保護被膜による実装構造体の被覆方法および実装構造体、ならびに実装構造体のリペア方法
【課題】高温度高湿度下においても電極部を確実に防湿保護でき、かつ電子部品のリペアを容易にする。
【解決手段】電子部品やそれが実装された電子回路基板１を、耐湿性および絶縁性を有する第１のコーティング剤で被覆して第１の被膜５１を形成し、さらに第１のコーティング剤に増粘作用を有する添加剤を加えた第２のコーティング剤を塗布して第２の被膜５２を形成して、実装構造体を被覆する。電子部品が挿入タイプであっても、そのピン状電極部４４を少なくとも第２の被膜５２によって十分な厚さで被覆保護できる。また、第１、第２のコーティング剤の主成分が同じであるので、電子部品のリペア時には同じ溶剤で第１、第２の被膜５１、５２を選択的に溶解または軟化させることができる。
【解決手段】電子部品やそれが実装された電子回路基板１を、耐湿性および絶縁性を有する第１のコーティング剤で被覆して第１の被膜５１を形成し、さらに第１のコーティング剤に増粘作用を有する添加剤を加えた第２のコーティング剤を塗布して第２の被膜５２を形成して、実装構造体を被覆する。電子部品が挿入タイプであっても、そのピン状電極部４４を少なくとも第２の被膜５２によって十分な厚さで被覆保護できる。また、第１、第２のコーティング剤の主成分が同じであるので、電子部品のリペア時には同じ溶剤で第１、第２の被膜５１、５２を選択的に溶解または軟化させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は実装構造体を保護被膜で被覆する方法、この方法による実装構造体、ならびに実装構造体のリペア方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気機械器具や電子機器の長寿命化が進む中、車両等に搭載される機器、屋外に設置される機器、さらには、主に室内で使用される機器であっても、洗濯機や乾燥機等のように、相対湿度のきわめて高い環境下で使用されるものについて、過酷な使用環境にも耐え得るだけの信頼性を有することが強く要求されて来ている。
【０００３】
これら機器には、電子回路基板上に種々のタイプの電子部品を実装した実装構造体が搭載されており、付着する塵埃、水分や湿気、温度変化等によって、実装構造体の半田接合部分や電極部分が劣化することを防止するための対策が講じられている。その方法として、たとえば、実装構造体の主要部分または全体をエポキシ樹脂等で注型封止したり、ウレタン樹脂やシリコーン樹脂、または炭化水素系樹脂等で被覆したりすることが行われている。
【０００４】
電子回路基板上に電子部品を実装し、そのピン部分や半田接合部分等を樹脂注型して封止するという方法は、ピン部分や接合部分の保護には適した方法であるが、いったん封止をしてしまうと、その封止樹脂を取り除くのが困難となる。このため、実装後に電子部品が不良品であることが判明した場合や、故障した場合等には、それを良品にリペアするのがむずかしく、この方法は実際の使用に適したものとは言えない。また、注型封止をするためには、封止樹脂を供給する工程と、硬化させまたは乾燥させる工程とが必要となり、これらの工程にはそれぞれ専用の設備が必要となる。そのため、生産タクトにおいてこれら工程の占める割合が非常に大きくなり、実装構造体の生産性を向上させることが困難となる。
【０００５】
ウレタン系樹脂や炭化水素系樹脂による保護膜で被覆する方法では、その使用材料の粘度が低いことから、一般に、これら樹脂材料を噴霧式のディスペンサーまたは筆や刷毛等を使用して、実装構造体を広範囲にわたって均一に塗布することが多い（たとえば特許文献１、２）。そのため、このような方法には、生産タクトに占める割合が樹脂注型による方法よりも小さいという利点がある。
【０００６】
ところが、この方法では、種々のタイプ、形状の電子部品が電子回路基板に実装されることから、粘度の低い樹脂材料で実装構造体を被覆しようとしても、所望の保護作用が得られるだけの厚さの被膜を形成できないということがしばしば生じる。たとえば、ＱＦＰ（Quad Flat Package）やＳＯＰ（Small Outline Package）等の表面実装用の電子部品では、その折曲げ成形されたリードに、電子回路基板面に対して比較的大きな勾配をもつ部分があり、また、コネクタや大型コンデンサ等の挿入部品では、その端子ピンまたはリードが電子回路基板に直立する形態となる。そのために、コーティング剤をこのようなリードや端子ピンに付着させても、それが固化するまでに流下してしまうことから、十分な厚さの被膜を形成するのが非常にむずかしい。すなわち、リードや端子ピンの塗布時の姿勢によって、被膜が上側に位置した部分では薄く、下側となる部分では厚く形成されてしまう。
【０００７】
このため、被膜による保護効果が十分でないと考えられる箇所には、さらにシリコーン系樹脂やウレタン系樹脂等の、粘度が高いポッティング剤やシーリング剤等を塗布して、膜厚の薄い被膜部分を保護することが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３３２２７９号公報
【特許文献２】特開２００７−１５４００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、シリコーン系樹脂による被膜は、ガス透過性が高く、水蒸気や雰囲気ガスを透過させやすい。そのため、高湿の環境、さらに高温高湿の環境で使用する場合には、実装された電子部品の電極を構成するリードやピンが短期間に腐食してしまうおそれが大きい。
【００１０】
ウレタン系樹脂は、炭化水素系樹脂やシリコーン系樹脂よりも耐熱性に劣るので、高い信頼性を必要とする防湿絶縁処理には適していない。このため、複数種の樹脂材料を部分的にしろ重ねて被覆して、実装構造体の重要部分の防湿性を高め、それによって絶縁性を高める構造とすると、電子回路基板に電子部品を実装した後に不良を発見し、または、電子部品と基板回路との電気的接合の不良を発見したときには、それを良品にリペアするのが非常にむずかしい。すなわち、電子回路基板と電子部品とを、連続した被膜が重なり合うようにして覆っているために、不良品や不良箇所があったときには、まず、少なくともリペアすべき部品を囲む周辺部分を取り除いてから、リペアしなければならない。
【００１１】
また、複数種の被覆用樹脂材料を一連の製造工程で使用すると、その混同を生じやすく、その防止のための管理工程が必要となり、工程管理が煩雑となる。
【００１２】
本発明は、リードを備えた面実装型の電子部品や、リードや端子ピンを備えた挿入型の電子部品を実装した構造体において、そのリードや端子ピンを含む電極部を確実に被覆して保護するとともに、リペア時には必要箇所を容易に除去できる保護被膜の形成方法、それによる実装構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の保護被膜による実装構造体の被覆方法は、
電子部品が実装された電子回路基板の特定部位に耐湿性および絶縁性を有する保護被膜を形成する方法であって、
樹脂を含む第１のコーティング剤を塗布して第１の被膜を形成する第１の工程と、
前記第１のコーティング剤に増粘性を付与する添加剤を加えた第２のコーティング剤を塗布して第２の被膜を形成する第２の工程とを
有する。
【００１４】
この被覆方法において、前記第１のコーティング剤が、炭化水素系樹脂と、前記炭化水素系樹脂を溶解する溶剤とを含むことが好ましい。
【００１５】
また、前記第１のコーティング剤の粘度が１００〜３００ｍＰａ・ｓの範囲内にあり、そのチクソ比の値が０．８〜１．２の範囲内にあることが好ましい。
【００１６】
前記添加剤が脂肪酸系添加剤であることが好ましい。
【００１７】
前記添加剤の添加量が、前記炭化水素系樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内であることが好ましい。
【００１８】
前記第２のコーティング剤の粘度が３００〜１０００ｍＰａ・ｓの範囲内であって、そのチクソ比の値が１．５〜２．５の範囲内であることが好ましい。
【００１９】
ここで、本発明において、第１および第２のコーティング剤の粘度については、温度２５℃において円錐・平板回転粘度計を用いて測定する。また、それぞれのチクソ比については、温度２５℃において、回転速度が５ｒｐｍ、５０ｒｐｍであるときの粘度Ｖ5rpm、Ｖ50rpmを測定し、その比の値Ｖ5rpm／Ｖ50rpmで求める。
