JP2622392B2 - 注封された電気的/機械的装置及びその注封方法 - Google Patents

注封された電気的/機械的装置及びその注封方法

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Description

【発明の詳細な説明】 技術的分野 本発明は硬化させた樹脂状物質によつて注封された機
構(mechanism)[又は「構造物」という]を含有して
いるハウジングから成る種類の電気的/機械的装置及び
注封方法に関するものである。
背景技術 ハウジング中に機構が配置されており且つ機構と装置
の外部環境との間に障壁を与えるために硬化させた樹脂
状組成物によつて注封された電気的/機械的装置の製造
においては、多くの硬化性組成物が用いられている。
たとえば、日本特許願57/134,923号は、アルミニウム
ケース中にコンデンサー要素を位置させ且つゴムで封じ
たのち、それらがエポキシ又はフエノール樹脂で注封し
てある電解コンデンサーの製造を開示している。
西ドイツ特許公開2,649,070号は昇温の下でモールド
中における熱硬化性エポキシによるポリスチレンコンデ
ンサーのカプセル封じを記している。
熱硬化性エポキシ樹脂は、高い強度、硬度、耐溶剤
性、普通に使用されるハウジング材料への良好な接着、
熱安定性、気体不透過性、及び広い範囲の昇温硬化条件
にわたる種々の機構と多くの硬化剤による容易な硬化性
を含む、優れた性質のために、このような注封用として
広く使用されている。
しかしながら、その大きな利点にかかわらず、熱硬化
性エポキシ樹脂は、その使用を制限するか、さもなけれ
ば工業的な大量生産作業の観点では前記の注封用として
のその使用を困難ならしめる欠点を伴なつている。
電気的/機械的組立物の注射における熱硬化性エポキ
シ樹脂の第一の欠点はゲル化の開始に達するまでの硬化
条件下の温度の上昇に伴なつて、粘度が低下するという
ことである。
すなわち、装置のハウジング中に分与された樹脂を、
硬化オーブン中の温度のような、たとえば150〜400゜F
の程度の昇温にさらすと、エポキシ樹脂の粘度は次第に
低下する。かくして、樹脂の位置的安定性が失なわれ
て、ハウジング内で移行すなわち“流れる”。
このような移行性は、それがハウジング中の機構をよ
ごす傾向のために有害である。その機構が機械的又は電
気化学的な性質のものであり、かくして移動部分を包含
している場合は、その汚染が機構の適切な動作の妨害又
は禁止して、意図する目的に対して役にたなくするおそ
れがある。その機構が電気的な性質のものであるとき
は、機会成分の導電率、静電容量、電気抵抗、又はその
他の重要な特性を変化させ、装置をだめにし且つ製造作
業中でその廃棄が必要となるおそれがある。
電気的/機械的装置の注封における熱硬化性エポキシ
樹脂の使用の別の大きな欠点は、特に機構が空隙を含有
しており液状の樹脂を導入するときにそこから環境ガス
を容易には除去することができない場合に、ハウジング
中への樹脂の分与時に機構の周囲にトラツプされる空気
又はその他の環境ガスに関連する。
エポキシ樹脂の硬化の間にハウジング中に捕獲される
ガスは、特にこの段階では樹脂の粘度が低下するため
に、硬化する樹脂中で気泡となり、最終的な硬化組成物
中のガス流通空隙の生成を生じさせる可能性がある。し
ばしば、この気泡生成の影響は、最終的な硬化物中に連
続的な漏出経路を生じさせるために十分なほど大きく、
その結果、目的とする硬化物の障壁機能を破壊するに至
る。
気泡形状の影響は、室温硬化エポキシ樹脂を使用する
場合にも、比較的低い程度ではあるけれども、やはり存
在する。
いくつかの電気的/機械的装置においては、機構をハ
ウジングの内部に配置し且つハウジングは穴を備えてお
り、それを通じて構造要素を挿入し且つ内部機構を注封
し、さらに樹脂を完全に硬化させたのちに、構造要素と
内部機構を結合させる。その一例はトリマー電位差計で
あり、その場合には鉛のねじ又はギヤ軸をハウジングに
挿入してワイパー結合し、それによつて装置への印加電
圧を機械的入力の関数として分割することができる。
このような装置においては、ハウジングの穴が注封物
の硬化中の気体の放出に適する“ブローホール”として
有用し働らく。しかしながら、この穴は内部機構の移行
汚染及び穴自体の移行閉塞を促進するおそれがある流路
ともなる。
上記の問題を克服する本発明の樹脂組成物に対比し
て、関連する従来の文献は米国特許第4,412,048号;オ
ーストラリア特許明細書53,233/79;米国特許第4,479,99
0号;米国特許第4,239,077号;米国特許第4,025,407
号;米国特許第4,552,604号;米国特許第4,427,478号;
ヨーロツパ特許明細書99,856号;及び日本特許願60/84,
715号を包含し、連続的に紫外及び熱的に硬化するアク
リル/エポキシ樹脂組成物を開示している。その他の関
連する文献は、米国特許4,444,806号(共加熱硬化アク
リル/エポキシ樹脂);米国特許第4,548,895号(最初
に熱硬化させ、次いで化学線照射によつて光硬化させる
1,2−エポキシ化合物とアクリル酸エステルを含有する
組成物);及び米国特許4,288,527号と4,352,723号(任
意の順序で又は同時に紫外線と熱の両方によつて硬化さ
せてシーラントとして使用するために適する固体生成物
を生じる、場合によつては、共重合できるモノマー又は
反応性希釈剤を伴なうピナコール含有アクリレート組成
物)を包含する。
本発明の開示 本発明の目的は、樹脂組成物によつて注封され、従来
用いられた注封組成物の移行による汚染/閉塞及びガス
流通空隙生成の問題を回避することができる、ハウジン
グ中に機構を含有している方式の電気的/機械的装置を
提供することにある。
一局面において、本発明の化学線硬化した第一の樹脂
成分及びその後に硬化した第一の樹脂成分の硬化に対し
て有効な化学線条件の下で硬化しない第二の樹脂成分か
ら成る自己レベリング性液体組成物の硬化物によつて注
封された機構を内部に含有しているハウジングから成る
装置に関するものであつて、該硬化物は(i)硬化に際
して生じるハウジング中の移行運動、及び(ii)硬化に
際して生じる硬化物中のガスの流通に基づく空隙の形成
から免れる。
硬化の間の注封物の移行運動及び硬化物中のガス流通
の不在は、第一と第二の樹脂成分の割合と硬化を、第一
の樹脂成分の化学線硬化が (i)それによつて生じる部分的に硬化した組成物をそ
の後の第二の樹脂成分の硬化の間中不動化し、且つ (ii)それによつて生じる部分的に硬化した組成物をそ
の後の第二の樹脂成分の硬化の間中ガス流通空隙形成に
対して不透過性ならしめる、ような具合とすることによ
つて達成される。
別の局面において、本発明の化学線硬化した第一の樹
脂成分を(a)(メタ)アクリル系樹脂、(b)ビニル
モノマー、(c)ビニルモノマー中で可溶化した不飽和
ポリエステル及び(d)エポキシ樹脂から成るグループ
から選択する、上記の装置に関連する。
更に別の局面は、第二の樹脂成分:(a)水分暴露、
(b)常温、(c)昇温、(d)硬化剤との反応、
(e)硬化剤のその場生成、及び(f)第一の樹脂成分
の硬化に対して有効な化学線暴露とは異なる化学線暴露
から成るグループの一つ以上と両立する条件から選択し
た条件下に硬化させた、前記のような装置に関するもの
である。
広く上に記したような装置に関する本発明の別の局面
においては、硬化物は硬化物中の別個の分離した層中の
第一の樹脂成分を包含し、かかる第一の樹脂成分含有層
は第一の樹脂成分を含まない第二の樹脂成分から成る層
の上にある。本発明のこの局面は、注封樹脂で満すべき
ハウジングの深さが120ミルよりも深い場合に特に有利
であるが、その理由は樹脂媒体中でこの程度を著るしく
超える深さまで化学線を透過させることは一般に困難で
あるからである。この場合には、120ミルを超えない深
さのものである上層中の化学線硬化性樹脂の提供は、下
層の第二の樹脂成分含有層の硬化前におけるその不動化
(封じ込め)をもたらす、迅速な化学線硬化を可能とす
る。
あるいはまた、硬化物中の第一と第二の樹脂成分は、
注封物を形成させるためにハウジング中に導入する前
に、相互に均一に混合してもよい。
上記のような装置に関する本発明のその他の局面は、
以下のものを包含する: 第二の樹脂成分をエポキシ樹脂、シリコーン及びウレ
タンから成るグループから選択する; 硬化組成物の厚さを40ミルよりも大、好ましくは60ミ
ルよりも大とする; 第二の樹脂成分をエポキシ樹脂とし、ハウジングをポ
リブチレンテレフタレート及びポリフエニレンスルホン
から成るグループから選択した材料から形成させる; 第二の樹脂成分を酸無水物硬化剤から硬化させた脂環
