JP2535991B2 - 回路基板のコ―ティング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電気回路の形成された基板上に電子部品を実
装した後、電子部品及び回路基板の表面全体をコーティ
ングする回路基板のコーティング方法に関するものであ
る。

［従来の技術］ 各種制御機器などに用いられる電子部品は、通常、そ
の本体が気密封止のためプラスチックモールドにより保
護され、本体から引き出された多数のピンによって回路
基板上に接続取り付けされる。

第５図にはこのような電子部品としてデュアルインラ
インパッケージ（DIP）型IC10が示されており、同図
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図であ
る。

図から明らかなように、このDIP型IC10は内部にICを
収納した本体であるIC収納部11と、このIC収納部11より
側方に突出し、図示していない回路基板と電気的に接続
されるＬ字型リードピン12とを備えている。

そして、このリードピン12を回路基板に設けられた貫
通口に貫通しはんだ付けを行い、あるいは回路基板上に
直接はんだ付けを行うことなどにより、このICパッケー
ジを回路基板上に接続固定するものである。ところで、
このICなどの電子部品は比較的に耐熱性が低く、例えば
リードピンのはんだ付け時などに電子部品本体部への熱
伝達を少なくするため、電子部品の本体部を回路基板面
上から若干浮かせて接続固定が行われている。

さらに、回路基板に防水性、防湿性、防塵性が特に要
求される場合、例えば該基板が車両用電子機器などに用
いられる時には、実開昭59−107166号公報にも開示され
ているように、回路基板の全部または一部を合成樹脂コ
ーティングすることが一般に行われている。

第４図（Ａ）は、回路基板14に電子部品であるICパッ
ケージ10を取り付けた状態の略断面図を示しており、IC
パッケージ10の本体であるIC収納部11を回路基板14の板
上から離した状態でリードピン12が回路基板14の裏面に
形成された回路パターン16にはんだ18によって取り付け
固定されている。

第４図（Ｂ）は、上記第４図（Ａ）に示したように回
路基板14にICパッケージ10を実装した後に、合成樹脂
（例えばアクリル系、ウレタン系、エポキシ系、シリコ
ーン系などの樹脂）をコーティングし、防湿用樹脂被覆
層20の形成された回路基板の略断面図が示されている。

このような防湿用樹脂被覆層20は、水分の透過を防止
するだけでなく、万一水分が透過したとしても回路基板
14とこの防湿用樹脂被覆層20との界面に水分が止まるこ
とのないように防湿用樹脂被覆層20を形成するために用
いる合成樹脂は回路基板14に対して一定以上の接着力を
有するような樹脂が用いられている。

そして、コーティングされた合成樹脂は、回路基板14
とIC収納部11の底面11aとの間の隙間に入り込んでお
り、この合成樹脂はIC収納部11aの底面及び回路基板14
の表面にそれぞれ接着して硬化する。

しかしながら、特に本従来例のようなICパッケージ10
やトランジスタ、抵抗、コンデンサ、リレーなどの電子
部品のようにその本体底部の面積の大きい部品の場合に
は、各部品の底部と回路基板との間に入り込んで接着硬
化した樹脂が、温度変化によって膨脹・収縮すると、隙
間部分の合成樹脂は、上下で電子部品と回路基板にそれ
ぞれ接着されているので、図上点線で示した矢印100方
向には膨脹・収縮力を逃がすことができず、図上太い矢
印で示した300方向に膨脹収縮しようとする大きな力、
すなわち熱応力が加わることが知られている。

このような実装された電子部品に熱応力が加えられる
ことによって、例えば接続部のはんだ割れが生じること
などによって電子部品の接続性が悪化することを防止す
るため従来から種々の手段が講じられている。

例えば、実開昭61−38973号のように電子部品が実装
される回路基板14の部分に穴を開ける方法が提案されて
いる。これは、回路基板14に穴を開けることによってコ
ーティングされる樹脂の熱応力、すなわち実装される電
子回路部品に対して上方に加えられる力を緩和するとい
う利点があるものである。