【００２０】
前記第１のコーティング剤と前記第２のコーティング剤とによる被膜の厚さが２５〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００２１】
本発明の実装構造体は、電子部品が実装された電子回路基板と、電子部品から電子回路基板にわたって被覆する、耐湿性および絶縁性を有する保護被膜とを有し、この保護被膜が第１のコーティング膜とその上に形成された第２のコーティング膜とからなり、さらに第１および第２のコーティング膜の主成分が同じであることを特徴とする。
【００２２】
この構造体において、前記第１のコーティング膜が炭化水素系樹脂からなることが好ましい。
【００２３】
前記第２のコーティング膜は、前記第１のコーティング膜における炭化水素系樹脂に増粘性を付与する添加剤を含有させたものであることが好ましい。
【００２４】
前記添加剤が、前記炭化水素系樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内であることが好ましい。
【００２５】
本発明の実装構造体のリペア方法は、前記実装構造体に実装された電子部品のうちのリペアすべき電子部品およびその周辺部分を覆う前記第２のコーティング膜および前記第１のコーティング膜を、同じ成分の溶剤を使用して溶解させまたは軟化させて除去し、リペアすべき前記電子部品をリペアすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、被膜を形成しにくい、電子回路基板に対して勾配のある電子部品の電極部を確実に被覆することができる。さらに主成分が同じ二つのコーティング剤を用いることによりコーティング膜間の密着性がよく、またリペアの際の被膜の除去も容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の被覆方法に使用する実装構造体の電子部品搭載面側の斜視図である。
【図２】図１に示した実装構造体の裏面側を示す斜視図である。
【図３】図１に示した実装構造体における搭載電子部品の一例であるコネクタの斜視図である。
【図４】本発明の被覆方法を説明するための最初の工程図である。
【図５】本発明の被覆方法を説明するための次の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
まず、本発明の実装構造体の被覆方法における実施の形態について、説明する。なお、この形態において、第１および第２のコーティング剤の粘度およびチクソ比の値は、上述した測定条件によって求める。
【００２９】
この実施の形態は、電子部品が実装された電子回路基板の特定の部位、すなわち少なくとも耐湿性および絶縁性を必要とする基板領域上、電子部品上に、耐湿性および絶縁性を有する保護被膜を形成する方法であって、樹脂を含む第１のコーティング剤を塗布して第１の被膜を形成する第１の工程と、第１のコーティング剤に増粘作用を付与する添加剤を加えた第２のコーティング剤を塗布して第２の被膜を形成する第２の工程とを有する。
【００３０】
第１のコーティング剤は、炭化水素系樹脂とそれを溶解する溶剤とを含む。
【００３１】
この炭化水素系樹脂には、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、および、ポリエチレンやポリプロピレン等の飽和炭化水素系樹脂が好ましい。それらのうち、飽和炭化水素系樹脂が、ポリウレタン系樹脂やアクリル系樹脂よりも耐熱性に優れているので、より好ましい。
【００３２】
コーティング剤の溶剤には、炭化水素系樹脂を溶解する物質であって、揮発性のよいものが好ましい。代表例として、トルエンやキシレン等の芳香族炭化水素、および、シクロヘキサンやメチルシクロヘキサン等の脂環式アルカンが挙げられる。これのうち、人的な影響の少なさという観点から、脂環式アルカンがより好ましい。
【００３３】
第２のコーティング剤は、第１のコーティング剤と同じ成分および増粘性を付与する液状の添加剤を含む。このように、第１および第２のコーティング剤の主成分が同一であるので、これらコーティング剤による被膜は、その界面が互いに親和性がよく、きわめて強固に密着して、過酷な使用環境に絶え得る信頼性をもった保護膜としての機能を奏することができる。なお、異なる種類のコーティング剤を重ね塗りして被膜を形成した場合には、一般的に、異種コーティング剤による被膜の界面に気泡が残ったり、密着が悪く容易に剥がれたりするため、所望の保護膜を形成することはきわめて困難となる。
【００３４】
添加剤は、溶剤で溶解させた炭化水素系樹脂に対して溶解性のよい脂肪酸系添加剤が好ましい。また、その添加量は、炭化水素系化合物１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内とすることが好ましい。液状添加剤の添加量が炭化水素系化合物１００質量部に対して５質量部を超えると、第２のコーティング剤の粘度およびチクソ比が高くなるため、塗布後の拡がりがよくなく、コーティング剤としての機能を果たすことが困難となる。また、それが０．１重量部未満であるときには、添加剤が及ぼす影響が小さく、粘度およびチクソ比が第１のコーティング剤と大差がないのでリードを備えた面実装型の電子部品や、リードや端子ピンを備えた挿入型の電子部品を実装した構造体において、そのリードや端子ピンを含む電極部を確実に被覆することが困難となる。
【００３５】
第１のコーティング剤が、炭化水素系樹脂と、この炭化水素系樹脂を溶解する溶剤とを含むことが好ましい。
【００３６】
また、第１のコーティング剤は、その粘度が１００〜３００ｍＰａ・ｓの範囲内にあり、また、チクソ比の値が０．８〜１．２の範囲内にあることが好ましい。
【００３７】
第１のコーティング剤の粘度を１００〜３００ｍＰａ・ｓの範囲内とすることによって、市販の噴霧式ディスペンサーやカーテンコートタイプのディスペンサーで容易に塗布することができる。ところが、粘度が３００ｍＰａ・ｓより高くなると、これらのディスペンサーで塗布することができないか、あるいは塗布できたとしても吐出にばらつきが生じて不均一となり、膜厚が一定にならず、またいわゆる糸引き現象等が発生するため、精密塗布をすることがきわめて困難となる。粘度が１００ｍＰａ・ｓよりも低くなると、流動性が高すぎ、ディスペンサーで塗布後、電子回路基板上で流動することで膜厚を一定に保つことが困難となり、好ましくない。チキソ比の値が０．８未満であると、流動性が高く、希望する厚さの被膜を形成することがむずかしくなる。一方、チクソ比の値が１．２を超えると、電子回路基板面の細ピッチの電極間や端子間の部分やそれらで囲まれた部分を被覆するのに十分な流動性が得られなくなり、ボイドや被覆不十分な箇所が発生しやすくなる。
【００３８】
第２のコーティング剤は、粘度が３００〜１０００ｍＰａ・ｓの範囲内であって、チクソ比の値が１．５〜２．５の範囲内であることが好ましい。
【００３９】
粘度が３００ｍＰａ・ｓより低くなる、流動性が高くとなり、リードを備えた面実装型の電子部品や、リードや端子ピンを備えた挿入型の電子部品を実装した構造体において、そのリードや端子ピンを含む電極部に第２のコーティング剤を塗布しても流動して所望の膜厚を形成することが困難になる。また、粘度が１０００ｍＰａ・ｓよりも高くなると、形状安定性が高すぎて膜厚を所望の範囲に保つことが困難になる。
【００４０】
また、チクソ比の値が１．５未満になると、形状保持がしにくくなって拡がり、リードや端子ピンを備えた挿入型の電子部品を実装した構造体において、リードや端子ピンを含む電極部に第２のコーティング剤を塗布しても流動して所望の膜厚を形成することが困難になる。このため、電子回路基板に実装された電子部品の電極部分を覆うよう塗布したとき、その基板面に対して勾配を持つ部分上では所望の膜厚とすることが困難となり、耐湿性等の耐侯性に優れた保護被膜を得ることができない。また、チクソ比の値が２．５を超えると、形状安定性が高すぎて膜厚を所望の範囲に保つことが困難になる。
【００４１】
