WO2007032312A1 - 通音膜、通音膜付き電子部品及びその電子部品を実装した回路基板の製造方法 - Google Patents

通音膜、通音膜付き電子部品及びその電子部品を実装した回路基板の製造方法 Download PDF

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Yuri Horie
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Definitions

  • the present invention relates to a sound permeable membrane used for information communication equipment such as a cellular phone. It also relates to an electronic component with the sound-permeable membrane attached. The present invention also relates to a method for manufacturing a circuit board on which an electronic component with a sound-permeable membrane is mounted.
  • a body of a mobile phone which is a representative information communication device, is provided with a through hole as a communication port.
  • a film called a sound-permeable film is placed inside the body (special feature). 2003-53872).
  • the sound-permeable membrane is composed of a nonwoven fabric or a porous resin membrane, and prevents the entry of foreign matters such as water droplets into the body while ensuring good sound-permeable properties inside and outside the body.
  • One object of the present invention is to provide a sound-permeable film suitable for components mounted on a circuit board. Another problem is to provide an electronic component to which the sound-permeable membrane is attached. Yet another object is to provide a method of manufacturing a circuit board on which an electronic component with a sound-permeable film is mounted.
  • the present invention comprises a porous film comprising polytetrafluoroethylene as a main component, allowing passage of sound and preventing passage of foreign matters such as water droplets, and a porous film.
  • a sound-permeable membrane comprising a heat-resistant double-sided pressure-sensitive adhesive sheet disposed in a partial region on at least one main surface of the porous membrane for fixing to another component is provided.
  • "Main component” means mass It means to contain the most in%.
  • a porous film made of a material obtained by adding polytetrafluoroethylene and other components such as a silica filler is included in the porous film referred to in the present invention.
  • a porous film made of polytetrafluoroethylene is a material that can achieve a high level of both dustproof and waterproof properties that are usually in a trade-off relationship with ease of sound passage, It is suitable as a material for sound-permeable membranes. Moreover, polytetrafluoroethylene has the property of being excellent in heat resistance (melting point: about 327 ° C).
  • the sound-permeable membrane of the present invention is obtained by attaching a heat-resistant double-sided pressure-sensitive adhesive sheet to a porous membrane mainly composed of polytetrafluoroethylene.
  • the sound-permeable membrane of the present invention can be suitable for components to be soldered to the circuit board.
  • a heat-resistant double-sided pressure-sensitive adhesive sheet is disposed on one main surface (first main surface) of the porous membrane, and heat resistance and sound transmission are provided on the other main surface (second main surface). You may make it arrange
  • the “main surface” means the widest surface.
  • a resin sheet having a multilayer structure including a base material layer and two pressure-sensitive adhesive layers sandwiching the base material layer can be employed.
  • Such a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet can be a material having a wide balance of heat resistance and adhesiveness with room for material selection.
  • the base material layer described above desirably has a heat shrinkage rate less than 200 ° C for 10 minutes. If the base material layer has such a heat-resistant double-sided pressure-sensitive adhesive sheet, the adhesiveness necessary for fixing the porous film to the electronic component can be maintained before and after the solder reflow step described above.
  • the base material layer is composed mainly of a polyimide resin or a aramid resin. Since these resins are particularly excellent in heat resistance among many resins, they are suitable for a base material layer of a heat-resistant double-sided adhesive sheet.
  • the present invention provides an electronic component that includes a sound receiving unit that converts sound into an electric signal or a sound generating unit that converts an electric signal into sound, and the sound receiving unit is externally attached to the sound receiving unit.
  • Sound transmission membrane that allows these sounds to propagate or sounds emitted from the sounding part to propagate to the outside, and prevents foreign matter such as water droplets from reaching the sound receiving part or sounding part from the outside.
  • the electronic component is mounted on a circuit board and operated, and the sound-permeable membrane is formed between a porous film mainly composed of polytetrafluoroethylene, and the porous film and the electronic component.
  • an electronic component with a sound-permeable membrane that includes a heat-resistant double-sided pressure-sensitive adhesive sheet that positions and fixes both.
  • the sound-permeable film is made of a resin with insufficient heat resistance
  • a process sequence in which the sound-permeable film is attached to the electronic component after the electronic component is mounted on the circuit board is essential.
  • the electronic component with a sound-permeable film of the present invention since the heat-resistant property of the sound-permeable film is sufficient, the electronic component with the sound-permeable film can be subjected to a solder reflow process.
  • the present invention provides a method for manufacturing a circuit board on which an electronic component including a sound receiving unit that converts sound into an electric signal or a sound generation unit that converts an electric signal into sound is mounted.
  • the manufacturing method allows the sound from the outside to propagate to the sound receiving part of the electronic component, or allows the sound emitted from the sounding part of the electronic component to propagate to the outside, and the sound receiving part from the outside.
  • a porous film mainly composed of polytetrafluoroethylene is fixed or temporarily fixed to the electronic component with a heat-resistant double-sided adhesive sheet so as to prevent foreign matter such as water droplets from reaching the sound generation part.
  • the second step is performed in this order.
  • the porous film fixed or temporarily fixed to the electronic component is made of polytetrafluoroethylene having excellent heat resistance. Also, use a heat-resistant double-sided PSA sheet. Therefore, the porous film can be used for the solder reflow process (second process) together with the electronic component. Depending on the type of heat-resistant double-sided pressure-sensitive adhesive sheet, heating may be required to exert adhesive strength. In such a case, according to the method of the present invention, the heating process necessary for fixing the porous membrane and the electronic component can be used as the solder reflow process. In other words, it can be expected that the number of substantial processes will be reduced.
  • a heat-resistant double-sided pressure-sensitive adhesive sheet includes a base material layer composed mainly of a first resin, and a base material It is preferable to include an adhesive layer which is located above and below the layer and is composed mainly of a second resin having a composition different from that of the first resin.