また、実開昭60−2851号公報によれば、厚膜基板とそ
の基板に実装される集積素子との間に介在物を介装し、
かつ集積素子または厚膜基板とこの介在物との間に、集
積素子、厚膜基板及び介在物のそれぞれの熱膨脹を吸収
し、かつコーティングされる樹脂の液状時に表面張力以
下となるクリアランスを形成した基板が開示されてい
る。

すなわち、防湿用充填剤である合成樹脂がその液状時
に侵入することのないクリアランスを形成してこのクリ
アランスにより諸部材の熱膨脹を吸収するようにし、集
積素子の疲労防止を図ったものである。

［発明が解決しようとする問題点］ まず、従来技術のうち回路基板14の電子部品実装箇所
に穴を開けるものにあっては、次のような問題点があ
る。

基板の穴を開けた部分には、配線パターンを形成する
ことができない。従って、配線パターンを密集して形成
する必要がある場合には、穴を開けることが高密度化高
集積化を狙ってICを使うメリットを著しく損う。

基板に穴を開けると基板の歪緩和が穴の部分で行われ
る。穴を設けない場合には、基板14全体が湾曲していた
ものが、穴の部分に歪が集中するため穴の周囲が湾曲す
るという不規則な変形を生じ、穴の周辺に実装された部
材に大きな応力を加えることとなる。

穴を開けることにより回路基板全体の強度が低下し、
重量のある電子部品を実装すると基板に湾曲が生じる。

基板へのはんだ付け時に、特にディップ式はんだ付け
時に回路基板裏面の熱が穴を通して実装されるICの底部
に直接伝わりICの信頼性を著しく低下させる等の種々の
問題がある。

次に、実開昭60−2851号公報に開示された技術では、
実装される集積素子と厚膜基板との間に形成されたクリ
アランスにより応力の緩和を行うものであるが、このク
リアランスをコーティングされる合成樹脂の液状時にお
ける表面張力以下となるように形成したとしても、振動
の発生など種々の状況によってクリアランスに合成樹脂
が侵入するという危険が残されている。もしクリアラン
スに合成樹脂が侵入した場合には、クリアランスが狭い
ほど発生する熱応力は大きなものとなることから実装さ
れた集積素子の信頼性が低下するという問題がある。

関連技術 本願人は、回路基板に樹脂コーティングを行った場合
の応力歪のリードピンへの印加を最小限に抑えるための
技術について提案し、既に特願昭61−193881号、特願昭
61−193882号などの出願を行っている。

発明の目的 本発明は上記問題点を解決し、さらに上記関連技術の
改良を行ったものであり、その目的は樹脂コーティング
による防湿効果を低下させることなく、コーティングさ
れた合成樹脂による電子部品への熱応力の影響を確実に
低下させることのできる回路基板のコーティング方法を
提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明に係る回路基板のコ
ーティング方法は、表面に電気回路の形成された回路基
板上の所定位置に電子部品をその本体を回路基板面上か
ら浮かせた状態で実装し、実装した電子部品と回路基板
面との隙間を含む電子部品と回路基板の表面全体を合成
樹脂にてコーティングする回路基板のコーティング方法
において、すくなくとも前記合成樹脂のコーティングの
前に、前記電子部品本体の回路基板に対向する面に、前
記コーティングされる合成樹脂に対する接着防止処理を
行うことを特徴とする。

［作用］ 上記構成によれば、電子部品本体の回路基板に対向す
る側の面（底面）に、コーティングされる合成樹脂に対
する接着防止処理を行ったことによって、コーティング
によって電子部品と回路基板面との間の隙間に充填され
た合成樹脂が電子部品本体の底面に対して接着硬化する
ことがない。

