JP5717927B2 - 電子部品装置の製造方法および電子部品装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車、家庭電化製品等の電子電気機器などに設けられ、電子部品を内部に有する電子部品装置の製造方法と、その電子部品装置に関する。
電子部品装置の内部に収納される各種の電子部品は、水分、湿気、ダストなどによって悪影響を受ける。したがって、このような水分、湿気、ダストなどの影響を受け易い環境で使用される電子部品を収納する電子部品装置には密閉構造が必要となる。
電子部品を湿気等の影響から保護する従来の電子部品装置および電子部品装置の製造方法としては、電子部品を筐体からなる収納体内に収納し、この収納体内に液状の樹脂を充填して固化させ、電子部品を密閉状態で封止するものが特許文献１、２等に開示されている。
この種の電子部品装置によれば、電子部品の周囲が樹脂で封止されるため、電子部品が外部雰囲気に晒されることを防止できて、電子部品が水分、湿気、ダストなどによって悪影響を受けることを低減できる。
特開平９−１２１０９０号公報、図２ 特開平７−９９２７９号公報
しかしながら、上記従来の電子部品装置では、電子部品装置と収納体との間に充填されるものが単なる樹脂であるので、樹脂を充填する容積が大きい場合に電子部品装置が重くなったり、樹脂の充填量が多いことによる製造コストの増加を招いたりする課題があった。
また、電子部品を覆う樹脂として、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）を用いると、硬化工程で比較的多くの時間を要するため、作業効率が悪くなる短所がある。また、熱硬化性樹脂などを用いながら高温に加熱して電子部品装置を製造する場合に、電子部品と樹脂との線膨張率の違いから、樹脂と電子部品との境界面で歪が発生し、この歪を吸収できずに、樹脂と電子部品とがその境界面で離反する可能性がある。このように樹脂と電子部品とがその境界面で離反すると、前記境界面に外部雰囲気が連通する恐れがあり、この場合には、水分、湿気、ダストなどの悪影響を防止できなくなる。さらに硬い樹脂で電子部品が覆われていると、使用時の温度変化による線膨張の違いを吸収できずに歪が生じ、電子部品が破損したり、ハンダ付け部にクラックが生じたりする。
また、金型を用いて射出成形により電子部品装置を製造することも考えられるが、この場合に、溶融した樹脂を金型内に充填するに際して、溶融した樹脂の粘度や質量が比較的大きいため、電子部品に溶融樹脂から大きい圧力を受けることがある。そして、これにより電子部品の位置がずれたり電子部品が変形したり損傷したりするなど、電子部品の信頼性が低下する恐れがある。さらに、電子部品装置が自動車などの振動する環境で使用される場合に、樹脂を通じて外部の振動が電子部品にも直接伝わる恐れがあり、これによっても電子部品の信頼性が低下する。
さらに、上記方法で熱可塑性樹脂を発泡して用いた場合、気泡による熱可塑性樹脂の内部の空洞により封止性が低下したり、電子部品が実装された基板において、空洞ができることなく、複雑な形状に追随して溶融した発泡樹脂が流れ込み、かつ実装された部品または基板と封止層の密着性を高めることは難しかったりした。
本発明は上記課題を解決するもので、電子部品装置の軽量化や製造コストの低減化、製造時間の短縮化などを図ることができるとともに、水分、湿気、ダストなどの悪影響を確実に防止できるように密着性、封止性を向上し、しかも、射出成形により製造する場合でも電子部品の信頼性が低下することのない電子部品装置の製造方法および電子部品装置を提供することを目的とするものである。
本発明の電子部品装置の製造方法は、上記課題を解決するもので、電子部品を包み込むように、溶融させた封止体を供給して、前記電子部品が前記封止体と一体化するように覆う一体化工程を有し、前記封止体は、熱可塑性樹脂に発泡剤組成物が加えられて前記一体化工程において発泡されるものであって、前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド系樹脂またはポリエステル系樹脂であり、温度２００℃、せん断速度１０００（１／ｓ）における溶融粘度ηＡが１０ｄＰａ・ｓ以上、８５０ｄＰａ・ｓ未満であり、温度２００℃、せん断速度１０００（１／ｓ）における伸長粘度ηＢとの関係（ηＢ／ηＡ）が、３倍以上であることを特徴とする。
また、本発明の電子部品装置は、電子部品と、前記電子部品を覆う封止体とを有し、
前記封止体が、発泡された熱可塑性樹脂で形成され、前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド系樹脂またはポリエステル系樹脂であり、温度２００℃、せん断速度１０００（１／ｓ）における溶融粘度ηＡが１０ｄＰａ・ｓ以上、８５０ｄＰａ・ｓ未満であり、温度２００℃、せん断速度１０００（１／ｓ）における伸長粘度ηＢとの関係（ηＢ／ηＡ）が、３倍以上であることを特徴とする。
また、本発明の電子部品装置の製造方法は、前記一体化工程において、電子部品を射出成形用の金型のキャビティに配設し、前記キャビティに、前記封止体を溶融状態で射出することを特徴とする。
