JPS6211293A - 電子回路基板の封止方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子回路基板の封止方法に係り、特に、各種
電子部品を搭載する電子回路基板の防湿。

絶縁をするのに好適な封止処理に係る、電子回路基板の
封止方法に関するものである。

〔発明の背景〕

近年の電子機器、家電品は、電子化が急速に進み、その
心臓部であるプリント基板は、ますます高密度実装、高
信頼性が要求される。

特に、高密度実装追求の結果として、パターン間隔がま
すます狭くなるとともに、流れる電流も微弱になる傾向
にあるため、プリント基板の吸湿による影響を十分考慮
する必要がある。

また、使用環境も多様多岐にわたっており、特に自動販
売機、自動監視装置などの屋外用途の機器類、洗濯機、
厨房機器など、水や湿度の多い環境下で使用される家電
品などにおいて、防湿、絶縁のための封止処理技術は極
めて重要である。

樹脂、アクリル系樹脂などの封止材によるコーティング
処理および、基板を封止材で必要部分を覆い硬めてしま
うポツティング、キャスティング処理などが行われてい
る。

高度の防湿、絶縁を要求されるものにあっては。

前者の場合、基板の平坦な部分はうまくコートでて きｌも、ＩＣ，トランジスタ等電子部品のリード線部の
ように、細い線の部分や部品のエツジ部は、膜厚が薄く
なるため、加湿時のリーク電流を防止できないことが多
い。そのため、たとえば特公昭５８−１５９５６号公報
に記載のように、全面をコーティングする前に、まずリ
ーク電流許容値の小さい部分を厚塗りできる絶縁材でシ
ーリングして、そののち全面コーティングするなどの工
夫がなされる。

しかし、極めて作業が繁雑となり生産性に問題があった
。

一方、後者のポツティング、キャスティングなどは、防
湿、絶縁の性能面ですぐれ、その効果を期待することが
できるものの、封止材料を多量使うため、発熱電子部分
の放熱がしにくいとか、材料費が高いなどの問題があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は、防湿、絶縁性にすぐれ、かつ放熱性あるいは
経済性にすぐれるポツティングまたは、キャスティング
してなる電子回路基板を供しうるようにした、電子回路
基板の封止方法の提供を、その目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係る電子回路基板の封止方法は、電子回路基板
の封止処理において、電子回路基板を。

あらかじめ無機質充填材、または有機質充填材の粒子、
もしくは両充填材併用のものの粒子で充填包囲したのち
、その間隙に封止材料を注入もしくは含浸、あるいは注
入含浸させ、硬化処理したものである。

さらに詳細に述べると、次のとおりである。

すなわち、本発明は、ボッティングまたは、キャスティ
ング方法により電子回路基板を完全に封止材で覆うこと
による、すぐれた防湿、絶縁性を　。

維持しつつ、封止材を多量に使うことによる放熱特性、
あるいは経済性の問題を解決すべく開発されたものであ
る。

しかして、上述のポツティング、またはキャスティング
において、電子回路基板の必要封止容積部分に、無機質
充填材、または有機質充填材を詰め込み、そののち、基
板と充填材との隙間、充填材と充填材との隙間に、封止
材を注入もしくは含浸、あるいは注入含浸させ、次に封
止材の特質に合わせた硬化処理を行って目的の電子回路
基板を得るものである。

また、この場合、ポツティングまたは、キャスティング
において、収納ケースに直接に封止処理し、そのまま用
途に供することも良いし、または型を用いて封止処理を
し、硬化複離型して用途に供する、いずれの、方法にも
適用できるものである。

本発明のポイントは、ケースまたは型と電子回路基板と
の間の空隙、および電子部品間の空隙に、あらかじめ充
填材を充填包囲したのちに、封止材を注入または含浸、
あるいは注入含浸する方式なので、高密度の充填材の充
填が可能なものである。

しかして、本発明において、封止材、としては、次のよ
うなものが使用できるものである。

すなわち、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂。

シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹
脂、ポリブタジェン系樹脂、およびフェノール系樹脂な
どであり、これらの単独あるいは複合系で用いてよい。

また、目的に応じて、有機溶媒や七ツマ−で希釈しても
良い。さらに、染料、顔料、老化防止剤、難燃剤、可塑
剤、界面活性剤、防カビ剤などを含んでもよいものであ
る。

次に、ボッティング、またはキャスティングにおいて、
電子回路基板の必要封止容積部分への無機質充填材、ま
たは有機質充填材としては、広く絶縁性を有する物質が
利用できるものである。