式エポキシ樹脂とする; ハウジングは穴を有し、構造要素をそれを通り抜けて
ハウジング中の注封した機構に結合している。
別の局面においては、本発明は: (i)化学線硬化性の第一の樹脂成分及び該第一の樹脂
成分の硬化に有効な化学線条件の下で硬化しない第二の
樹脂成分から成る自己レベリング性の液体組成物をハウ
ジング中に分与し; (ii)第一と第二の樹脂成分の割合と硬化条件は、第一
の樹脂成分の化学線硬化が(A)それによつて生じる部
分的に硬化した組成物を引続く第二の樹脂成分の硬化の
間中不動化し、且つ(B)生じる部分的に硬化した組成
物を引続く第二の樹脂成分の硬化の間中ガス流通空隙生
成に対して不透過性ならしめるようなものとし;且つ (iii)然るのち、部分的に硬化した組成物を第二の樹
脂成分の硬化に対して有効な条件にさらす ことから成る、ハウジング中に機構を含有する装置の注
封方法に関するものである。
本発明の別の局面は、第二の樹脂成分がアミン、潜在
性アミン、酸無水物、解離性アミン塩、カチオン触媒、
ジシアンジアミド、及びそれらの両立する混合物から成
るグループから選択した硬化剤により昇温下で硬化させ
る前記のような方法に関する。
本発明の別個の局面は、ハウジングが穴を有してお
り、それを通り抜けて構造要素がのびており、組成物の
硬化後に注封された機構にそれを結合させ、且つハウジ
ング中に分与した自己レベリング性の液体組成物の粘度
と湿潤性が、第一の樹脂成分の化学線硬化によつて分与
した液体組成物が不動化するまで、それによつて穴の閉
塞を防止する、上記のような方法に関する。
広く上に記したような本発明の方法の別の局面におい
ては、第一の樹脂成分を含まない第二の樹脂成分のみか
ら成る自己レベリング性液体組成物の第一の部分をハウ
ジング中に分与し、次いで第一の樹脂成分を包含する自
己レベリング性の液体組成物の第二の部分を分与し、そ
れによつて第一及び第二の各分与部分がハウジング中に
別個の分離した層を形成する。別法として、ハウジング
中に分与した自己レベリング性の液体組成物を第一と第
二の樹脂成分の均一な混合物とすることもできる。
本明細書中で用いる場合に、電気的/機械的成分に関
する“注封”という用語は、適切に硬化した硬化性組成
物の、少なくとも5ミルの厚さを有する、塊状物による
部品の密封を意味する。
本発明において使用する注封組成物に関して用いる
“自己レベリング性液体”という用語に、装置のハウジ
ング中に最初に分与したときの組成物が、外部的な力又
は仕事をそれに加えないでもハウジング中で実質的に水
平な自由表面を確立することができる粘度と湿潤性を有
していることを意味する。
L.A.ナチビ及びP.L.クツツプの名前で1985年11月26日
に出願した米国特許願第801,984号、及びK.F.ドレイン
及びL.A.ナチビの名前で1986年7月7日に出願した米国
特許願第882,670号の開示を参考としてここに編入す
る。
本発明の電気的/機械的装置は樹脂状の組成物によつ
て有用に注封することができる機構を含有するハウジン
グから成る電気的/機械的本質の適当な装置とすること
ができる。
本明細書中で用いる場合に、“電気的/機械的”とい
う用語は、広く電気的及び/又は機械的装置を包含する
ものと解釈するものとし、且つこの関係において“電気
的”とは、通常の電気的装置並びに電子装置を包含する
ものとする。
本発明の広い実施において有用に使用することができ
る電気的/機械的装置の例は可変抵抗形電位差計、コン
デンサー、プリント配線基板スイツチ、ソレノイド、抵
抗器などである。
本発明において使用する注封組成物は、化学線硬化性
の第一の樹脂成分及び第一の樹脂成分の化学線暴露後に
引続いて硬化させ、かくして第一の樹脂成分の硬化に対
して有効な化学線条件に硬化しない第二の樹脂成分から
成つている。
第一の樹脂成分は、生成する第一と第二の樹脂成分か
ら成る部分的に硬化した組成物を不動化する、すなわ
ち、後続する第二の樹脂成分の硬化の間に移行すること
がないように部分的に硬化した組成物の位置を空間的に
固定し且つ同時に、部分的に硬化した組成物を後続する
第二の樹脂成分の硬化の間のガス流通空隙形成に対して
不透過性ならしめるような程度に硬化させることができ
る任意の適当な樹脂から成ることができる。
組成物の適当な第一の樹脂成分は(メタ)アクリル樹
脂、ビニルモノマー、ビニルモノマー中に可溶化した不
飽和ポリエステル及びエポキシ樹脂を包含する。
本明細書で用いる場合の、“(メタ)アクリル”とい
う用語は、広くアクリル及びメタクリル化合物、たとえ
ば、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルを包
含するものとする。
有用なアクリル樹脂は(メタ)アクリル酸のエステル
及びアミドの重合体並びに他の共重合できるモノマーと
のそれらの共重合体を包含する。代表的なエステルはア
クリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ヒド
ロキシエチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸オクチ
ル、及びアクリル酸2−エトキシエチルを包含する。代
表的なアミドはブトキシメチル、アクリルアミド、メタ
クリルアミド、及びt−ブチルアクリルアミドを包含す
る。同じく適当なものは、これらの化合物の共重合体、
及び重合性ビニル基を含有する他のモノマーとの共重合
体である。1,3−ブチレングリコールジアクリル酸エス
テル、ジエチレングリコールジアクリル酸エステル、1,
6−ヘキサンジオールジアクリル酸エステル、ネオペン
チルグリコールジアクリル酸エステル、ポリエチレング
リコールジアクリル酸エステル、テトラエチレングリコ
ールジアクリル酸エステル、トリエチレングリコールジ
アクリル酸エステル、ペンタエリトリトールテトラアク
リル酸エステル、トリプロピレングリコールジアクリル
酸エステル、エトキシル化ビスフエノール−Aジアクリ
ル酸エステル、トリメチロールプロパントリアクリル酸
エステル、ジ−トリメチロールプロパンテトラアクリル
酸エステル、ジペンタエリスリトールペンタアクリル酸
エステル、ペンタエリスリトールトリアクリル酸エステ
ルを包含するポリアクリル酸エステル及び相当するメタ
クリル酸エステル化合物が一般に有用である。同じく有
用なものは(メタ)アクリル酸とエポキシ樹脂の反応生
成物及びウレタンアクリル樹脂である。適当なポリ(メ
タ)アクリル酸エステル化合物は米国特許第4,051,195
号;2,895,950号;3,218,350号及び3,425,988号中にも記
されている。
(メタ)アクリル酸化合物の上記のリストは例として
挙げたものにすぎず、分子中に(メタ)アクリル官能性
を有し且つ化学線条件下に硬化さることができるその他
の樹脂化合物も使用することができるということを了解
すべきである。
上記の化合物の中で、(メタ)アクリル酸エステルが
好適であり、たとえばエトキシル化トリメチロールプロ
パントリアクリル酸エステルとジペンタエリトリトール
モノヒドロキシペンタアクリル酸エステルのような、多
価アルコールの(メタ)アクリル酸エステルがもつとも
好適である。
化学線硬化性で本発明の組成物中で使用するために適
している別の部類の樹脂は、たとえば、スチレン、ビニ
ルトルエン、ビニルピロリドン、酢酸ビニル、ジビニル
ベンゼンなどのような、ビニルモノマーを包含する。
別の部類の化学線硬化性の第一の樹脂成分材料は、た
とえば米国特許第4,025,407号中に記すような、一般に
アルフアーベータエチレン性不飽和ポリカルボン酸と多
価アルコールから製造する、ビニルモノマー中に可溶化
した、不飽和ポリエステルから成つている。
更に他の部類の化学線硬化性の第一の樹脂成分材料
は、たとえばリモネンジオキシド、リモネンオキシド、
アルフアピネンオキシドのような脂環式エポキシド、た
とえはブチルジグリシジルエーテル、及びたとえば米国
特許第4,412,048号中に記すような、ネオペンチルグリ
コールジグリシジルエーテルの如き脂肪族エポキシを包
含する紫外硬化性エポキシ樹脂である。
本明細書中で用いる場合の、“化学線”とは、注封組
成物の特定の樹脂成分を、直接に又は間接的に、硬化さ
せることができる約700nm以下の波長を有する電磁放射
線を意味する。この関係の“間接的な硬化”とは、他の
化合物によつて開始させ、促進し又はその他の方法で媒
介されるような電磁放射線下の硬化を意味する。
第一の樹脂成分が化学線硬化性であることは本発明の
本質的な要件であるけれども、第二の樹脂成分は、所望
の硬化手段及び樹脂組成物に依存して、化学線によつて