  • Such a double-sided PSA sheet can be provided with a good balance between heat resistance and adhesiveness that allow for a wide range of material selection.
  • a solder having a melting point lower than an upper limit temperature of adhesion which is a temperature at which the heat-resistant double-sided pressure-sensitive adhesive sheet can maintain the adhesive strength.
  • the temperature in the reflow oven should be adjusted to a temperature between the upper limit temperature of adhesion and the melting point of solder. In this way, the adhesive action (adhesive action) of the double-sided adhesive sheet may not be significantly lost during the solder reflow process, and the positional deviation between the porous film and the electronic component may occur. First of all, it becomes possible to fix both of them with force.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view and a plan view of a sound-permeable membrane of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a sound permeable membrane further provided with a support.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of an electronic component with a sound-permeable membrane.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a circuit board on which electronic components are mounted is housed in a housing.
  • FIG. 6 is a process explanatory view showing a method for manufacturing the electronic component mounted circuit board of FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view and a plan view showing a sound-permeable membrane of the present invention.
  • the sound-permeable membrane 11 of the present invention includes a porous membrane 13 and a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15.
  • the porous membrane 13 has a substantially circular shape in plan view.
  • a ring-shaped double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15 is disposed on the outer peripheral portion on one surface side (first main surface side) of the circular porous membrane 13.
  • the porous film 13 is a sheet in which a large number of fine pores are dispersed and has both high sound permeability and air permeability.
  • the material of the porous membrane 13 can be polytetrafluoroethylene (PTFE) due to the heat resistance problem described later.
  • PTFE membrane uniaxial or biaxial
  • the porous membrane 13 can be obtained by stretching.
  • the porous membrane 13 may be produced by a single PTFE membrane force, or the porous membrane 13 may be produced from a PTFE membrane mixed with a suitable amount of filler such as silica in order to improve mechanical properties and heat resistance. Also good.
  • the thickness of the porous film 13 is not particularly limited, but can be set in the range of, for example, 2 xm to 1000 xm in consideration of water repellency and air permeability.
  • the pore diameter of the porous membrane 13 is preferably adjusted to a range of 0.1 xm to 1000 xm, for example.
  • the surface opposite to the side where the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15 is disposed may be subjected to a water repellency treatment using a fluorine-containing polymer or the like.
  • the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15 has adhesiveness on both sides, and plays a role of fixing the porous film 13 to another part.
  • a separator (not shown) is disposed on the side of the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15 opposite to the side in contact with the porous film 13, but the separator peels off during use.
  • Such a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15 can have a three-layer structure (multi-layer structure) composed of a base material layer 153 and a pair of adhesive layers 151 and 155 sandwiching the base material layer 153 as shown in FIG. .
  • the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15 is also required to have heat resistance. Adopting a multi-layer structure as shown in Fig. 3 broadens the range of material selection, making it easier to achieve both adhesion and heat resistance.
  • the base material layer 153 is preferably composed of a resin having a heat shrinkage rate of less than 4% at 200 ° C for 10 minutes. If the thermal shrinkage rate of the base material layer 153 is sufficiently small, even if a heat history is applied to the double-sided adhesive sheet 15, the problem of lowering the adhesive strength due to the shrinkage of the base material layer 153 has sufficient adhesive strength to make it difficult to surface. Can be maintained.
  • the resin having the above characteristics include polyimide resin and aramid resin.
  • the adhesive layers 151 and 155 are preferably made of a silicone-based or acrylic-based adhesive. Since these pressure-sensitive adhesives have sufficient heat resistance, the adhesive strength of the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15 is maintained even when a heat history during solder reflow is applied to the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15 as described later.
  • a solution obtained by dissolving a silicone-based or acrylic adhesive in an appropriate organic solvent such as toluene is applied to the base material layer 153. The method of applying and drying can be shown.
  • the base material layer 153 can be omitted. That is, a base material-less double-sided pressure-sensitive adhesive sheet composed of a single pressure-sensitive adhesive layer is prepared, and the base-material-less double-sided pressure-sensitive adhesive sheet is bonded to It can be used instead of the surface adhesive sheet 15.
  • the shrinkage ratio of the resin can be measured as follows. First, a measurement sample having a suitable length is obtained from a strip-shaped resin film having a width of 10 mm. Next, align the center with the measurement direction (length direction or width direction), and place the measurement sample on the sampling table. In the measurement sample, mark lines are inserted at intervals of 200 mm in the measurement direction, and incisions are made with a laser blade at intervals of 10 mm. Adjust the length of the measurement sumnoire to 240 to 260 mm in total, including the upper and lower gripping allowances (20 to 30 mm). Such a measurement sample is fixed to a jig with a clip and introduced into a heat treatment furnace.
  • the sampling stage is assumed to be, for example, a graphene paper covered with a chloride bull sheet.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a sound-permeable membrane provided with a support.
  • the sound-permeable membrane 19 includes a porous membrane 13, a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15 and a support 17.
  • the porous membrane 13 and the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15 are the same as those in FIG.
  • the support 17 is disposed on the main surface (on the second main surface) opposite to the side on which the double-sided adhesive sheet 15 is disposed when viewed from the porous membrane 13.
  • the porous membrane 13 and the support 17 are fixed to each other by welding or using an adhesive. Providing such a support 17 facilitates the process for obtaining the sound-permeable membrane 19 having a predetermined shape, and can improve the ease of handling of the sound-permeable membrane 19.
  • the material of the support 17 a material that does not significantly impair the sound transmission characteristics of the porous membrane 13, for example, a net, a mesh, a nonwoven fabric, or a woven fabric can be used.