従って、温度変化サイクルによって合成樹脂が膨脹・
収縮を繰り返す場合、従来の方法によりコーティングさ
れた合成樹脂のように、電子部品の裏面に対して垂直方
向のみの熱応力が加えられることがなく、膨脹・収縮に
よる熱応力は、電子部品の底面と平行方向への膨脹収縮
力と底面に体しての垂直方向への膨脹収縮力に分散され
る。すなわち、電子部品の底面と充填された合成樹脂と
が非接着状態にあるので合成樹脂は電子部品の底面と平
行方向に膨脹収縮を行うことができるものである。

これにより、回路基板上に実装された電子部品を回路
基板から垂直に上方に押し上げる熱応力を小さなものと
することができる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例について
説明する。なお、第４図及び第５図と同様の要素には同
一の符号を付しその説明を省略する。

第１図（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施例としてプリン
ト基板22上にDIP型IC10を実装して合成樹脂によるコー
ティングを行う場合の例を示しており、第１図（Ａ）は
DIP型IC10の平面図、第１図（Ｂ）はDIP型IC10を実装し
て樹脂コーティングを行った状態の部分断面図をそれぞ
れ示している。

DIP型IC10のリードピン12がプリント基板22に設けら
れた貫通孔24に通されプリント基板22の裏面側ではんだ
18によって回路パターン16に接続固定されている。そし
て、DIP型IC10の本体11のプリント基板22に対向する側
の面である底面11aとプリント基板22面との間の隙間を
含むプリント基板22及びIC10の表面全体に合成樹脂がコ
ーティングされ、防湿樹脂被覆層20が形成されている。

すなわち、まず、プリント基板22へのDIP型IC10の実
装工程が行われ、その後に防湿樹脂被覆層の形成、すな
わち樹脂コーティング工程が行われる。

本発明において特徴的な事項は、少なくとも樹脂コー
ティングを行う前に、好適にはDIP型IC10の実装前にIC
本体底面11aに接着防止処理を行うことである。

本実施例では、IC底面11aに例えばシリコーン樹脂あ
るいはテフロン樹脂などの接着防止用樹脂13を刷毛塗
り、ローラ塗り、スプレー塗りなどの方法によって塗布
することにより接着防止処理を行っている。

従って、本実施例によれば、DIP型IC10に対する接着
防止処理の後に樹脂コーティングが行われ防湿樹脂被覆
層20が形成されるので、IC底面11aとプリント基板22と
の間の隙間に充填された合成樹脂は、IC底面11aには非
接着状態で硬化する。これにより、合成樹脂が温度変化
のサイクルによって膨脹・収縮を繰り返す場合、IC底部
11aと平行な方向への膨脹・収縮が可能となるので第３
図の太矢印200で示すように、合成樹脂の熱応力をIC底
面11aに水平な方向と垂直な方向に分散させることがで
きる。従って、IC底面11aに垂直に上方へ加えられる力
は減少し、はんだ18への熱応力が低下する。これによ
り、はんだ割れなどの発生を有効に防止することがで
き、接続性の向上及び長寿命化が達成される。また、コ
ーティングされた合成樹脂は、プリント基板22及びIC10
の表面だけでなく、両者の隙間にも完全に充填されてい
るので、防湿効果も完全なものとすることができる。

第２図（Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施例としてアルミ
ナ基板26上にミニフラットパッケージ型IC28を実装し、
これに樹脂コーティングを施す例を示しており、第２図
（Ａ）はミニフラットパッケージ型IC28の平面図を示し
ており、第２図（Ｂ）は上記ミニフラットパッケージ型
IC28をアルミナ基板26上に実装しかつ樹脂コーティング
を施した状態の部分断面図をそれぞれ示している。

