JPH0897587A

JPH0897587A - ハイブリッドｉｃ

Info

Publication number: JPH0897587A
Application number: JP22798094A
Authority: JP
Inventors: Shohei Morimoto; 昌平森元; Hisatoshi Murakami; 久敏村上
Original assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Current assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】ハイブリッドＩＣの保護層５にシールド層６
用の導電塗料が浸透してないものとする。【構成】まず、シールド層６をなす導電塗料として、
、分散良好用の表面コーティングを施した金属銅粉１
００重量部に対し、、特定の赤外線透過率を持つレゾ
ール型フェノール樹脂と、メタノール煮沸不溶解部分が
樹脂全体の２〜２０重量％の微粒子状高分子フェノール
樹脂とを１：１〜９：１重量比で混合したフェノール樹
脂混合物を５〜２５重量部、、キレート層形成剤０．
５〜８重量部、、カップリング剤０．１〜２重量部を
添加したものとする。つぎに、電子部品素子２、３を搭
載した基板１を、そのグランドリード端子４ａに銅箔導
電材７を添えて、絶縁性樹脂浴に浸漬して上記保護層５
を形成し、さらに、導電材７を内側に屈曲したのち、基
板１を上記導電塗料浴に浸漬してシールド層６を形成す
る。このとき、微粒子状高分子フェノール樹脂の存在に
より、導電塗料の保護層５内への浸透が有効に防止され
る。

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】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。しかし、その導電性物質には通
常導電塗料が使用されるが、その導電塗料は、銅箔との
高い密着性を維持しつつ十分な導電性を持つなどの十分
なシール効果を得にくいのが実情である。このため、本
願発明者等は、特願平３−３１１９３４号（特開平６−
１６４１８５号）において、銅箔との密着性及び導電性
に満足できる導電塗料によってシールド層を形成したハ
イブリッドＩＣを提案した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハイブ
リッドＩＣの保護層（外装ともいう。）を構成する混和
物には、一定量の充填剤が添加されていて、これがため
に保護層がポーラスになっており、この保護層に上記導
電塗料を直接に塗布すると、導電塗料が保護層のポーラ
スな部分に浸透し、導電塗料の配合のバランスが崩れ
て、導電塗膜の電気特性、物理特性が低下し、十分な電
磁波遮蔽効果を発揮し得ない。このため、上記導電塗料
によりシールド層を形成したハイブリッドＩＣは、その
浸透を防止するためにアンダーコートを施し、その上に
デッピング法により導電塗料を塗布しなければならない
という問題をもっていた。

【０００５】本発明は、上記導電塗料によりシールド層
を形成したハイブリッドＩＣにおいて、その保護層への
導電塗料の浸透をなくすことを課題とする。

【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、本発明にあっては、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（Ｄ）の配合から成る導電塗
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）０．０５〜０．５重量部のチタネート、ジルコ
ネート、ステアリン酸、ステアリン酸塩、またはそれら
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５０〜９０重量％
と、メタノール煮沸不溶解部分を含有する微粒子状高分
子フェノール樹脂１０〜５０重量％とを調合した樹脂Ｐ
を５〜２５重量部、（Ｃ）キレート層形成剤０．５〜
８重量部（Ｄ）カップリング剤０．１〜２重量部
。

【０００８】好ましくは、上記レゾール型フェノール樹
脂と微粒子状高分子フェノール樹脂が下記のものとす
る。記〔レゾール型フェノール樹脂〕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、各透過率との間に（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、〔微粒子状高分子フェノール樹脂〕上記メタノール煮沸
不溶解部分が上記樹脂Ｂ全体の２〜２０重量％分布し、
且つ、１０分子中に１個以上のメチロール基を有する微
粒子状高分子フェノール樹脂。

【０００９】上記赤外線透過率比は、レゾール型フェノ
ール樹脂を、（株）島津製作所製フーリエ変換赤外分光
光度計（ＦＴＩＲ−４１００）を用い、液膜法による分
光分析をおこなった結果得られたチャートに関して、各
置換基に対応する吸収位置（波数）における透過率の比
を検討することによって得られる。

【００１０】上記（イ）〜（ニ）の関係が成り立つレゾ
ール型フェノール樹脂を確定するために必要なスペクト
ルの位置及び置換基の関係は表１の通りであり、同表の
ように、各置換基の吸収に対して、透過率をｌ、ｍ、
ｎ、ａ、ｂ、ｃと表した。

【００１１】

【表１】

【００１２】ここで、透過率Ｔは、各吸収ピークのバッ
クグラウンドにベースラインを引き、そこから求められ
る入射光の強度Ｉ₀と透過光の強度Ｉとの比とすると、
一般に、Ｔ＝Ｉ／Ｉ₀×１００の式で表される。このよ
うに、各置換基に対して規定した波長において、透過率
が得られる。この透過率の大小関係を検討することによ
り、上記の通り、レゾール型フェノール樹脂の内でも、
ジメチレンエーテル結合が多く、なおかつ、２置換体の
多いタイプを確定することができる。