また、このコーティング剤は、その粘度が比較的高いために、第１のコーティング剤のように噴霧式ディスペンサーで塗布することがむずかしい。そのため、実装電子部品上を含めて電子回路基板上の全域または所定の領域上に、第１のコーティング剤を噴霧ディスペンサーで塗布した後、それに含まれていた溶剤が揮発し、被膜が形成されてから、その膜厚の薄い、たとえば電極部分のみにエア式ディスペンサーや、筆または刷毛等で塗布供給して、第２のコーティング膜を形成する。
【００４２】
さらにまた、第２のコーティング剤に増粘性を付与するための添加剤には、脂肪酸系添加剤が好ましい。
【００４３】
添加剤の添加量が、炭化水素系樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内であることが好ましい。添加量が１質量部未満であると、添加剤が及ぼす影響が小さく、粘度およびチクソ比が第１のコーティング剤と大差がないのでリードを備えた面実装型の電子部品や、リードや端子ピンを備えた挿入型の電子部品を実装した構造体において、そのリードや端子ピンを含む電極部を確実に被覆することが困難となり、また、５質量部を超えると、粘度とチクソ比が高くなるため、塗布後の拡がりが悪くコーティング剤としての機能を果たすことができなくなる。
【００４４】
第１のコーティング剤と第２のコーティング剤とによる被膜の厚さが２５〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。その膜厚が２５μｍ以上とすることによって、漏れ電流を無視できる範囲内のきわめて微弱なものとすることができることを実験的に確認した。また、膜厚が１００μｍを超えると、絶縁状態が良好であるものの、実装構造体を組込む電子装置の小型化、薄型化を困難なものとするため、厚みは１００μｍであることが望ましい。膜厚を確認するための方法には、たとえば、第１および第２のコーティング剤にあらかじめ顔料や染料を加えて、視認性を高める方法がある。
【００４５】
この方法によれば、被膜が着色されてしまうことから、膜厚確認を容易にするためにその添加比率を高めると、被膜の透明度が低下してしまい、電子回路基板に対する電子部品の接合状態や、それら部材に付されているマーク等の表示を確認するのがむずかしくなるというおそれも生じる。このような確認が必要となる場合には、通常の染料や顔料に代えて蛍光染料を使用することが好ましい。この方法によれば、被膜が可視光では透明またはほぼ透明であることから、可視光によって被膜を通して部品の接合状態や、マーク等を人による視認、または画像認識装置による検査で確認可能となる。そして、紫外線ランプを使用し紫外光を被膜に照射することによって、その発光状態の分布から電子部品が被覆されていることを容易に確認することができる。
【００４６】
本発明の実装構造体における実施の形態は、電子部品が実装された電子回路基板と、電子部品から電子回路基板にわたって被覆する、耐湿性および絶縁性を有する保護被膜とを有し、この保護被膜が第１のコーティング膜とその上に形成された第２のコーティング膜とからなり、かつ第１および第２のコーティング膜の主成分が同じである。
【００４７】
この構造体において、第１のコーティング膜が炭化水素系樹脂からなることが好ましい。
【００４８】
第２のコーティング膜は、第１のコーティング膜における炭化水素系樹脂に増粘性を付与する液状の添加剤を添加含有させたものであることが好ましい。
【００４９】
添加剤が、炭化水素系樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内であることが好ましい。
【００５０】
本発明のリペア方法における実施の形態は、上述の実装構造体に実装された電子部品のうちのリペアすべき電子部品およびその周辺部分を覆う、第２および第１のコーティング膜を、同じ成分の溶剤を使用して溶解させまたは軟化させて除去し、対象となる電子部品をリペアすることを特徴とする。
【００５１】
これによれば、第１および第２のコーティング剤の主成分が同じであるので、リペアすべき電子部品上の被膜を同じ溶剤で除去することができ、その除去作業が容易となる。そして、電子部品取外し後の電子回路基板の被膜除去領域にコーティング膜の一部が残渣として残ることがあったとしても、従来品に比べてその量が非常に少なくなる。そのため、残渣をさらに除去する必要があるときには、それをきわめて容易に除去することが可能となる。コーティング剤残渣の除去には、イソプロピルアルコール等のアルコール系の溶剤や炭化水素系の溶剤を使用するのが好ましい。
【００５２】
次に、本発明の実施例について説明する。
〔実施例〕
【００５３】
まず、第１および第２のコーティング剤を塗布するための実装構造体として、図１に示す電子デバイスを準備した。図１において、電子回路基板１は、その少なくとも一方の主面上に所定の回路パターンの導電路（図示せず）を有する。この一方の主面上の所定箇所に、それぞれＳＯＰタイプの電子部品２、各種チップ部品３およびコネクタ４が実装されている。電子部品２はたとえば半導体メモリまたはＣＰＵ等の半導体集積回路装置であり、チップ部品３は抵抗器やコンデンサ等であって、これらは互いに接続されて所定の機能を有する電子デバイスを構成している。コネクタ４はこの電子デバイスと他の電子デバイスとの電気的な接続に使用される。
【００５４】
コネクタ４は、図３に示すように、たとえば、絶縁性ハウジング４１に設けられたスロット４２内に弾性を有する複数個の端子部４３が配置され、各端子部４３と一体に形成されたピン状端子部４４がハウジング４１を貫通しかつそれに保持された構造である。ピン状端子部４４は電子回路基板１に設けられたスルーホールを通して、図２に示すように、電子回路基板１の他方の主面側に突出している。この実施例では、コネクタ４としてタイコエレクトロニクアンプ社製の品番『749771』を使用し、電子回路基板１の導体箔からなるランド１１に、ＳｎＡｇＣｕのやに入り半田（千住金属工業株式会社製『エコソルダーＭ７０５』）を使用して、温度３００℃の半田鏝を使用して半田付けした。
【００５５】
これと並行して、第１および第２のコーティング剤を準備した。第１のコーティング剤として、飽和炭化系樹脂であるＣｈａｓ社製『HumiSeal 1B51NSLU』２質量部に、シンナーを１質量部を加えて希釈して作製した。その粘度は２３０ｍＰａ・ｓであり、チクソ比の値は１．０５であった。また、第２のコーティング剤として、飽和炭化系樹脂には第１のコーティング剤と同じＣｈａｓ社製『HumiSeal 1B51NSLU』を使用し、この樹脂成分１００質量部に希釈剤としてシンナーを５０質量部、および増粘のためのアミド化合物（添加剤）として楠本化成株式会社製『ディスパロン３０１』を０．５質量部添加して作製した。その粘度は５００ｍＰａ・ｓであり、チクソ比の値は１．５であった。なお、これらコーティング剤の粘度の測定には、円錐・平板回転粘度計を使用し、温度２５℃で行った。チクソ比については、温度２５℃において、回転速度５ｒｐｍ、５０ｒｐｍにおける粘度Ｖ5rpm、Ｖ50rpmの比の値Ｖ5rpm／Ｖ50rpmとした。
【００５６】
第１のコーティング剤を、図２に示す、コネクタ４のピン状端子４４が突出した電子回路基板１の他方の主面側に、カーテンコートタイプのディスペンサー（アシムテック社製『Select Coat SL-940E』）で塗布した。塗布条件は、ディスペンサー速度を３００ｍｍ／秒、吐出部高さを１０ｍｍ、ヒーター温度を４０℃とした。
【００５７】
塗布後、室温において１時間放置して硬化させて、第１のコーティング膜５１を形成した。ピン状電極部４４の存在しない電子回路基板１の主面部分での膜厚Ｔ1を測定すると２６〜３５μｍであり、半田接合部１２上からピン状電極部４４の側面部分上から先端部分上にわたって厚みが薄くなり、先端部分上ではその厚さｔ1が５〜２５μｍであった。そして、保護膜としての機能が実質的に得られない、きわめて薄い被膜の形成されたピン状電極部も見受けられた。
【００５８】
次に、第２のコーティング剤を、エア式ディスペンサー（武蔵エンジニアリング株式会社製『MS-10DX』）を使用してピン状電極部４４の部分に選択的に塗布し、室温で１時間放置して硬化させて、第２のコーティング膜５２を形成した。なお、エア式ディスペンサーによる塗布条件は、ディスペンサー速度を１００ｍｍ／秒、吐出部高さを１０ｍｍ、ヒーター温度を３０℃とした。