ミニフラットパッケージ型IC28は上記のDIP型IC10と
異なりその本体29の四方からリードピン30が引き出され
ている。アルミナ基板26の表面上には導体ペーストなど
を印刷、乾燥、焼成して形成された厚膜回路32が形成さ
れており、ミニフラットパッケージ型IC28はリードピン
30を厚膜回路32上にはんだ18にて接続固定されている。
そして、樹脂コーティングを施す前にミニフラットパッ
ケージ型IC本体29のアルミナ基板26に対向する側面（底
面）29aにコーティングされる合成樹脂に対する接着防
止処理として前記第１の実施例と同様にシリコーン樹脂
などを塗布している。そしてこの後に樹脂コーティング
が行われ防湿樹脂被覆層20が形成される。ミニフラット
パッケージ型IC29の底面29aに施された接着防止処理の
作用は、前記第１実施例と全く同様であり、ミニフラッ
トパッケージ型IC28とアルミナ基板26との間に充填され
た合成樹脂によるミニフラットパッケージ型IC28の裏面
28aに垂直方向に加えられる熱応力を低下させることが
できる。すなわち、回路基板上に実装される電子部品の
実装の仕方例えばリードピンを回路基板に貫通させては
んだ付け固定するものや、回路基板の表面の回路パター
ンに直接はんだ付け固定されるものなど種々の実装方式
のものに対しても全く同様の作用のもとに応用すること
ができることを示している。

上記実施例によれば、ICの実装前に電子部品の底面に
接着防止処理を行うという簡単な工程を行うことによっ
て、上記の熱応力低下効果を奏するものであり、電子部
品の実装、はんだ付け、及び防湿コーティング作業に何
ら支障を生じることがなく、これら処理を従来と同様の
方法で行うことができ、かつコーティングによる本来の
防湿効果を何ら低下させることがない。

［効果］ 以上説明したように、本発明に係る回路基板コーティ
ング方法によれば、合成樹脂のコーティング工程前に、
回路基板上に実装される電子部品の本体の回路基板側面
に合成樹脂に対する接着防止処理を行ったことにより、
コーティング時に電子部品と回路基板間の隙間に浸入し
た合成樹脂が電子部品の本体面に接着硬化することがな
い。

従って、温度変化によって合成樹脂に膨脹・収縮が生
じたとしても、合成樹脂には電子部品の底面に平行な方
向への膨脹・収縮が許容される。これにより、合成樹脂
の膨脹・収縮による熱応力は、電子部品の底面に対して
平行な方向と垂直な方向への力に分散され、結果として
電子部品の回路基板から離す方向へ印加される熱応力が
小さくなる。これにより、使用状態下において電子部品
のはんだ付け部に熱応力による割れが生じることを有効
に回避することができ、電子部品と回路基板との接続状
態の高信頼化が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は第１の実施例を用いたDIP型ICの平面
図、 第１図（Ｂ）は第１の実施例によりコーティングを行っ
た状態の回路基板の部分断面図、 第２図（Ａ）は第２の実施例に用いたミニフラットパッ
ケージ型ICの平面図、 第２図（Ｂ）は第２の実施例によりコーティングした回
路基板の部分断面図、 第３図は実施例の作用を説明するためのコーティングさ
れた回路基板の部分断面図、 第４図（Ａ）は電子部品を回路基板上に取り付けた状態
の部分断面図、 第４図（Ｂ）は従来のコーティング方法によりコーティ
ングされた回路基板の部分断面図、 第５図（Ａ）〜（Ｃ）は電子部品（ICパッケージ）の説
明図である。 10……DIP型ICパッケージ 11……DIP型IC本体 12……リードピン 14……回路基板 18……はんだ 20……防湿樹脂被覆層 22……プリント基板 26……アルミナ基板 28……ミニフラットパッケージ型IC

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に電気回路の形成された回路基板上の
   所定位置に電子部品をその本体を回路基板面上から浮か
   せた状態で実装し、 実装した電子部品と回路基板面との隙間を含む電子部品
   と回路基板の表面全体を合成樹脂にてコーティングする
   回路基板のコーティング方法において、 すくなくとも前記合成樹脂のコーティングの前に、前記
   電子部品本体の回路基板に対向する面に、前記コーティ
   ングされる合成樹脂に対する接着防止処理を行うことを
   特徴とする回路基板のコーティング方法。