【００１３】上記金属銅粉は、鱗片状、樹枝状、球状、
不定形状など、いずれの形状であってもよい。粒径は、
１００μm 以下が好ましく、特に１〜３０μm のものが
好ましい。粒径が１μm 未満のものは酸化されやすく得
られる塗膜の導電性が低下するので好ましくない。

【００１４】また、金属銅粉は、チタネート、ジルコネ
ート、ステアリン酸、ステアリン酸塩、または、それら
の混合物（以下、分散剤という。）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。この分散剤の添加量は、金属銅粉１００重量部
に対して０．０５〜０．５重量部である。分散剤の添加
量が０．０５重量部未満のときは、塗膜の導電性が低下
し、０．５重量部をこえるときは、半田耐熱性が低下し
好ましくない。分散剤は、それ自体を単体で添加しても
よく、また、溶剤と供に添加した後、溶剤を除去しても
よい。因みに、この表面処理をすれば、分散剤の添加量
を少なくできる。

【００１５】上記樹脂Ｐ混和物の樹脂量が、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
が脆くなり、導電性も悪くなる。また、２５重量部をこ
えると、導電性が低下する。好適な樹脂量は９〜１８重
量部である。

【００１６】また、その化学量、２−１置換体をλ、
２，４−２置換体をμ、２，４，６−３置換体をν、メ
チロール基を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１／ｎ、ｍ／ｎ、が大き
いということはλ／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が大き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、１／ｎ、ｍ／ｎが大きい方が塗膜の導電性が良くな
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１／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】微粒子状高分子フェノール樹脂は、前記レ
ゾール型フェノール樹脂との合計量の１０〜５０重量％
であることを必要とし、１０重量％未満では導電塗料の
ポーラス部分への浸透防止効果が得られず、５０重量％
を越えると導電塗料の架橋密度が低下して塗膜の密着性
がわるくなる。また、同樹脂中のメタノール煮沸不溶解
部分が樹脂全体の２〜２０重量％になるように分布して
いることが望ましい。この範囲より少ないときは導電塗
料の浸透防止効果が少なく導電性の低下を招き、一方、
これより多いときは同樹脂構造中のメチロール基の数が
減少し、レゾール型フェノール樹脂との反応基が相対的
に減少し、塗膜のバインド性の低下と導電性が悪くな
る。好ましくは、５〜１５重量％である。さらに、１０
分子中に１個以上のメチロール基がないと、レゾール型
フェノール樹脂と十分に反応せず密着性・導電性が得に
くい。

【００２０】なお、一般に高分子量の樹脂を添加した場
合、塗膜の柔軟性が得られ、ヒートショック試験でのマ
イクロクラック防止効果が得られるため、その樹脂を多
く添加することが考えられるが、前述のように、添加量
が多くなれば、レゾール型フェノール樹脂との反応基が
少なくなって十分な導電性が得られなくなり、好ましく
ない。

【００２１】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一種である。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
０．５〜８重量部である。配合量が上記未満であると、
塗膜の銅電性が低下し、逆に多い場合にはそれぞれの効
果は望めない。

【００２２】カップリング剤は、金属銅粉のバインダ中
における分散性を向上させて導電性の向上に寄与し、シ
ランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコネ
ート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤
の中から選ばれる少なくとも１種である。その配合量
は、金属銅粉に対して０．１〜２重量部である。上記部
数未満ではその効果が認められず、上記部数を越える
と、その効果は飽和状態となって不経済である。

【００２３】なお、導電塗料には、粘度調整のために、
カルビトール、ブチルカルビトール、メチルカルビトー
ル、ブチルカルビトールアセテート、ブチルセロソル
ブ、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテー
ト、メチルイソブチルケトン等の高沸点溶剤と、メタノ
ール、エタノールなど通常の有機溶剤を公知の手段で使
用することができる。

【００２４】

【作用】このように構成する本発明に係る導電塗料は、
上記の記載から分かるように、その塗膜は、密着性の低
下を招くことなく、導電性の高いものとなる。また、微
粒子状高分子フェノール樹脂の存在により、ポーラスな
上記保護層への浸透も極めて少ない。

【００２５】

【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
ネートを金属銅粉の表面に被覆させた。その金属銅粉
に、キレート層形成剤としてのトリエタノールアミンと
前記レゾール型フェノール樹脂と、微粒子状高分子フェ
ノール樹脂の混合物とをそれぞれ表２に示す割合で配合
し、溶剤としてブチルセロソルブを加え、２０分間３軸
ロールで定位置練りし、粘度が１０〜２０Ｐ（リオン社
製の粘度計ＶＴ−０４により測定）となるようにエタノ
ールで希釈して導電塗料浴を得た。

【００２６】上記では、粘度調整剤としてブチルセロソ
ルブを用いたが、これに代えて、前述の高沸点溶剤を任
意に選択使用することができる。

【００２７】

【表２】

【００２８】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。

【００２９】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、各リード端子４……、４ａの露出部（接続部）ま
で、すなわち、接続部を残して浸漬し、各リード端子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。

