JP5386248B2 - ２層防湿コート電子部品実装構造体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、防湿コートされた電子部品実装構造体に関する。特に、本発明の電子部品実装構造体は、完成した状態では電子部品を保護する防湿コート層によって表面が被覆されている一方で、その防湿コート層はリペア時には容易に剥がすことができる電子部品実装構造体に関する。

近年、自動車、航空機などの電装部品として用いられる実装回路基板には、電子機器の高性能化、高機能化、および高集積度化などへの要求に伴って、高価な電子部品が使用される傾向がある。更に、電装部品には、高温多湿、浸水および粉塵あるいは振動などの厳しい外的環境に対する耐性や、高い信頼性が要求されている。そのような要求の応えるため、半導体素子も含めた電子部品をコーティング材料で覆った防湿コート基板が使用されている（特許文献１、特許文献２）。

そのような実装回路基板に用いられている電子部品にも、高性能化、高機能化、および高集積度化が図られた結果として、非常に高価なものが多く用いられるようになっている。そして、基板に電子部品を実装した後に、基板の一部に不良が見つかった場合には、その基板から電子部品を取り外して、異常のない電子部品を再度実装に用いるというリペアが頻繁に行われるようになっている。

防湿コート層によって表面が被覆されている電子部品実装構造体をリペアする場合には、まず電子部品実装構造体から防湿コート層を引き剥がし、あるいは適切な溶剤を用いて防湿コート層を溶解させた後、部分的にはんだ溶融温度まで加熱して電子部品を取り外す操作を行う必要がある。防湿コート層として一般的に用いられている材料は、アクリル系樹脂およびシリコーン樹脂（特許文献３）等のポリマー材料である。これらのポリマー材料をリペアするには、シート状のポリマー材料を加熱下で引き剥がす方法や、ポリマー材料を溶解し得る有機溶剤を用いてポリマー材料を溶解させる方法、またはポリマー材料を膨潤させ得る有機溶剤に接触させて、ポリマー材料をある程度膨潤させた状態にしてから引き剥がす方法などが行われている。

特開平０７−１７３４３５号公報 特開２００１−１６８５０１号公報 特開２０００−３２７９２１号公報

防湿コート層としてシリコーン系樹脂のポリマー材料が用いられた電子部品実装構造体をリペアしようとする場合には、アルコールやケトンなどの有機溶剤を用いて防湿コート層を膨潤させた上で、防湿コート層を基板から引き剥がす方法が主として採用されている。その場合に、シリコーン系樹脂のポリマー材料は、基板の面方向に拡がる層状またはシート状の形態を保てずに、その面方向について破断される傾向がある。その結果、防湿コート層のポリマー材料は、比較的細かい断片の形態で基板上に付着した状態となる。そのような状態の防湿コート層のポリマー材料を基板から分離させるためには、それぞれの断片を例えばピンセットのような治具を用いて手作業で引き剥がすことが必要となっていた。そのような手作業によって防湿コート層のポリマー材料を基板から完全に分離させるには、多くの手間、時間、労力を要するという問題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するものであって、防湿コート層として十分な機能を発揮できる一方で、リペア時には基板から比較的容易に引き剥がすことができるポリマー材料を防湿コート層として有する電子部品実装構造体を提供することを１つの目的とする。

本発明は、そのような電子部品実装構造体を製造する方法を提供することをもう１つの目的とする。

本発明は、基板と、該基板に実装された電子部品と、該電子部品を被覆する防湿コート層とを有してなる電子部品実装構造体であって、前記防湿コート層は下側層および上側層を有する少なくとも二層のポリマー材料の層からなること、ならびに前記下側層を形成するポリマー材料は前記上側層を形成するポリマー材料と対比して、炭化水素系有機溶剤から選ばれるリペア溶剤に対して、より高い膨潤性および／または溶解性を示すことを特徴とする電子部品実装構造体である。

本発明はまた、電子部品実装構造体を製造する方法であって、（ａ）基板に電子部品を実装する工程、（ｂ）前記工程（ａ）からの実装済み基板に、防湿コート層の下側層材料を適用する工程、（ｃ）前記工程（ｂ）からの実装済み基板に、防湿コート層の上側層材料を適用する工程、および（ｄ）前記下側層材料および前記上側層材料を硬化させる処理を行う工程を有してなることを特徴とする電子部品実装構造体を製造する方法である。

本発明により、十分な防湿性を有するとともにリペア時にはプリント基板および／または電子部品からから比較的容易に引き剥がすことができるポリマー材料を防湿コート層として有する電子部品実装構造体を提供するが可能となる。

本発明の実施形態１に係る電子部品実装構造体１００を示す断面図である。 本発明の実施形態２に係る電子部品実装構造体１００ａを示す断面図である。 本発明の実施形態３に係る電子部品実装構造体１００ｂを示す断面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。

