JP2526194B2 - ハイブリッドic - Google Patents

ハイブリッドic

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JP2526194B2
JP2526194B2 JP4047105A JP4710592A JP2526194B2 JP 2526194 B2 JP2526194 B2 JP 2526194B2 JP 4047105 A JP4047105 A JP 4047105A JP 4710592 A JP4710592 A JP 4710592A JP 2526194 B2 JP2526194 B2 JP 2526194B2
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健一朗 杉本
真一 脇田
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • HELECTRICITY
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/403Edge contacts; Windows or holes in the substrate having plural connections on the walls thereof

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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、基板上の電子部品素
子が絶縁性樹脂の保護層により封止され、その上にシー
ルド層が形成されたハイブリッドICに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術及びその課題】ハイブリッドICはプリン
ト配線基板上に実装して用いられ、その電子部品素子は
絶縁性樹脂の保護層によって被覆されて、外部環境から
の保護がなされ、さらにその上にシールド層が形成され
て、このハイブリッドICから出る電磁波の外部への影
響及び外部からハイブリッドICへの影響を遮断するよ
うになっている。
【0003】そのシールド層の形成には、金属ケースの
外装を設ける手段と、実開昭61−75192号公報等
に示される導電性物質を塗布する手段とがある。前者は
形状が大型となり高値である。一方、後者はハイブリッ
ドIC全体を小型化し得るとともに製作コストも安価で
あるという利点がある。
【0004】しかしながら、上記導電性物質には通常導
電性塗料が使用されるが、従来では塗布に適した粘性で
かつ十分な導電性を持つなどのシールド効果を十分に得
ることができるものが提案されていないのが実情であ
る。とくに作業性のよいディップコーティングに使用し
得る満足できるものはない。
【0005】この発明は、上記実情に鑑み、シールド層
を、ディップコーティングが可能で、かつ十分な導電性
があるものとすることを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明にあっては、基板上に電子部品素子を搭
載し、その上を絶縁性樹脂の保護層で被覆するととも
に、所要数のリード端子をその保護層から突出させ、前
記保護層上に下記(A)乃至(D)の配合の導電塗料の
シールド層を形成し、そのシールド層は前記リード端子
のうちのグランドリード端子のみに電気的に接続した従
来周知のハイブリッドICにおいて、上記シールド層を
下記(A)乃至(D)の配合の導電塗料より成すことと
したのである。
【0007】 記 (A)0.05〜0.2重量部のチタネート、ジルコネ
ート、またはその混合物により表面被覆した、金属銅粉
100重量部 (B)レゾール型フェノール樹脂5〜33重量部 (C)アミノ化合物0.5〜3.5重量部 (D)キレート層形成剤3.0〜10重量部。
【0008】上記導電塗料は下記(A)乃至(E)の配
合のものとすることができる。 記 (A)0.05〜0.2重量部のチタネート、ジルコネ
ート、またはその混合物により表面被覆した、金属銅粉
100重量部 (B)レゾール型フェノール樹脂5〜30重量部 (C)チキソトロピック調整材0.5〜4重量部 (D)アミノ化合物0.5〜3.5重量部 (E)キレート層形成材3.0〜10重量部。
【0009】上記レゾール型フェノール樹脂は下記のも
のとするとよい。 記 2−1置換体、2,4−2置換体、2,4,6−3置換
体、メチロール基、ジメチレンエーテル、フェニル基の
各赤外線透過率をl,m,n,a,b,cとするとき、
各透過率の間に、 (イ)l/n=0.8〜1.2 (ロ)m/n=0.8〜1.2 (ハ)b/a=0.8〜1.2 (ニ)c/a=1.2〜1.5 なる関係が成り立つレゾール型フェノール樹脂。