また、前記電子部品装置の製造方法において、電子部品または電子部品が装着された回路基板を、前記電子部品を収納する収納体に取り付けた固定用部品により固定したり、前記封止体の射出開始時には金型のキャビティに突出して前記電子部品および前記回路基板の少なくとも一方を保持するとともに射出終了時にはキャビティから退出する保持用部品により保持したりしてもよい。
また、封止体として熱可塑性樹脂に混ぜる発泡剤組成物として、無機粒子、発泡剤およびバインダー成分からなるものを用いてもよい。また、金型を用いて射出成形するに際し、前記金型を、固定金型と可動金型とから構成し、キャビティに電子部品を配設して前記可動金型を閉じた状態で、前記封止体をキャビティに射出し、この後、前記封止体が発泡する際に、可動金型を後退させてもよい。
また、本発明の電子部品装置として、前記電子部品を内部に収納する収納体を設けて、前記収納体内において前記電子部品を覆った状態で、前記封止体を配設してもよい。また、電子部品が回路基板に装着され、前記電子部品または前記回路基板に電線がその接続部で接続され、電線の接続部側も前記封止体により覆われていてもよい。また、前記封止体に、無機粒子、発泡剤およびバインダー成分を有する発泡剤組成物が含まれていてもよい。
本発明によれば、電子部品を覆う封止体として、熱可塑性樹脂を発泡させたものを用いることにより、封止体として、発泡されていない熱可塑性樹脂を用いる場合と比較して、熱可塑性樹脂の使用量（質量）を低減できて軽量化や製造コストの低減化を図ることができる。また、電子部品を覆う封止体として熱可塑性樹脂を発泡させたものを用いているので、封止体の弾性や収縮性（クッション性）が大きくなる。これにより、電子部品装置が自動車など振動する場合が多い環境で使用される場合でも、外部の振動が前記熱可塑性樹脂で吸収され易くなって、外部の振動が電子部品に直接伝わり難くなる。したがって、振動による電子部品の応力クラックにより損傷することなどが減少し、信頼性が向上する。
さらに、熱可塑性樹脂の、２００℃でせん断速度が１０００（１／ｓ）の時の溶融粘度が１０ｄＰａ・ｓ以上、８５０ｄＰａ・ｓ未満、かつショアＤ硬度が６０度未満であり、封止体の弾性や収縮性（クッション性）が大きいため、使用時の温度変化による線膨張の違いをうまく吸収し、電子部品が破損したり、ハンダ付け部にクラックが生じたりするような歪を生じさせず、より温度変化の高い環境で使用することができる。また、電子部品を覆う樹脂として熱可塑性樹脂を用いており、溶融した熱可塑性樹脂を冷却して固化させる場合でも比較的短い時間で済み、作業効率がよい利点もある。
また、本発明の前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド系樹脂またはポリエステル系樹脂であり、温度２００℃、せん断速度１０００（１／ｓ）における溶融粘度ηＡが１０ｄＰａ・ｓ以上、８５０ｄＰａ・ｓ未満であり、温度２００℃、せん断速度１０００（１／ｓ）における伸長粘度ηＢとの関係（ηＢ／ηＡ）が、３倍以上であることを特徴とする。
この熱可塑性樹脂を用いることにより、発泡するに際し、発泡剤が分解し生成する分解ガスが、溶融した熱可塑性樹脂を十分に混じった状態で、気泡の形状を保った状態で膨らみ、かつ膨らんだ気泡が破泡せず、１個の気泡がその周囲を取り囲む他の気泡と繋がらず独立した形状を維持することができる。すなわち、発泡時において、気泡を良好に生成することができて、電子部品を覆う封止体としての信頼性が向上する。
また、前記一体化工程において、電子部品を射出成形用の金型のキャビティに配設し、前記キャビティに、前記封止体を溶融状態で射出することにより、金型のキャビティへの熱可塑性樹脂の充填時における熱可塑性樹脂の粘度や質量を小さくできるため、電子部品に作用する封止体からの圧力が小さくなって電子部品の位置がずれたり変形したり損傷したりすることを防止でき、電子部品の信頼性が向上する。また、上記したように封止体の弾性や収縮性（クッション性）が大きいため、射出成形時における、線膨張率の違いなどによる樹脂と電子部品との離反を防止できる。この結果、水分、湿気、ダストなどが電子部品側に侵入することを防止できて、これによっても信頼性が向上する。
また、前記電子部品装置の製造方法において、電子部品や回路基板を、収納体に取り付けた固定用部品により固定したり、キャビティに突出可能な保持用部品により保持したりすることにより、金型のキャビティに封止体が射出される際に、電子部品や回路基板を良好に位置決めできて、電子部品装置を良好に製造することができる。
また、封止体として熱可塑性樹脂に混ぜる発泡剤組成物として、無機粒子、発泡剤およびバインダー成分からなるものを用いることで、発泡動作を金型のキャビティ内で良好に行わせることができる。つまり、発泡剤組成物として発泡剤のみを用いたである場合には、射出成形を行うシリンダの内部などで発泡剤が直ぐに分解して発泡することがあるため、射出動作を良好に行えないことがある。これに対して、無機粒子を混ぜることで、射出成形を行うシリンダの内部などで発泡することを阻止して、金型のキャビティ内で良好に発泡させることができる。
また、金型を用いて射出成形するに際し、キャビティに電子部品を配設して可動金型を閉じた状態で、封止体をキャビティに射出し、この後、前記封止体が発泡する際に、可動金型を後退させることにより、封止体の表層部にスキン層を形成することができて、発泡成形を良好に行うことができるだけでなく、その表面の外観が優れた封止体を形成することができる。