【００５９】
第２のコーティング膜５２は、図５に示すように、ピン状電極部４４の先端部分においても十分な付着強度で形成されており、その膜厚ｔ2を抜取り検査で測定したところ２５〜５０μｍであった。また、電子回路基板１のピン状電極部４４間の平坦な基板面部分上においても、ほぼ同じ厚みの被膜が形成された。なお、膜厚の測定は、抜取った試料の断面を研磨し、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して行った。
【００６０】
同様の手順で、電子回路基板１のＳＯＰタイプの電子部品２およびチップ部品３上を含む、それらをマウントした面上についても、コネクタ４上を除いて第１および第２のコーティング膜を順次形成した。ＳＯＰタイプの電子部品２においては、その複数本のリード端子が、そのパッケージの平行な両側面から狭ピッチで突出し、先端部分が同方向へ折曲げ加工されて、各先端部が電子回路基板１上の対応する導電体に半田接合される。このため、そのリード端子には電子回路基板１の主面に対して急勾配の部分を有する。このような急勾配の部分については、第１のコーティング膜が保護作用を得るのに十分な厚さでその上に形成されない箇所が見受けられたが、その上に第２のコーティング剤を塗布することによって、厚さ２５〜５０μｍの第２のコーティング膜が形成された。
【００６１】
このように、第１のコーティング膜５１のみでは保護作用が十分な厚みが得られない実装部品の構造部材上が、第２のコーティング膜５２で被覆することによって、水分や湿気、塵埃等から確実に保護することができる。さらに、第１および第２のコーティング膜５１および５２は同じ主成分からなるため、第２のコーティング膜５２は全域にわたって第１のコーティング膜５１に強固に密着し、その結果、第１のコーティング膜５１の薄い部分をも確実に被覆することができる。
【００６２】
第１および第２のコーティング膜５１および５２による保護機能を調査するため、電源装置を用いてコネクタ４の端子部４３間に１００Ｖの電圧を印加し、第２のコーティング膜５２の、ピン状端子部４４の半田接合部１２間の部分上に、濃度１５質量％のＮａＣｌ水溶液１０ｃｃを滴下し、漏れ電流を測定した。その結果、滴下前、および滴下して３０分経過後のいずれにおいても、漏れ電流はきわめて微弱で実使用上無視できる値であり、絶縁状態の維持されていることが確認された。
【００６３】
このような保護作用の優れたコーティング膜の形成において、まず粘度の低い第１のコーティング剤を噴霧式ディスペンサー等で所定の領域内に広く均一に塗布し、さらにそれより粘度を増大させた第２のコーティング剤を、リード端子を備えた面実装タイプの部品や挿入部品の、リード端子部分上に重ねて塗ることにより、電子回路基板面に対して勾配をもつ電極部や基板面に直立するような形態の電極部を確実に、また、塗布禁止エリアへの飛散を抑えて被覆することができる。
【００６４】
さらに、コネクタ４をリペアするために、第１および第２のコーティング膜５１および５２の、ピン状電極部４４上およびその近傍の周辺部分上を、アセトンで浸したウエスで１０分間覆った。そして、ウエスを取り除き、竹串等の絶縁性のピン状治具を使用し、その先端をウエスで被覆していた部分に刺し、引き上げたところ、その部分が残渣を残すことなく取り除かれた。ここでは、コーティング膜５１、５２が溶解する前の軟化した状態で除去したが、それらを溶解させ除去してもよい。それからコネクタ４の半田接合部１２を半田鏝で加熱溶融させて除去し、新たなコネクタに交換して半田付けし、第１および第２のコーティング剤を順次塗布して、そのピン状端子部を被覆保護した。なお、この交換後においては、第２のコーティング剤を直接に塗布して、保護のためのコーティング膜を形成してもよい。
【００６５】
このように、第１および第２のコーティング膜５１および５２の主成分が同じであるため、溶剤１種でリペアが可能となるだけでなく、リペアに支障を来たすような残渣を生じることもない。これにより、電子部品を容易にリペアすることができ、また、リペア後の状態も美麗であり、実装構造体の商品価値を低減させるおそれがない。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、被覆困難な、電子回路基板に対して勾配のある電子部品の電極部分や挿入部品の電極部を、確実に被覆し保護することができ、さらに主成分が同じ二つのコーティング剤を用いることによりコーティング剤間の密着性がよく、さらにまたリペアの際には、共通の溶剤で被膜を容易に除去することができる。そのため、車載用の機器や洗濯機等のように過酷な条件の環境において使用される機器等の、高い信頼性が求められる電子機器に搭載される実装構造体に適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 電子回路基板
２ ＳＯＰタイプの電子部品
３ チップ部品
４ コネクタ
１１ ランド
１２ 半田接合部
４１ 絶縁性ハウジング
４２ スロット
４３ 弾性を有する端子部
４４ ピン状端子部
５１ 第１のコーティング膜
５２ 第２のコーティング膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は実装構造体を保護被膜で被覆する方法、この方法による実装構造体、ならびに実装構造体のリペア方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気機械器具や電子機器の長寿命化が進む中、車両等に搭載される機器、屋外に設置される機器、さらには、主に室内で使用される機器であっても、洗濯機や乾燥機等のように、相対湿度のきわめて高い環境下で使用されるものについて、過酷な使用環境にも耐え得るだけの信頼性を有することが強く要求されて来ている。
【０００３】
これら機器には、電子回路基板上に種々のタイプの電子部品を実装した実装構造体が搭載されており、付着する塵埃、水分や湿気、温度変化等によって、実装構造体の半田接合部分や電極部分が劣化することを防止するための対策が講じられている。その方法として、たとえば、実装構造体の主要部分または全体をエポキシ樹脂等で注型封止したり、ウレタン樹脂やシリコーン樹脂、または炭化水素系樹脂等で被覆したりすることが行われている。
【０００４】
電子回路基板上に電子部品を実装し、そのピン部分や半田接合部分等を樹脂注型して封止するという方法は、ピン部分や接合部分の保護には適した方法であるが、いったん封止をしてしまうと、その封止樹脂を取り除くのが困難となる。このため、実装後に電子部品が不良品であることが判明した場合や、故障した場合等には、それを良品にリペアするのがむずかしく、この方法は実際の使用に適したものとは言えない。また、注型封止をするためには、封止樹脂を供給する工程と、硬化させまたは乾燥させる工程とが必要となり、これらの工程にはそれぞれ専用の設備が必要となる。そのため、生産タクトにおいてこれら工程の占める割合が非常に大きくなり、実装構造体の生産性を向上させることが困難となる。
【０００５】
ウレタン系樹脂や炭化水素系樹脂による保護膜で被覆する方法では、その使用材料の粘度が低いことから、一般に、これら樹脂材料を噴霧式のディスペンサーまたは筆や刷毛等を使用して、実装構造体を広範囲にわたって均一に塗布することが多い（たとえば特許文献１、２）。そのため、このような方法には、生産タクトに占める割合が樹脂注型による方法よりも小さいという利点がある。
【０００６】
ところが、この方法では、種々のタイプ、形状の電子部品が電子回路基板に実装されることから、粘度の低い樹脂材料で実装構造体を被覆しようとしても、所望の保護作用が得られるだけの厚さの被膜を形成できないということがしばしば生じる。たとえば、ＱＦＰ（Quad Flat Package）やＳＯＰ（Small Outline Package）等の表面実装用の電子部品では、その折曲げ成形されたリードに、電子回路基板面に対して比較的大きな勾配をもつ部分があり、また、コネクタや大型コンデンサ等の挿入部品では、その端子ピンまたはリードが電子回路基板に直立する形態となる。そのために、コーティング剤をこのようなリードや端子ピンに付着させても、それが固化するまでに流下してしまうことから、十分な厚さの被膜を形成するのが非常にむずかしい。すなわち、リードや端子ピンの塗布時の姿勢によって、被膜が上側に位置した部分では薄く、下側となる部分では厚く形成されてしまう。