【0010】上記保護層及びシールド層は、電子部品素
子を搭載した基板を絶縁性樹脂浴及び導電塗料浴に順次
浸漬するディップコーティングにより形成するとよい。
【0011】基板材料は、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、ガラス繊維、セラミックスなどの絶縁材とする。
【0012】上記金属銅粉は、片状、樹枝状、球状、不
定形状などのいずれの形状であってもよい。粒径は10
0μm以下が好ましく、特に1〜30μmが好ましい。
粒径が1μm未満のものは酸化されやすく、得られる塗
膜(コーティング膜)の導電性が低下するので好ましく
ない。
【0013】また、金属銅粉は、チタネート、ジルコネ
ート、またはその混合物(以下、分散性付与剤という)
により表面被覆することにより、樹脂混和物中への微細
分散が促進され、これにより導電塗料の品質の安定化お
よび導電性の改良をはかる。この分散性付与剤の添加量
は、金属銅粉100重量部に対して、0.05〜0.2
重量部である。分散性付与剤の添加量が0.05重量部
未満のときは、塗膜の導電性が低下し、0.2重量部を
超えるときは、銅箔(銅合金箔)との密着性及び半田耐
熱性が好ましくない。分散性付与剤はそれ自体を単体で
添加してもよく、また、溶液として添加した後、溶剤を
除去してもよい。因みに、この表面処理をすれば、分散
剤の添加が不要となる。
【0014】上記レゾール型フェノール樹脂は、その含
有量が5重量部未満では、金属銅粉が十分にバインドさ
れず、得られる塗膜が脆くなる。また、33重量部、チ
キソトロピック調整剤を添加の場合には30重量部をこ
えると、導電性が低下する。好ましくは9〜20重量部
とする。
【0015】また、その化学量、2−1置換体量をλ、
2,4−2置換体量をμ、2,4,6−3置換体量を
ν、メチロール基量をα、ジメチレンエーテル量をβ、
フェニル基量をγとすると、前記構成のl/n、m/n
が大きいということは、λ/ν、μ/νが小さいという
ことになる。すなわち、2−1置換体量λ、2,4−2
置換体量μに比して、2,4,6−3置換体量νが多い
ということを意味する。また、前記構成のb/a、c/
aが大きいということは、β/α、λ/αが小さいとい
うことになる。すなわち、ジメチレンエーテル量β、フ
ェニル基量λに比して、メチロール基量αが多いという
ことを意味する。
【0016】一般に、2,4,6−3置換体量νが大き
くなると、レゾール型フェノール樹脂の架橋密度が大き
くなるため、前記λ/ν、μ/νが小さい方が、すなわ
ち、l/n、m/nが大きい方が塗膜の導電性は良くな
る。しかし、逆に塗膜が硬く、脆くなる傾向を示し、物
理的特性が悪くなる。また、β/αが小さいと塗膜の半
田付性が悪くなり、γ/αが大きいと塗膜の導電性が悪
くなる。
【0017】従って、得られる導電塗料において、塗膜
の硬さを適切にし、良好な導電性と半田付性とを兼備す
るレゾール型フェノール樹脂としては、前記構成に示す
l/n、m/n、b/aがそれぞれ0.8〜1.2、c
/aが1.2〜1.5とするのが適している。
【0018】キレート層形成剤は、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチ
レンジアミン、トリエチレンジアミン、トリエチレンテ
トラミンなどの脂肪族アミンから選ばれる少なくとも1
種である。キレート層形成剤は、金属銅粉の酸化を防止
し、導電性の維持に寄与する。その配合量は、金属銅粉
100重量部に対して3.0〜10重量部である。配合
量が3.0重量部未満であると、塗膜の導電性が低下
し、逆に10重量部を超えた場合にも塗膜の導電性が低
下する。
【0019】チキソトロピック調整剤は、コーティング
時におけるだれを解消しようとするものである。この調
整剤としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニル
ホルマール樹脂、アクリル樹脂、パラビニルフェノール
樹脂などから選ばれる少なくとも1種類である。この調
整剤の配合量は、金属銅粉100重量部に対して0.5
〜4重量部である。この調整剤が0.5重量部未満であ
るときは、だれを改善することはできず、逆に4重量部
を越えるときは、塗膜の導電性が著しく低下する。
【0020】アミノ化合物は、導電性向上剤に加え還元
剤として働き、金属銅粉の酸化を防止し、導電性の維持
に寄与する。その配合量は、金属銅粉100重量部に対
して0.5〜3.5重量部である。配合量が0.5重量
部未満では、塗膜の導電性が著しく低下し、逆に3.5
重量部を超えると、導電性が飽和して、それ以上の向上