  • the support 17 is required to have the same heat resistance as the porous membrane 13 and the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15. Therefore, for example, aramid paper, a polyarylate resin mesh (mesh-like molded product), a fluororesin nonwoven fabric, or a metal mesh can be suitably used as the material of the support 17. These materials can sufficiently withstand the heating temperature in the solder reflow process described later.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of an electronic component to which the sound-permeable membrane of FIG. 1 is attached.
  • the electronic component 29 includes a component main body 27, a package 23 having a cavity KV that accommodates the component main body 27, and terminals 25 and 25 connected to the circuit board.
  • the component body 27 converts sound into an electrical signal. It has the function of a microphone as a sound receiving part or the function of a speaker as a sounding part that converts an electric signal into sound.
  • the sound-permeable membrane-equipped electronic component 21 is formed by adhering and fixing the sound-permeable membrane 15 described in FIG. 1 to the opening of the package 23 so as to close the cavity KV of the package 23 containing the component body 27.
  • the gas permeable membrane 19 instead of the gas permeable membrane 11 shown in FIG. 1, the gas permeable membrane 19 with a support shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a state in which a circuit board on which electronic components have been mounted is housed in a body (housing) of an information communication device (for example, a mobile phone).
  • the electronic component-mounted circuit board 35 is obtained by mounting the electronic component 21 with the sound-permeable film described in FIG.
  • the circuit board 33 plays a role of exchanging signals between the electronic component 21 with sound-permeable membrane and other electronic components (not shown) such as a CPU and supplying electric power to these electronic components.
  • the electronic component 21 with the sound-permeable film can be mounted on the circuit board 33 by soldering (specifically, surface mounting).
  • the body 31 is made of a resin having excellent moldability such as polypropylene.
  • the through-hole 31p of the body 31 is, for example, a telephone mouth or earpiece of a mobile phone.
  • the electronic component 21 with the sound-permeable film is mounted on the circuit board 33 so as to face the through-hole 31p.
  • the sound permeable membrane 11 is in close contact with the through hole 31p from the inside of the body 31.
  • sound emitted from the component main body 27 as the sound generating part is transmitted to the outside of the body 31 or sound from the outside of the body 31 is transmitted to the component main body 27 as the sound receiving part.
  • foreign matter such as dust and water droplets can be prevented from entering the body 31 through the through hole 31p.
  • a separate sound-permeable membrane may be placed inside the body 31 in addition to the sound-permeable membrane 11 attached to the electronic component with sound-permeable membrane 21. .
  • a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15 is prepared by applying and drying an adhesive such as a silicone-based adhesive on both surfaces of a heat-resistant resin film such as a polyimide film.
  • the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15 and the PTEF porous film 13 are cut into a predetermined shape, and the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet 15 is attached to one surface of the PTEF porous film 13 to obtain the sound-permeable film 11.
  • the sound-transmitting membrane 11 obtained in this way is attached to the electronic component 29 separately prepared as shown in FIG. 6 (first step).
  • heat treatment may be performed as necessary.
  • solder 39 used when mounting the electronic component 21 with the sound-permeable film on the circuit board 33 is preferably one having a melting point as low as possible.
  • Sn—Pb eutectic solder melting point: about 183 ° C.
  • Examples of the lead-free solder include Sn_Ag series and Sn_Ag_Cu series (la, misalignment is around 220 ° C melting point).
  • the upper limit of the adhesive that is a temperature at which the double-sided adhesive sheet 15 can maintain its adhesive strength.
  • Solder with a melting point lower than the temperature should be selected.
  • Sn—Pb eutectic solder is used, and the ambient temperature in the reflow furnace is adjusted to a temperature between the upper limit temperature of adhesion and the melting point of Sn—Pb eutectic solder. In this way, it is possible to mount the sound-permeable film-equipped electronic component 21 on the circuit board 33 without causing problems such as peeling of the sound-permeable film 11.
  • a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet was produced.
  • a solution obtained by dissolving a silicone adhesive in an organic solvent (toluene) is a polyimide substrate (Kapton (a registered trademark of DuPont): manufactured by Toray Industries, Inc. Thickness 25 / im 200 ° C, thermal shrinkage in 10 minutes 0.2%) was applied on one side and heated at 130 ° C. for 5 minutes to form a 25 ⁇ silicone adhesive layer.
  • a separator was temporarily attached to the silicone adhesive layer.
  • prepare another separator one side of the separator A silicone-based adhesive was applied to the substrate and heated at 130 ° C. for 5 minutes to form a 25 ⁇ m silicone-based adhesive layer, which was overlaid on the other surface of the polyimide substrate.
  • aramid film Moktron (registered trademark of Toray Industries, Inc.): Toray Industries, Inc., thickness 12 zm, 200 ° C, thermal shrinkage 0% in 10 minutes) instead of polyimide film.
  • a sound-permeable membrane was produced in the same manner as in Example 1.
  • a sound-permeable membrane was prepared in the same manner as in Example 1 using an acrylic adhesive instead of the silicone adhesive as the adhesive layer of the double-sided adhesive sheet.
  • a sound-permeable membrane was prepared in the same manner as in Example 1 using an acrylic base material-less double-sided pressure-sensitive adhesive sheet (No. 5915: Nitto Denko Corporation thickness 50 ⁇ ) as the double-sided pressure-sensitive adhesive sheet.
  • PTEF porous membrane NVF1 133: Nitto Denko Corporation, thickness 80 / im, pore size 3.0 / im
  • polyarylate resin Veculus (registered trademark of Kuraray)
  • MBBK-KJ Kuraray (Thickness 30 xm, melting point 350 ° C or higher) was bonded to produce a composite of PTFE porous membrane and support.
  • a double-sided PSA sheet was prepared as follows.
  • a solution obtained by dissolving a silicone adhesive in an organic solvent (toluene) is a polyimide substrate (Kapton (registered trademark of DuPont): manufactured by Toray Industries, Inc., thickness 200 ° C, thermal shrinkage in 10 minutes 0 2%) was applied to one side and heated at 130 ° C for 5 minutes to form a 25 zm silicone adhesive layer.