すなわち、無機質充填材の具体例としては、ガラス、石
英、アルミナ、酸化鉄、砂、マイカ、タルク、クレー、
酸化マグネシア、酸化ジルコン。

水酸化アルミニウム、水酸化マグネシュウム、炭酸力ル
シュウム、および硫酸バリウムなど、各種金属酸化物、
水酸化物、硫酸塩などの粒子である。

これらは単独または併用して用いてよいものである。

また、有機質充填材の具体例としては、ポリスチレン、
アクリロニトリル・ブタジェン・スチレン、アクリロニ
トリル・スチレン、メタクリル樹脂、ポリプロピレン、
ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ
カーボネート、エチレン・酢酸ビニルコポリマーポリア
セタール、ポリアミド、ポリフェニレンオキサイド、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ジア
リルフタレート、エポキシ樹脂、メラミン樹脂。

フェノール樹脂、シリコン樹脂、ユリア樹脂、および不
飽和ポリエステル樹脂などの粒子である。

これらは単独または併用して用いてよいものである。

そして、前記無機質充填機と有機質充填材とを併用して
用いることもできるものである。さらに、粒子として、
次に述べるほか、無機質充填剤をバインダーで造粒して
得られた粒子をも含むものである。

しかして、粒子の形状に関して特に限定するものではな
いが、充填材の充填密度を高めることと。

液状封止材を注入または含浸させる際、浸入がスムーズ
でかつ気泡を包含しにくい粒子形状として。

球形が最も適している０次に良好な形状としては錠剤形
状９円柱形状など、ペレット状のものである。

次に、充填材の粒子の大きさは、封止材の粘度。

電子回路基板の部品の実装密度、充填材自身の性状によ
って決定されるものであるが、０．０５〜１０Ｉ（径、
長さ）、すなわち、０．０５〜１０―φのもの、０．０
５〜１０−φのもので長さが０．０５〜１０ｍ５＋のも
のの範囲が好適である。

０　、０．５　■以下では、封止材の注入、含浸性に劣
り、気泡を拘え込みやすい、また、１ｏ■以上になると
、電子部品と電子部品との間の間隙が狭い場合、充填材
が、うまくセラティンせず、充填密度があがらないもの
である。

〔発明の実施例〕

本発明に係る。電子回路基板の封止方法の各実施例を、
各回を参照して説明する。

実施例　１ まず、第１図は、本発明の一実施例に係る。電子回路基
板の封止方法により封止処理された、一部開披電子回路
基板と、その処理に供されるボッティング用型とを示す
斜視図である。

そして、１は、ボッティング封止処理に供される電子回
路基板、２は封止材、３は充填材、４は電子部品を示し
、このうち、４ａはＩＣ１４ｂはトランス、４ｃはコン
デンサー、４ｄはトライアック、４ｅは抵抗体である。

５は、ポツティング用型である。

本実施例に係る封止方法で、ポツティング方法は、まず
、ボッティング用型５に、電子回路基板１を定位置にセ
ットし、その隙間に充填材３を包囲充填する。

本実施例では、充填材３として、乾燥処理をした球状粒
子に係るガラスピーズ０．５〜０．９−φ（東芝バロテ
ニイ社製）を、振動を加えながら、包囲充填する程度に
応じた所定の容積になるまで充填した。

次に、封止材２として、真空脱気した２液タイプウレタ
ン樹脂（日本油脂ｌ１ＰＱ−５００）を注入含浸した。

その後、真空度１０−”ｔｏｒｒで、５分間脱気処理し
、乾燥炉で、８０℃、１時間、加熱硬化した。

そして、常温に冷却後、離型し、目的とする１、封止処
理をされた電子回路基板を得たものである。

以上に述べた本実施例によれば、防湿、絶縁は、もとよ
り、無機質充填材が高密度に充填されるため、電子回路
における発熱電子部品の放熱と、封止材の節減との効果
を所期しうるちのである。

しかして、上記実施例に係るものにおいては。

ポツティング用型５は、常温に冷却後、離型するように
したものであるが、後述のケースと同様にそのままケー
スとして使用しうるように形成してもよいものである。

また、上記実施例においては、充填材を、無機質充填機
のガラスピーズ、その球状粒子形状０．５〜０．９■φ
　のものとし、封止材を２液タイプウレタン樹脂とした
ものであるが、本発明は、これらに限定されるものでは
なく、次の各種のものを選択使用しうるちのである。

まず、無機質充填材の他の具体例としては、石英、アル
ミナ、酸化鉄、砂、マイカ、タルク、クレー、酸化マグ
ネシア、酸化ジルコン、水酸化アルミニウム、水酸化マ
グネシュウム、炭酸カルシュラム、硫酸バリウムなど各
種金属酸化物、水酸化物、硫酸塩などの粒子がある。こ
れらは、単独また併用してもよく、さらに他の有機質充
填材と併用することもできるものである。