（１）実施形態１
図１は本発明にかかる電子部品実装構造体１００を示す断面図である。
本発明の電子部品実装構造体１００は、基板３と、例えば、はんだ６により該基板３に実装された半導体素子４および例えばチップ抵抗等の電子部品（半導体素子４以外の電子部品）５と、半導体素子４および電子部品５を被覆する防湿コート層１０とを有してなる電子部品実装構造体であって、前記防湿コート層１０は下側層２および上側層１を有する少なくとも二層のポリマー材料の層からなること、ならびに前記下側層２を形成するポリマー材料は前記上側層１を形成するポリマー材料と対比して、炭化水素系有機溶剤から選ばれるリペア溶剤に対して、より高い膨潤性および／または溶解性を示すことを特徴とする。

本発明において、防湿コート層１０は、下側の防湿コート層（下側層２）と上側の防湿コート層（上側層１）との少なくとも二層のポリマー材料の層によって形成される。リペア溶剤および二層のポリマー材料は、相互の物性との関係で選択される。基本的に、上側層１を形成するポリマー材料は、リペア溶剤に対して溶解性を示さず、膨潤性は示すことがあっても、その程度が小さいことが好ましい。また、水分等に接触する場合には、特に変質しないことが必要とされる。下側層２を形成するポリマー材料は、リペア溶剤に対して、上側層１を形成するポリマー材料と対比してより高い膨潤性および／または溶解性を示すことが必要とされる。更に、下側層２のポリマー材料は、硬化して層を形成した状態において、基板３および／または電子部品（半導体素子４と電子部品５）に対してよりも、上側層１のポリマー材料に対して、より高い親和性ないし付着性を示すことが好ましい。

防湿コート層１０をこのような構成とすることによって、電子部品実装構造体１００を本来の用途で使用する場合に、防湿コート層１０は十分な防湿特性を発揮することができる。また、電子部品実装構造体１００をリペアしようとする場合に、防湿コート層１０をリペア溶剤に接触させると、リペア溶剤に対して下側層２のポリマー材料は上側層１のポリマー材料よりも高い膨潤性および／または溶解性を示すことから、上側層１のポリマー材料は基板３の面方向について層状またはシート状の形態を保持させる一方で、下側層２のポリマー材料は基板３の面方向について破断させて比較的細かい断片の形態とすることができる。

下側層２のポリマー材料は、基板３および／または電子部品（半導体素子４および電子部品５）に対してよりも、上側層１のポリマー材料に対して、より高い親和性にて、より良好に付着しているので、上述のように断片の形態となった下側層２のポリマー材料を上側層１のポリマー材料に付着させた状態で、基板３の面方向に拡がるシート状の形態を保持している上側層１のポリマー材料を基板３から引き剥がすことによって、防湿コート層１０全体を基板３から比較的容易に取り外すことができる。

本発明の電子部品実装構造体１００において、防湿コート層１０を形成するために用いることができるポリマー材料は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ゴム系樹脂、ポリエーテル樹脂、およびエポキシ樹脂等の群から選択することができ、特に限定されるものではない。

ポリマー材料として用いる樹脂の種類が下側層２と上側層１との間で異なる場合には、使用するリペア溶媒による下側層２の膨潤性が上側層１の膨潤性よりも相対的に高くなるように樹脂の物性を選択して、下側層２に上側層１を貼り合わせた構造とすることができる。ここで貼り合わせは、電子部品（半導体素子４および電子部品５）を実装した基板３に対して、下側層２の材料を塗布して硬化させ、下側層２の表面に上側層１の材料を塗布して硬化させる操作、下側層２の材料を塗布し、下側層２の材料の表面に上側層１の材料を塗布し、下側層２の材料を硬化させた後に上側層１の材料を硬化させる操作、または下側層２の材料を塗布し、下側層２の材料の表面に上側層１の材料を塗布し、下側層２の材料と上側層１の材料とを同時に硬化させる操作によって行うことができる。塗布方法は特に限定されるものではなく、一般的なスプレー法あるいは印刷法、部分的な塗布にはディスペンス法を用いることができる。

別法として、同じ種類の樹脂を用いて、下側層２および上側層１の二層から成る防湿コート層１０を形成することもできる。その場合には、下側層２のポリマー材料と上側層１のポリマー材料との間で分子量を異ならせること、ポリマー材料の硬化度を異ならせること、または硬化させたポリマー材料の架橋度を異ならせること等によって、リペア溶媒による膨潤性に差を設けることができる。すなわち、同じ種類の樹脂であれば通常、分子量が多い程、または硬化度が大きい程もしくは架橋度が大きい程リペア溶剤に対して、溶解度および／または膨潤度が低下する。

従って、１つの要旨において、本発明の電子部品実装構造体１００は、下側層２を形成するポリマー材料の分子量（Ｍ_ｗＢ）と上側層１を形成するポリマー材料の分子量（Ｍ_ｗＡ）との関係が、
Ｍ_ｗＢ ＜ Ｍ_ｗＡ
で表されることを特徴とすることができる。

分子量の異なる２種のポリマー材料としては、例えばアクリル樹脂を用いる場合に、下側層２用のポリマー材料として分子量１００〜１００００のものを選択し、上側層１用のポリマー材料として分子量１００００以上のものを用いることができる。この分子量の差が大きいほど溶剤に対する膨潤度の差が明確になる。そこで、上側層１用のポリマー材料の分子量が、下側層２用のポリマー材料の分子量の１０倍〜１００倍のオーダーで大きくなるような組み合わせを選択することが好ましい。例えば、下側層２用のポリマー材料として分子量１０００〜２０００のアクリル樹脂を採用し、上側層１用のポリマー材料として分子量１０００００以上のアクリル樹脂を採用すると好適である。

