JPH01106494A - 電子デバイスの被覆とその製法 - Google Patents

電子デバイスの被覆とその製法

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JPH01106494A
JPH01106494A JP63238660A JP23866088A JPH01106494A JP H01106494 A JPH01106494 A JP H01106494A JP 63238660 A JP63238660 A JP 63238660A JP 23866088 A JP23866088 A JP 23866088A JP H01106494 A JPH01106494 A JP H01106494A
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ペーター、オツトー
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電気ならびに電子デバイス、特にハイブリ
ッド回路を環境影響に対して保護する被覆とその製法に
関するものである。
〔従来の技術〕
工場、自動車、航空機等で使用される電子回路は民間向
きであっても又軍用のものであっても温気、攻撃性の化
学薬品、例えば衝突等の機械的負荷等の環境影響に対し
て保護し、更に不法なのぞき見を阻止するためにも合成
樹脂塊を流し込み被覆される。
この合成樹脂被覆には通常エポキシド系又はフェノール
樹脂系の反応性樹脂が使用されるが、樹脂が硬化する際
しばしば容積の収縮が起こり、デバイス又は回路に応力
を及ぼし導体路や結合箇所に亀裂を作り、ハイブリッド
回路では基板を破断して構成部品を破損する危険がある
。11脂に充填材を使用することにより反応収縮が少な
い密封材が得られる0通常充填材としては電気絶縁性が
高いことから石英が使用される。
電気又は電子デバイスを被覆する際の別の問題は、デバ
イスと流し込み材の間の熱膨張係数の差である。周囲温
度の変動又は損失熱による加熱に際してデバイスに寸法
変化が起こり、熱膨張係数が異なるとデバイスに応力が
生じ破損することがある。
機械的応力の低下に対しては、樹脂又は被覆の熱膨張係
数と弾性係数の双方が小さいことが要求される。
この要求を1つの流し込み材において同時に満たすこと
は困難である。充填された樹脂は原則として高い弾性係
数を示すのに対して、たわみ性の樹脂は高い膨張係数を
示す、更に高充填樹脂の加工が困難であり、たわみ樹脂
は化学薬品耐性が低いことも欠点である。
〔発明が解決しようとする課題〕
この発明の目的は、デバイスを環境影響に対して保護し
、被覆とデバイスとの間の機械的応力を避けると同時に
容易に加工できる電気ならびに電子デバイスの被覆およ
びその製法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
この目的はこの発明によれば、被覆としての機械的なら
びに化学的に安定な外側層の下に弾性的で圧縮可能の中
間層をデバイス上に設けることによって達成される。
この発明の種々の実施態様とその製法は請求項2以下に
示される。
〔作用効果〕
圧縮可能の中間層は、微小細胞構造であって圧縮可能の
区域を備える低い弾性係数のたわみ性合成樹脂から成る
。この微小細胞構造は、ガス泡を組入れるか変形可能の
中空球を含むシンタクティックの泡を使用することによ
って達成されるものである。
ガス泡の組入れは、層の形成前にたわみ性の合成樹脂塊
にガスを吹込んだ後硬化させることによって行われる。
良好な再現性は、合成樹脂塊の硬化前又は硬化中にガス
を直接化学的に遊離させることによって達成される0例
えば少量の水をポリウレタン合成樹脂の成分に加えると
、二酸化炭素を分離して合成樹脂を泡立たせることがで
きる。
別の方法としては合成樹脂塊に発酵剤を加える。
合成樹脂塊の硬化反応には関与しないこの化合物は、パ
ン焼き用の発酵剤と同様に合成樹脂の硬化に必要な高温
によりガスを分離するか全体をガス状の生成物に分解す
る。熱によって硬化しない合成樹脂塊の場合にも、光に
対して不安定な発酵剤からの光化学的に誘起されたガス
分解が考えられる。
圧縮可能区域を予め形成させてデバイス上にとりつける
前に合成樹脂にかき回して混ぜることにより再現性が更
に改善される。この方法には変形可能の微小中空球、例
えば平均直径が約40μmのPVCD球を使用すること