は見られない。
【0021】そのアミノ化合物の具体例としては、アニ
リン、ジフェニルアミン、フェニレンジアミン、ジアミ
ノナフタリン、アニシジン、アミノフェノール,ジアミ
ノフェノール、アセチルアミノフェノール、アミノベン
ゾイックアシッド、N,N−ジフェニルベンジジン等の
1種または数種が挙げられるが、これに限定されるもの
ではない。
【0022】なお、導電塗料には、粘度調整をするため
に、通常の有機溶剤を適宜使用することができる。例え
ば、セルソルブアセテート、カルビトール、ブチルカル
ビトール、ブチルセロソルブアセテートなどの公知の溶
剤である。
【0023】
【作用】このように構成するこの発明に係る導電塗料は
上述の記載から理解できるように、塗膜の導電性および
密着性がすぐれ、かつ粘性が低くても塗膜の導電性が高
いものである。このため、保護層と同様に、シールド層
も導電塗料浴へのディップコーティングにより容易に形
成し得る。
【0024】
【実施例】まず、導電塗料は、粒径5〜10μmの比表
面積0.4m2 /g以下、水素還元減量0.25%以下
の樹枝状金属銅粉100重量部を攪拌機に入れて、チタ
ネートを少量ずつ添加しながら攪拌して、チタネートを
金属銅粉の表面に被覆させた。しかるのち、その金属銅
粉に、還元剤のアミノフェノール、キレート層形成剤の
トリエタノールアミン、表1に示す赤外線透過率比のレ
ゾール型フェノール樹脂、チキソトロピック調整剤であ
るポリビニルブチラール樹脂(BM−1、積水化学社
製)をそれぞれ表1に示す割合で配合し、溶剤として、
エチルカルビトールとブチルセロソルブの混合溶剤を加
え、20分間3軸ロールで定位置練りし、粘度がリオン
社製の測定機VT−04により20〜40Pとなるよう
にして、導電塗料浴を得た。
【0025】エチルカルビトールや、ブチルセロソルブ
に代えて、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールア
セテート、ブチルセロソルブアセテート、メチルイソブ
チルケトン、トルエン、キシレン等公知のものを使用す
ることができる。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】一方、図1に示すように、エポキシ樹脂基
板1上に、各種チップ部品2、抵抗3等の電子部品素子
を搭載又は印刷して設けるとともに、その回路から所要
数のリード端子4……、4aを突出させる。
【0029】その基板1を、グランドリード端子4aの
基部4a′をマスキングしてエポキシ樹脂浴中に浸漬
し、所要厚の保護層5を形成する。その浸漬の際、グラ
ンドリード端子4aの露出部(接続部)まで、すなわ
ち、接続部を残して浸漬し、他のリード端子4……間が
確実に樹脂で充填被覆されるようにする。これは、後述
のシールド層6とリード端子4を短絡させないためであ
る。
【0030】つづいて、その基板1を、前記マスキング
を外した状態で、前記導電塗料浴に浸漬して、所要厚の
シールド層6を形成する。その浸漬深さはリード端子
4、4a側の保護層5の縁に到らないようにする。この
浸漬により、前記マスキング部分4a′に導電塗料が入
り込んで、グランドリード端子4aとシールド層6が電
気的に接続される。
【0031】この実施例のハイブリッドICが優れてい
ることはつぎの試験によって理解できる。
【0032】すなわち、図2に示すように、表1の各導
電塗料bを80メッシュのテトロンスクリーンを用い
て、厚み1.6mmの紙フェノール基板32のスルーホー
ル33(穴径0.8mm)にスクリーン印刷によって埋め
込んだ。その後、25℃±5℃で24時間乾燥させた
後、エアーオーブンを用いて160℃で30分間加熱し
て、塗膜を硬化させた。
【0033】なお、図3に示すように、前記のスルーホ
ール33は穴20個が横方向に列をなし、このような列
A〜Kが多数設けられている。基板32の表側において
は、隣り合う各2つのスルーホール33、33……が銅
箔34により接続されており(同図a参照)、表側にお
いて銅箔34により接続されていない各2つのスルーホ
ール33、33……は、裏側において銅箔34’、3
4’により接続されている(同図b参照)。
【0034】端部41〜42、42〜43、43〜44
の間における穴20個の直列抵抗値を測定し、20で除
してスルーホール1穴当りの抵抗値を得た。この抵抗値
により塗膜bの導電性を評価した結果を表2下欄に示
す。
【0035】この結果から明らかなように、実施例1〜
9においては、本発明に使用する特定の配合材料が適切
に組み合わされており、高い導電性を得ている。この導
電性が高いことは、塗膜b(導電塗料)自身の導電性が
高いことと併せて、スルーホール33内に円滑に塗料b
