JPH04277657A - 封止方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ポリマーによる各
種部品の封止方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気・電子機器等の精密製品分野では、
コイルボビン、スイッチ、各種素子、ＩＣ、ガラスエポ
キシ基板等の部品に対して、水やオイル等の侵入を防ぐ
目的で、各種の部品を樹脂によって封止することが行わ
れている。例えば、センサーやＩＣメモリーカードでは
、使用中に水やオイル等が侵入するとその機能が損なわ
れてしまうので、樹脂によって封止して保護されている
。封止が不十分であれば当然問題が発生することになる
ので、封止の良否は製品の信頼性を決定する重要なファ
クターとなる。

【０００３】従来、封止の最も一般的な方法として、金
属又はプラスチックでケースを作成し、部品を収めた後
、隙間や残りの部分にエポキシ系の熱硬化性樹脂を充填
し、硬化させる方法が採用されている。エポキシ系の熱
硬化性樹脂は、接着性、電気的特性が良く、硬化の際の
収縮も少ないので、エポキシ系の熱硬化性樹脂を用いる
方法は封止の信頼性は高いが、封止に際して、一般に、
２液を混合する手間やかみこんだ泡を抜く手間がかかる
うえ、硬化させるために５分間程度加熱する必要があり
、生産性の面で問題があった。

【０００４】封止に熱可塑性樹脂を用いれば、成形機に
部品をセットする時間及び樹脂の充填と冷却固化の時間
、すなわち、１分間以内の短時間で製造できることから
、熱可塑性樹脂を用いる方法について種々検討されてき
たが、一般の熱可塑性樹脂では、流動性が悪く、封止す
べき部品を損傷するといった問題があり、実用化されて
いなかった。

【０００５】そこで、近年登場した液晶ポリマー（サー
モトロピック液晶ポリマー）は、機械的特性、耐熱性、
耐薬品性、電気的特性等に優れるとともに、流動性が良
く、成形収縮が小さいことから、封止材としての使用が
期待され、種々検討されている。液晶ポリマーでケース
を作成し、液晶ポリマーで封止すれば、部品全体が液晶
ポリマーで覆われ、精密性の高い優れた製品が得られる
ことが期待されたが、実際には、界面での接着性が悪く
、信頼性のある製品は得られなかった。この原因は、ケ
ースの液晶ポリマーと封止材の液晶ポリマーとが融着し
ないためと考えられる。両者を融着させるために、封止
する液晶ポリマーの温度を高くすることも試みられたが
、液晶ポリマーは成形温度の幅が広くないので、十分な
温度差を与えることができなかったり、バリが出やすく
なったりするという問題があり、実用化には至らなかっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、液晶ポリマ
ーで作成した部品を収めたケースを液晶ポリマーで封止
する方法において、界面での接着が良好で、信頼性の高
い製品を得ることのできる封止方法を提供しようとする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するものであり、その要旨は、第１液晶ポリマーで部
品の入ったケースをあらかじめ作成し、第２液晶ポリマ
ーを用いて封止する方法において、第２液晶ポリマーと
して第１液晶ポリマーよりも流動開始温度が１０℃以上
高い液晶ポリマーを用いることを特徴とする封止方法に
ある。

【０００８】なお、本発明における流動開始温度は、島
津製作所製フローテスターＣＦＴ−５００Ａにより、孔
径０．５ｍｍ、長さ２ｍｍのノズルを用い、荷重２０ｋ
ｇ／ｃｍ２、昇温速度５℃／分の条件で、ポリマーが流
出し始める温度として求められる値である。

【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明において、液晶ポリマーとは溶融状態において異方
性を示す、いわゆるサーモトロピック液晶ポリマーであ
って、射出成形可能なものを意味する。

【００１０】本発明においては、流動開始温度の異なる
液晶ポリマーを用い、ケースには流動開始温度の低い第
１液晶ポリマー、封止材には流動開始温度の高い第２液
晶ポリマーを用いる。第２液晶ポリマーは、第１液晶ポ
リマーよりも流動開始温度が１０℃以上高いものである
ことが必要で、特に２０℃以上高いものが好ましい。第
１液晶ポリマーと第２液晶ポリマーの流動開始温度の差
が１０℃未満であると界面で十分接着せず、封止が不完
全となる。