硬化できるものであつても硬化できないものでもよく、
しかしながら、第一と第二の樹脂が共に化学線硬化性で
ある場合には、第二の樹脂成分は第一の樹脂成分の硬化
に対して有効な化学線条件下では硬化しないことを更に
必要とする。
それ故、化学線に応答して付随する樹脂の硬化を、実
質的なその重合によつて、開始し且つ誘導するために有
効な量の光開始剤を、組成物に添加することができる。
(メタ)アクリル及びビニルモノマーの紫外線硬化に
おいて有用な適当な光開始剤は、たとえば、ベンゾフエ
ノン、ジエトキシ−アセトフエノン、ベンゾインメチル
エーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソ
プロピルエーテル、ジエトキシキサント、クロロ−チオ
−キサントン、アゾビス−イソブチロニトリル、N−メ
チルジエタノール−アミン−ベンゾフエノン及びそれら
の混合物のような、フリーラジカルを生じる紫外開始剤
を包含する。
可視光開始剤はカンホロキノン/ペルオキシエステル
開始剤及び9−フルオレンカルボン酸ペルオキシエステ
ルを包含する。
赤外開始剤はクメンヒドロペルオキシド、ベンゾイル
ペルオキシド、アゾビスイソブチロニトリルおよびアゾ
及びペルオキシド化合物などを包含する。
化学線硬化性の第一の樹脂成分がエポキシ樹脂である
場合には、光開始剤は、紫外線の存在においてルイス酸
及び/又はブレンステツド酸を遊離する、たとえばヨー
ドニウム塩、スルホニウム塩、アルソニウム塩及びジア
ゾニウム塩のような、紫外開始剤とすることができる。
当該組成物に対して必要な光開始剤の量は、過度の努
力なしで、簡単な実験により容易に決定することができ
る。しかしながら、一般に、(メタ)アクリル及びビニ
ルモノマーから成る第一の樹脂成分の場合には、樹脂成
分の重量に基づいて、重量で約0.1〜10%、好ましくは
重量で約0.5〜5%の程度の量が光開始剤が十分である
ことが認められている。紫外硬化性のエポキシドの場合
には、ルイス酸/ブレンステツト酸遊離開始剤は一般
に、エポキシ樹脂の重量に基づいて、重量で約1〜5%
の濃度で組成物中に存在させることができる。
注封組成物の第二の樹脂成分は、第一の樹脂成分を包
含する組成物と両立し且つ、前記のように、第一の樹脂
成分の硬化に対して有効な化学線条件下に硬化しない適
当な樹脂とすることができる。
かくして第二の樹脂成分は、限定的ではないが、
(a)水分暴露、(b)常温、(c)昇温、(d)硬化
剤との反応、(e)硬化剤のその場生成、及び(f)第
一の樹脂成分の硬化に対して有効な化学線暴露とは異な
る化学線暴露、から成るグループの一つ以上の両立する
条件を包含する、適当な硬化条件の下で硬化させること
ができる。
第二の樹脂成分材料の例はエポキシ樹脂、シリコーン
及びウレタンである。
注封組成物の第二の樹脂成分として使用するために適
当と思われるエポキシ樹脂は分子当りに少なくとも一つ
の重合可能なエポキシ基、好ましくは分子当り二つ以上
のかかる基を有する材料を包含する。適当なエポキシ樹
脂は、エピクロロヒドリンと二価フエノール、たとえ
ば、レゾルシン、ヒドロキノン、ビスフエノールA、p,
p′−ジヒドロキシベンゾフエノン、p,p′−ジヒドロキ
シジフエニル、p,p′−ジヒドロキシジフエニルエタ
ン、ビス(2−ヒドロキシナフチル)エタン及び1,5−
ジヒドロキシナフタレンから誘導したものを包含する
が、ビスフエノールAが好適である。エポキシ化合物
は、リー及びネビル、マツクグローヒルブツク社、ニユ
ーヨーク(1967)による“エポキシ樹脂ハンドブツク”
中に記すような脂環式エポキシ、エポキシ化ノボラツク
又はビスフエノールAのジグリシジルエーテル(DGEB
A)とすることができる。
上記のエポキシ官能性の重合可能なモノマーの代り
に、又はそれと組合わせて、種々のエポキシ化ゴムを、
本発明の注封組成物中の第二の樹脂成分として使用する
ことができるが、かかる材料はこの技術分野において公
知である。
かかるエポキシ化ゴムの有用な部類は、スペンサーケ
ロツグによりケルポキシの名称下に市販されているエポ
キシ化カルボキシ未満ブタジエン−アクリロニトリル共
重合体、及びエポキシ化ポリブタジエン、たとえばPMC
コーポレーシヨンから市販されているオキシロン2001、
である。更に他の適当なゴムエポキシ添加剤は、ハイカ
ーの名称下にB.F.グツドリツチ社から市販されている種
々の重合体である。
本明細書の“背景技術”中に記した理由によつて、本
発明において使用する注封組成物中の好適な第二の樹脂
成分は、エポキシ樹脂である。そこに記したように、広
い範囲の硬化剤及び硬化条件を用いて種々のエポキシ樹
脂を硬化させることができる。
本発明において第二の樹脂成分として有用な好適エポ
キシ樹脂は熱硬化性エポキシ樹脂である。それ故、この
分野で公知の種類の通常の熱活性化エポキシ硬化剤を使
用することができる。このような硬化剤は、たとえば、
ここに参考として挙げる、“エポキシ樹脂、化学と技
術”、メイ及びタナカ、マーセルデツカー社、ニユーヨ
ーク(1973)中に記されており、且つ (i)たとえば三ふつ化ほう素アミン錯体、たとえば三
ふつ化ほう素モノエチルアミン、並びに、すず、アルミ
ニウム、亜鉛、ほう素、けい素、鉄、チタン、マグネシ
ウム及びアンチモン等の金属ハロゲン化物などのよう
な、ルイス酸(カチオン)触媒; (ii)たとえば、ヘキサヒドロフタル酸無水物、テトラ
ヒドロフタル酸無水物、メチルナデイツク酸無水物、ド
デセニルこはく酸無水物などのような酸無水物; (iii)たとえば、2−フエニルイミダゾールの誘導体
及び1−シアノエチル−2−フエニルイミダゾールの誘
導体などのような、イミダゾール類; (iv)場合によつては、たとえば、フエニルメチル尿素
又はピペリジンのような促進剤と組合わせた、ジシアン
ジアミド; (v)たとえば米国特許第4,459,398号中に開示され且
つチバガイギーから硬化剤HT939として入手できる、変
性ポリアミドのような、潜在アミン硬化剤; (vi)アミン自体、たとえば、ピリジン、2,4,6−トリ
ル(ジメチルアミノエチル)フエノール、ベンジルジメ
チルアミン及びトリエチルアミンのような第三アミン、
及びピペリジン、ジエタノールアミンのような第二アミ
ンなど;及び (vii)たとえばトリス(ジエチルアミノメチル)フエ
ノールのトリ(2−エチル−ヘキサン酸塩などのよう
な、解離性のアミン塩、 を包含することができる。
別の部類の使用可能な第二の樹脂成分材料としてな、
RTVシリコーン、たとえばオキシムポリシロキサン材料
のようなシリコーンを包含する。このようなシリコーン
は公知のようにして水分硬化させるために適している。
更に他の部類の使用可能な第二の樹脂成分材料は、ポ
リイソシアナートと活性水素含有化合物の縮合物として
生成する熱硬化性及び水分硬化性のポリウレタン樹脂を
含む、ポリウレタン樹脂を包含する。活性水素化合物
は、たとえば、ポリカルボン酸と多価アルコールから製
造したポリエステル、少なくとも二つのヒドロキシル基
を有する多価ポリアルキレンエーテル、ポリチオエーテ
ルグリコール、ポリエステルアミドなどである。
上記の部類の使用可能な第二の樹脂成分材料は単に例
として挙げたものにすぎず、第一の樹脂成分を包含する
注封組成物と両立し且つ組成物の注封使用のために有効
であるその他の樹脂材料をも有利に使用できるというこ
とは明らかである。
第一の樹脂成分の種類及び注封組成物について望まし
い特性に依存して、第二の樹脂成分として有用に使用す
ることができるその他の樹脂は、アルキド樹脂、アクリ
ル樹脂及びアミノプラスト樹脂を包含する。
本発明の注封組成物中で有利に使用される高度に有用
な第二の樹脂成分物材料は、酸無水物硬化剤の存在下の
加熱によつて硬化する脂環式エポキシ樹脂である。かか
る樹脂は、その純度、すなわち、百万部当り5部のよう
な低い濃度においてすら電子装置の性能に悪影響を与え
るおそれがある、たとえば塩素イオンのような不純物を
実質的に含有しない形態で商業的入手の可能性によつ
て、本発明の電子装置用として好適である。
与えられた応用に対して必要又は適切な、注封組成物
中の第一及び第二の各成分の特定の比率は、選んだ特定
の比率が、本発明の注封組成物の基準、すなわち、第一
と第二の樹脂成分の比率及び硬化は、第一の樹脂成分の
化学線硬化が (i)それによつて生じる部分的に硬化した組成物を後
続する第二の樹脂の硬化の間中不動化し、且つ (ii)生じる部分的に硬化した組成物を後続する第二の
樹脂成分の硬化の間中ガス流通空隙形成に対して不透過
性ならしめる ようなものでなければならないという基準に合致するよ
うに、簡単に実験によつて容易に決定することができ
る。