次に１粒子の形状についてであるが、上記のように１球
状のものに特に限定するものではないが、充填材の充填
密度を高めることと液状封止材を注入または含浸させる
際、浸入がスムーズで、かつ気泡を包含しにくい粒子形
状として、球形が最も適している。次いで、その次に良
好な形状としては錠剤形状１円柱形状などペレット状の
ものである。

このような形状と関連して、その充填材の粒子の大きさ
は、封止材の粘度、電子回路基板の部品の実装密度、充
填材自身の性状によって決定されるものであるが、０．
０５〜１０−（径、長さ）のもの、すなわち１粒子とし
て、０．０５〜１０■φ（球体）、あるいは０．０５〜
１０＋＋ｓφで長さが０．５〜Ｌｏｗ（円筒体）のもの
の範囲が好適なものである。上記の０．０５　ｍ以下で
は、封止材の注入、含浸性に劣り気泡を拘え込みやすく
また、１ｏ■以上なると、電子部品と電子部品との間の
間隙が狭い場合、充填材が、うまくセラティンせず、充
填密度があがらないものである。

さらに、封止剤であるが、他の具体例として。

次のものを例示することができる。

すなわち、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂。

シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹
脂、ポリブタジェン系樹脂、フェノール系樹脂などであ
り、これらの単独あるいは複合系で用いてよい、また、
目的に応じて、有機溶媒やモノマーで希釈しても良い、
さらに、染料、顔料。

老化防止剤９Ｍ燃剤、可塑剤、界面活性剤、防カビ剤な
どを含んでもよいものである。

実施例　２ 第２図は、本発明の他の実施例に係る、電子回路基板の
封止方法により封止処理された。一部開披電子回路基板
をキャスティングのケースとともに示す斜視図である。

図において、第１図と同一符号は同等部分を示し、２−
１は封止材、３−１は充填材、６はキャスティングのケ
ースである。

本実施例に係る封止方法で、キャスティング方法は、ま
ず、キャスティングのケース６に、充填剤３−１として
、スチロール樹脂ペレット（３ｍ＊φＸ２ｍ）を敷き詰
め、その上に電子回路基板１をセットし、さらに電子回
路基板１の上面にスチロール樹脂ペレットを所定量、充
填包囲するものである。

次に、キャスティングのケース６の上面から、封止材２
−１として、真空脱気処理した弾性エポキシ樹脂（サン
ノプコ社製Ｔ　Ｃ−３０５０）を注入含浸させ、隙間を
うめるものである。

次いで、真空度１０””ｔｏｒｒで、５分間、脱気処理
をし、乾燥炉で８０℃、１時間の条件で硬化させるもの
である。

このようにして、本実施例に係る封止方法で得られた電
子回路基板を、６０℃、　ＲＨ（湿度）９５％中で８時
間→室ｉ、ＲＨ６０％中で４時間→６０℃、ＲＨ９５％
中で１時間通電、を１サイクルとして１００サイクル実
施したが、誤動作など、全く異常が認められなかったも
のである。

以上により１本実施例によれば、樹脂ペレットを高密度
に充填し、その隙間に封止材を注入含浸するものである
から、封止材を大巾に節減でき、かつ、すぐれた防湿、
絶縁が可能となるものである。

しかして、上記実施例に係るものにおいては、充填材を
、有機質充填材のスチロール樹脂ペレット（３ｍφ×２
ｍ）とし、封止材を弾性エポキシ樹脂としたものである
が、まず、その有機質充填材としては、他に、次のよう
な具体例に係るものを選択使用することができるもので
ある。

なお、その有機質充填材の粒子の形状、あるいは大きさ
に関しては、実施例１のところで述べたと同態様で選択
しうるちのである。

すなわち、有機質充填材の他の具体例としては、ポリス
チレン、アクリロニトリル・ブタジェン・スチレン、ア
クリロニトリル・スチレン、メタクリル樹脂、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニ
ル、ポリカーボネート。