ができる。
この発明による中間層に所望される特性に対しては、弾
性圧縮性中間層の微小セル構造が50μ糟程度の小さい
空泡直径をもつことが必要である。
更に中間層内の中空体又はガス泡の数が余り太き(なく
、中間層が充分高い熱伝導度を示さなければならない、
又動作中デバイスの損失熱の外部放出を良好にするため
中間層は余り厚くはできない。
ある特定の厚膜ハイブリット回路に対しては中間層に許
される最大厚さは300μ−と計算された。
他のデバイスに対しては中間層の最大厚さがこのデバイ
スと被覆に使用された合成樹脂材料に関係して決定され
るから、この値より大きく外れることがある0例えば回
路の基板側だけが被覆されると、例えば酸化アルミニウ
ムの基板の背面を通して熱が放出されるから中間層を厚
くすることができる。
中間層の合成樹脂塊に要求される別の特性は良好な加工
性である。とりつけ法によってはデバイス上の合成樹脂
塊は余り粘性の高いものであってはならない。
中間層に好適な合成樹脂は、例えばたわみ性の2成分シ
リコーンゴム、紫外光硬化シリコーンゴム、エポキシ樹
脂又は2成分ポリウレタン系樹脂である。これによりた
わみ性、充分な流動性およびデバイスに予期される最低
動作温度以下のガラス転移温度等の必要条件は満たされ
るが、これ以外の合成樹脂系の使用も考えられる。更に
析出に起因する侵食によるデバイスの損傷を避けるため
使用される合成樹脂は、析出が少なく特にイオンが乏し
いことが必要である。
圧縮可能の中間層に2.速硬化性のシリコーンゴムを使
用すると、経済的に特に有利な被覆が得られる。シリコ
ーンゴムを使用した実験で約10秒の硬化時間が達成さ
れた。熱硬化合成樹脂は原則としてこの100倍の硬化
時間、時には数時間に及ぶ硬化時間を必要とする。
中間層の設置には種々の方法が好適である。デバイスの
全面に被覆を設けるためには例えば浸漬による。ただし
この場合流動性の良い樹脂系を選ばなければならない、
これ以外の方法としては例えば噴霧法、ブラシ塗布又は
ディスペンサー法が挙げられる。最後の方法では中空針
又は細隙状のノズルを使用し、メアンダ形の被覆形成が
行われる。
硬化された中間層の上には機械的ならびに化学的に安定
な外層が本来の保護層として設けられる。
この層は容積の収縮と熱膨張係数に関して従来の被覆技
術によるものよりも遥かに低度の要求を満たすだけでよ
い、又それに使用される加工容易な保護層樹脂は高い弾
性係数を示すから、保護層の鋳造樹脂として別の合成物
質を使用することも可能となる。
この発明による被覆を備えるデバイス特にハイブリッド
回路は従来の被覆のものに比べて著しく高い温度変動耐
性を示し、−25°Cから+100℃の間の温度サイク
ルに対して明らかに低い不良率となる。保護層の物理的
パラメータに対する低い要求により使用できる樹脂、合
成物質更には充填剤の選択範囲は著しく拡がる。従って
被覆の品質を等しく安価で迅速に硬化する合成物質の使
用が可能となる。これがこの発明の被覆に追加された経
済上の利点である。
〔実施例〕
図面と2つの実施例についてこの発明を更に詳細に説明
する。
図面はこの発明による被覆の断面を示す0例えば酸化ア
ルミニウムから成り導体路を備える基板lの表面に例え
ばトランジスタ、抵抗等のデバイス2がボンド結合又は
溶接されている。デバイス2の上には圧縮可能の区域4
を含む中間層3が設けられる。デバイス2は完全に中間
層3で覆われている。更にデバイス2の間とその下にあ
る総ての到達可能の中間室は、流動状態で入れられた中
間層3の合成物質で満たされる。その上には通常鋳造坩
脂から成り回路を外部の影響から保護する層5が設けら
れる。別の保護として外被6を設けることも可能である
。場合によってデバイス又は回路の全体を被覆すること
も有利である。この場合基板1の下面には別の保護層7
が設けられる。
この層は通常層5と同じ材料から成る。
五−上 酸化アルミニウム基板上にろう付けされた個別デバイス
、ボンド結合された集積回路および厚膜技術によって設
けられた導体路と抵抗を備えるハイブリッド回路がポリ
ウレタンで被覆される0弾性的で圧縮可能という特性を
達成するため、2成分ポリエーテルウレタン(ゾンダー
ホフ(Sonderhof f社のFer+*apor
  K 31 / 432、ポリエーテル:ジイソシア
ナート−3,S:を重量骨)が使用され、デバイスの形
態に応じて約1 / 10 vmから5/10mmまで