本発明の実施の形態に係る電子部品装置の縦断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ同実施の形態に係る電子部品装置の製造工程を示す縦断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る電子部品装置の縦断面図である。 （ａ）は本発明のその他の実施の形態に係る電子部品装置の縦断面図、（ｂ）、（ｃ）は同電子部品装置の製造工程を示す縦断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ本発明のさらに他の実施の形態に係る電子部品装置の製造工程を示す縦断面図である。
以下、本発明の実施の形態に係る電子部品装置の製造方法および電子部品装置を図面に基づき説明する。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る電子部品装置１は、複数の電子部品２およびこれらの複数の電子部品２が装着（搭載）された回路基板３と、この電子部品２が装着された回路基板３に半田などの接続部７で接続され、塩化ビニルなどの被覆部４ａで被覆された電線（被覆電線）４と、電子部品２と、回路基板３および電線４の接続部７の近傍箇所を内部に収納する収納体５と、収納体５の内部に充填（供給）された封止体６と、から構成されている。封止体６は、電子部品２と、回路基板３と、電線４の接続部７側の箇所とを封止して覆っており、封止体６により、電子部品２、回路基板３、電線４の接続部７側の箇所などが一体化されている。
この実施の形態では、図２（ａ）に示すように、収納体５が、例えば上面側が開口された略箱型の樹脂などからなる筐体から構成されている。収納体５の上辺部の一部には下方に窪む窪み部５ａが形成され、この窪み部５ａから、電線４が挿通されて収納体５の外部に引き出される。
ここで、封止体６は、基材としての熱可塑性樹脂を発泡させたものが用いられている。そして、封止体６の基材としての前記熱可塑性樹脂は、いわゆるホットメルト樹脂とも称せられるものが用いられている。前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、共重合ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂の何れかが用いられており、収納体５や、回路基板３、電線４の被覆部４ａに対して密着性がよいものが用いられている。なお、前記熱可塑性樹脂として、ポリエステル樹脂、共重合ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂の何れか以外のものを用いてもよいが、この場合にも、収納体５や、回路基板３、電線４の被覆部４ａに対して密着性がよいものが好ましい。
次に、当該電子部品装置１の製造方法について以下に説明する。
まず、図２（ｂ）に示すように、筐体となる収納体５に、電子部品２が装着されるとともに電線４が接続された回路基板３が、収納体５内に配設されて組付けられる（組付工程）。なお、この場合に、図示しないが、回路基板３は、ねじなどの固定用部品により収納体５に固定させていることが好ましい。
次に、図２（ｃ）に示すように、電子部品２や回路基板３などが組みつけられた収容体５を、溶融された封止体６が射出される金型１０のキャビティ１１に配設する（金型内配設工程）。金型１０は、所定位置に固定される固定金型１０Ａと、固定金型１０Ａに臨んで移動自在（例えば昇降自在）に配設された可動金型１０Ｂとから構成され、溶融された封止体６をキャビティ１１に導入するための導入流路１０ｃが形成されている。また、図示しないが、導入流路１０ｃには、溶融された封止体６を出射する射出シリンダなどを備えた射出成形装置（図示せず）が接続される。
そして、図２（ｄ）に示すように、キャビティ１１に配設された収容体５内に、溶融された封止体６が出射（供給）される。この後、封止体６が冷却されて固化されることで、電子部品２や回路基板３などが組みつけられた収容体５と、封止体６とが一体化される（一体化工程）ので、製造された電子部品装置１を金型１０から取り出す。
上記したように本実施の形態の封止体６は、基材としての熱可塑性樹脂を発泡させたものが用いられる。また、本実施の形態に係る封止体６の基材としての前記熱可塑性樹脂は、いわゆるホットメルト樹脂とも称せられるものが用いられ、溶融状態では、一般の熱可塑性樹脂よりも粘度が低いものが用いられ、さらに発泡されるため、キャビティ１１に導入された溶融状態の熱可塑性樹脂は極めて粘度が低いものが用いられる。例えば、一般の熱可塑性樹脂は、例えば、２００℃において、せん断速度が１０００（１／ｓ）の時の溶融粘度が１０００ｄＰａ・ｓ（デシパスカル・秒）以上であるが、本実施の形態の熱可塑性樹脂は、発泡されていない状態で、２００℃において、せん断速度が１０００（１／ｓ）の時の溶融粘度が、１０ｄＰａ・ｓ以上、８５０ｄＰａ・ｓ未満である必要があり、１０ｄＰａ・ｓ以上、８００ｄＰａ・ｓ未満であることが好ましく、１０ｄＰａ・ｓ以上、７２０ｄＰａ・ｓ未満であることがさらに好ましい。
