JP3243655B2 - ハイブリッドic - Google Patents

ハイブリッドic

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JP3243655B2
JP3243655B2 JP25991092A JP25991092A JP3243655B2 JP 3243655 B2 JP3243655 B2 JP 3243655B2 JP 25991092 A JP25991092 A JP 25991092A JP 25991092 A JP25991092 A JP 25991092A JP 3243655 B2 JP3243655 B2 JP 3243655B2
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健一朗 杉本
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    • H05K1/0216Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
    • H05K1/0218Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference by printed shielding conductors, ground planes or power plane
    • HELECTRICITY
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    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/095Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks for polymer thick films, i.e. having a permanent organic polymeric binder
    • 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
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings

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
及び密着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(F)の配合から成り、
そのレゾール型フェノール樹脂の3〜30重量部が水酸
基又はメチロール基をブトキシ基とした導電塗料のシー
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構成と
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】 (E)エポキシ樹脂0.1〜7重量部 (F)エポキシポリオール0.1〜5重量部 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。
【0009】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。
【0010】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。
【0011】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。
【0012】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。
【0013】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。このレゾール型フェノール樹脂の内、3〜30
重量部は、下記の化1、化2のごとく、水酸基又はメチ
ロール基をエーテル化によってブトキシ基にしたものと
する。
【0014】
【化1】
【0015】
【化2】
【0016】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。
【0017】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、γ/αが大きいと塗膜の導
電性が悪くなる。
【0018】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。
【0019】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。
【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】エポキシ樹脂は、密着性向上剤であり、
0.1重量部未満ではその効果を得られず、7重量部以
上では塗膜の導電性の劣化を招くとともに、塗料のポッ
トライフ(可使時間)が不安定となる。
【0023】エポキシポリオールは、塗料のポットライ
フの安定剤であり、0.1重量部未満ではその効果が得
られず、5重量部以上では塗膜の導電性の劣化を招くと
ともに、塗膜がやわらかくもろくなって使用に耐えな
い。
【0024】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。
【0025】
【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。
【0026】
【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、赤外線透過率比(l/n:1.
03、m/n:1.02、b/a:0.96、c/a:
1.31)のレゾール型フェノール樹脂をそれぞれ表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。
【0027】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。
【0028】
【表1】
【0029】一方、図1に示すように、銅箔回路パター
ンを形成したエポキシ樹脂基板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……、4
aを突出させる。
【0030】その基板1を、グランドリード端子4aの
基部4a′に銅箔の導電材7を添わせてエポキシ樹脂浴
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。
【0031】つづいて、導電材7の突出部分を保護層5
側(内側)に屈曲し、その状態の基板1を、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。このとき、導電材7上にもシールド
層6が形成され、導電材7を介しグランドリード端子4
aとシールド層6が電気的に接続される。
【0032】この実施例の導電塗料bが優れていること
はつぎの試験によって理解できる。
【0033】すなわち、図2に示すように、ガラスエポ
キシ基板11上に銅箔電極10、10を形成して、その
上をエポキシ樹脂5で被覆し、その上に、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印刷
して、幅:5mm、長さ:60mmのパターンを形成し、1
00°Cで10分間予備乾燥後、160°Cで30分加
熱して硬化させた。つぎに、電極10、10間の抵抗値
を4端子法により測定し、単位面積当たりの抵抗値を得
た。その結果を表1下欄に示す。
【0034】また、銅プレート上に80メッシュテトロ
ンスクリーンを使用して、表1の各導電塗料bを印刷
し、100°Cで10分間仮乾燥後、160°Cで30
分加熱し、得られた塗膜をJIS K5400の碁盤目
テープ法により試験し、完全に剥がれないで残った碁盤
目数を目視により調べ、全てのます目が剥がれた場合、
0/100、全てのます目が残った場合、100/10
0として、密着性の評価を行い、結果を表1下欄に示
す。
【0035】ポットライフは室温(25℃±5℃)内に
放置した。
【0036】この結果から明らかなように、実施例1〜
5においては、本発明に係る導電塗料bが特定の配合で
適切に組み合わされており、密着性の劣化を招くことな
く、高い導電性を得ている。この導電性が高く、密着性
の劣化のないことは、塗膜b(導電塗料)自身の導電性
が高いことと併せて、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。
【0037】これに対して、比較例1はレゾール型フェ
ノール樹脂が多すぎるため、比較例2はそのブトキシ基
を有するものが多過ぎるため、いずれも導電性が悪い。
比較例3はエポキシ樹脂(EP4005)が多いため、
導電性に問題があり、比較例4はエポキシ樹脂が少ない
ため、密着性が悪い。比較例5はエポキシオール(EP
6060)が多いため、密着性が悪く、比較例6はエポ
キシオールが少ないため、ポットライフに問題がある。
【0038】
【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及び密着性の優れ
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】シート抵抗試験片の斜視図
【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 10 電極 b 導電塗料(塗膜)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−196200(JP,A) 特開 平6−29688(JP,A) 特開 平4−11675(JP,A) 特開 平2−18463(JP,A) 特開 平5−29736(JP,A) 特開 平4−93368(JP,A) 実開 平1−100497(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 9/00 H01L 23/28

Claims (2)

    (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(F)の配合から成り、そのレゾール型
    フェノール樹脂の3〜30重量部が水酸基又はメチロー
    ル基をブトキシ基とした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 (E)エポキシ樹脂0.1〜7重量部 (F)エポキシポリオール0.1〜5重量部
  2. 【請求項2】 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。
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