【００１１】本発明における液晶ポリマーの具体例とし
ては、■特公昭５６−１８０１６号公報に開示されたエ
チレンテレフタレート単位とパラヒドロキシ安息香酸残
基単位とからなる共重合ポリエステル、■特開昭５４−
７７６９１号公報に開示された６−ヒドロキシ−２−ナ
フトエ酸残基単位とパラヒドロキシ安息香酸残基単位と
からなる共重合ポリエステル、■特公昭４７−４７８７
０号公報に開示されたパラヒドロキシ安息香酸残基単位
、テレフタル酸残基単位及び２価フェノール残基単位か
らなる共重合ポリエステル、■特開昭５３−６５４２１
号公報に開示されたテレフタル酸残基単位とフェニルハ
イドロキノン残基単位とからなる共重合ポリエステル、
■米国特許第４６００７６５号明細書に開示されたテレ
フタル酸残基単位、フェニルハイドロキノン残基単位及
びスチロイルハイドロキノン残基単位からなる共重合ポ
リエステル等が挙げられる。

【００１２】第１液晶ポリマー及び第２液晶ポリマーと
しては、これらの中から流動開始温度差が適当となるよ
うに組み合わせて用いればよいが、液晶ポリマーは単一
ポリマーのほか、混合物として用いてもよい。特に第１
液晶ポリマーとして、第２液晶ポリマー（単一ポリマー
）とそれよりも流動開始温度の低い液晶ポリマーとの混
合物を用いると界面での接着が良好となり好ましい。 その理由は明確ではないが、流動開始温度の低い液晶ポ
リマーが接着部の表面にスキン層を形成するためと考え
られる。

【００１３】液晶ポリマーは、通常、機械的特性、耐熱
性、寸法安定性等を向上させるために、ガラス繊維、炭
素繊維、有機繊維、ワラストナイト、マイカ、チタン酸
カリウムウイスカー、酸化亜鉛ウイスカー、酸化チタン
、カオリン、タルク等のフィラーを添加して用いられる
。フィラーの添加量があまり多いと流動性が損なわれる
ので、フィラーの添加量は６０重量％以下、好ましくは
１５〜５０重量％とする。また、必要に応じて、顔料、
耐熱剤、難燃剤等の添加剤を添加してもよい。

【００１４】第１液晶ポリマーで作成されるケースには
種々の形状のものがあり、封止すべき部品と接触する一
部分をなすものであればその形状は問われない。例えば
、一般的に最終製品がセンサー等の場合はボビン状をし
ている。これに封止すべきガラスエポキシ基板やセンサ
ー部品、素子、ＩＣ等の部品を組み込み、あるいは封止
すべきコイルを巻いた後、射出成形機に付けた金型に入
れて第２液晶ポリマーで封止するわけであるが、これら
封止すべき部品は第１液晶ポリマーによってケースを作
成する際にインサート成形によって一体化されていても
よい。

【００１５】封止は、通常の横型又は竪型射出成形機を
用いて行うことができるが、竪型射出成形機を用いると
部品のセットが容易である。封止に際しては、射出成形
機にセットされた所定の形状の金型に封止すべき部品を
セットし、第２液晶ポリマーを注入する。注入する第２
液晶ポリマーの温度は、当然第２液晶ポリマーの流動開
始温度よりも高い温度とされるが、好ましくは第２液晶
ポリマーの流動開始温度よりも５〜３０℃高い温度とす
るのが適当である。この際、封止すべき部品を損傷しな
いため、低圧で封止することが好ましい。この目的で、
低圧バルブ等を備えた射出成形機を用いると幅広い成形
条件を選択することができて好ましい。

【００１６】

【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。実施例で使用した液晶ポリマーは、次のとおりであ
る。　（Ｔｆは流動開始温度を意味する。）（ａ）ロッ
ドランＬＣ−３０３０Ｔ　　　（ユニチカ社製）　　　
　　　　　　　　：Ｔｆ　２００℃（ｂ）ロッドランＬ
Ｃ−５０５０ＧＭ　　（ユニチカ社製）　　　　　　　
　　　　：Ｔｆ　２８０℃（ｃ）ベクトラＡ−１３０　
　　　　　　　（ポリプラスチックス社製）　：Ｔｆ　
２８５℃（ｄ）ベクトラＣ−１３０　　　　　　　　（
ポリプラスチックス社製）　：Ｔｆ　３１０℃（ｅ）ザ
イダーＧ−３３０　　　　　　　　（アモコ社製）　　
　　　　　　　　　　　：Ｔｆ　３４０℃（ｆ）ロッド
ランＬＣ−３０３０ＴとロッドランＬＣ−５０５０ＧＭ
との等重量混合物　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　：Ｔｆ　２５０℃

