board and the electrical connection part of the electronic component, the solvent-free moisture-proof coating material is applied and the moisture-proof coating material is cured under pressure. By applying the coating method, it is possible to provide a reliable, inexpensive and small circuit board with the minimum necessary moisture-proof coating material, which has a great industrial value.
以下、本発明について、図面及び表を参照しながら説明する。なお、以下の実施例によって本発明が限定されるものではない。 The present invention will be described below with reference to the drawings and tables. In addition, this invention is not limited by the following examples.
図1は、本発明の回路基板の防湿コートの被覆方法工程を示す図である。図1中のSTEP1は、防湿コート材料3を塗布する前に、基板1を温めた状態にする。
FIG. 1 is a diagram showing a method of coating a moisture-proof coating on a circuit board according to the present invention. In STEP 1 in FIG. 1, the substrate 1 is warmed before the moisture-
基板1を温めることで、STEP2で塗布される防湿コート材料3の粘度が低下し、基板1と電子部品2の隙間や電子部品2間の隙間に防湿コート材料3が入り込みやすくなり、より少ない塗布量で基板1と電子部品2の電気接続部4を被覆することが出来る。このように、防湿コート材料3にて被覆した部分が、防湿コート層被覆部である。また、基板1を温めることで、防湿コート材料3の塗布時の欠陥要因の一つである基板1上の水分も除去することが可能となる。
By heating the substrate 1, the viscosity of the moisture-
基板1の温度は、電子部品2や電子部品の電気接続部4にダメージを与えない温度で、かつ防湿コート材料3に湧きが発生しない温度が好ましい。
The temperature of the substrate 1 is preferably a temperature that does not damage the
また、STEP2で塗布する防湿コート材料3は、無溶剤の防湿コート材料を用いて塗布し、STEP3で、防湿コート材料3を硬化する際に加圧環境下で行うことで、STEP2の防湿コート材料3の塗布工程で発生する気泡について、脱泡及び微小化を行うことが可能である。
Further, the moisture-
このように、電解コンデンサの頭頂部や基板配線が施されていない電気接合に関係のない箇所に防湿コートを塗布する必要はなく、必要箇所のみに塗布することで欠陥のない被覆が実現できる。 Thus, it is not necessary to apply the moisture-proof coat to the top portion of the electrolytic capacitor or the portion not related to the electrical connection where the substrate wiring is not applied, and the coating without defects can be realized by applying only the necessary portion.
以上の結果、図2に示すように、電気接続部4に気泡等の欠陥のない信頼性の高い、安価で小型の回路基板が可能となり、水分や反応性物質等の雰囲気ガスから、電気接続部4が暴露されて断線や短絡等の不具合が発生するのを防止することができる。
As a result, as shown in FIG. 2, a highly reliable, inexpensive, and small circuit board free from defects such as bubbles can be formed in the
加圧条件としては、加圧することで、防湿コート材料内気泡6や電子部品表面残留気泡7を除去できる圧力であり、電子部品2が破壊しない圧力であればよい。その場合、発生する気泡は、電子部品下残留気泡5のみとなり、電気接続部4が暴露されて断線や短絡等の不具合が発生するのを防止することができる。
The pressurizing condition is a pressure at which the
しかし、図3に示すように、状来のポッティング工法では、図4に示すように、防湿コート材料内気泡6や電子部品表面残留気泡7や電子部品下残留気泡5が顕著なために、信頼性を確保するために電子部品2全体を防湿コート材料3で覆う必要があるため、筐体8が必要となり、回路基板自身が大きく重いものになり、また、コストも高くなる。
However, as shown in FIG. 3, in the conventional potting method, as shown in FIG. 4, the
本実施例において、防湿コート材料3は、基板1を80℃にした状態で塗布しているので、湧きが発生することなく、図5に示すように防湿コート材料3の粘度を、初期状態の1/6以下の低粘度の状態で基板1に塗布することが可能となり、電子部品2や電気接続部4に熱応力によるダメージを与えない。
In the present embodiment, the moisture-
また、さらに、基板表面上の水分を除去することも可能となり、防湿コート材料3の塗布時に、防湿コート材料内気泡6や電子部品表面残留気泡7や電子部品下残留気泡5の発生を抑制できる。
Furthermore, it becomes possible to remove moisture on the substrate surface, and at the time of applying the moisture-
また、防湿コート材料3は、無溶剤のウレタン樹脂を用いるために、硬化途中で、溶剤が揮発することで発生する新たな気泡が発生しない。従って、防湿コート材料3の塗布時及び硬化時に僅かに発生する防湿コート材料内気泡6や電子部品表面残留気泡7や電子部品下残留気泡5が、防湿コート材料3の硬化後に、電気接続部4表面に残留しないようにする対応を実施すれば、信頼性の高い保護被膜が形成できる。
Further, since the moisture-
そのために、加圧した環境下で防湿コート材料3の硬化を実施するが、防湿コート材料3を基板1及び電子部品2に塗布して加圧装置に入れる際に、基板1の一部もしくは電子部品2の一部の少なくとも一方に、防湿コート材料3が付着していない部分を有することで、防湿コート材料3が未硬化の状態で加圧装置へ搬送することが容易に可能となる。本実施例では、基板1の端部や電子部品2の頭頂部に防湿コート層非被覆部である防湿コート未塗布エリア9を設けることで、その部分を掴み加圧装置に移動することが可能であった。