が流れこんだことを示し、ディップコーティングにおい
ても十分な塗布(コーティング)効果を得ることができ
ることを示す。
【0036】これに対して、比較例1は、ポリビニルブ
チラールが多すぎるので、導電性はよくない。また、比
較例2は、トリエタノールアミンが少ないため、導電性
が著しく低下している。比較例3はアミノフェノールを
有していないため、また、比較例4はレゾール型フェノ
ール樹脂が多すぎるため、いずれも導電性が悪い。比較
例5は導電性はレゾール型フェノール樹脂が少なく導電
性を測定し得る塗膜を形成できなかった。
【0037】また、チキソトロピック調整剤(ポリビニ
ルブチラール樹脂)を添加しない表3に示す実施例10
〜17及び比較例6〜9を用意し、前述と同様にして抵
抗値を測定した結果をその表の下欄に示す。
【0038】
【表3】
【0039】これからも実施例10〜17が導電性にお
いて優れていることが理解できる。比較例9は塗膜形成
に問題がある。
【0040】なお、実施例1〜9はチキソトロピック調
整剤を添加しているので、添加していない実施例10〜
17に比べ、ディップコーティング後にだれを生じない
という利点がある。また、各実施例1〜5、10〜14
はレゾール型フェノール樹脂が表1の(I)のもので、
請求項3の要件を満たし、その樹脂が同一含有量の場合
には他のものに比べ、高い導電性を得る(実施例2と実
施例7〜9、実施例10と実施例15〜17参照)。
【0041】
【発明の効果】この発明は以上のように構成したので、
ディップコーティングによって導電性の優れたシールド
層のハイブリッドICを得ることができる。また、作業
性もよく、製造コストの低減を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】aは一実施例の正面図、bは同図のX−X線断
面図
【図2】抵抗値試験片の断面図
【図3】aは同試験片の平面図、bは同裏面の概略図
【符号の説明】
1 基板 2 チップ部品 3 抵抗 4 リード端子 4a グランドリード端子 5 保護層 6 シールド層

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に電子部品素子を搭載し、その上
    を絶縁性樹脂の保護層で被覆するとともに、所要数のリ
    ード端子をその保護層から突出させ、前記保護層上に下
    記(A)乃至(D)の配合の導電塗料のシールド層を形
    成し、そのシールド層は前記リード端子のうちのグラン
    ドリード端子のみに電気的に接続して成ることを特徴と
    するハイブリッドIC。 記 (A)0.05〜0.2重量部のチタネート、ジルコネ
    ート、またはその混合物により表面被覆した、金属銅粉
    100重量部 (B)レゾール型フェノール樹脂5〜33重量部 (C)アミノ化合物0.5〜3.5重量部 (D)キレート層形成剤3.0〜10重量部
  2. 【請求項2】 上記導電塗料を下記(A)乃至(E)の
    配合のものとしたことを特徴とする請求項1記載のハイ
    ブリッドIC。 記 (A)0.05〜0.2重量部のチタネート、ジルコネ
    ート、またはその混合物により表面被覆した、金属銅粉
    100重量部 (B)レゾール型フェノール樹脂5〜30重量部 (C)チキソトロピック調整材0.5〜4重量部 (D)アミノ化合物0.5〜3.5重量部 (E)キレート層形成材3.0〜10重量部
  3. 【請求項3】 上記レゾール型フェノール樹脂を下記の
    ものとしたことを特徴とする請求項1又は2記載のハイ
    ブリッドIC。 記 2−1置換体、2,4−2置換体、2,4,6−3置換
    体、メチロール基、ジメチレンエーテル、フェニル基の
    各赤外線透過率をl,m,n,a,b,cとするとき、
    各透過率の間に、 (イ)l/n=0.8〜1.2 (ロ)m/n=0.8〜1.2 (ハ)b/a=0.8〜1.2 (ニ)c/a=1.2〜1.5 なる関係が成り立つレゾール型フェノール樹脂。
  4. 【請求項4】 請求項1、2又は3のいずれか1つに記
    載のハイブリッドICを製造するに際し、その保護層及
    びシールド層を、電子部品素子を搭載した基板を絶縁性
    樹脂浴又は導電塗料浴に浸漬するディップコーティング
    により形成することを特徴とするハイブリッドICの製
    造方法。
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JP2556794B2 (ja) 1996-11-20
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