これらの基準は、この分野の専門家によれば過度の実
験の必要なしに、試料の測定、多孔度試験、目視による
検査などにより、容易に経験的に評価することができ
る。
本発明の広い実施においては、第一の樹脂成分の濃度
が、注封組成物中の第一及び第二の樹脂成分の合計重量
に基づいて、重量で約1乃至約50%の程度であることが
適当である。第一の樹脂成分を約1%以下の濃度で存在
させるときは、一般に注封組成物の不動化が不十分であ
り、そのために第二の樹脂成分が硬化するまでは、移行
性であり且つガスの流通による空隙の形成に対して透過
性となる。それに対して、第一の樹脂成分の濃度が約50
%を超えるときは、最終的に硬化した注封組成物に望ま
しい最適の物理的及び性能特性を与えるため存在する第
二の樹脂成分が不十分である傾向がある。
上記の考慮に基づいて、本発明による高度に望ましい
注封組成物は、組成物中の第一と第二の樹脂成分の全重
量に基づいて、重量で約1乃至約30%の濃度で第一の樹
脂成分を使用したものである。
注封組成物中の第一の樹脂成分の好適濃度は、特に第
一の樹脂成分が(メタ)アクリル樹脂であり且つ第二の
樹脂成分がエポキシ樹脂である場合に、第一と第二の樹
脂成分の合計重量に基づいて、重量で約5乃至約20%、
もつとも好ましくは重量で約5乃至約10%である。
本発明の注封組成物は、意図する特定の用途及び硬化
方式に対して必要であるか又は望ましい、何らかの他の
成分を含有することが適当な場合もある。その例は安定
剤、酸化防止剤、顔料、充填剤、界面活性剤、粘着付与
剤、接着助剤などを包含する。
本発明によれば、ハウジング中に機構を包含する注封
すべき装置をハウジング中に配置して、注封組成物を自
己レベリング性の液体として分与する。このような自己
レベリング特性は、組成物に必要な粘度と湿潤挙動を与
えるために適切な組成物の配合によつて、提供される。
分与した注封組成物に対して、次いで、第一及び第二
の樹脂成分のそれぞれの硬化条件、すなわち、第一の樹
脂成分の硬化に対して有効な第一の化学線暴露及び第二
の樹脂成分を硬化させるために有効な第二の硬化処理、
を施す。
場合によつては、注封組成物中に、それぞれ入れ代り
に硬化する2種よりも多い樹脂成分を配合することが望
ましい場合もあり、そのような多成分硬化組成物もまた
本発明の範囲内にあることは自明である。
各樹脂成分の硬化後に電気的/機械的装置のハウジン
グ中に提供される完全に硬化した組成物の厚さは、組成
物の性質、保護すべき機構の種類、意図する最終用途の
環境などを含む多くの要因に依存する。しかしながら、
一般に、硬化した注封組成物の厚さは、約40ミルよりも
厚いことが好ましく、約60ミルよりも厚いことがもつと
も好ましい。
本発明による注封組成物は、種々のハウジング材料
(装置のハウジングの構成材料)に対して有効な性能を
与えるように配合することができる。電気的及び電気機
械的装置の場合には、たとえばバロツクスの商品名下に
市販されているポリブチレンテレフタレート、及びライ
トンの商品名で市販されているポリフエニレンスルフイ
ドのような高強度、耐熱性材料を広く使用することがで
きる。これらの材料に対しては、第二の樹脂成分として
エポキシ樹脂を含有する注封組成物が、適当な第二の樹
脂エポキシは一般にこれらの構成材料の熱膨張係数に近
い熱膨張係数を有することにより、好適である。
本発明は広く上に記したように、本発明の硬化注封物
を使用するハウジングの形状と深さに依存して、二つの
異なる方式で実施することができる。
本発明の第一の実施方式においては、第一と第二の樹
脂成分を自己レベリング性の液体組成物として相互に均
一に混合し、それをハウジング中に分与したのち、前記
のようにして硬化させる。
この方式においては、第一の樹脂成分を硬化するため
に有効な化学線条件は、注封組成物の全体積にわたつて
自己レベリング性液体組成物の部分的硬化を生じさせ
る。
この本発明の第一の実施方式は、ハウジング中の注封
物の深さが約120ミル以下である場合の系において特に
有用である。注封物の寸法特性に対するこの厚さの制限
に対する理由は、本発明において使用する一般的な種類
の樹脂組成物においては、化学線硬化性の第一の樹脂成
分の硬化に対して有効である。波長と強度の化学線は一
般に約120ミルを超えて樹脂中を透過することがないと
いうことである。それ故、化学線硬化性の第一の樹脂成
分及び引続いて硬化させる第二の樹脂成分の均一な混合
によつて生じる樹脂組成物の深さが大である場合には、
約120ミルよりも下の下方の深さにおいて、第一の樹脂
成分が未硬化のまま残留する。
この下方の深さにおける不完全な硬化は種々の用途に
おいて許されるけれども、一般には注封初の全容積にわ
たつて実質的に完全な硬化を生じさせることが望まし
い。
それ故、注封物の深さが一般に約120ミルを超える場
合又はハウジング中の機構が第一の樹脂成分の硬化に対
して有効な化学線の透過を制限するような具合に注封物
が配合されている場合の系においては、以下に記すよう
に、本発明の実施の第二の方式を用いることが有利であ
る。
本発明の実施の第二の方式においては、第一の樹脂成
分が存在しない第二の樹脂成分のみから成る下方の樹脂
層及び第一の樹脂成分を包含するその上に樹脂層から成
る、分離した別個の注封層によつて本発明の自己レベリ
ング性液体組成物を形成せしめる。
かくして、先ず最終注封物の下方の部分を形成させる
ために第一の樹脂成分が存在しない第二の樹脂成分から
成る自己レベリング性液体注封組成物の第一の部分を分
与して最終注封物について望ましい最上表面から約120
ミル以下に至るまでハウジング中に充填する。次いで、
第一の樹脂成分を包含する自己レベリング性の液体注封
組成物の第二の部分を分与して先に分与した樹脂層の上
に分離した別個の層を形成させうことにより、注封組成
物の必要な全深さまでの注封物を完成させる。
各樹脂層を分与したのち、第一の樹脂成分から成る上
層を、その硬化に対して有効な化学線にさらす。その結
果として、第二の樹脂成分から成る未硬化の下層上にあ
る第一の樹脂成分を包含する上方の樹脂層が完全に硬化
する。次いで第二の樹脂成分に対する有効な硬化条件を
提供することによつて、それを適切に硬化させる。
特に好適な実施形態においては、二重層系中の第一の
樹脂成分は紫外線で硬化できる(メタ)アクリル酸樹脂
であり、第二の樹脂成分は室温硬化エポキシ、たとえ
ば、常温(室温)条件で約2〜24時間の硬化時間を有す
るエポキシ樹脂である。
上記のような、分離した別個の連続する樹脂層の形成
と硬化による本発明の実施は、注封物の深さがハウジン
グ中で約120ミルよりも大である場合に有用である。
ハウジング中における注封物のこのような二重層の形
成は更に、多くの化学線硬化性の樹脂成分が他の方法に
よつて硬化できる樹脂よりも著るしく高価であるという
事実に伴なう別の利点を有している。一例として、紫外
硬化性アクリル樹脂及び室温硬化性エポキシ樹脂の場合
には、価格比は約10の程度、すなわち、単位容積基準の
アクリル樹脂の価格は室温硬化性エポキシ樹脂の約10倍
であると思われる。それ故、第一の樹脂成分層を包含す
る上層が一般に120ミル未満の厚さである二重層注封物
は、前記のように、約120ミルを越える増大した樹脂の
深さに付随する化学線硬化の問題を克服できることに加
えて、第一と第二の各樹脂成分の均一混合物に対比して
著るしい価格の節約を提供する。
その上、驚くべきことに、二重層方式の本発明の実施
における各樹脂層間の結合は申し分なく、上層が第一と
第二の両樹脂成分から成り、下層が第二の樹脂成分から
成つていて第一の樹脂成分を全く含有していない場合に
は、激しい熱サイクル条件下ですら、硬化後の各層の剥
離又は分離を生じることがないということが予想外に見
出されている。
本発明の実施の二重層方式についての上記の説明か
ら、各樹脂層の分離した別個の特性は、最初のこれらの
層の分与からそれぞれの最終硬化に至るまで、連続的に
保たれねばならないということは明らかである。それ
故、かかる系においては一般に、第一の樹脂成分含有層
が下方の層上に“浮ぶ”ように、第二の樹脂成分から成
り第一の樹脂成分を含まない下方の樹脂層よりも著るし
く低い比重を有する第一の樹脂成分を包含する層を使用
すること、及び/又は各層の分離した別個の特性を保持
するために十分な粘度を有する配合の下方の樹脂層を用
いることが望ましい。
本発明は、上層中にたとえば、約1.0〜1.2の範囲の比
重を有する室温硬化樹脂と紫外硬化性アクリル樹脂を用
い、それと組合わせて室温硬化エポキシを含有し且つ約
1.4〜1.7の範囲の比重を有している分離した別個の下層
を用いて実施することが有利である。
一般に、第一と第二のそれぞれの樹脂成分を含有する