アクリル樹脂重合体末端にオキシラン環（エポキシ基）を存在させ、これを反応させることにより架橋反応を起こし、分子量を増大させることもできる。従って、このようなアクリル樹脂を上側層１用のポリマー材料として利用することもできる。

防湿コート層１０用のポリマー材料として熱硬化性樹脂を用いる場合には、未硬化の熱硬化性樹脂を基板３上に、２回に分けて塗布するのではなく、１回塗布することによって二層の防湿コート層１０を形成することができる。そのための方法は、基板３上に塗布した未硬化の熱硬化性樹脂を全体的に加熱して、５０％程度の硬化度まで硬化させる操作と、その後、更に熱硬化性樹脂の表面部分に高温の気流（例えば、熱硬化性樹脂の硬化温度よりも１０〜５０℃程度高温の空気流）を吹き付けることによって、熱硬化性樹脂の表面部分（または表層部分）の硬化反応を促進する操作を行う方法である。

この方法によれば、全体の加熱により、塗布した熱硬化性樹脂の下側部分については５０％程度の硬化度に留めておき、後の操作によって高温の気流に接触させた熱硬化性樹脂の表層部分については硬化反応を（例えば、５５〜１００％の範囲へ）促進させることができる。従って、防湿コート層１０を厚み方向について大きく分類して、相対的に上側に位置する上側層１（または表層）が相対的に高い硬化度を有し、相対的に下側に位置する下側層２（または内側層）が相対的に低い硬化度を有するように、防湿コート層１０を構成することができる。従って、上側層１が下側層２よりも高い分子量を有するように構成することもできる。一般に、分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、ポリスチレン換算で求めることができる。

別法として、二層の防湿コート層１０を形成するポリマー材料として照射線硬化性樹脂を用いることができる。二層のポリマー材料は同じ種類の樹脂または異なる種類の樹脂であってよい。この場合に、硬化させた後において、下側層２の硬化度が上側層１の硬化度と比べてより低くなるように設定することが好ましい。従って、本発明の電子部品実装構造体１００は、１つの態様において、下側層２を形成するポリマー材料の硬化度が、上側層１を形成するポリマー材料の硬化度よりも低いことを特徴とすることができる。

従って、本発明の電子部品実装構造体１００は、下側層２および上側層１を形成するポリマー材料として照射線硬化性樹脂を用いること、該照射線硬化性樹脂は対応する照射線を遮断するフィラーを含むこと、および下側層２のフィラー密度Ｆ_Ｂが上側層１のフィラー密度Ｆ_Ａよりも大きいことを特徴とすることができる。

照射線硬化性樹脂を用いる発明に関して、照射線として例えば紫外線または電子線を用いることができる。

この発明に関して、下側層２のフィラー密度Ｆ_Ｂを、上側層１のフィラー密度Ｆ_Ａよりも大きくすることによって、下側層２および上側層１に同時に同じ線源から照射線を照射した場合であっても、下側層２に含まれているフィラー密度Ｆ_Ｂが相対的に大きいことによって、下側層２が全体として吸収し得る照射線のエネルギー量を、上側層１が全体として吸収し得る照射線のエネルギー量と比べてより低くすることができる。このように設定することによって、下側層２のポリマー材料の硬化度を、上側層１のポリマー材料の硬化度よりも低く設けることができる。尚、本願の発明に関して、フィラー密度はフィラーの体積密度を意味する。フィラー体積密度は、フィラーを含む樹脂の単位体積を基準とした場合のフィラー体積の割合で表され、従って式：（体積密度％＝フィラー体積／（フィラー体積＋樹脂体積）×１００）によって表される。

ポリマー材料の主成分として紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどの、分子内に少なくとも一つ以上の重合可能なエチレン性不飽和結合を有する炭化水素化合物のモノマーを用いることができる。塗布に用いる樹脂組成物は、１種又はそれ以上のモノマーと、光重合開始剤と、特定のアミノシラン化合物とを含んでなる。この系に更に、紫外線を遮断するフィラーを添加することによって、得られるポリマーの分子量または架橋密度を調節することができる。また、紫外線の照射強度を調整することもできる。

この発明に関して、本発明の電子部品実装構造体１００は、下側層２のフィラー密度Ｆ_Ｂと上側層１のフィラー密度Ｆ_Ａとが （Ｆ_Ｂ−Ｆ_Ａ） ＞ ５の関係を有することと、塗布に用いる樹脂組成物の重量を基準として、平均フィラー密度（(Ｆ_Ｂ＋Ｆ_Ａ）／２）が５０重量％未満であることを特徴とすることもできる。

フィラー密度が５０％を超えるとフィラーによる照射線（特に紫外線）の遮断による差が明確に見られなくなるため好ましくない。さらにフィラー密度の差（Ｆ_Ｂ−Ｆ_Ａ）を１０％以上とする場合には、下側層２において遮断される照射線（特に紫外線）の影響が大きくなることによって、下側層２の架橋度を上側層１の架橋度と比べてより低くすることができ、下側層２と上側層１との間のポリマー材料の架橋構造に明確な差を設けることができるため好ましい。