【０００７】
このため、被膜による保護効果が十分でないと考えられる箇所には、さらにシリコーン系樹脂やウレタン系樹脂等の、粘度が高いポッティング剤やシーリング剤等を塗布して、膜厚の薄い被膜部分を保護することが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３３２２７９号公報
【特許文献２】特開２００７−１５４００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、シリコーン系樹脂による被膜は、ガス透過性が高く、水蒸気や雰囲気ガスを透過させやすい。そのため、高湿の環境、さらに高温高湿の環境で使用する場合には、実装された電子部品の電極を構成するリードやピンが短期間に腐食してしまうおそれが大きい。
【００１０】
ウレタン系樹脂は、炭化水素系樹脂やシリコーン系樹脂よりも耐熱性に劣るので、高い信頼性を必要とする防湿絶縁処理には適していない。このため、複数種の樹脂材料を部分的にしろ重ねて被覆して、実装構造体の重要部分の防湿性を高め、それによって絶縁性を高める構造とすると、電子回路基板に電子部品を実装した後に不良を発見し、または、電子部品と基板回路との電気的接合の不良を発見したときには、それを良品にリペアするのが非常にむずかしい。すなわち、電子回路基板と電子部品とを、連続した被膜が重なり合うようにして覆っているために、不良品や不良箇所があったときには、まず、少なくともリペアすべき部品を囲む周辺部分を取り除いてから、リペアしなければならない。
【００１１】
また、複数種の被覆用樹脂材料を一連の製造工程で使用すると、その混同を生じやすく、その防止のための管理工程が必要となり、工程管理が煩雑となる。
【００１２】
本発明は、リードを備えた面実装型の電子部品や、リードや端子ピンを備えた挿入型の電子部品を実装した構造体において、そのリードや端子ピンを含む電極部を確実に被覆して保護するとともに、リペア時には必要箇所を容易に除去できる保護被膜の形成方法、それによる実装構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の保護被膜による実装構造体の被覆方法は、
電子部品が実装された電子回路基板の特定部位に耐湿性および絶縁性を有する保護被膜を形成する方法であって、
樹脂を含む第１のコーティング剤を塗布して第１の被膜を形成する第１の工程と、
前記第１のコーティング剤に増粘性を付与する添加剤を加えた第２のコーティング剤を塗布して第２の被膜を形成する第２の工程とを
有する。
【００１４】
この被覆方法において、前記第１のコーティング剤が、炭化水素系樹脂と、前記炭化水素系樹脂を溶解する溶剤とを含むことが好ましい。
【００１５】
また、前記第１のコーティング剤の粘度が１００〜３００ｍＰａ・ｓの範囲内にあり、そのチクソ比の値が０．８〜１．２の範囲内にあることが好ましい。
【００１６】
前記添加剤が脂肪酸系添加剤であることが好ましい。
【００１７】
前記添加剤の添加量が、前記炭化水素系樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内であることが好ましい。
【００１８】
前記第２のコーティング剤の粘度が３００〜１０００ｍＰａ・ｓの範囲内であって、そのチクソ比の値が１．５〜２．５の範囲内であることが好ましい。
【００１９】
ここで、本発明において、第１および第２のコーティング剤の粘度については、温度２５℃において円錐・平板回転粘度計を用いて測定する。また、それぞれのチクソ比については、温度２５℃において、回転速度が５ｒｐｍ、５０ｒｐｍであるときの粘度Ｖ5rpm、Ｖ50rpmを測定し、その比の値Ｖ5rpm／Ｖ50rpmで求める。
【００２０】
前記第１のコーティング剤と前記第２のコーティング剤とによる被膜の厚さが２５〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００２１】
本発明の実装構造体は、電子部品が実装された電子回路基板と、電子部品から電子回路基板にわたって被覆する、耐湿性および絶縁性を有する保護被膜とを有し、この保護被膜が第１のコーティング膜とその上に形成された第２のコーティング膜とからなり、さらに第１および第２のコーティング膜の主成分が同じであることを特徴とする。
【００２２】
この構造体において、前記第１のコーティング膜が炭化水素系樹脂からなることが好ましい。
【００２３】
前記第２のコーティング膜は、前記第１のコーティング膜における炭化水素系樹脂に増粘性を付与する添加剤を含有させたものであることが好ましい。
【００２４】
前記添加剤が、前記炭化水素系樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内であることが好ましい。
【００２５】
本発明の実装構造体のリペア方法は、前記実装構造体に実装された電子部品のうちのリペアすべき電子部品およびその周辺部分を覆う前記第２のコーティング膜および前記第１のコーティング膜を、同じ成分の溶剤を使用して溶解させまたは軟化させて除去し、リペアすべき前記電子部品をリペアすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、被膜を形成しにくい、電子回路基板に対して勾配のある電子部品の電極部を確実に被覆することができる。さらに主成分が同じ二つのコーティング剤を用いることによりコーティング膜間の密着性がよく、またリペアの際の被膜の除去も容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の被覆方法に使用する実装構造体の電子部品搭載面側の斜視図である。
【図２】図１に示した実装構造体の裏面側を示す斜視図である。
【図３】図１に示した実装構造体における搭載電子部品の一例であるコネクタの斜視図である。
【図４】本発明の被覆方法を説明するための最初の工程図である。
【図５】本発明の被覆方法を説明するための次の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
まず、本発明の実装構造体の被覆方法における実施の形態について、説明する。なお、この形態において、第１および第２のコーティング剤の粘度およびチクソ比の値は、上述した測定条件によって求める。
【００２９】
この実施の形態は、電子部品が実装された電子回路基板の特定の部位、すなわち少なくとも耐湿性および絶縁性を必要とする基板領域上、電子部品上に、耐湿性および絶縁性を有する保護被膜を形成する方法であって、樹脂を含む第１のコーティング剤を塗布して第１の被膜を形成する第１の工程と、第１のコーティング剤に増粘作用を付与する添加剤を加えた第２のコーティング剤を塗布して第２の被膜を形成する第２の工程とを有する。
【００３０】
第１のコーティング剤は、炭化水素系樹脂とそれを溶解する溶剤とを含む。
【００３１】
この炭化水素系樹脂には、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、および、ポリエチレンやポリプロピレン等の飽和炭化水素系樹脂が好ましい。それらのうち、飽和炭化水素系樹脂が、ポリウレタン系樹脂やアクリル系樹脂よりも耐熱性に優れているので、より好ましい。
【００３２】
コーティング剤の溶剤には、炭化水素系樹脂を溶解する物質であって、揮発性のよいものが好ましい。代表例として、トルエンやキシレン等の芳香族炭化水素、および、シクロヘキサンやメチルシクロヘキサン等の脂環式アルカンが挙げられる。これのうち、人的な影響の少なさという観点から、脂環式アルカンがより好ましい。
【００３３】
第２のコーティング剤は、第１のコーティング剤と同じ成分および増粘性を付与する液状の添加剤を含む。このように、第１および第２のコーティング剤の主成分が同一であるので、これらコーティング剤による被膜は、その界面が互いに親和性がよく、きわめて強固に密着して、過酷な使用環境に絶え得る信頼性をもった保護膜としての機能を奏することができる。なお、異なる種類のコーティング剤を重ね塗りして被膜を形成した場合には、一般的に、異種コーティング剤による被膜の界面に気泡が残ったり、密着が悪く容易に剥がれたりするため、所望の保護膜を形成することはきわめて困難となる。