ここで、前記溶融粘度（２００℃において、せん断速度が１０００（１／ｓ）の時の溶融粘度）が８５０ｄＰａ・ｓ以上であると、熱可塑性樹脂の溶融時の流動性が悪くなり、射出成形においては射出圧を高める等で流動性を高めることはできるが回路基板に実装された電子部品を破損する等の懸念が高まるが、前記溶融粘度が８５０ｄＰａ・ｓ未満である熱可塑性樹脂を用いることで、良好な流動性を確保しつつ、電子部品２を破損することを確実に防止できる。
また、熱可塑性樹脂と発泡剤を混合し、射出の際に発泡させる必要があるが、混合した発泡剤が熱可塑性樹脂と均一に混合されないことで、発泡が不均一になったり、発泡しなかったりすることがある。また、不均一な発泡は、形成された封止層の有する封止性能が損なわれたり、実装された電子部品および回路基板との密着性を損ねたりすることになる。封止層の密着性の低下は、封止層と実装された電子部品および回路基板との間に空間ができることにつながり、そのことによっても封止性が低下する。したがって、本発明においては、一般の熱可塑性樹脂よりも、接着性（密着性）に優れた、いわゆるホットメルト樹脂とも称せられる熱可塑性樹脂ものが用いられる。さらにホットメルト樹脂は一般の熱可塑性樹脂よりも、低温で射出成形できる。例えば、一般の熱可塑性樹脂では、射出成形圧力は５０ＭＰａ〜２００ＭＰａだが、本実施の形態の熱可塑性樹脂の射出成形圧力は５０ＭＰａ未満であるので、封止材を充填中に電子部品２を破壊する恐れが少ない。
なお、前記熱可塑性樹脂の溶融粘度は、例えば島津製作所製の高架式フローテスターＣＦＴ５００Ｄ型等を用いて測定をすることができる。また、用いる熱可塑性樹脂の特性に応じて溶融粘度の測定条件を変更することもできる。例えば、溶融粘度が小さく、正確な測定が難しい場合は、測定温度を下げて溶融粘度を測定することもできる。その場合の一例として、例えば、１８０℃において、せん断速度が１０００（１／ｓ）の時の溶融粘度が１７００ｄＰａ・ｓ未満である必要があり、１６００ｄＰａ・ｓ未満であることが好ましく、１４００ｄＰａ・ｓ未満であることがさらに好ましい。
さらには、本発明の実施の形態で用いる熱可塑性樹脂は、上記溶融粘度を満たすと同時に、特定の伸長粘度を有することが好ましい。ここで伸長粘度とは、発泡剤が分解し生成する分解ガスが、溶融した熱可塑性樹脂に十分に混じった状態で、気泡の成長を促す際の溶融樹脂が持つ粘りの尺度であり、溶融樹脂に与えられる応力、すなわち気泡の膨らみに対する溶融樹脂の粘りの動的変化を示すものである。本実施の形態の電子部品装置の製造方法においては、前記所定の溶融粘度よりも、伸長粘度の数値が大きい方が好ましい。具体的には、熱可塑性樹脂の２００℃において、せん断速度が１０００（１／ｓ）の時の伸長粘度が溶融粘度の３倍以上であることが好ましく、溶融粘度の１０倍以上であることがより好ましく、溶融粘度の１００倍以上であることがさらに好ましい。
前記熱可塑性樹脂が有する伸長粘度を、上記好ましい範囲とすることで、発泡するに際し、発泡剤が分解し生成する分解ガスが、溶融した熱可塑性樹脂を十分に混じった状態で、気泡の形状を保った状態で膨らみ、かつ膨らんだ気泡が破泡せず、１個の気泡がその周囲を取り囲む他の気泡と繋がらず独立した形状を維持することができる。
上記特性を満足することで、用いる熱可塑性樹脂の流動性を向上させながら発泡性が良好なものとすることができる。
以下に、本発明で用いる熱可塑性樹脂の溶融粘度と伸長粘度の関係の一例を示す。
Figure 0005717927
本発明における伸長粘度は、Ｃｏｇｓｗｅｌｌの理論に基づき測定することができる。本発明においては、高架式フローテスター（島津製作所社製ＣＦＴ５００Ｄ型にて、ダイＡ（ダイノズル径０．５ｍｍ×ダイ長さ１０ｍｍ）、ダイＢ（ダイノズル径０．５ｍｍ×ダイ長さ１ｍｍ）の２種類のダイを用い、測定温度２００℃、せん断速度が１０００（１／ｓ）条件下、測定を行った。
上記のように、電子部品２や回路基板３を覆う封止体６として、熱可塑性樹脂を発泡させたものを用いることにより、封止体６として、発泡されていない熱可塑性樹脂を用いる場合と比較して、熱可塑性樹脂の使用量（質量）を低減できて軽量化や製造コストの低減化を図ることができる。
また、本発明で用いる熱可塑性樹脂のショアＤ硬度は、ＪＩＳ Ｋ７２１５に準拠して測定されるショアＤ硬度が、６０度未満である必要があり、５５度未満であることが好ましく、５０度未満であることがさらに好ましい。ショアＤ硬度が６０度を超えると成形収縮による寸法減少のひずみが電子部品等にかかった状態で封止される。また、使用時の温度変化による基板や電子部品と封止樹脂との線膨張の違いによるひずみが緩衝されずに、電子部品の破損や、ハンダ付け部にクラックが生じることがある。
さらに、本発明では、電子部品２や回路基板３を覆う封止体６として熱可塑性樹脂を発泡させたものを用いているので、封止体６の弾性や収縮性（クッション性）が大きくなる。これにより、電子部品装置１が自動車など、振動する場合が多い環境で使用される場合でも、外部の振動が封止体６で吸収され易くなる。この結果、外部の振動が電子部品２や回路基板３や半田などの接続部７に直接伝わり難くなるので、振動による電子部品２や回路基板３、接続部７の応力クラックにより損傷することなどが減少し、これによっても信頼性が向上する。