  • a separator was temporarily attached to the silicone-based adhesive layer.
  • Prepare another sheet separator! Apply a silicone adhesive on one side of the separator and heat at 130 ° C for 5 minutes to form a 25 zm silicone adhesive layer. On the other side.
  • a sound-permeable membrane having the shape shown in FIG. 2 (outer diameter ⁇ 5 mm ⁇ inner diameter ⁇ 3 mm) was produced.
  • Example 6 Aramid paper (Norettas (registered trademark of DuPont): DuPont Teijin Advanced Paper Co., Ltd., thickness 50 xm, does not melt and gradually deteriorates at 300 ° C or higher) is used in the same manner as in Example 5. A sound-permeable membrane was prepared.
  • a sound-permeable membrane was prepared in the same manner as in 1.
  • a membrane was prepared.

Abstract

 通音膜11は、ポリテトラフルオロエチレンを主成分とし、音が通過することを許容し、かつ水滴等の異物が通過することを阻止する多孔質膜13と、多孔質膜13の少なくとも一方の主面上の一部の領域に配置された耐熱性両面粘着シート15とを備えている。

Description

明 細 書
通音膜、通音膜付き電子部品及びその電子部品を実装した回路基板の 製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、携帯電話機等の情報通信機器に用いられる通音膜に関する。また、そ の通音膜を取り付けた電子部品に関する。また、通音膜付き電子部品を実装した回 路基板の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 情報通信機器の代表である携帯電話機のボディには、通話口としての通孔が設け られている。この通孔から塵又は水滴等の異物がボディ内に侵入することによって不 具合が生ずることを防止するために、通音膜と呼ばれる膜をボディの内側に配置する ことが行われている(特開 2003— 53872号公報)。
[0003] 一般に、通音膜は不織布又は樹脂多孔質膜で構成されており、ボディ内外の良好 な通音性を確保しつつ、ボディ内に水滴等の異物が侵入するのを阻止する。
発明の開示
[0004] 上記のごとき通音膜を例えば携帯電話機に適用する方法としては、携帯電話機の ボディに内側から一つ一つ取り付ける方法が一般的である。その一方で、回路基板 に実装する電子部品自体に通音膜を取り付けるという試みがある。し力しながら、そ の試みは電子部品の構造変更、通音膜の耐久性に関する問題を含んでいる。
[0005] 本発明の一つの課題は、回路基板に実装する部品に適した通音膜を提供すること にある。他の一つの課題は、その通音膜を取り付けた電子部品を提供することにある 。さらに他の一つの課題は、通音膜付き電子部品を実装した回路基板の製造方法を 提供することにある。
[0006] すなわち、本発明は、ポリテトラフルォロエチレンを主成分とし、音が通過することを 許容し、かつ水滴等の異物が通過することを阻止する多孔質膜と、多孔質膜を別部 品に固定するために該多孔質膜の少なくとも一方の主面上の一部の領域に配置さ れた耐熱性両面粘着シートとを備えた通音膜を提供する。 "主成分とする"とは、質量 %で最も多く含有することを意味する。例えば、ポリテトラフルォロエチレンにシリカフ イラ一等の副成分を含有させた材料からなる多孔質膜は、本発明でいうところの多孔 質膜に含まれる。
[0007] ポリテトラフルォロエチレン製の多孔質膜は、通常はトレードオフの関係にある防塵 防水性と、音の通過容易性とを高次元にて両立することが可能な素材であり、通音膜 の素材として好適である。しかも、ポリテトラフルォロエチレンは、耐熱性に優れる(融 点約 327°C)という性質を持っている。本発明の通音膜は、ポリテトラフルォロェチレ ンを主成分とする多孔質膜に耐熱性両面粘着シートを取り付けたものである。したが つて、音の入出力機能を有する電子部品等の別部品に当該通音膜に取り付けた後 に、その別部品を回路基板に実装するための半田リフロー工程を実施するといつた、 特別な工程順序が実施可能である。つまり、本発明の通音膜は、回路基板に半田付 けされる部品に適したものとなりうる。
[0008] また、多孔質膜の一方の主面 (第一主面)上に耐熱性両面粘着シートを配置し、他 方の主面(第二主面)上に耐熱性及び通音性を有する支持体を配置するようにして もよい。このようにすれば、当該通音膜のハンドリング容易性が向上し、別部品への 取り付けが簡単になる。なお、 "主面"とは最も広い面のことを意味する。
[0009] 上記した耐熱性両面粘着シートとして、基材層とその基材層を挟む 2つの粘着層と を含む多層構造の樹脂シートを採用することができる。このような両面粘着シートは 材料選択の余地も広 耐熱性と粘着性とをバランス良く備えたものとなりうる。