分離した別個の層の形成においては、化学線硬化性の第
一と樹脂成分から成る上層は、第一の樹脂成分を含まな
い第二の樹脂成分のみから成る下層の比重に約5乃至95
%の比重を有することが望ましく、約15乃至約90%であ
ることが一層好ましく、約20乃至85%であることがもつ
とも好ましい。
上方及び下方の各樹脂層が、たとえば、相互の約5〜
10%以内というように、きわめて近い比重を有している
場合には、適度に低い粘度の上方の樹脂層が、始めに分
与した下方の層の表面上に保たれるように、流動性ゲル
又はその他の高粘度液体組成物の形態にある下層を用い
ることが望ましい。たとえば、上方の層中の第一の樹脂
成分として紫外硬化性のアクリル樹脂を室温硬化性エポ
キシの第二の樹脂成分と組合わせて使用して、約4000セ
ンチポアズの程度の粘度を有する上層とし、且つ約80,0
00センチポアズの粘度を有する下方の層として室温硬化
性エポキシの第二の樹脂成分を含有する分離した別個の
下層を用いることが有用である。
本発明の二重層実施形態の場合には、各樹脂成分から
成る分離した別個の層の保持を容易にするように相対的
な比重と粘度値を調節するために、各樹脂成分と共に種
々の添加剤を用いることが望ましいか又は必要である。
たとえば、ある場合には、第二の樹脂成分を含有するが
第一の樹脂成分を含まない下層の比重及び/又は粘度
は、たとえば炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、クレ
ー、タルクのような充填剤材料又は望ましい特性を提供
するその他の適当な材料の下方の樹脂層配合物への添加
によつて、増大させることが望ましい。
第一及び第二の樹脂成分を用いて連続する分離した別
個の樹脂層を形成させる本発明の二重層実施形態は、注
封物を迅速に不動化するという点で、第一及び第二の樹
脂成分の均一ブレンドと同様な利点を提供する。
かくして、第一及び第二の樹脂成分の均一混合物とし
ての注封物の提供及びかかる第一及び第二の樹脂成分か
ら成る分離した別個の層から成る注封物の提供は共に、
空隙の形成と注封物の移行についての従来の問題を、高
度に効率的且つ有効な具合に克服する。
上記のような二つの連続する分離した別個の樹脂層の
形成の代りに、場合によつては、2層よりも多い分離し
た別個の樹脂層を有する注封物を形成させることが望ま
しいことがあり、このような多層注封物及びそれに伴な
う組成物は、すべて本発明の範囲内にあるということは
明らかである。
図面の簡単な説明 第1図は、本発明に従つて有用に注封することができ
る、多回転調節軸を備えた可変抵抗形電位差計の、一部
を切り取つた断面として示した、遠近図である。
第2図は、構造の細部を示すために部分的に切り取つ
た、本発明の実施に対して適する、単一回転調節要素を
もつ別の可変抵抗形電位差計の遠近図である。
第3a図はソレノイド要素を本発明に従つて注封するこ
とができる、ソレノイド式電子燃料センサを部分的に断
面とした立体図であり;第3b図は同じ装置の相応する、
断面的ではない末端図である。
第4a、b、及びc図は、プリント配線基板成分として
使用するために適する電気スイツチの図であり、第4a図
は装置の上面図を示し、第4b図は相当する側面図を示
し、且つ第4c図は、注封組成物の硬化物を示している、
第4b図中に示すような装置の一部分の詳細拡大図であ
る。
第5図は、本発明の一実施態様による2層注封物を示
している、第3a図面中に示すような種類のソレノイド式
電子燃料センサを部分的に断面とした立体図である。
次いで本発明の有利に利用することができる種々の代
表的な装置の種類を示している図面を参照すると、第1
図は多回転調節軸をもつ可変抵抗形電位差計を示してい
る。
図示の装置10は三つの端子12、14及び16をもつ電気機
械的装置であるトリミング電位差計である。二つの端子
12及び16は抵抗要素18の末端に接続し、且つ端子14は該
要素上で滑動する可動伝導接点20に接続して入力電圧を
機械的な入力の関数として分割することを可能とする、
機械的入力は、所定の所望の程度までの軸の回転のため
に調節みぞ26を伴なう拡大した末端面24を有する、スク
リュー状の形状の調節軸22の位置によつて決定される。
このような調節は、調節の程度に依存して、広い範囲、
たとえば10〜2,000,000オーム、にわたつて、装置の電
気抵抗特性を変化させる。
抵抗要素18と可動接点20から成る装置の機構はハウジ
ング30の内部に位置しているが、ハウジング30の底面32
は図示のように開いており且つ付随する抵抗要素18と共
に装置中のくぼみ34を規定しており、その中に本発明の
注封組成物を分与する。かかる分与操作のためには、装
置を第1図に示した位置に対して倒立させる具合に適切
に位置させるということは自明であろう。
第2図は、内部に抵抗機構を配置したハウジングから
成る可変抵抗形電位差計装置40を示している。この機構
は抵抗要素を包含し、それに端子46及び48が結合してい
る。可動の伝導接点50が第三の端子52に結合し且つ調節
みぞ50を保有しているみぞ付きの円筒状ヘツドによつて
所望に応じて位置付けすることができる。
第1図の装置の場合と同様に、第2図に示した装置は
その底面にハウジングと可動接点の底面によつて規定さ
れたくぼみを有しており、その中に本発明の注封組成物
を分与し且つ引続いて硬化させることによつて、機構の
ための密封障壁としての硬化した組成物を提供すること
ができる。
第3a及び3b図は、それぞれ、内部にソレノイド要素66
が配置してあるハウジング64から成る電子燃料流センサ
組立物62の部分的に断面とした側面図とそれに相当する
非断面末端図を示している。第3a図は第3b図の線3a−3a
における断面図である。
ソレノイド要素66を適当な電子カツプリング手段によ
りめすコネクター要素71結合させると、それはセンサ組
立物を燃料流監視のための自動電子系中に取り付けるこ
とを可能とする。センサ組立物は装置中に燃料流を供給
する人口68と出口70を包含する。
このセンサ組立物のハウジング中には、ソレノイド要
素66とそれに付随する電子カツプリング手段を囲む内部
空間72があり、その中に本発明の注封組成物を導入し、
次いで前記のようにして硬化させることができる。
第4a図はプリント配線基板82に伴なうプリント配線基
板スイツチ80を示す。このスイツチ組立物は、プリント
配線基板の動作のための所定の位置へと人手による回転
によつて設定する、ハウジング86上に取付けた手動スイ
ツチング部材84を備えている。
このスイツチの相当する側面図である第4b図において
もつともよく示しているように(明瞭のためのプリント
配線基板は省略した)、スイツチ部材84は軸88によつて
ハウジング86(図中に示してない)中の内部に配置した
機構に結合している。一方、内部機構は端子90に結合
し、それはプリント配線基板の回路にはんだ付け又はそ
の他の手段で接続している 第4c図は第4b図に示した装置の一部分の拡大した切り
取り図である。図示のように、端子90を内部機構94に結
合させ、それはハウジング86と共にくぼみに限り、その
くぼみの中に硬化組織物92に導入して本発明に従つて注
封する。注封物の厚さtは22ミルの程度であることが適
当である。
第5図は第3a図に対して先に記した種類の電子的燃料
流センサ組立物の部分的に断面とした側面図(第3a図中
で用いたものと同一の参照番号を第5図においても使用
している)であり、ここで内部空間72中の注封物は下方
の樹脂層100と上方の樹脂層102から成つている。
下方の樹脂層100は、注封物の望ましい最終上表面の1
00ミル以下内の深さまで満たすようにハウジング中64中
に最初に分与した室温硬化エポキシ樹脂から成る組成物
によつて適切に形成せしめることができる。下層の材料
は、たとえば、最初に分与したときに80,000センチポア
ズの粘度と1.4の比重を有し、約2時間の程度の室温条
件における硬化時間を有している。下層100を形成させ
るためにエポキシ樹脂含有組成物の分与ののちに、下層
において用いたものと同種の室温硬化エポキシ樹脂と組
合わせた、紫外硬化性のアクリル樹脂から成る組成物を
ハウジング中に先に分与した下方の樹脂層上に分与する
ことにより上方の層102を形成させる。このような上方
の層は約4,000センチポアズの粘度と約1.0の比重を有す
ることができる。上部樹脂層の厚さは100ミルである。
上方の層102を形成させるためのアクリル/エポキシ
樹脂配合物の分与に続いて、注封物をアクリル樹脂の硬
化に対して有効な適当な紫外線によつて照射する。この
ような硬化放射線暴露の結果として、室温硬化性のエポ
キシ樹脂から成る未硬化の下方の樹脂層上に、硬化した