また、封止体６に用いる樹脂として熱可塑性樹脂を使用している。この熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）を用いてポッティングなどにより製造する場合と異なり、溶融した熱可塑性樹脂を冷却して固化させる場合でも比較的短い時間で済むため、製造工程として必要な時間を低減できて作業効率が良好となる。
また、封止体６を金型１０のキャビティ１１へ溶融状態で射出するに際し、溶融状態では、一般の熱可塑性樹脂よりも粘度が低いいわゆるホットメルト樹脂とも称せられる熱可塑性樹脂（２００℃において、せん断速度が１０００（１／ｓ）の時の溶融粘度が８５０ｄＰａ・ｓ未満かつショアＤ硬度が６０度未満である熱可塑性樹脂）が用いられ、さらに発泡されるため、溶融状態での粘度が極めて低い。このため、射出成形装置から射出する封止体６の射出圧力も小さくて済み、また、封止体６の粘度が低いため、封止体６がキャビティ１１へ導入された際の電子部品２や回路基板３、接続部７に作用する封止体６からの圧力が小さくなって電子部品２や回路基板３の位置がずれたり変形したり損傷したりすることを防止でき、電子部品２や回路基板３、接続部７の信頼性が向上する。また、キャビティ１１内の空間に封止体６が収納体５内部の隅々までいきわたり、これによっても、製品としての電子部品装置１に空隙部などがない良好なものを得られる。これにより、電子部品２や回路基板３、接続部７が水分、湿気、ダストなどによって悪影響を受けることを確実に防止できる。
さらに、封止体６として、低温で射出成形できる、いわゆるホットメルト樹脂とも称せられる熱可塑性樹脂ものを用いることで、通常の熱可塑性樹脂を用いる場合よりも低温で射出成形できる。これにより、電子部品２や回路基板３、接続部７への熱による損傷を防止できる。
前記所定の溶融粘度およびショアＤ硬度を有し、さらに好ましい伸長粘度を有するホットメルト樹脂としては、特に共重合ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂を好ましく用いることができる。
前記共重合ポリエステル樹脂としては、少なくとも多塩基酸成分および多価アルコール成分を用いて得られるポリエステルであって、多塩基酸成分残基または多価アルコール成分残基の少なくとも一方が２種類以上含まれたものである。多塩基酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、およびコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸およびそれらの無水物などの脂肪族ジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸、ならびにそれらの混合物等を挙げることができる。多価アルコール成分としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ポリエチレングリコール、およびポリブタジエンジオール等の飽和脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール、ならびにそれらの混合物などを挙げることができる。その他成分としては、ペンタエリスリトール等の糖類を挙げることができる。所定の溶融粘度、好ましい伸長粘度を有する共重合ポリエステル樹脂とするためには、特に長鎖の脂肪族ジカルボン酸、飽和脂肪族グリコール、糖類、あるいは芳香族多価カルボン酸を、共重合ポリエステル樹脂を構成する成分として用いることが好ましく、ドデカン二酸、ダイマー酸、トリメリット酸、トリメチロールプロパン、ポリブタジエンジオール、ペンタエリスリトール等をより好ましく用いることができる。
前記共重合ポリエステル樹脂として前記成分を用いる場合には、多塩基酸成分１００モル％または多価アルコール成分１００モル％に対し、それぞれ１〜１０モル％の範囲で用いることが好ましい。
前記ポリアミド樹脂としては、例えば、ダイマー酸とジアミンとからなるポリアミド樹脂を挙げることができ、アミン価３〜３０、軟化点が９０℃以上のポリアミド樹脂が好ましい。前記ポリアミド樹脂は、具体的には例えば大豆油、桐油、トール油等の脂肪酸の二量体であるダイマー酸と例えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミンのようなアルキルジアミン類などの反応生成物が挙げられる。
前記ポリオレフィン樹脂としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィンの単独重合体および共重合体ならびにそれらの混合物を挙げることができ、軟化点が３０〜６０℃のポリオレフィン樹脂が好ましい。前記ポリオレフィン樹脂は、構成モノマーの一部として他の共重合可能なモノマーを含有してよい。他の共重合可能なモノマーとして、例えば、酢酸ビニル等のビニルエステル系モノマー、およびメチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレートおよびプロピルメタクリレート等のアルキルアクリレート系モノマー等が挙げられる。