【００３４】
添加剤は、溶剤で溶解させた炭化水素系樹脂に対して溶解性のよい脂肪酸系添加剤が好ましい。また、その添加量は、炭化水素系化合物１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内とすることが好ましい。液状添加剤の添加量が炭化水素系化合物１００質量部に対して５質量部を超えると、第２のコーティング剤の粘度およびチクソ比が高くなるため、塗布後の拡がりがよくなく、コーティング剤としての機能を果たすことが困難となる。また、それが０．１重量部未満であるときには、添加剤が及ぼす影響が小さく、粘度およびチクソ比が第１のコーティング剤と大差がないのでリードを備えた面実装型の電子部品や、リードや端子ピンを備えた挿入型の電子部品を実装した構造体において、そのリードや端子ピンを含む電極部を確実に被覆することが困難となる。
【００３５】
第１のコーティング剤が、炭化水素系樹脂と、この炭化水素系樹脂を溶解する溶剤とを含むことが好ましい。
【００３６】
また、第１のコーティング剤は、その粘度が１００〜３００ｍＰａ・ｓの範囲内にあり、また、チクソ比の値が０．８〜１．２の範囲内にあることが好ましい。
【００３７】
第１のコーティング剤の粘度を１００〜３００ｍＰａ・ｓの範囲内とすることによって、市販の噴霧式ディスペンサーやカーテンコートタイプのディスペンサーで容易に塗布することができる。ところが、粘度が３００ｍＰａ・ｓより高くなると、これらのディスペンサーで塗布することができないか、あるいは塗布できたとしても吐出にばらつきが生じて不均一となり、膜厚が一定にならず、またいわゆる糸引き現象等が発生するため、精密塗布をすることがきわめて困難となる。粘度が１００ｍＰａ・ｓよりも低くなると、流動性が高すぎ、ディスペンサーで塗布後、電子回路基板上で流動することで膜厚を一定に保つことが困難となり、好ましくない。チキソ比の値が０．８未満であると、流動性が高く、希望する厚さの被膜を形成することがむずかしくなる。一方、チクソ比の値が１．２を超えると、電子回路基板面の細ピッチの電極間や端子間の部分やそれらで囲まれた部分を被覆するのに十分な流動性が得られなくなり、ボイドや被覆不十分な箇所が発生しやすくなる。
【００３８】
第２のコーティング剤は、粘度が３００〜１０００ｍＰａ・ｓの範囲内であって、チクソ比の値が１．５〜２．５の範囲内であることが好ましい。
【００３９】
粘度が３００ｍＰａ・ｓより低くなる、流動性が高くとなり、リードを備えた面実装型の電子部品や、リードや端子ピンを備えた挿入型の電子部品を実装した構造体において、そのリードや端子ピンを含む電極部に第２のコーティング剤を塗布しても流動して所望の膜厚を形成することが困難になる。また、粘度が１０００ｍＰａ・ｓよりも高くなると、形状安定性が高すぎて膜厚を所望の範囲に保つことが困難になる。
【００４０】
また、チクソ比の値が１．５未満になると、形状保持がしにくくなって拡がり、リードや端子ピンを備えた挿入型の電子部品を実装した構造体において、リードや端子ピンを含む電極部に第２のコーティング剤を塗布しても流動して所望の膜厚を形成することが困難になる。このため、電子回路基板に実装された電子部品の電極部分を覆うよう塗布したとき、その基板面に対して勾配を持つ部分上では所望の膜厚とすることが困難となり、耐湿性等の耐侯性に優れた保護被膜を得ることができない。また、チクソ比の値が２．５を超えると、形状安定性が高すぎて膜厚を所望の範囲に保つことが困難になる。
【００４１】
また、このコーティング剤は、その粘度が比較的高いために、第１のコーティング剤のように噴霧式ディスペンサーで塗布することがむずかしい。そのため、実装電子部品上を含めて電子回路基板上の全域または所定の領域上に、第１のコーティング剤を噴霧ディスペンサーで塗布した後、それに含まれていた溶剤が揮発し、被膜が形成されてから、その膜厚の薄い、たとえば電極部分のみにエア式ディスペンサーや、筆または刷毛等で塗布供給して、第２のコーティング膜を形成する。
【００４２】
さらにまた、第２のコーティング剤に増粘性を付与するための添加剤には、脂肪酸系添加剤が好ましい。
【００４３】
添加剤の添加量が、炭化水素系樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内であることが好ましい。添加量が１質量部未満であると、添加剤が及ぼす影響が小さく、粘度およびチクソ比が第１のコーティング剤と大差がないのでリードを備えた面実装型の電子部品や、リードや端子ピンを備えた挿入型の電子部品を実装した構造体において、そのリードや端子ピンを含む電極部を確実に被覆することが困難となり、また、５質量部を超えると、粘度とチクソ比が高くなるため、塗布後の拡がりが悪くコーティング剤としての機能を果たすことができなくなる。
【００４４】
第１のコーティング剤と第２のコーティング剤とによる被膜の厚さが２５〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。その膜厚が２５μｍ以上とすることによって、漏れ電流を無視できる範囲内のきわめて微弱なものとすることができることを実験的に確認した。また、膜厚が１００μｍを超えると、絶縁状態が良好であるものの、実装構造体を組込む電子装置の小型化、薄型化を困難なものとするため、厚みは１００μｍであることが望ましい。膜厚を確認するための方法には、たとえば、第１および第２のコーティング剤にあらかじめ顔料や染料を加えて、視認性を高める方法がある。
【００４５】
この方法によれば、被膜が着色されてしまうことから、膜厚確認を容易にするためにその添加比率を高めると、被膜の透明度が低下してしまい、電子回路基板に対する電子部品の接合状態や、それら部材に付されているマーク等の表示を確認するのがむずかしくなるというおそれも生じる。このような確認が必要となる場合には、通常の染料や顔料に代えて蛍光染料を使用することが好ましい。この方法によれば、被膜が可視光では透明またはほぼ透明であることから、可視光によって被膜を通して部品の接合状態や、マーク等を人による視認、または画像認識装置による検査で確認可能となる。そして、紫外線ランプを使用し紫外光を被膜に照射することによって、その発光状態の分布から電子部品が被覆されていることを容易に確認することができる。
【００４６】
本発明の実装構造体における実施の形態は、電子部品が実装された電子回路基板と、電子部品から電子回路基板にわたって被覆する、耐湿性および絶縁性を有する保護被膜とを有し、この保護被膜が第１のコーティング膜とその上に形成された第２のコーティング膜とからなり、かつ第１および第２のコーティング膜の主成分が同じである。
【００４７】
この構造体において、第１のコーティング膜が炭化水素系樹脂からなることが好ましい。
【００４８】
第２のコーティング膜は、第１のコーティング膜における炭化水素系樹脂に増粘性を付与する液状の添加剤を添加含有させたものであることが好ましい。
【００４９】
添加剤が、炭化水素系樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内であることが好ましい。
【００５０】
本発明のリペア方法における実施の形態は、上述の実装構造体に実装された電子部品のうちのリペアすべき電子部品およびその周辺部分を覆う、第２および第１のコーティング膜を、同じ成分の溶剤を使用して溶解させまたは軟化させて除去し、対象となる電子部品をリペアすることを特徴とする。
【００５１】
これによれば、第１および第２のコーティング剤の主成分が同じであるので、リペアすべき電子部品上の被膜を同じ溶剤で除去することができ、その除去作業が容易となる。そして、電子部品取外し後の電子回路基板の被膜除去領域にコーティング膜の一部が残渣として残ることがあったとしても、従来品に比べてその量が非常に少なくなる。そのため、残渣をさらに除去する必要があるときには、それをきわめて容易に除去することが可能となる。コーティング剤残渣の除去には、イソプロピルアルコール等のアルコール系の溶剤や炭化水素系の溶剤を使用するのが好ましい。
【００５２】
次に、本発明の実施例について説明する。
〔実施例〕
【００５３】