使用し得る照射線（特に紫外線）遮断フィラーとしては、一般に使用される無機系の絶縁性フィラー、例えば、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム（アルミナ）などが適している。そのフィラーの形状は、球状、フレーク状、粉砕型など特に限定されるものではないが、粉砕型を使用したほうが紫外線の乱反射による散乱もあり好ましい。

また防湿コート層１０の表面側（または表層側、すなわち上側層１）の部分よりも、基材３、半導体素子４および電子部品５により近い下層側（すなわち下側層２）の部分において、フィラーをより高い密度にて存在させるため、フィラーの平均粒径は１０μｍ以上であることが好ましい。これは、基板３上に塗布してまだ硬化していないポリマー材料の層の中で、比較的大きな粒子寸法を有するフィラーを重力によって沈降させることができるためである。その一方で、粒径が５０μｍを越えると、層内に含まれるフィラーの数が少なくなることによって、照射線を遮断する機能を十分に発揮できなくなり得る。従って、フィラーの平均粒径は好ましくは１０〜１００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍ、さらにより好ましくは１０〜３０μｍ程度である。

リペア溶剤としては、下側層２のポリマー材料を膨潤させまたは溶解させる一方で、上側層１のポリマー材料を実質的に膨潤させないことが重要であるため、下側層２および上側層１のポリマー材料と組み合わせて選択することになる。リペア溶剤は、例えば低沸点の有機溶剤を用いることが好ましい。例えば、下側層２のポリマー材料とリペア溶剤との組み合わせの例として、アクリル樹脂とケトン系溶剤、ウレタン樹脂と含窒素系溶剤、シリコーン樹脂あるいはゴム系樹脂とアクリロニトリルのようなアクリル酸系溶剤、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂とグリコールジエーテル系溶剤の組み合わせを挙げることができる。これらの場合に、上側層１のポリマー材料には、例えば下側層２がアクリル樹脂の場合、ウレタン樹脂あるいはシリコーン樹脂を用い、下側層２がエポキシ樹脂の場合、ウレタン樹脂を用いることができる。これらの溶剤は単独でもしくは２種以上を組み合わせて用いることができる。また、接合用途に用いる下側層２のポリマー材料の溶解性または膨潤性を損なわない範囲で、溶剤の一部を炭化水素系溶剤、エステル系溶剤、多価アルコール誘導体等で置換してもよい。

上記ケトン系溶剤としては、特に限定はなく、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ジエチルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチル−ｎ−プロピルケトン、ジ−ｎ−プロピルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等があげられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なかでも、蒸発速度を早めるという点で、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、シクロヘキサノン、アセトフェノンが好適に用いられる。

上記グリコールジエーテル系溶剤としては、特に限定はなく、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等があげられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。

上記含窒素系溶剤としては、特に限定はなく、例えば、Ｎ，Ｎ′−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ′−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ′−ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド等があげられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。

上記炭化水素系溶剤としては、特に限定はなく、例えば、トルエン、キシレン等が挙げられるが、自然環境上あまり好ましくはない。

上記エステル系溶剤としては、特に限定はなく、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等があげられる。上記多価アルコール誘導体としては、特に限定はなく、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。

（２）実施形態２
図２は、本発明の実施形態２に係る電子部品実装構造体１００ａを示す断面図である。電子部品実装構造体１００ａでは、下側層２の表面の一部が露出するように、上側層１にその厚み方向に貫通する孔（貫通孔）７が設けられている。リペア操作の際に、リペア溶剤が貫通孔７を通過することで下側層２のポリマー材料をより迅速にリペア溶剤に接触させることができる。
電子部品実装構造体１００ａのこれ以外の構成は上述の実施形態１に係る電子部品実装構造体１００と同じである。

貫通孔７の直径は任意に設定できる。また、貫通孔７の個数についても１箇所または２箇所以上の任意の個数を上側層１の基板３の面方向の任意の位置に設けることができる。

貫通孔７は好ましくは０．１〜３ｍｍの開口径（直径）を有する。直径が０．１ｍｍより小さいと製造時に上側層１のポリマー材料の液だれにより塞がれる等の不具合が発生し、安定した直径を得ることができない場合があり、一方、直径が３ｍｍより大きいと防湿コート層１０のうち、上側層１を有しない部分の面積が大きくなり絶縁抵抗が抵抗する場合があるからである。

また、貫通孔７は、例えば０．５〜３０ｍｍの一定の間隔で上側層１に配置されているのが好ましい。リペア時に下側層２全体をより均一に膨潤または溶解させることができるからである。

貫通孔７は、例えば塗布により下側層２の上に上側層１を形成する際に、下側層２の表面の一部をマスクで覆い上側層１の材料が塗布されないようにすることで形成することができる。

防湿コート層１０の上側層１に貫通孔７が予め設けられておらず、リペア溶剤に対して相対的に膨潤性および／または溶解性が低い上側層１が下側層２の全体を被覆している場合には、リペア操作をしようとする際に、上側層１はリペア溶剤が下側層２へ浸透もしくは到達することを著しく遅延させ得る場合がある。