【００３０】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（ディピング）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４ａとシールド層６が電気的に接続され
る。シールド層６の形成は、導電塗料浴から基板１を付
着した塗料が垂れ下がる速度に合わせて引き上げ、それ
を８０℃で２０分間予備乾燥後、１６０℃で３０分加熱
硬化させる。

【００３１】上記の如くして得た電子部品搭載回路基板
１の両端に電極ａ、ｂを配置し、４端子法により電極
ａ、ｂ間の抵抗値を測定し、単位面積当たりの抵抗値を
得た。（表２下欄ア）。また、前記試料を６０℃・９５
％ＲＨの高温高湿槽に５００時間放置し、放置後の抵抗
値（ΔＲ）と、前記環境下に晒す前の抵抗値（Ｒ）とを
対比し、（ΔＲ／Ｒ−１）×１００％が、５０％未満を
○、５０％以上１００％未満を△、１００％以上を×と
して評価した（同イ）。

【００３２】更に、前記試料を−５５℃・３０分←→＋
１２５℃・３０分のヒートショック試験を３００サイク
ル行った後、シールド層６にマイクロクラックの有無を
観察し、無を○、僅かに見られるものを×として評価し
た（同ウ）。

【００３３】上記の結果から明らかなように、実施例１
〜７は、全ての試験結果を満足するものであり、比較例
１のものは、樹脂全体量が多すぎ、比較例２のものは、
微粒子状高分子樹脂の添加がなく、比較例３のものは、
微粒子状高分子樹脂の量が多すぎ、比較例４のものは、
キレート層形成剤が少ないため、抵抗値、抵抗変化、耐
クラックのいずれかで満足できるものではない。

【００３４】次に、微粒子高分子フェノール樹脂のメタ
ノール煮沸不溶解部分の含有量の多いものと、少ないも
のとを使用した場合の樹脂Ｐ全体のメタノール煮沸不溶
解部分の存在が導電塗料の塗膜の電気抵抗に与える影響
について、銅粉、トリエタノールアミン及びカップリン
グ剤を前記実施例と同一配合とし、その樹脂Ｂ、Ｃの配
合を変えた実験結果を表３に示す。その電気抵抗の測定
は前述と同じとし、評価は、良を○、やや良を△、否を
×とした。この結果によると、メタノール煮沸不溶解部
分Ｑの樹脂Ｐ全体に対する含有量は、２〜２０重量％の
範囲が好ましいことが理解できる。

【００３５】

【表３】

【００３６】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
シールド用導電塗料が保護層内に浸透しておらず、その
保護層の電気特性、物理特性が安定した、十分な電磁波
遮蔽効果を有するハイブリッドＩＣとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は一実施例の正面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｘ−Ｘ線断面図

【符号の説明】１エポキシ樹脂基板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７導電材ａ、ｂ電極

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【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。しかし、その導電性物質には通
常導電塗料が使用されるが、その導電塗料は、銅箔との
高い密着性を維持しつつ十分な導電性を持つなどの十分
なシールド効果を得にくいのが実情である。このため、
本願発明者等は、特願平３−３１１９３４号（特開平６
−１６４１８５号）において、銅箔との密着性及び導電
性に満足できる導電塗料によってシールド層を形成した
ハイブリッドＩＣを提案した。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】好ましくは、上記レゾール型フェノール樹
脂と微粒子状高分子フェノール樹脂が下記のものとす
る。記〔レゾール型フェノール樹脂〕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、各透過率との間に（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、〔微粒子状高分子フェノール樹脂〕上記メタノール煮沸
不溶解部分が上記樹脂Ｐ全体の２〜２０重量％分布し、
且つ、１０分子中に１個以上のメチロール基を有する微
粒子状高分子フェノール樹脂。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】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一種である。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
０．５〜８重量部である。配合量が上記未満であると、
塗膜の導電性が低下し、逆に多い場合にはそれぞれの効
果は望めない。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】

【表２】

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】

【表３】

Claims

【特許請求の範囲】

【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（Ｄ）の配合から成る導電塗料のシール
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合して成ること
を特徴とするハイブリッドＩＣ。記（Ａ）０．０５〜０．５重量部のチタネート、ジルコ
ネート、ステアリン酸、ステアリン酸塩、またはそれら
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５０〜９０重量％
と、メタノール煮沸不溶解部分を含有する微粒子状高分
子フェノール樹脂１０〜５０重量％とを調合した樹脂Ｐ
を５〜２５重量部、（Ｃ）キレート層形成剤０．５〜
８重量部、（Ｄ）カップリング剤０．１〜２重量部、
【請求項２】上記レゾール型フェノール樹脂と微粒子
状高分子フェノール樹脂が下記のものであることを特徴
とする請求項１記載のハイブリッドＩＣ。記〔レゾール型フェノール樹脂〕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、各透過率との間に（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、〔微粒子状高分子フェノール樹脂〕上記メタノール煮沸
不溶解部分が、上記樹脂Ｐ全体の２〜２０重量％分布
し、且つ、１０分子中に１個以上のメチロール基を有す
る微粒子状高分子フェノール樹脂。