[0010] 上記した基材層は、 200°C、 10分間での熱収縮率力 未満であることが望ましい 。基材層がこのような耐熱性を有する両面粘着シートであれば、前述した半田リフロ 一工程の前後にわたって、多孔質膜を電子部品に固定するのに必要な粘着性を保 持できる。
[0011] 好適には、基材層をポリイミド樹脂又はァラミド樹脂を主成分として構成することで ある。これらの樹脂は数ある樹脂の中でも特に耐熱性に優れるので、耐熱性両面粘 着シートの基材層に好適である。
[0012] 他の側面において、本発明は、音を電気信号に変換する受音部又は電気信号を 音に変換する発音部を含む電子部品と、電子部品に取り付けられ、受音部に外部か らの音が伝搬すること、又は発音部から発せられた音が外部に伝搬することを許容し 、かつ外部から受音部又は発音部に水滴等の異物が到達することを阻止する通音 膜とを備え、電子部品が回路基板に実装して動作させる部品であり、通音膜が、ポリ テトラフルォロエチレンを主成分とする多孔質膜と、多孔質膜と電子部品との間に位 置して両者を固定する耐熱性両面粘着シートとを含むものである通音膜付き電子部 品を提供する。
[0013] 例えば、通音膜が耐熱性の不十分な樹脂で構成されている場合には、回路基板に 電子部品を実装した後でその電子部品に通音膜を取り付けるという工程順序が必須 となる。しかながら、本発明の通音膜付き電子部品によれば、通音膜の耐熱性が十 分なので、この通音膜付き電子部品を半田リフロー工程に供することが可能である。
[0014] さらに、本発明は、音を電気信号に変換する受音部又は電気信号を音に変換する 発音部を含む電子部品が実装された回路基板の製造方法を提供する。その製造方 法は、電子部品の受音部に外部からの音が伝搬すること、又は電子部品の発音部か ら発せられた音が外部に伝搬することを許容し、かつ外部から受音部又は発音部に 水滴等の異物が到達することを阻止するように、電子部品にポリテトラフルォロェチレ ンを主成分とする多孔質膜を耐熱性両面粘着シートで固定又は仮固定する第一の 工程と、多孔質膜が固定又は仮固定された電子部品と、回路基板との相対位置決め を行うとともに、位置決めされた回路基板と電子部品とをリフロー炉に導入して互いを 半田接続する第二の工程とを、この順番で実施するものである。
[0015] 上記本発明の製造方法においては、電子部品に固定又は仮固定した多孔質膜を 耐熱性に優れるポリテトラフルォロエチレン製とする。また、両面粘着シートについて も耐熱性を有するものを使用する。そのため、多孔質膜を電子部品とともに半田リフ ロー工程(第二の工程)に供することが可能である。また、耐熱性両面粘着シートの 種類によっては、粘着力の発揮に加熱を要することがある。そのような場合、本発明 の方法によれば、多孔質膜と電子部品とを固定するのに必要な加熱工程を、半田リ フロー工程に兼用させることが可能である。つまり、実質的な工程数が減少するという 効果を見込める。
[0016] 耐熱性両面粘着シートは、第一の樹脂を主成分として構成された基材層と、基材 層の上下に位置し第一の樹脂とは異なる組成の第二の樹脂を主成分として構成され た粘着層とを含むものが好適である。このような形態の両面粘着シートは材料選択の 余地も広ぐ耐熱性と粘着性とをバランス良く備えたものとなりうる。
[0017] また、第二の工程において、回路基板と電子部品との接続に用いる半田として、耐 熱性両面粘着シートがその粘着力を保持できる温度である粘着上限温度よりも低融 点の半田を選択するとともに、粘着上限温度と半田の融点との間の温度にリフロー炉 内の温度を調節するとよい。このようにすれば、半田リフロー工程の最中に両面粘着 シートの粘着作用(接着作用)が大幅に失われる恐れもなレ、うえ、多孔質膜と電子部 品との位置ズレも生じたりせず、ひいては両者をしつ力りと固定することが可能になる 図面の簡単な説明
[0018] [図 1]本発明の通音膜の断面図及び平面図。
[図 2]支持体をさらに備えた通音膜の断面図。
[図 3]両面粘着シートの断面図。
[図 4]通音膜付き電子部品の断面図。
[図 5]電子部品実装済み回路基板を筐体に収容させた状態を示す断面図。
[図 6]図 5の電子部品実装済み回路基板の製造方法を示す工程説明図。
発明を実施するための最良の形態
[0019] 以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。図 1は、本 発明の通音膜を示す断面図及び平面図である。図 1に示すごとぐ本発明の通音膜 11は、多孔質膜 13と両面粘着シート 15とを備える。多孔質膜 13は、平面視で略円 形状の形態を有している。円形状の多孔質膜 13の一方の面側(第一主面側)におけ る外周部分には、リング状の両面粘着シート 15が配置されている。両面粘着シート 1 5の配置領域を一部の領域に制限し、多孔質膜を表裏に十分露出させることにより、 多孔質膜 13の音の通過容易性を良好に保つことができる。
[0020] 多孔質膜 13は、微細な孔が多数分散形成されたシートであり、高い通音性と通気 性とを併せ持つている。多孔質膜 13の素材としては、後述する耐熱性の問題から、 ポリテトラフルォロエチレン(PTFE)とすることができる。 PTFE膜を一軸ないし二軸 延伸することによって多孔質膜 13を得ることができる。単独の PTFE膜力も多孔質膜 13を作製してもよいし、機械特性や耐熱性を改善するためにシリカ等のフィラーを適 量混入させた PTFE膜より多孔質膜 13を作製するようにしてもよい。多孔質膜 13の 厚さは、特に限定されるものではないが、撥水性及び通気性を考慮して例えば 2 x m 以上 1000 x m以下の範囲とすることができる。多孔質膜 13の孔径は、例えば 0. 1 x m以上 1000 x m以下の範囲に調整することが好ましい。なお、撥水性を向上させ るために、両面粘着シート 15が配置されている側とは反対側の面に、含フッ素ポリマ 一等による撥水処理を施すようにしてもょレ、。