上層が生じる。この時点において、エポキシ樹脂は通常
の条件下に徐々に硬化するので、流れセンサ組立物は完
全に取扱い可能であつて、何らの悪影響なしに、包装、
輸送、取付けなどが可能である。
以上、本発明を広く説明してきたが、本発明は、 1.ハウジング内に電気的、機械的又は電気機械的な構造
物を含有し、該構造物は該ハウジング外の他の要素と結
合するか又は連結して配置され、且つ該構造物は該ハウ
ジング中に自己レベリング性液体組成物の硬化塊状物で
注封されている装置であって、該自己レベリング性液体
組成物は、最初に硬化される第一の樹脂成分としての化
学線硬化性樹脂と常温条件下で硬化される第二の樹脂成
分としての常温硬化性樹脂とを含むことを特徴とする装
置、並びに、 2.ハウジング中に、注封組成物の硬化塊状物で構造物を
注封する方法であって、該ハウジング中に、該構造物を
配置する工程、該ハウジング中に、化学線硬化性の第一
の樹脂成分と常温硬化性の第二の樹脂成分とを含む注封
組成物を導入して、該構造物を該注封組成物中に注封す
る工程、該注封組成物を科学線に暴露して、該第一の樹
脂成分を硬化する工程、及び該第二の樹脂成分を常温条
件下で硬化する工程を含んでなる方法、に限定される。
本発明の特質と利点は更に以下の非制限的な実施例に
よつて例証するが、これらの実施例中で部数と百部率
は、他のことわりがない限りは、すべて重量による。
実施例1 この実施例において、下記弟1表中に示した配合物
を、第1図に示すような可変抵抗形電位差計のための注
封組成物として使用した。
この電位差計はバーンズ社(カリホルニア州、リバー
サイド)から市販している3006型インダストリヤルサー
メツトトリンポツト電位差計であつて、バロツクスポリ
ブチレンテレフタレートのハウジングを有していた。
第1表 成 分 濃度、% A部 ジグリシジルエーテルビスフエノールA 78.13 (ダウDER331)エトキシル化トリメチロールトリアクリ
ル酸 エステル(ウエアケミカルケムリンク176) 18.75 ジエトキシアセトフエノン 3.12B部 ポリオキシプロピレンアミン 96.15 (テキサコジエフアミンD230) 2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチ ル)フエノール 3.85 4,2gのA部を1gのB部と混合して注封組成物を形成さ
せた。次いでこの組成物を第1図に示した位置に対して
倒立させた関係に位置させた電位差計ハウジングのキヤ
ビテイー中に分与した。
分与した組成物を直ちに360nmの波長に有する紫外線
に100,000マイクロワツト/cm2の光束(強度)で5秒間
暴露したのち、注封した装置を250゜Fで15分間加熱する
ことによつて、硬化させた。
完全に硬化した注封組成物をもつ電位差計を、−60℃
から125℃までの熱サイクルにより10サイクルにわたつ
て評価した。注封組成物硬化物の剥離又は分離は認めら
れず、組成物がすぐれた熱安定性を有していることを示
した。
次いで回転ダイヤモンドのこぎりを用いて、装置から
注封層を除去した。目視による検査は、組成物の硬化の
間に注封組成物のサーメツト抵抗器(第1図中の要素18
に相当)上への移行が生じなかつたことを明らかにし
た。その非移行性は、かかる電位差計の注封のための単
一成分熱硬化性エポキシ組成物を用いて経験した結果と
はきわめて対照的である。
本発明の注封組成物の非移行性は、注封組成物の硬化
の間にその移動が抵抗器機構を汚損するか又は調節軸を
挿入すべきハウジング中の穴を閉塞することを気をかけ
ることなしに、装置の注封後に、電位差計装置のハウジ
ング中への挿入および可動接点への結合によつて、調節
軸を組入れることを可能とする。
実施例2 この実施例は注封組成物として下記第2表中に示した
配合物を用いた。
第2表 成 分 濃度、% A部 脂環式ビスエポキシドA 29.21 (シアナキユア6110) 脂環式ビスエポキシドB 48.69 (シアナキユア6351) ジペンタエリスリトールモノヒドロキシ ペンタアクリル酸エステル 18.50 ジエトキシアセトフエノン 2.92 有機空気放出剤(BYKA501) 0.49 PENCOブラツク(ペンカラー) 0.19 第2表(続) 成 分 濃度、% B部 液状酸無水物混合物ACDP−1 80.00 (アンヒドライドエンドケミカル社) ジペンタエリスリトールモノヒドロキシ ペンタアクリル酸エステル 20.00 等重量のA部とB部をスタテイツク混合装置中で混合
して、ナイロンから成る、第3a及び3b図中に示した種類
の燃料流センサ組成物の注封に使用した。装置はセンサ
の上部まで注封組成物を充填され360nmの波長を有する
紫外線により1平行センチメートル当り100,000マイク
ロワツトの強度で5秒間照射した。
次いでハウジングを完全に充填し且つ再び同一の紫外
線条件下に照射して注封物を不動化すると共に後続する
硬化中の気体流通空隙形成に対してそれを不透過性なら
しめた。
24時間の室温後硬化後に、装置は自動車エンジン構成
において用いるために適していた。組立てた装置は、使
用時の動作条件をシミユレートした電圧下の熱サイクル
に基づく、極端な熱衝撃の条件に耐えることが見出され
た。この装置は良好な耐振動性及びガソリンに対する耐
溶剤性をも示した。
硬化した注封物の表面に気泡は認められなかつた。装
置の断面は注封物の内部に何らの空隙も存在しないこと
を示した。これらの特性は、注封組成物として単一成分
熱硬化エポキシ配合物の使用において認められたものと
は、きわめて対照的であつた。
この実施例の注封組成物は、そのイオン純度、便宜的
な混合比、及びその混合比非敏感性(すなわち、正確に
1:1の混合比からの偏倚に耐える能力)の見地から、特
に魅力的である。
実施例3 第3表中で示した配合物のA部とB部を等重量でスタ
テイツク混合装置中で混合して第4a、b及びc図と関連
して説明した種類のプリント配線基板スイツチの注封に
使用した。
第3表 成 分 濃度、% A部 ジグリシジルエーテルビスフエノールA 75.3 (ダウクオートレツクス1010) ジペンタエリトリトールモノヒドロキシ ペンタアクリル酸エステル 21.0 1−ベンゾイルシクロヘキサノール 3.0 有機空気放出剤(BYKA501) 0.5 ペンコブルー顔料(ペンカラー) 0.2 B部 ポリオキシプロピレンアミン 22.73 (テキサコジエフアミンD230) 酸化アルミニウム 68.19 C17脂環族アクリル酸エステル 9.09 (ケイヤードR644) この注封組成物をスイツチのハウジング中に分与した
のち、直ちに360nmの波長を有する紫外線に1平行セン
チメートル当り100,000マイクロワツトの強度で5秒間
暴露することによつて硬化させた。かくして組成物は、
装置を包装して最終使用者へと輸送するために十分な程
度に不動化した。
室温硬化後に、75のシヨアD硬度の重合体が生じた。
回転ダイヤモンドのこぎりを用いて装置から注封層を
除去した。目視による検査はハウジング中の回転スイツ
チ機構上への組成物の移行が生じなかつたことを示し
た。
この実施例の注封組成物は、その便宜な混合比と最終
的に硬化した注封物の高い熱伝導性のために、特に有利
である。
実施例4 第4表に配合物を、スタテイツク混合装置中で等重量
のA部とB部を混合して第2図に示した種類のバロツク
スポリブチレンテレフタレートから成るハウジングを有
する電位差計を注封するために、使用した。
第4表 成 分 濃度、% A部 ジグリシジルエーテルビスフエノールA 75.86 (ダウクコートレツクス1010) ジペンタエリトリトールモノヒドロキシ ペンタアクリル酸エステル(サートマーSR399) 21.14 1−ベンゾイルシクロヘキサノール 3.00B部 液状酸無水物(アーケムECA250) 77.68 ジペンタエリトリトールモノヒドロキシ ペンタアクリル酸エステル 19.42 2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル )フエノール 3.00 注封物の硬化を、360nmの波長と1平方センチメート
ル当り100,000マイクロワツトの強度の紫外線の5秒間
の照射とその後の250゜Fにおける15分間の加熱によつて
行なつた。
完全に硬化した注封層を回転ダイヤモンドのこぎりを
用いて装置から除去し、内部の抵抗要素上への組成物の
移行が生じなかつたことを認めた。
この実施例中で用いた電位差計はバーンズ社(リバー
サイド、カリホルニア)から市販している3386型サーメ
ツトエレメントバーンズ電位差計であつた。実施例1に
おいて用いた電位差計と異なつて、この実施例の電位差
計は密封装置であつた。このような密封した装置におい