そこで上側層１がリペア溶剤を透過させやすくなるように、刃物などの鋭利な治具を用いて上側層１に傷を付けることも考えられる。しかしながら、鋭利な治具を用いて手作業によって下側層２に届くように上側層１に傷を付けようとすると、下側層２の直ぐ下側に配置されている半導体素子４または電子部品５を傷つける可能性が考えられる。そこで、上側層１にその層を上下方向に貫通する貫通孔７を予め設けていれば、リペア操作をする際に、回収しようとしている半導体素子４または電子部品５を傷つけるおそれなく、リペア溶剤を下側層２に容易かつ迅速に到達させて、リペア操作を比較的迅速に実施することができる点で本実施形態は好都合である。

（３）実施形態３
図３は、本発明の実施形態３に係る電子部品実装構造体１００ｂを示す断面図である。
電子部品実装構造体１００ｂでは、上述の電子部品実装構造体１００ａに加えて、基板３が通過孔８を有している。通過孔８は基板３を一方の面（図３では下側の面）から他方の面（図３では上側の面、即ち半導体素子４および／または電子部品５が実装されている面）に貫通している。そして、リペアの際にリペア溶剤が通過孔８を通過して下側層２に達することで、下側層２のポリマー材料をより迅速にリペア溶剤に接触させることができる。電子部品構造体１００ｂのこれ以外の構成は上述した実施形態２に係る電子部品構造体１００ａと同じである。

基板３の通過孔８を設ける位置については限定されるものではないが、面積（実装時の基板３への投影面積）が、例えば５〜５０ｍｍ^２と大きい電子部品（半導体素子４または電子部品５）を基板３に実装する場合、当該半導体素子４または電子部品５の下部に通過孔８を設けるのが好ましい。これらの半導体素子４または電子部品５を覆う下側層２をより迅速に溶解または膨潤させることができ、従って、これらの半導体素子４または電子部品５のリペア時間をより短くできるからである。

通過孔８の開口径（直径）についても特に制限はないが、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。直径が０．１ｍｍより小さいと、リペア溶剤の種類によっては、充分な量のリペア溶剤が通過孔８を通過できない場合があるからである。

また、通過孔８はリペア溶剤をより容易に通過させるようにデスミア処理などにより滑らかにするのが好ましい。特に通過孔８の内面の表面粗さを５０ａ以下、すなわち日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１）で規定される中心平均粗さＲ_ａ７５を５０μｍ以下にすることがより好ましい。この場合、中心平均粗さＲ_ａ７５はカットオフ値（７５％）λ_０．７５を２．５ｍｍ、評価長さｌｎを１ｍｍとして、通過孔８の内壁表面を基板３の厚さ方向に測定して求める。
なお、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１の付属書２の２．４項では評価長さｌｎをカットオフ値λ_０．７５の３倍以上にするように定められている。しかし基板３の厚さおよび通過孔８の内壁の面粗度を考慮すると、本発明のおいては上述のようにカットオフ値λ_０．７５を２．５ｍｍ、評価長さｌｎを１ｍｍとして測定するのがより適切である。
また、基板３の厚さが１．１ｍｍより小さいと測定精度および物理的な問題から評価長さｌｎを１ｍｍとすることが困難または不可能である。従って、基板３の厚さが１．１ｍｍより小さい場合は評価長さｌｎを基板３の厚さの８０％以上とすることが適切である。

また本実施形態においては、通過孔８とともに、あるいは通過孔８に代えて、スルーホール９を用い、その内部にリペア溶剤を通過させることで下側層２のポリマー材料をリペア溶剤に接触させてもよい。

本明細書において、スルーホール９とはプリント基板３（プリント基板３が多層基板の場合には、そのうちの１層）の一方の面と他方の面との間を電気的に繋げることを目的として設けられた孔を意味し、そのために、例えばその内面に金属メッキ層を有する等の導電手段を内部に有している。一方、通過孔８とは、その内部にリペア溶剤を通過させることを目的に設けられた孔を意味し、プリント基板３の一方の面と他方の面とを電気的に接続する機能は有していない。従って、通過孔８とスルーホール９とは異なるものであることに留意されたい。

本実施形態は、プリント基板３が、その表面に回路が配置された層を複数積層した多層基板であっても適用することが可能である。すなわち、多層基板３を貫通する通過孔８および／またはスルーホール９を用いることで下側層２のポリマー材料をリペア溶剤に迅速に接触させることができる。

なお、図３に示す実施形態では、上側層１に貫通孔７が設けられているが、上側層１が貫通孔７を有しない実施形態（すなわち、実施形態１に係る電子部品実装構造体１００に通過孔８を付加した形態）も当然に本実施形態の範囲に含まれる。