エチレン・酢酸ビニルコポリマーポリアセタール。

ポリアミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリ塩。

化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ジアリル
フタレート、エポキシ樹脂、メラミン樹脂。

フェノール樹脂、シリコン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂などの粒子がある。

これらは、いずれも、単独または併用して用いてよいも
のである。

また、これらの有機質充填材と、さきに第１の実施例の
ところで述べた無機質充填材のそれぞれを併用して用い
ることもできるものである。

しかして、本実施例においては、封止材として弾性エポ
キシ樹脂を用いたものであるが、これは。

実施例の１のところで述べたと同態様のもとに、他の同
様のものを選択使用しうるちのである。

実施例　３ 第３図は１本発明の別の実施例に係る、電子回路基板の
封止方法により封止処理された。一部開披電子回路基板
の斜視図である。

図において、第１図と同一符号は同等部分を示し、２−
２は封止材、３−２は充填材である。

本実施例に係る封止方法は、さきの第１図で説明した第
１の実施例と同様に、型取り方法によって注型するもの
である。

ただし、本実施例においては、電子回路基板１の上面に
係る上側にのみ、充填材３−２として、アルミナビーズ
１．０〜２．０■φを充填し、その隙間と電子回路基板
１の、隙間に係る下側との全体に、封止材２−２として
、液状ウレタン樹脂（サンニレジン製Ｓ　Ｕ−１７２７
）を注入し、８０℃で１時間、加熱硬化処理をし、目的
の防湿、絶縁に係る電子回路基板を得るようにしたもの
である。

以上により、本実施例によったものによれば、電子部品
の発熱を有効に放熱するため、電子回路基板の上面、す
なわち、電子部品の周辺に、充填材としてのアルミナが
高密度に充填され、熱伝導性が極めて良好となるもので
ある。

しかして、前述した本実施例における封止材。

充填材などは、その各例示のもののほか、さきの各実施
例のところで詳述したような封止材、無機質充填材、お
よび、その形状、大きさを、その実施に応じて、有効に
選択使用することは、任意なものであり、下面に係る下
側にのみ充填材を充填する場合もあるものである。

上述の実施例のほかに、次のような実施例を挙げること
ができる。

すなわち、電子回路基板に対し、部分的に充填材の粒子
で充填包囲したのち、全体に封止材料を注入もしくは含
浸、あるいは注入含浸せしめ硬化処理するようにしたも
のである。

これは、例えば５発熱の大きいトライアックのような電
子部品の周囲のみ放熱させるため、その部分だけ部分的
に、無機質充填材で充填包囲したのち、全体を封止材を
含浸もしくは注入、あるいは含浸注入するようにするも
のである。

以上により、上述した各実施例によれば、充填材を先に
充填し、その隙間に封止材を注入もしくは含浸、あるい
は注入含浸する方式なので、充填材を例えば容積比で５
０％以上の高密度に充填でき、充填材の特有性能を効率
よく発揮させることができ、かつ封止材を大きく節約す
ることができるものである。

〔発明の効果〕

本発明によるときは、防湿、絶縁性にすぐれ、かつ放熱
性あるいは経済性にすぐれた電子回路基板を供しうる、
電子回路基板の封止方法を提供することができるもので
あり、すぐれた効果を奏する発明ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る、電子回路基板の封
止方法により封止処理された、一部開披電子回路基板と
、その処理に供されるボッティング用型とを示す斜視図
、第２図は、本発明の他の実施例に係る。電子回路基板
の封止方法により封止処理された。一部開披電子回路基
板をキャスティングのケースとともに示す斜視図、第３
図は、本発明の別の実施例に係る、電子回路基板の封止
方法により封止処理された。一部開披電子回路基板の斜
視図である。 １・・・電子回路基板、２．２−１．２−２・・・封止
材。 ３．３−１．３−２・・・充填材、４・・・電子部品、
５も１図 率２図 ４−ｃＬ　　６　　　　ｌ　　　’＋−ｅｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子回路基板の封止処理において、電子回路基板を
   、あらかじめ無機質充填材、または有機質充填材の粒子
   、もしくは両充填材併用のものの粒子で充填包囲したの
   ち、その間隙に封止材料を注入もしくは含浸、あるいは
   注入含浸させ、硬化処理したことを特徴とする電子回路
   基板の封止方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、無機質
   充填材または有機質充填材が球状粒子形状のものである
   電子回路基板の封止方法。 ３、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、無機質
   充填材または有機質充填材がペレット状粒子形状のもの
   である電子回路基板の封止方法。 ４、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、無機質
   充填材または有機質充填材の粒子の大きさが０．０５〜
   １０ｍｍ（径、長さ）のものである電子回路基板の封止
   方法。 ５、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、電子回
   路基板の上面もしくは下面のいずれか一方を充填材の粒
   子で充填包囲したのち、全体に封止材料を注入もしくは
   含浸、あるいは注入含浸せしめ硬化処理するようにした
   ものである電子回路基板の封止方法。 ６、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、電子回
   路基板に対し、部分的に充填材の粒子で充填包囲したの
   ち、全体に封止材料を注入もしくは含浸、あるいは注入
   含浸せしめ硬化処理するようにしたものである電子回路
   基板の封止方法。