まず、第１および第２のコーティング剤を塗布するための実装構造体として、図１に示す電子デバイスを準備した。図１において、電子回路基板１は、その少なくとも一方の主面上に所定の回路パターンの導電路（図示せず）を有する。この一方の主面上の所定箇所に、それぞれＳＯＰタイプの電子部品２、各種チップ部品３およびコネクタ４が実装されている。電子部品２はたとえば半導体メモリまたはＣＰＵ等の半導体集積回路装置であり、チップ部品３は抵抗器やコンデンサ等であって、これらは互いに接続されて所定の機能を有する電子デバイスを構成している。コネクタ４はこの電子デバイスと他の電子デバイスとの電気的な接続に使用される。
【００５４】
コネクタ４は、図３に示すように、たとえば、絶縁性ハウジング４１に設けられたスロット４２内に弾性を有する複数個の端子部４３が配置され、各端子部４３と一体に形成されたピン状端子部４４がハウジング４１を貫通しかつそれに保持された構造である。ピン状端子部４４は電子回路基板１に設けられたスルーホールを通して、図２に示すように、電子回路基板１の他方の主面側に突出している。この実施例では、コネクタ４としてタイコエレクトロニクアンプ社製の品番『749771』を使用し、電子回路基板１の導体箔からなるランド１１に、ＳｎＡｇＣｕのやに入り半田（千住金属工業株式会社製『エコソルダーＭ７０５』）を使用して、温度３００℃の半田鏝を使用して半田付けした。
【００５５】
これと並行して、第１および第２のコーティング剤を準備した。第１のコーティング剤として、飽和炭化系樹脂であるＣｈａｓ社製『HumiSeal 1B51NSLU』２質量部に、シンナーを１質量部を加えて希釈して作製した。その粘度は２３０ｍＰａ・ｓであり、チクソ比の値は１．０５であった。また、第２のコーティング剤として、飽和炭化系樹脂には第１のコーティング剤と同じＣｈａｓ社製『HumiSeal 1B51NSLU』を使用し、この樹脂成分１００質量部に希釈剤としてシンナーを５０質量部、および増粘のためのアミド化合物（添加剤）として楠本化成株式会社製『ディスパロン３０１』を０．５質量部添加して作製した。その粘度は５００ｍＰａ・ｓであり、チクソ比の値は１．５であった。なお、これらコーティング剤の粘度の測定には、円錐・平板回転粘度計を使用し、温度２５℃で行った。チクソ比については、温度２５℃において、回転速度５ｒｐｍ、５０ｒｐｍにおける粘度Ｖ5rpm、Ｖ50rpmの比の値Ｖ5rpm／Ｖ50rpmとした。
【００５６】
第１のコーティング剤を、図２に示す、コネクタ４のピン状端子４４が突出した電子回路基板１の他方の主面側に、カーテンコートタイプのディスペンサー（アシムテック社製『Select Coat SL-940E』）で塗布した。塗布条件は、ディスペンサー速度を３００ｍｍ／秒、吐出部高さを１０ｍｍ、ヒーター温度を４０℃とした。
【００５７】
塗布後、室温において１時間放置して硬化させて、第１のコーティング膜５１を形成した。ピン状電極部４４の存在しない電子回路基板１の主面部分での膜厚Ｔ1を測定すると２６〜３５μｍであり、半田接合部１２上からピン状電極部４４の側面部分上から先端部分上にわたって厚みが薄くなり、先端部分上ではその厚さｔ1が５〜２５μｍであった。そして、保護膜としての機能が実質的に得られない、きわめて薄い被膜の形成されたピン状電極部も見受けられた。
【００５８】
次に、第２のコーティング剤を、エア式ディスペンサー（武蔵エンジニアリング株式会社製『MS-10DX』）を使用してピン状電極部４４の部分に選択的に塗布し、室温で１時間放置して硬化させて、第２のコーティング膜５２を形成した。なお、エア式ディスペンサーによる塗布条件は、ディスペンサー速度を１００ｍｍ／秒、吐出部高さを１０ｍｍ、ヒーター温度を３０℃とした。
【００５９】
第２のコーティング膜５２は、図５に示すように、ピン状電極部４４の先端部分においても十分な付着強度で形成されており、その膜厚ｔ2を抜取り検査で測定したところ２５〜５０μｍであった。また、電子回路基板１のピン状電極部４４間の平坦な基板面部分上においても、ほぼ同じ厚みの被膜が形成された。なお、膜厚の測定は、抜取った試料の断面を研磨し、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して行った。
【００６０】
同様の手順で、電子回路基板１のＳＯＰタイプの電子部品２およびチップ部品３上を含む、それらをマウントした面上についても、コネクタ４上を除いて第１および第２のコーティング膜を順次形成した。ＳＯＰタイプの電子部品２においては、その複数本のリード端子が、そのパッケージの平行な両側面から狭ピッチで突出し、先端部分が同方向へ折曲げ加工されて、各先端部が電子回路基板１上の対応する導電体に半田接合される。このため、そのリード端子には電子回路基板１の主面に対して急勾配の部分を有する。このような急勾配の部分については、第１のコーティング膜が保護作用を得るのに十分な厚さでその上に形成されない箇所が見受けられたが、その上に第２のコーティング剤を塗布することによって、厚さ２５〜５０μｍの第２のコーティング膜が形成された。
【００６１】
このように、第１のコーティング膜５１のみでは保護作用が十分な厚みが得られない実装部品の構造部材上が、第２のコーティング膜５２で被覆することによって、水分や湿気、塵埃等から確実に保護することができる。さらに、第１および第２のコーティング膜５１および５２は同じ主成分からなるため、第２のコーティング膜５２は全域にわたって第１のコーティング膜５１に強固に密着し、その結果、第１のコーティング膜５１の薄い部分をも確実に被覆することができる。
【００６２】
第１および第２のコーティング膜５１および５２による保護機能を調査するため、電源装置を用いてコネクタ４の端子部４３間に１００Ｖの電圧を印加し、第２のコーティング膜５２の、ピン状端子部４４の半田接合部１２間の部分上に、濃度１５質量％のＮａＣｌ水溶液１０ｃｃを滴下し、漏れ電流を測定した。その結果、滴下前、および滴下して３０分経過後のいずれにおいても、漏れ電流はきわめて微弱で実使用上無視できる値であり、絶縁状態の維持されていることが確認された。
【００６３】
このような保護作用の優れたコーティング膜の形成において、まず粘度の低い第１のコーティング剤を噴霧式ディスペンサー等で所定の領域内に広く均一に塗布し、さらにそれより粘度を増大させた第２のコーティング剤を、リード端子を備えた面実装タイプの部品や挿入部品の、リード端子部分上に重ねて塗ることにより、電子回路基板面に対して勾配をもつ電極部や基板面に直立するような形態の電極部を確実に、また、塗布禁止エリアへの飛散を抑えて被覆することができる。
【００６４】
さらに、コネクタ４をリペアするために、第１および第２のコーティング膜５１および５２の、ピン状電極部４４上およびその近傍の周辺部分上を、アセトンで浸したウエスで１０分間覆った。そして、ウエスを取り除き、竹串等の絶縁性のピン状治具を使用し、その先端をウエスで被覆していた部分に刺し、引き上げたところ、その部分が残渣を残すことなく取り除かれた。ここでは、コーティング膜５１、５２が溶解する前の軟化した状態で除去したが、それらを溶解させ除去してもよい。それからコネクタ４の半田接合部１２を半田鏝で加熱溶融させて除去し、新たなコネクタに交換して半田付けし、第１および第２のコーティング剤を順次塗布して、そのピン状端子部を被覆保護した。なお、この交換後においては、第２のコーティング剤を直接に塗布して、保護のためのコーティング膜を形成してもよい。
【００６５】
このように、第１および第２のコーティング膜５１および５２の主成分が同じであるため、溶剤１種でリペアが可能となるだけでなく、リペアに支障を来たすような残渣を生じることもない。これにより、電子部品を容易にリペアすることができ、また、リペア後の状態も美麗であり、実装構造体の商品価値を低減させるおそれがない。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、被覆困難な、電子回路基板に対して勾配のある電子部品の電極部分や挿入部品の電極部を、確実に被覆し保護することができ、さらに主成分が同じ二つのコーティング剤を用いることによりコーティング剤間の密着性がよく、さらにまたリペアの際には、共通の溶剤で被膜を容易に除去することができる。そのため、車載用の機器や洗濯機等のように過酷な条件の環境において使用される機器等の、高い信頼性が求められる電子機器に搭載される実装構造体に適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 電子回路基板