［実施例１］
プリント基板３に印刷でクリーム半田（千住金属製Ｌ６０Ｃ）６を供給した後、半導体素子４としてＢＧＡ（０．８ｍｍピッチ、２３ｍｍ角）をマウントし、電子部品５としてチップ部品（１００５Ｒ）をマウントしてリフロー炉に投入した。電子部品（半導体素子４と電子部品５）が実装された基板３に基板用防湿絶縁材料タッフィーＴＦ−１１４１Ｈ（登録商標、アクリル系樹脂、日立化成製）をスプレー法により全体に塗布し、乾燥処理を行い厚み６０μｍの下側層２を得た。さらにこの上に基板用防湿絶縁材料タッフィーＴＦ−１１５４（登録商標、ウレタン系樹脂、日立化成製）をスプレー法により全体に塗布、乾燥し１００μｍの防湿コート層１０の上側層１を形成し、該実施例の２層を有する防湿コート電子部品実装構造体１００を得た。この状態でテストすると、ＢＧＡおよびチップ部品は正常に作動した。

得られた電子部品実装構造体１００のＢＧＡをリペアするためのリペア溶剤として、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）１００％を選択した。電子部品実装構造体１００を十分に収容できる槽内に十分な量のリペア溶剤を入れ、室温にてリペア溶剤の中に電子部品実装構造体１００を浸漬させた。１０分間経過後、電子部品実装構造体１００をリペア溶剤から引き上げ、ピンセットで防湿コート層１０の表面側の一箇所を摘み挙げると、上側層１を構成するタッフィーＴＦ−１１５４（ウレタン系樹脂）は破断することなく、シート状の形態を保ったまま電子部品（半導体素子４と電子部品５）および基板３から引き剥がすことができた。その際に、下側層２を構成するタッフィーＴＦ−１１４１Ｈ（アクリル系樹脂）の層は、破断してシート状の形態を保ち得なかったが、そのバラバラになった破片の実質的にほぼ全てを上側層１のシートに付着させた状態で、半導体素子４、電子部品５および基板３から分離することができた。

即ち、本発明の構成を有する電子部品実装構造体１００によれば、電子部品実装構造体１００の防湿コート層１０として一体に積層させた下側層２のポリマー材料と上側層１のポリマー材料との間の親和性が、電子部品（半導体素子４と電子部品５）を実装した基板３の表面と下側層２のポリマー材料との間の親和性よりも高いことを利用して、上側層１を１つのシート基材として機能させて、バラバラになった下側層２の破片を電子部品実装構造体側に実質的に残すことなく上側層１のシート基材に付着させて、防湿コート層１０全体を電子部品（半導体素子４と電子部品５）および基板３から分離させることができる。因みに、上側層１も多少なりとも引っ張り強度が低下しているので、引き剥がす操作は幾分慎重に行う必要があり、上記の操作には、ほぼ３分間の時間を要した。

防湿コート層１０を引き剥がした後、基板３上に残っているＢＧＡ（半導体素子４）およびチップ部品（電子部品５）をリペア装置（デンオン社製、ＲＤ−５００ＩＩ）を用いて、接合部が２３０℃以上になるように加熱すると、ＢＧＡおよびチップ部品を容易に取り外すことができた。ＢＧＡおよびチップ部品を取り外した後のプリント基板３には半田６と防湿コート層残渣が存在するので、エタノールを用いて防湿コート層残渣を取り除いた後、半田ごてにて半田残渣を取り除いた。その後、新しいＢＧＡの電極部にクリーム半田を再度供給し、前記リペア装置にて再実装してテストしたところ、最初の実装時と同様にＢＧＡは正常に作動した。

［比較例１］
実施例１と同様にして、プリント基板にＢＧＡ（０．８ｍｍピッチ、２３ｍｍ角）とチップ部品（１００５Ｒ）とが実装された基板を作製した。この基板の表面に、基板用防湿絶縁材料タッフィーＴＦ−１１４１Ｈ（登録商標、アクリル系樹脂、日立化成製）をスプレー法により全体に塗布し、乾燥処理を行い、厚み８０μｍの１層の膜からなる防湿コート層を得た。得られた実装構造体のリペア処理を実施例１と同様に行った。ＭＥＫ中に１０分間浸漬した後、リペア溶剤から取り出すと、防湿コート層の膜は面方向について細かく破断していた。従って、その状態の防湿コート層の全体をピンセットを用いて引き剥がし終えるまでに、１５分の時間を要した。また引き剥がした後の状態は、切断された防湿コート層が点在し、後のＢＧＡを剥がす工程で黒く変色してしまった。

［実施例２］
コーティング材防湿コート層１０の上側層１の成分として、基板用防湿絶縁材料タッフィーＴＦ−１１４１Ｔ（登録商標、アクリル系樹脂、日立化成製）を使用して、厚さ９０μｍの上側層１を形成したこと以外は、実施例１と同様の操作を行って電子部品実装構造体１００を作成し、その後リペアを行った。即ち、下側層２は、同じアクリル系樹脂であるＴＦ−１１４１Ｈ（登録商標、アクリル系樹脂、日立化成製）を用いて形成した。なお、別途上側層１の成分の分子量と下側層２の成分の分子量とをゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定したところ、上側層１の成分は３３５００、下側層２の成分は８９００であった。得られた実装構造体１００をリペア溶剤（ＭＥＫ）に１０分浸漬させたところ、上側層１のポリマー材料はリペア溶剤に膨潤しにくく、面方向について破断することなく、シート状の形態を保っていた。一方、下側層２のポリマー材料は膨潤して、面方向について破断しており、更にその破断した破片はほぼ全体が上側層１に付着していた。従って、下側層２の破片を上側層１に付着させた状態で、ピンセットを用いて防湿コート層１０を容易に剥がすことができ、要した時間は３分間であった。