【００１７】な
お、ロッドランＬＣ−３０３０Ｔは、タルクを３０重量
％添加した前記■型液晶ポリエステル、ロッドランＬＣ
−５０５０ＧＭは、ガラス繊維２５重量％とマイカ２５
重量％を添加した■型液晶ポリエステル、ベクトラＡ−
１３０及びベクトラＣ−１３０は、ガラス繊維３０重量
％を添加した■型液晶ポリエステル、ザイダーＧ−３３
０は、ガラス繊維３０重量％を添加した■型液晶ポリエ
ステルである。

【００１８】実施例１〜４及び比較例１〜２表１に示し
た液晶ポリマーを用い、第１液晶ポリマーで作成された
、両端に直径１０ｍｍ、厚さ１ｍｍのワイヤー止めを有
する、直径４０ｍｍ、長さ１５ｍｍ、厚さ１ｍｍのボビ
ンに直径０．６ｍｍの銅線を厚さ２ｍｍにコイル状に巻
き、これを金型に入れ、第２液晶ポリマーで直径１０ｍ
ｍの丸棒となるように封止した。

【００１９】第２液晶ポリマーの注入は、金型温度を５
０℃とし、型絞め力４０トンの山城精機社製竪型射出成
形機を使用し、表１に示した樹脂温度と樹脂圧力で行っ
た。

【００２０】得られたコイルボビンは、両液晶ポリマー
の界面で融着しており、また、深さ１ｍの水中に浸漬し
て２４時間放置し、水の侵入の有無を調べる耐水テスト
で水の侵入は認められなかった。結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】実施例５ 実施例４と同じ液晶ポリマーを用い、第１液晶ポリマー
で幅１０ｍｍ、長さ２０ｍｍ、高さ５ｍｍ、厚さ０．９
ｍｍの箱型ケース　（コード部分には穴が設けてある。 ）　を作成し、これにセンサー機能部品を入れた後、実
施例４と同様な条件で、第２液晶ポリマーで封止した。 得られた製品は、両液晶ポリマーの界面で融着しており
、耐水テストで水の侵入は認められなかった。

【００２３】また、センサーには、一般に−３０〜８０
℃のヒートサイクルに耐えることが要求されるが、上記
製品について、このヒートサイクルテストを２０サイク
ル行った後、再度耐水テストを行ったところ、水の侵入
は認められなかった。

【００２４】比較例３ 比較例１と同じ液晶ポリマーを用い、実施例５と同様な
試験を行った。得られた製品は、両液晶ポリマーの界面
で融着しておらず、少し力をかけただけで隙間が生じ、
また、耐水テストで水が侵入し、回路がショートしてセ
ンサーとしての機能を果たせないものであった。

【００２５】

【発明の効果】本発明の方法によれば、従来の熱硬化性
樹脂による封止に比べて著しく生産性が向上し、また、
精密成形性と耐熱性に優れた液晶ポリマーのみで部品の
全てを覆うことが可能になり、高性能の製品を得ること
が可能になる。

【００２６】また、本発明の方法で封止された製品は、
線膨張係数が小さく、耐熱性、耐薬品性、耐水性に優れ
た液晶ポリマーで覆われているため、良好なヒートサイ
クル性と耐熱性、耐薬品性、耐水性を有するものとなる
。したがって、本発明の方法は、コイルボビン、モータ
ーコイル、各種回路基板、センサー部品等の封止に好ま
しく利用される。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１液晶ポリマーで部品の入ったケー
   スをあらかじめ作成し、第２液晶ポリマーを用いて封止
   する方法において、第２液晶ポリマーとして第１液晶ポ
   リマーよりも流動開始温度が１０℃以上高い液晶ポリマ
   ーを用いることを特徴とする封止方法。
2. 【請求項２】　　第１液晶ポリマーとして第２液晶ポリ
   マーとそれよりも流動開始温度の低い液晶ポリマーとの
   混合物を用いる請求項１記載の封止方法。