[0021] 両面粘着シート 15は両面に粘着性を有し、多孔質膜 13を別部品に固定する役割 を担う。両面粘着シート 15の多孔質膜 13に接している側とは反対側にはセパレータ (図示省略)を配置するが、使用時にはセパレータは剥離する。このような両面粘着 シート 15は、図 3に示すごとぐ基材層 153と、基材層 153を挟む一対の粘着層 151 , 155とからなる 3層構造 (複数層構造)とすることができる。多孔質膜 13同様、両面 粘着シート 15にも耐熱性が要求される。図 3のごとき複数層構造を採用することによ り材料選択の幅が広がり、粘着性と耐熱性との両立を図りやすくなる。
[0022] 具体的に基材層 153は、 200°C、 10分間での熱収縮率が 4%未満の樹脂によって 構成されていることが望ましい。基材層 153の熱収縮率が十分に小さいと、両面粘着 シート 15に熱履歴が加わった場合でも、基材層 153の収縮による粘着力低下の問 題が表面化しにくぐ十分な粘着力を維持することが可能となる。上記のような特性を 有する樹脂としては、ポリイミド樹脂又はァラミド樹脂を例示することができる。
[0023] 一方、粘着層 151 , 155は、シリコーン系又はアクリル系の粘着剤によって構成され ていることが望ましい。これらの粘着剤は十分な耐熱性を有するので、後述するごとく 半田リフロー時の熱履歴が両面粘着シート 15に加わった場合でも、両面粘着シート 15の粘着力が保持される。粘着層 151 , 155を基材層 153の上に形成する方法とし ては、シリコーン系又はアクリル系の粘着剤をトルエン等の適切な有機溶媒に溶解さ せて得られる溶液を基材層 153に塗布及び乾燥させるという方法を示すことができる 。場合によっては基材層 153を省略することができる。すなわち、単独の粘着層から 構成された基材レス両面粘着シートを作製し、この基材レス両面粘着シートを上記両 面粘着シート 15に代えて使用することができる。
[0024] なお、樹脂の収縮率は次のようにして測定することが可能である。まず、幅 10mm の帯形態の樹脂膜から、適当な長さの測定サンプノレを得る。次に、中央部を測定方 向(長さ方向又は幅方向)に合わせて、測定サンプノレをサンプリング台の上に載せ、 密着させる。測定サンプノレには、測定方向に 200mm間隔で標線を入れるとともに、 10mm間隔にレーザ刃で切り込みを入れる。測定サンプノレの長さを、標線の上下の つかみ代(20〜30mm)を含めて、合計 240〜260mmに調整する。このような測定 サンプルをクリップで治具に固定して熱処理炉内に導入する。熱処理炉の雰囲気温 度を 200°Cに昇温し、 10分間保持する。測定サンプルを熱処理炉から取り出して徐 冷した後、サンプリング台に載せて標線間の寸法変化量を測定し、収縮率を見積も る。サンプリング台は、例えば、方眼紙に塩化ビュルシートを被せたものとする。
[0025] 図 2は、支持体を備えた通音膜を示す断面図である。通音膜 19は、多孔質膜 13、 両面粘着シート 15及び支持体 17を備えてレ、る。多孔質膜 13及び両面粘着シート 1 5については図 1と共通のものである。支持体 17は、多孔質膜 13からみて、両面粘 着シート 15の配置されている側とは反対側の主面上(第二主面上)に配置されてい る。多孔質膜 13と支持体 17とは、溶着により又は接着剤を用いて互いに固定されて いる。このような支持体 17を設けることにより、所定形状の通音膜 19を得るための加 ェが容易化する、通音膜 19のハンドリング容易性が向上するといつた効果を見込め る。
[0026] 支持体 17の素材としては、多孔質膜 13の通音特性を大きく損なうことのない素材、 例えばネット、メッシュ、不織布又は織布を用いることができる。尚かつ、支持体 17に は、多孔質膜 13及び両面粘着シート 15と同様の耐熱性が要求される。したがって、 例えばァラミド紙、ポリアリレート樹脂製のメッシュ (網目状成型品)、フッ素樹脂不織 布又は金属メッシュを支持体 17の素材として好適に採用できる。これらの素材であれ ば、後述する半田リフロー工程の加熱温度にも十分耐えられる。
[0027] 図 4は、図 1の通音膜を取り付けた電子部品の断面図である。電子部品 29は、部品 本体 27と、部品本体 27を収容するキヤビティ KVを有したパッケージ 23と、回路基板 に接続される端子 25, 25とを備えている。部品本体 27は、音を電気信号に変換する 受音部としてのマイクロフォンの機能、又は電気信号を音に変換する発音部としての スピーカの機能を有する。部品本体 27を収容したパッケージ 23のキヤビティ KVを密 閉するように、図 1で説明した通音膜 15をパッケージ 23の開口部に接着固定したの 力 通音膜付き電子部品 21である。もちろん、図 1の通気膜 11に代えて、図 2の支持 体付きの通気膜 19をパッケージ 23に取り付けるようにしてもよい。
[0028] 図 5は、電子部品実装済み回路基板を情報通信機器 (例えば携帯電話機)のボデ ィ(筐体)に収容させた状態の断面図である。電子部品実装済み回路基板 35は、図 4で説明した通音膜付き電子部品 21を回路基板 33に実装したものである。回路基 板 33は、通音膜付き電子部品 21と CPUのような他の電子部品(図示省略)との信号 の授受、並びにそれらの電子部品に電力を供給する役割を担う。通音膜付き電子部 品 21は、半田付けにより回路基板 33に実装する(具体的には表面実装)ことができ る。ボディ 31は、例えばポリプロピレンのような成形性に優れた樹脂で作られている。 ボディ 31の通孔 31pは、例えば携帯電話機の通話口又は受話口である。