［実施例３］
実装基板は実施例１と同様に作成し、ウレタン樹脂（ＵＦ−８２０、サンユレック製）を用いて、防湿コート層１０を形成した。ここで主剤となるポリオールとポリイソシアネートの配合比を１：１で混合し、実装基板に塗布した。その後、４０℃のオーブンに入れて、１０分間の硬化処理を行った。続いて、防湿コート層１０の表面に熱風ドライヤーから吹き出す熱風（約１５０℃）を１分間あてて、防湿コート層１０の表面層の硬化反応を促進させた。総厚み１２０μｍの防湿コート層１０が得られた。

得られた防湿コート層１０の断面を顕微鏡で調べてみると、明確な２層とは言えないながらも、防湿コート層１０の上側には硬化度の比較的高い部分が存在しており、下側には硬化度の比較的低い部分が存在していた。示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ）を用いて、得られた防湿コート層１０の上側部分と下側部分とについての硬化度を測定した結果、防湿コート層１０の厚み方向について、硬化度について相対的に差がある２つの層状の領域が存在することを確認することができた。

得られた電子部品実装構造体１００について実施例１と同様のリペア処理を行った。リペア溶剤としては、プロピレングリコールを主成分とする樹脂溶解剤ダイナソルブ（DYNASOLVE）７１１（ダイナロイ社製）を使用した。１０分間浸漬させた後、引き上げると、防湿コート層１０の表面側の部分はリペア溶剤に対し膨潤せず、下層側の部分が膨潤していた。従って、実施例１と同様に、ピンセットを用いて、防湿コート層１０を基板３から比較的容易に引き剥がすことができた。所要時間は約５分であった。

［比較例２］
実装基板は実施例１と同様に作成し、防湿コート層としてウレタン樹脂（ＵＦ−８２０、サンユレック製）を使用した。ここで主剤となるポリオールとポリイソシアネートの配合比を１０：７で混合し、実装基板に塗布した。その後、４０℃のオーブンで均一加熱を行い、ウレタン樹脂単一膜の防湿コート層で覆った形で硬化させ、厚み１３０μｍのコーティング膜を得た。得られた実装基板を実施例３と同様のリペア溶剤を用い防湿コート層を引き剥がしたところ、防湿コート層全体が膨潤して脆くなっていた。防湿コート層を１枚のシート形態で引き剥がすことはできず、バラバラに破断した破片が基板および電子部品の表面に付着していた。防湿コート層の破片をピンセットで剥がす処理に、約１８分間の時間を要した。

［比較例３］
実装基板は実施例１と同様に作成し、防湿コート層としてＵＶ硬化樹脂ＵＶ−５８０（サンユレック製）を用い、照射線を遮断する絶縁性フィラーを加えずにスプレー塗布を行い、厚み８０μｍのコーティング膜を作成した。得られた塗布膜について実施例４と同様の照射線硬化処理を行い、電子部品上に単一層のコーティング膜を形成した。得られた実装基板について実施例４と同様リペア処理を行った。その結果、リペア溶剤に浸漬したところで防湿コート層が全体的に膨潤したが、電子部品あるいは基板から剥がれにくく、取り除き洗浄まで行うためには１５分の時間を要した。

［実施例５］
実装基板および防湿コート層１０の下側層２は実施例１と同様に作成した。下側層２の表面に、φ１ｍｍの遮蔽部を複数箇所に有するマスクを設置して、実施例１と同じ上側層１の材料をスプレー印刷して、硬化させた。その結果、図２に示すように、マスク側の複数のφ１ｍｍの遮蔽部に対応して、防湿コート層１０の上側層１の複数箇所にφ１ｍｍの貫通孔７が形成されていた。この電子部品実装構造体１００ａについて実施例１と同様のリペア処理を行った。その結果、４分間の浸漬時間で得られた防湿コート層１０の膨潤の程度が、実施例１において１０分間の浸漬時間で得られた防湿コート層１０の膨潤の程度と同程度であることを確認した。防湿コート層１０を引き剥がす操作も３分程度で行うことができ、容易にきれいに剥がすことができた。

［実施例６］
ＢＧＡに代えて半導体素子４として１５ｍｍ角のＱＦＰを（Quad Flat Package）を基板３に実装したこと、および該ＱＦＰの中心部の下に位置する基板３の部分に直径２ｍｍの通過孔８を設けたこと以外は実施例１と同じ手順で実装構造体１００ｂを得た。すなわち実装構造体１００ｂは実施例１と同様のコーティング層１０を有していた。得られた実装構造体１００ｂについて。実施例１と同様のリペア処理を行った。その結果、４分間の浸漬時間で得られた防湿コート層１０の膨潤の程度が、実施例１において１０分間の浸漬時間で得られた防湿コート層１０の膨潤の程度と同程度であることを確認した。防湿コート層１０を引き剥がす操作も３分程度で行うことができ、容易にきれいに剥がすことができた。