なお、上記実施の形態では、収納体５として、上面側が開口された略箱型の樹脂などからなる筐体で構成した場合を述べたが、これに限るものではなく、図３に示すように、図１に示す収納体（収納体本体）５を上方から閉鎖する樹脂製などからなる蓋体１５をさらに備えたものにも、同様に適用可能である。なお、蓋体１５や収納体（収納体本体）５には、溶融状態の封止体６を導入する導入開口部１６を設けるとよい。
また、上記実施の形態では、収容体５の内部に電子部品２や回路基板３を配設して封止体６を射出した場合を述べたが、封止体６により電子部品２や回路基板３を覆うように供給すればよく、収容体５は必ずしも設けなくても差支えない。なお、図４（ａ）に示すように、収容体５を設けない場合には、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、金型１０からキャビティ１１内に突出自在のピンなどの保持用部品１７、１８を設けて、封止体６の射出開始時にはキャビティ１１に保持用部品１７、１８を突出させて電子部品２や回路基板３を保持する（例えば、回路基板３の四隅部を上下から保持する）とともに射出終了時には保持用部品１７、１８をキャビティ１１から退出するように構成すると好適である。この構成によれば、収容体５を設けなくても、キャビティ１１に封止体６を射出する際に、保持用部品１７、１８により電子部品２や回路基板３を良好に位置決めできて、電子部品装置１を良好に製造することができる。
また、封止体６として熱可塑性樹脂に混ぜる発泡剤組成物としては、単に発泡剤のみを用いてもよいが、これに限るものではない。例えば、前記発泡剤組成物として無機粒子、発泡剤およびバインダー成分からなるものを用いるとさらに好適である。この場合、前記発泡剤組成物に含有させる無機粒子としては、シリカ粒子、炭酸カルシウムおよびタルクの少なくとも一種を選択するとより好ましい。
つまり、成形用樹脂としての熱可塑性樹脂に対して、発泡剤を直接混合すると、射出成形装置（図示せず）へ熱可塑性樹脂と発泡剤とを混合しながら投入した際に、射出成形装置に設けられたスクリュ圧縮部に至る前の、供給部あるいはホッパ口付近で、少なからず発泡剤の分解が起きて、本来の発泡剤の効果を、金型１０（１０Ａ、１０Ｂ）のキャビティ１１内、つまり、収容体５に充填した封止体６では発揮させることが難しくなることがある。
これに対処する方法として、封止体６の熱可塑性樹脂に混ぜる発泡剤組成物として、無機粒子、発泡剤およびバインダー成分からなるものを用いることで、射出成形を行うシリンダの内部などで発泡することを阻止して、発泡動作を金型１０（１０Ａ、１０Ｂ）のキャビティ１１内で良好に行わせることができる。これにより、封止体６の、上記した発泡による作用効果を良好に得ることができる。
また、無機粒子の平均粒子径は特に限定されるものではないが、０．１μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上、１５μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以上、１０μｍ以下であることがさらに好ましい。平均粒子径が０．１μｍ未満であると分散性が劣り発泡成形体（封止体６）の衝撃強度が低下することがあり、２０μｍを超えると発泡成形体（封止体６）の表面外観が低下することがある。
無機粒子は、必要に応じてシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、オルガノシロキサン等の反応性化合物によって表面処理をしてもよい。特にシランカップリング剤を好適に用いることができ、例えばピニルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メノレカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
なお、前記シリカ粒子は、ＳｉＯ２で表される二酸化ケイ素を主成分とするものであり、その製造方法により大別して、湿式法シリカと乾式法シリカの２つに分けられるが、何れも用いることができる。また、シリカ粒子のＪ１ＳＫ５１０１で測定される吸油量は２００ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましく、１５０ｍｌ／１００ｇであることがより好ましく、１００ｍｌ／１００ｇであることがさらに好ましい。吸油量が２００ｍｌ／ｌ００ｇを超えると、発泡剤組成物をペレットに加工する際にバインダー成分がシリカ粒子に吸収され、バインダー成分の添加量を多くしなくてはならない。バインダー成分の配合が多くなることで、発泡剤組成物のペレットの扱いが悪くなったり、得られる発泡成形体（封止体６）の外観が損なわれたりすることがある。
また、シリカ粒子のＪ１Ｓ Ｋ６２２０で測定される嵩比重は０．２以上であることが好ましく、０．３以上であることがより好ましく、０．４以上であることがさらに好ましい。嵩比重が０．２未満であると、シリカ粒子の嵩が高すぎるため、発泡剤組成物のペレットとするときの加工性に問題が生じることがあり、また、発泡剤組成物のペレットそのもの硬さが不十分になることがあり、成形用樹脂と混合した時に壊れやすく、成形安定性が劣ることがある。