[0029] 通音膜付き電子部品 21は、通孔 31pと向かい合う配置で回路基板 33に実装され ている。通音膜 11は、ボディ 31の内側から通孔 31pに密着している。この結果、発音 部としての部品本体 27 (図 4参照)より発せられる音がボディ 31の外に伝達すること、 又はボディ 31の外からの音が受音部としての部品本体 27に伝達することを許容し、 かつ通孔 31pよりボディ 31内に塵や水滴等の異物が侵入することが防止される。な お、いっそうの防塵防水対策を図るために、通音膜付き電子部品 21に取り付けてい る通音膜 11と併せて、別途の通音膜をボディ 31の内側に配置するようにしてもよい。
[0030] 次に、図 5に示した電子部品実装済み回路基板 35の製造手順について説明する 。まず、ポリイミド膜等の耐熱性を有する樹脂膜の両面に、シリコーン系接着剤等の 接着剤を塗布及び乾燥させることにより、両面粘着シート 15を作製する。両面粘着シ ート 15及び PTEF多孔質膜 13を所定形状に切断するとともに、 PTEF多孔質膜 13 の一方の面に両面粘着シート 15を貼り付けて通音膜 11を得る。こうして得られた通 音膜 11を、図 6に示すごとぐ別途作製しておいた電子部品 29に貼り付ける(第一の 工程)。両面粘着シート 15の粘着力を発揮させるために、必要に応じて加熱処理を 行うようにしてもよい。 [0031] 次に、通音膜付き電子部品 21と回路基板 33との相対位置決めを行う。両者が位置 決めされた状態を保ちながら、回路基板 33上の端子(図示省略)と、通音膜付き電 子部品 21の端子 25, 25とを半田 39, 39によって接続するための半田リフロー工程( 第二の工程)を行う。通音膜付き電子部品 21を回路基板 33に実装する際に用いる 半田 39としては、なるべく融点の低いものが好ましレ、。そのような半田としては、 Sn- Pb共晶半田(融点約 183°C)が一般的である。鉛フリー半田としては Sn_Ag系、 Sn _Ag_Cu系(レ、ずれも融点 220°C前後)を例示できる。
[0032] すなわち、半田リフロー工程を実施するに際し、回路基板 33と通音膜付き電子部 品 21との接続に用いる半田 39として、両面粘着シート 15がその粘着力を保持できる 温度である粘着上限温度(例えば 280°C)よりも低融点の半田を選択するとよい。例 えば Sn— Pb共晶半田を用いるとともに、上記粘着上限温度と Sn— Pb共晶半田の 融点との間の温度にリフロー炉内の雰囲気温度を調節する。このようにすれば、通音 膜 11の剥離等の不具合を生じさせることなぐ通音膜付き電子部品 21を回路基板 3 3に実装することが可能である。
[0033] なお、半田リフロー工程の前段階 (第一の工程)において、通音膜 11と電子部品 2 9とを仮固定するにとどめ、半田リフロー工程の最中に両者の固定が進行するように してもよい。このようにすれば、通音膜 11を電子部品 29に固定する際の加熱処理を 半田リフロー工程に兼用させることが可能である。もちろん、通音膜 11と電子部品 29 との位置ズレを防止するために、両者を治具等で固定するようにしてもよい。
実施例
[0034] 以下の試験を行って本発明の効果を検証した。まず、電子部品に取り付ける通音 膜を以下に説明する手順で作製した。
[0035] (実施例 1)
まず、両面粘着シートを作製した。有機溶媒 (トルエン)にシリコーン系粘着剤を溶 力 て得られる溶液をポリイミド基材 (カプトン (デュポン社の登録商標):東レ社製 厚 さ 25 /i m 200°C、 10分間での熱収縮率 0. 2%)の片面に塗布して 130°Cで 5分間 加熱することにより 25 μ ηのシリコーン系粘着層を形成した。シリコーン系粘着層に はセパレータを仮着した。次に、もう 1枚セパレータを用意し、そのセパレータの片面 にシリコーン系粘着剤を塗布して 130°Cで 5分間加熱することにより、 25 μ mのシリコ ーン系粘着層を形成し、ポリイミド基材の他方の面に重ねた。こうして得られた両面粘 着シートと、 PTEF多孔質膜 (NTF1 133 :日東電工社製 厚さ 85 x m、孔径 3. Ο μ m)とを用レ、、図 1に示した形状の通音膜(外径 φ 5mm X内径 φ 3mm)を作製した。
[0036] (実施例 2)
両面粘着シートの基材として、ポリイミド膜の代わりにァラミド膜 (ミクトロン (東レ社の 登録商標):東レ社製 厚さ 12 z m 200°C、 10分間での熱収縮率 0%)を用レ、、実 施例 1と同様の方法で通音膜を作製した。
[0037] (実施例 3)
両面粘着シートの粘着層として、シリコーン系粘着剤の代わりにアクリル系粘着剤を 用い、実施例 1と同様の方法で通音膜を作製した。
[0038] (実施例 4)
両面粘着シートとして、アクリル系基材レス両面粘着シート(No. 5915 :日東電工 社製 厚さ 50 μ ΐη)を用い、実施例 1と同様の方法で通音膜を作製した。
[0039] (実施例 5)
PTEF多孔質膜(NTF1 133 :日東電工社製 厚さ 80 /i m、孔径 3. 0 /i m)と、支 持体としてのポリアリレート樹脂(ベクルス(クラレ社の登録商標) MBBK— KJ:クラレ 社製 厚さ 30 x m 融点 350°C以上)とを接着し、 PTFE多孔質膜と支持体との複合 体を作製した。他方で、両面粘着シートを次のようにして作製した。有機溶媒(トルェ ン)にシリコーン系粘着剤を溶力して得られる溶液をポリイミド基材 (カプトン (デュポン 社の登録商標):東レ社製 厚さ 200°C、 10分間での熱収縮率 0. 2%)の 片面に塗布して 130°Cで 5分間加熱することにより 25 z mのシリコーン系粘着層を形 成した。シリコーン系粘着層にはセパレータを仮着した。次に、もう:!枚セパレータを 用意し、そのセパレータの片面にシリコーン系粘着剤を塗布して 130°Cで 5分間加熱 することにより、 25 z mのシリコーン系粘着層を形成し、ポリイミド基材の他方の面に 重ねた。こうして得られた両面粘着シートと、上記の複合体とを用い、図 2に示した形 状の通音膜(外径 φ 5mm X内径 φ 3mm)を作製した。