の厚さの層とする。少量の水分(例えば空気中の湿気)
が存在すると所望の泡が形成されるmVEいて公知の方
法で樹脂が流し込まれる。中間層は温度サイクル後の不
良品の数を85%減少させる。
紫外光硬化性のシリコーンゴムに微小中空球(平均直径
40μ鋼、壁面直径的0.5μm)の塩化ポリビニリデ
ン(PVDC)を13.3体積%だけ混合する。この混
合物を例1に11位の厚さに塗布して紫外光で硬化させ
る。続いて例1と同様に樹脂を流し込む、流し込みが完
成した後の温度サイクルテストにおいて不良品の数は7
0%だけ減少した。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明による被覆の断面を示す。 1・・・酸化アルミニウム基板 2・・・デバイス 3・・・中間層 4・・・圧縮可能区域 5.7・・・保護層 6・・・外被 IRIIR)代理人#理士冨村 溜1、K+1一 〔′〕ダ・S4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)被覆として機械的ならびに化学的に安定な外層(5
    )の下に弾性的で圧縮可能の中間層(3)がデバイス上
    に設けられていることを特徴とする電気ならびに電子デ
    バイスを環境影響に対して保護する被覆。 2)圧縮可能中間層(3)がガス泡を含んでいることを
    特徴とする請求項1記載の被覆。 3)圧縮可能中間層(3)が変形可能の微小中空球を含
    むシンタクティックの泡であることを特徴とする請求項
    1記載の被覆。 4)圧縮可能区域(4)を形成するガス泡又は微小中空
    球の平均直径が70μm以下、特に50μm以下である
    ことを特徴とする請求項1ないし3の1つに記載の被覆
    。 5)中間層(3)のたわみ性合成樹脂が−25℃以下の
    ガラス転移温度を示すことを特徴とする請求項1ないし
    4の一つに記載の被覆。 6)中間層(3)のたわみ性合成樹脂が2成分シリコー
    ンゴム、紫外光硬化性のシリコーンゴム、エポキシ樹脂
    又は2成分ポリウレタン合成樹脂であることを特徴とす
    る請求項1ないし5の1つに記載の被覆。 7)(a)デバイス上にたわみ性の合成樹脂から成り圧
    縮可能の区域(4)を含む中間層(3)が設けられるこ
    と、 (b)この中間層が硬化されること、 (c)中間層(3)の上に容易に加工される合成樹脂か
    ら成る硬くて化学的機械的に安定 な保護層(5)が設けられる ことを特徴とする請求項1記載の被覆の製法。 8)中間層(3)の圧縮可能区域(4)がデバイスにと
    りつける前のたわみ性合成樹脂にガス泡を加工すること
    によって作られることを特徴とする請求項7記載の製法
    。 9)圧縮可能区域(4)がデバイスにとりつける前のた
    わみ性合成樹脂に変形可能の微小中空球を混合すること
    によって作られることを特徴とする請求項7記載の製法
    。 10)圧縮可能区域(4)がガス泡から成り、このガス
    泡が中間層内におけるガスの化学的遊離によって作られ
    ることを特徴とする請求項7記載の製法。 11)ガスがたわみ性の合成樹脂に混合された化学的発
    酵材によって遊離することを特徴とする請求項10記載
    の製法。 12)圧縮可能区域(4)がイソシアン酸塩の水置換に
    よって作られ、その際イソシアン酸塩が同時に中間層(
    3)を形成するポリウレタン合成樹脂の1つの成分であ
    ることを特徴とする請求項10記載の製法。 13)中間層(3)が浸漬、噴霧、ブラシ塗布又はディ
    スペンサーによって設けられることを特徴とする請求項
    7ないし12の少なくとも1つに記載の製法。 14)保護層(5、7)が全面的即ち中間層(3)上と
    基板(1)の下面にも設けられることを特徴とする請求
    項7ないし13の少なくとも1つに記載の製法。
JP63238660A 1987-09-25 1988-09-22 電子デバイスの被覆とその製法 Pending JPH01106494A (ja)

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DE3732462 1987-09-25

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