また、発泡剤組成物のペレット中の上記無機粒子の配合割合は３０〜８０質量％である必要があり、３５〜７５質量％であることが好ましく、４０〜６０質量％であることがさらに好ましい。これにより、射出成形を行うシリンダの内部などで発泡することを阻止して、発泡動作を金型１０（１０Ａ、１０Ｂ）のキャビティ１１内で良好に行わせることができる。
また、前記発泡剤としては、それ自体公知の無機発泡剤または有機発泡剤を用いることができる。発泡剤の具体例としては、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、アゾジカルボンアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ジニトロソテレフタルアミド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボン酸バリウム、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、またそれらの混合物などを挙げることができる。ただし、発泡時に分解ガスとして水蒸気を発生するものは、電子部品２に対し水分の影響を与えてしまうため好ましくない。したがって、分解ガスとして窒素ガス等不活性なガスを発生するものが好ましい。そのような発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド等を用いることができる。
また、発泡剤を選択する上で重要なことは、発泡剤の分解温度を十分に考慮することである。発泡剤は所定の温度に達することで、発泡剤が分解し分解ガスが発生、発泡することになるが、封止層６を形成する熱可塑性樹脂として、所定の温度で所定の溶融粘度特性を有するものを用いる必要があるが、例えば、射出成形において射出時に特定の樹脂温度となるよう設定して熱可塑性樹脂を溶融させて成形を行う際に、含有する発泡剤が十分に分解し、分解ガスが発生していることが重要である。つまり、前記特定の樹脂温度が、発泡剤の分解温度よりも０〜７０℃高いことが好ましく、５〜６０℃高いことがより好ましく、１０〜５０℃高いことがさらに好ましい。樹脂温度が発泡剤の分解温度よりも低かった場合、発泡剤が分解せず熱可塑性樹脂を発泡させることができない。樹脂温度が（発泡剤の分解温度＋７０℃）よりも高かった場合、熱可塑性樹脂の熱劣化等が起き好ましくない。
例えば、熱可塑性樹脂として共重合ポリエステルを用いた場合、樹脂温度は２１０〜２６０℃とし、発泡剤として前記アゾジカルボンアミド（分解温度：２００〜２２０℃）を組み合わせて用いた場合は、熱可塑性樹脂の溶融粘度、発泡性、密着性、封止性、さらには配線被覆材との密着性をそれぞれバランス良く満足することができ、特に好ましく用いることができる。
発泡剤の平均粒子径は、特には限定されないが、平均粒子径１〜４０μｍが好ましく、２〜３０μｍがより好ましい。また、発泡剤の粒度分布において、粒子径４μｍ以下の微粒子を実質的に含む場合に特に有効であり、粒子径２μｍ以下の微粒子を実質的に含む場合にさらに有効である。
発泡剤組成物のペレット中の上記発泡剤の配合割合は３〜３０質量％である必要があり、５〜２５質量％であることが好ましく、１０〜２０質量％であることがさらに好ましい。配合割合が３質量％未満であると、発泡体を成形する際にこの発抱剤組成物のペレットの添加量が多くなるため、得られる発泡成形体（封止体６）の衝撃強度が低下することがある。一方、３０質量％を超えると、所定の発泡性能を得るためには、発泡剤組成物のペレットの添加量を少なくして用いる必要があり、これによって成形安定性が劣ることがある。また、スワールマーク、アパタ状凹凸が多く見られ表面外観が劣ることがある。
本発明で用いるバインダー成分としては、水、エタノール、エチレングリコール、グリセリン、流動パラフィン、パラフィンワックス、ポリオレブインワックス、ポリアルキレングリコールの末端変性物、リン酸エステルもしくは亜リン酸エステル類、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸金属塩、高級脂肪酸ビスアミド、高級脂肪族アミン類からなる群より選ばれる１種以上の化合物が挙げられる。特に、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸金属塩、高級脂肪酸ビスアミドを好適に用いることができる。
また、前記発泡剤組成物とはせず、発泡剤を単独で用いる場合には、さらに無機粒子を含有することができる。無機粒子の種類は特に制限はされないが、例えば、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、マイカ、ハイドロタルサイド等が挙げられる。中でも、タルク、炭酸カルシウムは、発泡剤の分解および微細で気泡径がそろった独立気泡の生成をうながすために効果的であり、特に好ましい。
また、封止層６を形成する樹脂には、熱伝導性粒子も含有してもよい。熱伝導性粒子の種類は特に制限はされないが、例えば、天然黒鉛、カーボンブラック、ケッチェンブラック、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。この内、カーボン等導電性を有するものは、封止する回路基板３で短絡等の問題を引き起こすため好ましくない。一方でアルミナ等、非導電性であって熱伝導性を有するものは特に好ましく使用ができる。このような処方を行うことで、電子部品２が発熱を伴った場合、効果的に放熱ができる。このような処方が難しい場合は、回路基板３にヒートシンクを接合し、ヒートシンクの他端が露出するようにして封止を行うこともできる。