[0040] (実施例 6) 支持体としてァラミド紙 (ノーメッタス(デュポン社の登録商標):デュポン帝人アドバ ンストペーパー社製 厚さ 50 x m 溶融せず 300°C以上で徐々に劣化)を用い、実 施例 5と同様の方法で通音膜を作製した。
[0041] (比較例 1)
両面粘着シートの基材として、ポリイミド膜の代わりにポリエチレンテレフタレート膜( ルミラー(東レ社の登録商標):東レネ土製 厚さ 200°C、 10分間での熱収縮 率 4 % )を用い、実施例 1と同様の方法で通音膜を作製した。
[0042] (比較例 2)
PTFE多孔質膜(NTF1033— K02 :日東電工社製 厚さ 30 /i m 孔径 3. O x m) 及び支持体 (ポリオレフイン系不織布 厚さ 120 / m)を用い、実施例 5と同様の方法 で通音膜を作製した。
[0043] (試験方法)
作製した通音膜に対し、半田リフロー工程を想定した加熱試験を実施した。具体的 には、各通音膜を厚さ 50 / mの SUS板に貼り付け、 280°Cの恒温器 (熱風式)に 3 分間投入した。その後、通音膜の状態を目視観察した。結果を表 1に示す。
[0044] [表 1]
Figure imgf000012_0001
[0045] 実施例 1から実施例 6までの通音膜は、加熱試験の前後にわたって貼り付け状態 に変化が生じず (剥離せず)、十分な耐熱性を有することを確認した。他方、比較例 1 , 2の通音膜は、表中に記すような剥離が生じ、耐熱性が不十分であった。

Claims

請求の範囲
[1] ポリテトラフルォロエチレンを主成分とし、音が通過することを許容し、かつ水滴等 の異物が通過することを阻止する多孔質膜と、
前記多孔質膜を別部品に固定するために該多孔質膜の少なくとも一方の主面上の 一部の領域に配置された耐熱性両面粘着シートと、
を備えた通音膜。
[2] 前記耐熱性両面粘着シートは、基材層とその基材層を挟む 2つの粘着層とを含む 樹脂シートである請求項 1記載の通音膜。
[3] 前記基材層は、 200°C、 10分間での熱収縮率が 4%未満である請求項 2記載の通 音膜。
[4] 前記基材層がポリイミド樹脂又はァラミド樹脂を主成分として構成されている請求項 2記載の通音膜。
[5] ポリテトラフルォロエチレンを主成分とし、音が通過することを許容し、かつ水滴等 の異物が通過することを阻止する多孔質膜と、
前記多孔質膜を別部品に固定するために該多孔質膜の第一主面上の一部の領域 に配置された耐熱性両面粘着シートと、
前記多孔質膜の第二主面上に配置された耐熱性及び通音性を有する支持体と、 を備えた通音膜。
[6] 前記耐熱性両面粘着シートは、基材層とその基材層を挟む 2つの粘着層とを含む 樹脂シートである請求項 5記載の通音膜。
[7] 前記基材層は、 200°C、 10分間での熱収縮率が 4%未満である請求項 6記載の通 音膜。
[8] 前記基材層がポリイミド樹脂又はァラミド樹脂を主成分として構成されている請求項 6記載の通音膜。
[9] 音を電気信号に変換する受音部又は電気信号を音に変換する発音部を含む電子 部品と、
前記電子部品に取り付けられ、前記受音部に外部からの音が伝搬すること、又は 前記発音部から発せられた音が外部に伝搬することを許容し、かつ外部から前記受 音部又は前記発音部に水滴等の異物が到達することを阻止する通音膜と、を備え、 前記電子部品が回路基板に実装して動作させる部品であり、
前記通音膜が、ポリテトラフルォロエチレンを主成分とする多孔質膜と、前記多孔質 膜と前記電子部品との間に位置して両者を固定する耐熱性両面粘着シートとを含む ものである通音膜付き電子部品。
[10] 音を電気信号に変換する受音部又は電気信号を音に変換する発音部を含む電子 部品が実装された回路基板の製造方法であって、
前記電子部品の前記受音部に外部からの音が伝搬すること、又は前記電子部品 の前記発音部から発せられた音が外部に伝搬することを許容し、かつ外部から前記 受音部又は前記発音部に水滴等の異物が到達することを阻止するように、前記電子 部品にポリテトラフルォロエチレンを主成分とする多孔質膜を耐熱性両面粘着シート で固定又は仮固定する第一の工程と、
前記多孔質膜が固定又は仮固定された前記電子部品と、前記回路基板との相対 位置決めを行うとともに、位置決めされた回路基板と電子部品とをリフロー炉に導入 して互いを半田接続する第二の工程とを、この順番で実施する電子部品実装済み回 路基板の製造方法。
[11] 前記耐熱性両面粘着シートは、第一の樹脂を主成分として構成された基材層と、 前記基材層の上下に位置し前記第一の樹脂とは異なる組成の第二の樹脂を主成分 として構成された粘着層とを含む請求項 10記載の電子部品実装済み回路基板の製 造方法。
[12] 前記基材層は、 200°C、 10分間での熱収縮率が 4%未満である請求項 11記載の 電子部品実装済み回路基板の製造方法。
[13] 前記基材層がポリイミド樹脂又はァラミド樹脂からなり、前記粘着層がアクリル系又 はシリコーン系粘着剤からなる請求項 11記載の電子部品実装済み回路基板の製造 方法。
[14] 前記第二の工程において、前記回路基板と前記電子部品との接続に用いる半田と して、前記耐熱性両面粘着シートがその粘着力を保持できる温度である粘着上限温 度よりも低融点の半田を選択するとともに、前記粘着上限温度と前記半田の融点との 間の温度に前記リフロー炉内の温度を調節する請求項 10記載の電子部品実装済み 回路基板の製造方法。
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