て、通常の熱硬化エポキシ配合物を用いる注封組成物の
熱硬化は、装置の下方の室中の加圧のために注封物中に
“ブローホール”の生成をもたらす。この実施例におい
ては、ブローホール又は多孔性は全く認められなかつ
た。
この実施例の注封組成物は、そのきわめて長い貯蔵寿
命(実施例1=4時間;実施例4=72時間)が、この注
封組成物の応用における装置の問題を最低限度とするこ
とから、実施例1の注封組成物よりも著しい利点を有し
ている。
実施例5 等重量の下記第5表中に示すA部とB部を混合して、
バロツクスポリブチレンテレフタレートから成るハウジ
ングを有する3262型サーメツトエレメントバーンズ電位
差計(バーンズ社、リバーサイド、カリホルニア)の注
封に用いた。
第5表 成 分 濃度、% A部 ジグリシジルエーテルビスフエノールA 75.3 (ダウDER331) ジペンタエリトリトールモノヒドロキシ ペンタアクリル酸エステル 21.2 1−ベンゾイルシクロヘキサノール 3.0 BYK501 5.0 B部 ポリプロピレンアミン 22.8 (テキサコジエフアミンD230) ポリプロピレンアミン 20.0 (テキサコジエフアミン2000) 酸化アルミニウム 49.12 C14脂肪族ジアクリル酸エステル 8.00 分与した注封組成物の硬化は、最初に1平方センチメ
ートル当り100,000マイクロワツトの強度における360nm
の波長を有する紫外線への組成物の5秒間の化学線暴露
とその後の250゜Fで15分の加熱によつて行なつた。
その後の装置の断面は、組成物の硬化の間における電
気機械的要素の汚染及び機構の抵抗要素上への注封組成
物の移行を示しなかつた。
その実施例の注封組成物は、その低モジユラスと硬化
特性によつて、先行実施例の組成物と比較したときに、
特に有利である。このような特性は、注封すべき装置が
こわれやすい機構要素を含有する場合に、きわめて望ま
しいものである。
実施例6 実施例1に記した種類と同種の電位差計を第6表に示
す組成物で注封した。
第6表 成 分 濃度、% A部 ジグリシジルエーテルビスフエノールA 67.06 (ダウオートレツクス1010) エトキシル化トリメチロールトリアクリル 酸エステル(ウエアケムリンク176) 18.78 ジエトキシアセトフエノン 2.68 三ふつ化ほう素アミン塩(CIBA X213) 5.36 エポキシ化CTB(スペンサーケロツグXP5515) 5.36 フリーラジカル安定剤(ロツクタイトPM12) 0.27 フリーラジカル安定剤(ロツクタイトPM31) 0.35 ブルー顔料(ヘキストフレツクスブルーR−51) 0.13 この注封組成物に対する硬化スケジユールは、1平行
センチメートル当たり100,000マイクロワツトの強度の3
60nmの波長を有する紫外線への10秒間の暴露及びその後
の300゜Fにおける10分間の加熱から成る。
この単一部分組成物で注封した装置を、注封物の硬化
後に目視により検査した。通常の単一部分熱硬化エポキ
シ組成物と異なつて、ブローホール又は移行の問題は認
められなかつた 実施例7 第7表に示す組成物は、移行なしに迅速な硬化を必要
とする場合に、本発明に従がう浅い装置の注封に対して
適している。
第7表 成 分 濃度、% ジグリシジルエーテルビスフエノールA 31.26 (ダウオートレツクス1010) 潜在性アミン硬化剤(チバガイギーHY940) 52.00 エトキシル化トリメチロールトリアクリル酸 エステル(ウエアケムリンク176) 14.54 ジエトキシアセトフエノン 2.00 フリーラジカル安定剤(ロツクタイトPM12) 0.10 フリーラジカル安定剤(ロツクタイトPM31) 0.10 この注封組成物に対する硬化スケジユールは、1平行
センチメートル当たり100,000マイクロワツトの強度の3
60nmの波長を有する紫外線への10秒間の暴露及びその後
の300゜Fにおける2分間の加熱から成つている。このよ
うな条件下に、組成物の紫外硬化と不動化は10ミルの深
さまで生じる。この組成物は、その迅速な熱硬化応答性
のために特に有利である。
実施例8 第8表に示した注封組成物は、360nmの波長と1平方
センチメートル当り100,000マイクロワツトの放射強度
の紫外線による30秒の照射と、その後の300゜Fにおける
1時間の加熱によつて、適切に硬化させることができ
る。
第8表 成 分 濃度、% 脂環式ビスエポキシドA 29.08 (ユニオンカーバイド6351) 脂環式ビスエポキシドB 18.88 (ユニオンカーバイド6110) 第8表(続) 成 分 濃度、% 陽イオン光開始剤(ユニオンカーバイド6974) 1.02 ジグリシジルエーテルビスフエノールA(ダウクオート
レツクス1010) 28.57 ヒミツク酸無水物 22.45 硬い耐熱性重合体(76のシヨアD硬さ、350゜Fまでの
連続的暴露に安定)を得た。この組成物は第一と第二の
各樹脂成分としてエポキシ成分のみを含有し且つ高い熱
変形温度を有する硬化組成物を与える。紫外線不動化
は、先行実施例におけるフリーラジカル重合ではなく
て、カチオン重合による。
実施例9 第9表中に示した等重量のA及びBの配合物を混合し
て、360nmの波長と1平方センチメートル当り100,000マ
イクロワツトの強度を有する紫外線による照射及びその
後の室温における24時間の後硬化によつて硬化させた。
第9表 成 分 濃度、% A部 芳香族イソシアナートプレポリマ 100 (カツシエム社、ボライトP689)B部 ポリオール(カツシエム社、ポリP640) 80 ジペンタエリトリトールモノヒドロキシペン タアクリル酸エステル(サートマーSR399) 18 ジエトキシアセトフエノン 2 このような組成物の硬化は、化学線暴露において、少
なくとも100ミルの注封物中の特性の深さまで紫外線不
動化を生じさせる。
完全に硬化したときのこの実施例の組成物は、柔軟な
シーラント組成物を与える。この種のウレタンに基づく
組成物は、低シヨアD硬度又はシヨアA硬度の注封材料
が望ましい場合に、特に有用である。
実施例10 別のウレタンに基づく注封組成物を第10表に示す配合
物を用いて製造した。
第10表 成 分 濃度、% A部 ジイソシアナートプレポリマ 90 (スペンサーケロツグXP5270) ジペンタエリトリトールモノヒドロキシペン タアクリル酸エステル(サートマーSR399) 10B部 混合ポリエステルポリオール 90 (スペンサーケロツグXP5430) ジペンタエリトリトールモノヒドロキシペン タアクリル酸エステル(サートマーSR399) 8 ジエトキシアセトフエノン 2 等重量のA部とB部を混合して、360nmの波長と1平
方センチメートル当り100,000マイクロワツトの強度を
有する紫外線暴露及びその後の24時間の室温後硬化によ
り硬化させた。この組成物は少なくとも100ミルの深さ
まで紫外線不動化を示した。
実施例11 注封組成物の第一と第二の樹脂成分を均一に混合して
注封作業において用いる自己レベリング性液体を形成さ
せる先行実施例1〜10と異なつて、本実施例は相互に連
続する二つの分離した別個の樹脂層を形成させる本発明
の代表的な実施形態を目的とする。
下層の樹脂配合物は下記第11表中に示す組成を有する
ように仕上げた。
第11表 成 分 濃度、% A部 ジグリシジルエーテルビスフエノールA 39.75 気相法シリカ 1.15 酸化鉄 15 硫酸バリウム 20 炭酸カルシウム 21.92 エピーレズSU3多官能性エポキシ樹脂 2.13 (インテレス゛コ-ホ゜レ-シヨン、ルイスヒ゛ル、ケンタツキ-)B部 硫酸バリウム 17.39 けい酸アルミニウム 7.25 炭酸カルシウム 43.48 ダウエポキシ硬化剤DEH20 3.62 (ダウケミカル社、ミツドランド、ミシガン) エメレズ1612ポリアミドエポキシ 25.63 (エメリーコーポレーシヨン、シンシナチ、オハイオ
州) 二酸化チタン 2.9 第11表の配合物のA部とB部を相互に十分に混合して
1.7の比重を有する液体樹脂組成物を形成させた。この
樹脂は2時間のポツトライフと完全な特性を達成するま
でに23℃で24時間の硬化時間を有していた。
このエポキシ樹脂配合物は、18平方センチメートルの
内部容積を有する、ナイロンから成る第5図に示した種
類の燃料流センサ組成物のハウジング中に分与した。18
gの配合物を分与してハウジングの内部容積中に注封物
の才一の層を与えたが、その上表面は注封物の最終的に
望ましい上表面から約120ミルであつた。
紫外線硬化性の樹脂と(非紫外硬化性の)室温硬化エ
ポキシ樹脂から成る樹脂組成物を、実施例3の第3表中
に記した配合によつて調製した。1.2と比重を有するこ
の組成物を、全注封物に100ミルの付加的な深さを与え