実施例１〜６および比較例１〜３の結果をまとめて、以下の表２に示す。尚、評価項目は、以下の通りである。
絶縁抵抗値：ＪＩＳクシ型II基板上に防湿コート層を塗布した後、ＡｇｉｌｅｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製の絶縁抵抗測定装置３４５８Ａを使用して、１００Ｖ６０秒チャージした後の絶縁抵抗値を測定した。
リペア時間：リペア溶剤に浸漬して取り出した後に行った、防湿コート層を剥がす工程で要した時間（分）
リペア性：リペア時間を３段階（５分未満、５分以上１０分未満、１０分以上）に区分し、さらに防湿コート層の剥がし易さを２段階（剥がし易い、剥がし難い）に区分し、この２つの評価指標を用いて表１に示すように５段階で評価した。すなわち、数字が小さい程リペア性に優れることを意味する。そして、リペア性が３以下を良好と判断した。

実施例はいずれも絶縁抵抗性が１×１０^９以上と良好で、またリペア時間が５分以下と短く、リペア性評価も３以下と良好であった。

本発明は、リペアの必要がない場合には、防湿コート層が施された電子部品実装構造体として有効に使用することができる一方で、リペアの必要が生じた場合には、２層構造の防湿コート層を一体的に基板から分離させ、基板側への防湿コート層の残留物を最小限として、作業効率よく防湿コート層を基板から引き剥がすことができ、更に再実装した電子部品の不良率も抑えることができる電子部品実装構造体を提供する。従って、防湿コーティング用途のリペアを必要とする電子回路分野に有用である。

１ 防湿コート層の上側層
２ 防湿コート層の下側層
３ プリント基板
４ 半導体素子
５ 電子部品（チップ抵抗）
６ はんだ
７ 上側層１の貫通孔
８ プリント基板３の通過孔
９ プリント基板３のスルーホール
１０ 防湿コート層
１００，１００ａ，１００ｂ

Claims (9)

1. 基板と、該基板に実装された電子部品と、該電子部品を被覆する防湿コート層とを有してなる電子部品実装構造体であって、
   前記防湿コート層は下側層および上側層を有する少なくとも二層のポリマー材料の層からなること、
   前記下側層を形成するポリマー材料は前記上側層を形成するポリマー材料と対比して、炭化水素系有機溶剤から選ばれるリペア溶剤に対して、より高い膨潤性および／または溶解性を示すこと、
   前記下側層および前記上側層を形成するポリマー材料として照射線硬化性樹脂を用いること、
   該照射線硬化性樹脂は対応する照射線を遮断する１種または２種以上のフィラーを含むこと、
   前記下側層のフィラー密度Ｆ _Ｂ が前記上側層のフィラー密度Ｆ _Ａ よりも大きいこと、および
   前記下側層を形成するポリマー材料の硬化度が、前記上側層を形成するポリマー材料の硬化度よりも低いことこと、
   を特徴とする電子部品実装構造体。
2. 前記下側層を形成するポリマー材料の分子量（Ｍ_ｗＢ）と前記上側層を形成するポリマー材料の分子量（Ｍ_ｗＡ）との関係が、
   Ｍ_ｗＢ ＜ Ｍ_ｗＡ
   で表されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装構造体。
3. 前記フィラーが、二酸化珪素、二酸化チタンおよび酸化アルミニウムから成る群から選択される何れかであって、前記照射線を反射することを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品実装構造体。
4. 前記下側層のフィラー密度Ｆ_Ｂと前記上側層のフィラー密度Ｆ_Ａとの関係が、
   Ｆ_Ｂ−Ｆ_Ａ ＞ ５
   で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品実装構造体。
5. 前記照射線が紫外線または電子線であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品実装構造体。
6. 前記上側層が該上側層を貫通する貫通孔を有し、前記下側層が前記貫通孔より露出していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子部品実装構造体。
7. 前記基板が、該基板を貫通し前記リペア溶剤が通過できる通過孔を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電子部品実装構造体。
8. 電子部品実装構造体を製造する方法であって、
   （ａ）基板に電子部品を実装する工程、
   （ｂ）前記工程（ａ）からの実装済み基板に、防湿コート層の下側層材料を適用する工程、
   （ｃ）前記工程（ｂ）からの実装済み基板に、防湿コート層の上側層材料を適用する工程、および
   （ｄ）前記下側層材料および前記上側層材料を照射線により硬化させる処理を行う工程
   を有してなり、
   前記下側層材料および上側層材料として照射線硬化性樹脂を用いること、
   前記下側層材料および上側層材料は、対応する照射線を遮断する１種または２種以上のフィラーを含むこと、
   前記下側層材料のフィラー密度Ｆ _Ｂ が前記上側層材料のフィラー密度Ｆ _Ａ よりも大きいこと、および
   前記工程（ｄ）において、前記下側層材料を前記上側層材料よりも低い硬化度にて硬化させること、を特徴とする電子部品実装構造体を製造する方法。
9. 前記下側層材料および前記上側層材料として同じ種類のポリマーを用いることを特徴とする請求項８に記載の電子部品実装構造体を製造する方法。

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