また、上記実施の形態では、封止体６を金型１０のキャビティ１１へ溶融状態で射出する際および、この後、封止体６がキャビティ１１内で発泡する際の何れの期間においても、図２（ｃ）、図２（ｄ）に示すように、固定金型１０Ａに可動金型１０Ｂを常に合わせて閉じた状態に保持した場合を述べたが、これに限るものではない。
例えば、図５（ｃ）に示すように、封止体６をキャビティ１１に射出する際は、可動金型１０Ｂを固定金型１０Ａに合わせて閉じた状態に維持する一方、この後、図５（ｄ）に示すように、封止体６が発泡する際には、可動金型１０Ｂを後退させ（図５（ｄ）に示す場合においては上昇させる）、いわゆる射出コアバック動作を行わせる。
このように、封止体６が発泡する際に、可動金型１０Ｂを後退させて、発泡した気体が封止体６の表面部から外部に放散可能な状態とすると、封止体６の表層部にスキン層６ａを形成することができて、発泡成形を良好に行うことができるだけでなく、その表面の外観が優れた封止体６を形成することができる利点がある。
また、上記実施の形態では、電子部品装置１に回路基板３や電線４が設けられている場合を述べたが、これに限るものではなく、回路基板３や電線４が設けられていないものにも同様の製造方法で電子部品装置１を良好に製造可能であることはもちろんである。

Claims (10)

  1. 電子部品を包み込むように、溶融させた封止体を供給して、前記電子部品が前記封止体と一体化するように覆う一体化工程を有し、
    前記封止体は、熱可塑性樹脂に発泡剤組成物が加えられて前記一体化工程において発泡されるものであって、前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド系樹脂またはポリエステル系樹脂であり、温度２００℃、せん断速度１０００（１／ｓ）における溶融粘度ηＡが１０ｄＰａ・ｓ以上、８５０ｄＰａ・ｓ未満であり、温度２００℃、せん断速度１０００（１／ｓ）における伸長粘度ηＢとの関係（ηＢ／ηＡ）が、３倍以上であることを特徴とする電子部品装置の製造方法。
  2. 前記電子部品を収納体に収納し、
    前記一体化工程において、前記電子部品を収納した収納体に、前記封止体を溶融状態で供給して前記電子部品を覆うことを特徴とする請求項１に記載の電子部品装置の製造方法。
  3. 前記一体化工程において、電子部品を射出成形用の金型のキャビティに配設し、前記キャビティに、前記封止体を溶融状態で射出することを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品装置の製造方法。
  4. 電子部品または電子部品が装着された回路基板を、前記電子部品を収納する収納体に取り付けた固定用部品により固定し、または、前記封止体の射出開始時には金型のキャビティに突出して前記電子部品および前記回路基板の少なくとも一方を保持するとともに射出終了時にはキャビティから退出する保持用部品により保持することを特徴とする請求項３に記載の電子部品装置の製造方法。
  5. 前記発泡剤組成物が、無機粒子、発泡剤およびバインダー成分からなることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電子部品装置の製造方法。
  6. 前記金型が、固定金型と可動金型とから構成され、
    キャビティに電子部品を配設して前記可動金型を閉じた状態で、前記封止体をキャビティに射出し、
    この後、前記封止体が発泡する際に、可動金型を後退させることを特徴とする請求項３に記載の電子部品装置の製造方法。
  7. 電子部品と、前記電子部品を覆う封止体とを有し、
    前記封止体が、発泡された熱可塑性樹脂で形成され、
    前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド系樹脂またはポリエステル系樹脂であり、温度２００℃、せん断速度１０００（１／ｓ）における溶融粘度ηＡが１０ｄＰａ・ｓ以上、８５０ｄＰａ・ｓ未満であり、温度２００℃、せん断速度１０００（１／ｓ）における伸長粘度ηＢとの関係（ηＢ／ηＡ）が、３倍以上である
    ことを特徴とする電子部品装置。
  8. 前記電子部品を内部に収納する収納体を有し、
    前記収納体内において前記電子部品を覆った状態で、前記封止体が配設されていることを特徴とする請求項７に記載の電子部品装置。
  9. 電子部品が回路基板に装着され、前記電子部品または前記回路基板に電線がその接続部で接続され、電線の接続部側も前記封止体により覆われていることを特徴とする請求項７または８に記載の電子部品装置。
  10. 前記封止体に、無機粒子、発泡剤およびバインダー成分を有する発泡剤組成物が含まれていることを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の電子部品装置。
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