るために、先に分与した第一の樹脂層の上にハウジング
中に分与した。
このようにして生成させた2層注封物を、次いで1平
方センチメートル当り100,000マイクロワツトの強度で3
60nmの波長を有する紫外線に5秒間暴露した。このよう
な照射後に組成物は、包装され最終使用者に輸送される
ために十分な程度まで不動化した。
この2層注封物は室温条件における24時間の室温硬化
後に、燃料流センサ装置を熱衝撃試験によつて評価し
た。
この試験において、それぞれ1時間の最低温度で1時
間保つたのち、急激に最高温度に暴露して1時間保ち次
にその逆を行なうという、−50℃と120℃の間の10回の
熱衝撃サイクルを、センサ装置に施した。
この熱衝撃サイクル後に、センサ装置を切断して、各
樹脂層間の界面の性質及び注封物のセンサ装置の壁への
接着を評価した。各層間に層間剥離は存在せず且つ注封
物を接着させた装置の壁との接合部において注封物の剥
離も存在しなかつた。その上、硬化した注封物中には移
行又はガス流通空隙形成の黴候は認められなかつた。
この実施例においては、紫外線硬化性と非紫外線硬化
性樹脂成分の両者から成る注封物中の上層を用いたこと
に注目すべきである。場合によつては、上方の樹脂層中
で紫外線硬化性の樹脂成分のみを用いることが望ましい
こともあり、かくして、このような上方の層中で、紫外
線及び非紫外線硬化性樹脂成分の両者を使用すること、
あるいまた一種以上の紫外線硬化性樹脂のみを使用する
ことは、何れも本発明の広い範囲内にある。
本発明を遂行するための最良の方式 本発明を実施するための最良の方式は、第二の樹脂成
分としてのエポキシ樹脂と組合わせて、第一の樹脂成分
として化学線によつて硬化する(メタ)アクリル酸エス
テルを使用することから成つている。注封する必要のあ
る深さが化学線透過距離よりも短かい場合には、これら
の樹脂を他の樹脂と均一に混合して、注封樹脂組成物を
適切に形成させることができる。実施例1〜7はアクリ
ル酸エステルとエポキシ樹脂のかかる均一混合物の最良
の実施方式を示している。
化学線透過の深さが注封すべき装置の内部容積の深さ
よりも小さい場合には、本発明の実施の最良の方式は、
第一の樹脂成分を含有せず第二の樹脂成分のみを含有す
る下方の層と、その上に置かれた第一の樹脂成分(化学
線硬化性成分)及び第一の樹脂成分の硬化に対して有効
な化学線照射条件の下で硬化しない第二の樹脂成分を含
有する上方の層から成る、連続的な別個の分離した樹脂
層による注封組成物硬化物の形成を包含する。実施例11
は、好適な第一の樹脂成分としての紫外硬化性アクリル
樹脂及び第二の樹脂成分としての常温硬化エポキシ樹脂
に対して本発明を実施するためのこの方式を例証する。
本発明の実施のためのこの二層方式においては、上方
の層は注封物の下方の樹脂層中で用いたものと同一の第
二の樹脂成分を含有することが望ましく、それによつて
上方の層と下方の層の間の界面を横切る第二の樹脂成分
の共硬化が存在するために、かかる界面における良好な
接着と連続性が提供され、かくして各層間の異なる熱膨
張と収縮による剥離と形態学的欠陥が最低となる。この
点に関して、上方と下方の各層に対する熱膨張及び収縮
係数は、最適の構造的一体性と性能特性を提供するため
に、厳密に一致していることが有利である。
二層形態において本発明を実施するための最良の方法
は、第一の樹脂成分としての(メタ)アクリル酸エステ
ルの使用及び第二の樹脂成分としての、エポキシ樹脂、
好ましくは室温硬化エポキシ樹脂の使用を包含する。
工業的応用性 本発明は、内部要素との環境的接触を信頼性をもつて
効率的に密封する、たとえば、可変抵抗形電位差計、コ
ンデンサー、プリント配線基板スイツチ、ソレノイド、
抵抗器、液体流センサ及びその他のような、電気的/機
械的装置の製造に対する広い応用性を有している。本発
明に従つて注封したこれらの装置は、従来の単一樹脂成
分注封組成分の使用において生じやすい、硬化によつて
生じるハウジング中の注封物の移行運動及び汚染のおそ
れがない。

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハウジング内に電気的、機械的又は電気機
    械的な構造物を含有し、該構造物は該ハウジング外の他
    の要素と結合するか又は連結して配置され、且つ該構造
    物は該ハウジング中に自己レベリング性液体組成物の硬
    化塊状物で注封されている装置であって、該自己レベリ
    ング性液体組成物は、最初に硬化される第一の樹脂成分
    としての化学線硬化性樹脂と常温条件下で硬化される第
    二の樹脂成分としての常温硬化性樹脂とを含むことを特
    徴とする装置。
  2. 【請求項2】化学線硬化された第一の樹脂成分が(a)
    (メタ)アクリル樹脂、(b)ビニルモノマー、(c)
    ビニルモノマー中に可溶化した不飽和ポリエステル、又
    は(d)エポキシ樹脂から選択される請求の範囲第1項
    記載の装置。
  3. 【請求項3】化学線硬化された第一の樹脂成分が(メ
    タ)アクリル酸エステルである請求の範囲第1項記載の
    装置。
  4. 【請求項4】硬化塊状物が全体にわたって実質的に均一
    な組成物からなる請求の範囲第1項記載の装置。
  5. 【請求項5】硬化塊状物が、第二の樹脂成分を含有する
    下側部分と、該下側部分上の第一の樹脂成分を含有する
    上側部分とを含有する請求の範囲第1項記載の装置。
  6. 【請求項6】第二の樹脂成分がエポキシ、シリコーン又
    はウレタン樹脂から選択される請求の範囲第1項記載の
    装置。
  7. 【請求項7】第二の樹脂成分がエポキシ樹脂であり、且
    つ組成物中に、アミン、潜在性アミン、酸無水物、解離
    性アミン塩、カチオン触媒、ジシアンジアミド又はその
    混合物から選択されるエポキシ樹脂用の硬化剤が存在し
    ている請求の範囲第1項記載の装置。
  8. 【請求項8】構造物がプリント配線基板である請求の範
    囲第1項記載の装置。
  9. 【請求項9】構造物が電子液体流センサである請求の範
    囲第1項記載の装置。
  10. 【請求項10】構造物が電位差計である請求の範囲第1
    項記載の装置。
  11. 【請求項11】硬化塊状物の厚さが40ミルよりも大であ
    る請求の範囲第1項記載の装置。
  12. 【請求項12】硬化塊状物の厚さが60ミルよりも大であ
    る請求の範囲第1項記載の装置。
  13. 【請求項13】第一の樹脂成分が(メタ)アクリル樹脂
    であり、且つ第二の樹脂成分が室温硬化性エポキシ樹脂
    である請求の範囲第1項記載の装置。
  14. 【請求項14】組成物中の第一の樹脂成分の濃度が、組
    成物中の第一と第二の樹脂成分の合計重量に基づいて、
    約1乃至約50重量%である請求の範囲第1項記載の装
    置。
  15. 【請求項15】組成物中の第一の樹脂成分の濃度が、組
    成物中の第一と第二の樹脂成分の合計重量に基づいて、
    約5乃至約20重量%である請求の範囲第1項記載の装
    置。
  16. 【請求項16】組成物中の第一の樹脂成分の濃度が、組
    成物中の第一と第二の樹脂成分の合計重量に基づいて、
    約5乃至約10重量%である請求の範囲第1項記載の装
    置。
  17. 【請求項17】ハウジング中に、注封組成物の硬化塊状
    物で構造物を注封する方法であって、 該ハウジング中に、該構造物を配置する工程、 該ハウジング中に、化学線硬化性の第一の樹脂成分と常
    温硬化性の第二の樹脂成分とを含む注封組成物を導入し
    て、該構造物を該注封組成物中に注封する工程、 該注封組成物を化学線に暴露して、該第一の樹脂成分を
    硬化する工程、及び 該第二の樹脂成分を常温条件下で硬化する工程 を含んでなる方法。
  18. 【請求項18】化学線硬化された第一の樹脂成分(a)
    (メタ)アクリル樹脂、(b)ビニルモノマー、(c)
    ビニルモノマー中に可溶可化した不飽和ポリエステル、
    又は(d)エポキシ樹脂から選択される請求の範囲第17
    項記載の方法。
  19. 【請求項19】第二の樹脂成分がエポキシ、シリコーン
    又はウレタン樹脂から選択される請求の範囲第17項記載
    の方法。
  20. 【請求項20】化学線硬化された第一の樹脂成分が(メ
    タ)アクリル樹脂であり、且つ第二の樹脂成分が室温硬
    化性のエポキシ樹脂である請求の範囲第1項記載の方
    法。
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