２ ＳＯＰタイプの電子部品
３ チップ部品
４ コネクタ
１１ ランド
１２ 半田接合部
４１ 絶縁性ハウジング
４２ スロット
４３ 弾性を有する端子部
４４ ピン状端子部
５１ 第１のコーティング膜
５２ 第２のコーティング膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装された電子回路基板の、少なくとも耐湿性および絶縁性が必要とされる部位に耐湿性および絶縁性を有する保護被膜を形成する方法であって、
樹脂を含む第１のコーティング剤を塗布して第１の被膜を形成する第１の工程と、
前記第１のコーティング剤に増粘性を付与する添加剤を加えた第２のコーティング剤を塗布して第２の被膜を形成する第２の工程と
を有することを特徴とする保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項２】
前記第１のコーティング剤が、炭化水素系樹脂と、前記炭化水素系樹脂を溶解する溶剤とを含むことを特徴とする請求項１に記載の保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項３】
前記第１のコーティング剤の粘度が、円錐・平板回転粘度計を用いて室温で測定した値が１００〜３００ｍＰａ・ｓの範囲内にあり、チクソ比が、同じ条件下で測定した値が０．８〜１．２の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項４】
前記添加剤が脂肪酸系添加剤であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項５】
前記添加剤の添加量が、前記炭化水素系樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内であることを特徴とする請求項３に記載の保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項６】
前記第２のコーティング剤の粘度が、円錐・平板回転粘度計を用いて室温で測定した値が３００〜１０００ｍＰａ・ｓの範囲内であって、チクソ比が、同じ条件下で測定した値が１．５〜２．５の範囲内であることを特徴とする請求項１、４または５に記載の保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項７】
前記第１のコーティング剤と前記第２のコーティング剤とによる被膜の厚さが２５〜１００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項８】
電子部品が実装された電子回路基板と、前記電子部品から前記電子回路基板にわたって被覆する、耐湿性および絶縁性を有する保護被膜とを有し、前記保護被膜が第１のコーティング膜と前記第１のコーティング膜上に形成された第２のコーティング膜とからなり、前記第１および前記第２のコーティング膜の主成分が同じであることを特徴とする実装構造体。
【請求項９】
前記第１のコーティング膜が炭化水素系樹脂からなることを特徴とする請求項８に記載の実装構造体。
【請求項１０】
前記第２のコーティング膜は、前記第１のコーティング膜における炭化水素系樹脂と増粘性を付与する添加剤とを含んでいる特徴とする請求項８に記載の実装構造体。
【請求項１１】
前記添加剤の添加量が、前記炭化水素系樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内であることを特徴とする請求項１０に記載の実装構造体。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の実装構造体に対して、前記第２のコーティング膜と前記第１のコーティング膜とを、共通の溶剤を用いて溶解させまたは軟化させて除去し、リペアすることを特徴とする実装構造体のリペア方法。
【請求項１】
電子部品が実装された電子回路基板の、少なくとも耐湿性および絶縁性が必要とされる部位に耐湿性および絶縁性を有する保護被膜を形成する方法であって、
樹脂を含む第１のコーティング剤を塗布して第１の被膜を形成する第１の工程と、
前記第１のコーティング剤に増粘性を付与する添加剤を加えた第２のコーティング剤を塗布して第２の被膜を形成する第２の工程と
を有することを特徴とする保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項２】
前記第１のコーティング剤が、炭化水素系樹脂と、前記炭化水素系樹脂を溶解する溶剤とを含むことを特徴とする請求項１に記載の保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項３】
前記第１のコーティング剤の粘度が、円錐・平板回転粘度計を用いて室温で測定した値が１００〜３００ｍＰａ・ｓの範囲内にあり、チクソ比が、同じ条件下で測定した値が０．８〜１．２の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項４】
前記添加剤が脂肪酸系添加剤であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項５】
前記添加剤の添加量が、前記炭化水素系樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内であることを特徴とする請求項３に記載の保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項６】
前記第２のコーティング剤の粘度が、円錐・平板回転粘度計を用いて室温で測定した値が３００〜１０００ｍＰａ・ｓの範囲内であって、チクソ比が、同じ条件下で測定した値が１．５〜２．５の範囲内であることを特徴とする請求項１、４または５に記載の保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項７】
前記第１のコーティング剤と前記第２のコーティング剤とによる被膜の厚さが２５〜１００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の保護被膜による実装構造体の被覆方法。
【請求項８】
電子部品が実装された電子回路基板と、前記電子部品から前記電子回路基板にわたって被覆する、耐湿性および絶縁性を有する保護被膜とを有し、前記保護被膜が第１のコーティング膜と前記第１のコーティング膜上に形成された第２のコーティング膜とからなり、前記第１および前記第２のコーティング膜の主成分が同じであることを特徴とする実装構造体。
【請求項９】
前記第１のコーティング膜が炭化水素系樹脂からなることを特徴とする請求項８に記載の実装構造体。
【請求項１０】
前記第２のコーティング膜は、前記第１のコーティング膜における炭化水素系樹脂と増粘性を付与する添加剤とを含んでいる特徴とする請求項８に記載の実装構造体。
【請求項１１】
前記添加剤の添加量が、前記炭化水素系樹脂１００質量部に対して０．１〜５質量部の範囲内であることを特徴とする請求項１０に記載の実装構造体。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の実装構造体に対して、前記第２のコーティング膜と前記第１のコーティング膜とを、共通の溶剤を用いて溶解させまたは軟化させて除去し、リペアすることを特徴とする実装構造体のリペア方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−６６０８０（Ｐ２０１１−６６０８０Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１３５３０（Ｐ２００９−２１３５３０）
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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