For this purpose, the moisture-
次に、防湿コート材料3を基板1に塗布した後、硬化が完了するまで、2.5気圧に加圧した状態で保持することで、防湿コート材料内気泡6や電子部品表面残留気泡7を容易に除去することが可能となる。また、防湿コート材料3を加圧装置内で硬化することで、残留する気泡は、電子部品下残留気泡5についてのみとなり、電子部品下残留気泡5の体積が加圧圧力に反比例して縮小して残留するだけであり、硬化途中で防湿コート材料中に析出することはなく、電子部品2の下に存在する。
Next, after applying the moisture-
その結果、硬化後に電気接続部4が暴露されて断線や短絡等の不具合が発生するのを防止することができる。加圧硬化時の加圧力は、4気圧以下とすることで、電解コンデンサ等の電子部品にダメージを与えることもない。
As a result, it is possible to prevent the
そして、表1に示すように、防湿コート材料3に水素添加したウレタン樹脂を用いることで、耐熱性が高く、硫化水素の様な反応性物質に対しても耐性があり、また、可撓性を有しているので熱衝撃にも耐性がある回路基板の保護被覆が可能となり、車のエンジンルーム内や製造工場のような温度が高い環境や、反応性物質濃度の高い過酷な環境においても使用可能な回路基板を提供できる。
And as shown in Table 1, by using a hydrogenated urethane resin for the moisture-
本発明の利用分野は、電子部品を搭載した回路基板の、水やガスへの暴露による劣化を防止するための保護被膜の被覆方法と、保護被膜を施した実装構造体に関するものであり、製造工場や車のエンジンルーム内等の使用環境が過酷なモータに、特に好ましく利用できる。 The field of use of the present invention relates to a method of coating a protective film for preventing deterioration of a circuit board on which an electronic component is mounted due to exposure to water or gas, and a mounting structure provided with the protective film. It can be particularly preferably used for a motor having a severe use environment such as in a factory or a car engine room.
1 基板
2 電子部品
3 防湿コート材料
4 電気接続部
5 電子部品下残留気泡
6 防湿コート材料内気泡
7 電子部品表面残留気泡
8 筐体
9 防湿コート未塗布エリア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board |
Claims (9)
前記防湿コート層は無溶剤の防湿コート材料の硬化物であり、前記基板及び前記電子部品の表面には、前記基板及び前記電子部品の表面を前記硬化物によって被覆する防湿コート層被覆部と、前記基板及び前記電子部品の表面が露出した防湿コート層非被覆部とを有し、かつ前記電子部品の実装面側と前記基板との間に気泡を含む防湿コート層とを有する回路基板。 In a circuit board having a substrate, an electronic component disposed on a mounting surface of the substrate, and a moisture-proof coating layer covering the substrate and the electronic component,
The moisture-proof coating layer is a cured product of a solvent-free moisture-proof coating material, and on the surface of the substrate and the electronic component, a moisture-proof coating layer covering portion that covers the surface of the substrate and the electronic component with the cured product, A circuit board having the moisture-proof coating layer uncovered portion where the surface of the substrate and the electronic component is exposed, and a moisture-proof coating layer containing bubbles between the mounting surface side of the electronic component and the substrate.
前記基板及び前記電子部品の表面には、前記基板及び前記電子部品の表面を前記防湿コート層によって被覆する防湿コート層被覆部と、前記基板及び前記電子部品の表面が露出した防湿コート層非被覆部とを設け、かつ前記電子部品の実装面側と前記基板との間に気泡を含む防湿コート層とを設ける回路基板の防湿コートの製造方法。 An electronic component is mounted on the mounting surface of the substrate, and a moisture-proof coating layer is provided by applying and curing a moisture-proof coating material on the electronic component mounting substrate on which the electronic component is mounted,
On the surface of the substrate and the electronic component, a moisture-proof coating layer coating portion that covers the surface of the substrate and the electronic component with the moisture-proof coating layer, and a moisture-proof coating layer that is not exposed to the surface of the substrate and the electronic component And a moisture-proof coating method for a circuit board in which a moisture-proof coating layer containing bubbles is provided between the mounting surface side of the electronic component and the substrate.
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