(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品素子と、前記電子部品素子を被覆している外装樹脂とを備えた電子部品であって、
前記外装樹脂は、エポキシ樹脂と、酸無水物硬化剤と、硬化促進剤と、シランカップリング剤と、無機充填剤とからなり、前記外装樹脂に含まれる成分の中で、前記無機充填剤が他のすべての成分よりも多く配合され、
前記無機充填剤はシリカであり、球状で、平均粒径が８〜１８μｍの範囲内にあるとともに、粒径が１．７μｍ以下の粒子の割合が前記無機充填剤の粒子の全体数１００％のうち４〜８％の範囲内であり、かつ、粒径が４２μｍ以下の粒子の割合が前記無機充填剤の粒子の全体数１００％のうち８５〜９５％の範囲内であり、
前記エポキシ樹脂は、２５℃±０．５℃における粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記酸無水物硬化剤は、２５℃±０．５℃における粘度が３００ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記外装樹脂は、２５℃±０．５℃における粘度が６０００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲内にあるとともに、−２０℃〜＋２０℃の範囲における線膨張係数が１．７×１０-5℃-1〜２．１×１０-5℃-1の範囲内にあり、
前記電子部品素子と前記外装樹脂との−２０℃〜＋２０℃の範囲における線膨張係数の差が０．９×１０-5℃-1〜１．４×１０-5℃-1の範囲内にあることを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品、詳しくは、電子部品素子を樹脂により外装被覆した電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子部品においては、電子部品素子を外部環境から保護する目的で電子部品素子の外表面に外装樹脂が塗装されている。
【０００３】
しかしながら、この外装樹脂が電子部品素子に及ぼす応力が電子部品の電気的特性や機械的特性に大きな影響を及ぼし、場合によっては電子部品素子にクラックが発生する。特にこの応力は温度変化によって顕著に現れるため、ヒートショック試験による特性向上が望まれている。
【０００４】
ところで、外装樹脂を低応力化する方法としては、外装樹脂に無機充填剤を高充填し、外装樹脂の線膨張係数を下げて、電子部品素子と外装樹脂との線膨張係数の差を小さくするという方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の外装樹脂では、高充填した無機充填剤により外装樹脂の流動性が損なわれるため、電子部品への塗装が困難であった。
【０００６】
本発明は、外装樹脂の流動性を損なわずに電子部品への塗装が可能であるとともに、電子部品の耐ヒートショック性を向上させることが可能な電子部品を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するべく、電子部品を完成するに至った。
本発明の電子部品は、電子部品素子と、前記電子部品素子を被覆している外装樹脂とを備えた電子部品であって、前記外装樹脂は、エポキシ樹脂と、酸無水物硬化剤と、硬化促進剤と、シランカップリング剤と、無機充填剤とからなり、前記外装樹脂に含まれる成分の中で、前記無機充填剤が他のすべての成分よりも多く配合され、前記無機充填剤はシリカであり、球状で、平均粒径が８〜１８μｍの範囲内にあるとともに、粒径が１．７μｍ以下の粒子の割合が前記無機充填剤の粒子の全体数１００％のうち４〜８％の範囲内であり、かつ、粒径が４２μｍ以下の粒子の割合が前記無機充填剤の粒子の全体数１００％のうち８５〜９５％の範囲内であり、前記エポキシ樹脂は、２５℃±０．５℃における粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であり、前記酸無水物硬化剤は、２５℃±０．５℃における粘度が３００ｍＰａ・ｓ以下であり、前記外装樹脂は、２５℃±０．５℃における粘度が６０００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲内にあるとともに、−２０℃〜＋２０℃の範囲における線膨張係数が１．７×１０-5℃-1〜２．１×１０-5℃-1の範囲内にあり、前記電子部品素子と前記外装樹脂との−２０℃〜＋２０℃の範囲における線膨張係数の差が０．９×１０-5℃-1〜１．４×１０-5℃-1の範囲内にあることに特徴がある。
【０００９】
また、本発明の電子部品においては、外装樹脂に含まれる成分の中で、無機充填剤が他のすべての成分よりも多く配合されることが好ましい。なお、より好ましい配合量としては、外装樹脂に含まれる成分の合計１００重量％のうち、７０〜７６重量％である。
【００１６】
なお、上記エポキシ樹脂としては、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル系樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グリシジルアミン系樹脂のうち、少なくとも１種を用いることが好ましい。
【００１８】
なお、上記酸無水物硬化剤としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸のうち、少なくとも１種を用いることが好ましい。
【００１９】
また、上記硬化促進剤としては、イミダゾール系硬化促進剤として、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールのうち、少なくとも１種を用いることが好ましい。
【００２０】
また、上記硬化促進剤としては、第三アミン類として、トリスフェノール、ジメチルベンジンアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデカンのうち、少なくとも１種を用いることが好ましい。
【００２１】
さらに、上記シランカップリング剤としては、エポキシシラン系のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、および２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、並びに、アミノシラン系のＮ−β（アミノエチル）γアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γアミノプロピルメチルジメトキシシラン、およびγ−アミノプロピルトリエトキシシランのうち、少なくとも１種を用いることが好ましい。
【００２２】
【発明の詳細な説明】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の電子部品は、電子部品素子と、電子部品素子を被覆している外装樹脂とを備えた電子部品であり、電子部品素子と外装樹脂との−２０℃〜＋２０℃の範囲内における線膨張係数の差が０．９×１０-5℃-1〜１．４×１０-5℃-1の範囲内にあることに特徴がある。そして、電子部品素子と外装樹脂との線膨張係数の差がこのような範囲になるように電子部品を形成すれば、外装樹脂が電子部品素子を被覆するのに充分な流動性を有するため、外装樹脂の電子部品素子への塗装が可能であるとともに、電子部品素子に対する外装樹脂からの応力が低減できるので、電子部品の耐ヒートショック性を向上させることが可能となる。
【００２３】
また、本発明に用いられる外装樹脂は、−２０℃〜＋２０℃の範囲内における線膨張係数が１．７×１０-5℃-1〜２．１×１０-5℃-1の範囲内であることが好ましい。すなわち、本発明で用いられる電子部品素子の線膨張係数が０．７〜０．８×１０-5℃-1の範囲内であるために、上記線膨張係数の差０．９×１０-5℃-1〜１．４×１０-5℃-1を満たすためには少なくとも１．７×１０-5℃-1〜２．１×１０-5℃-1の範囲内である必要がある。
【００２４】
また、本発明に用いられる外装樹脂は、外装樹脂を構成する成分の中で、無機充填剤がその他のすべての構成成分よりも多く配合されることが好ましい。なぜなら、無機充填剤を最大配合量とすることで、外装樹脂の線膨張係数を容易に低くすることができるからである。また、より好ましい配合量としては、外装樹脂の全体１００重量％のうち、７０〜７６重量％である。配合量が７０重量％未満の場合には、線膨張係数が２．１×１０-5℃-1を越えてしまい、ヒートショック性が良好でなくなるため好ましくない。一方、７６重量％を越える場合には、粘度が１００００ｍＰａ・ｓを越えてしまい、電子部品への塗布、外装が困難なため好ましくない。
【００２５】
また、本発明に用いられる外装樹脂は、２５±０．５℃における粘度が６０００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲内にあることが好ましい。粘度が６０００ｍＰａ・ｓ未満の場合には、塗装時の電子部品への外装樹脂付着量が不足し、外装不良となるため好ましくない。また、無機充填剤量が不足し、線膨張係数が２．１×１０-5℃-1を越えてしまい、ヒートショック性が良好でなくなるため好ましくない。一方、粘度が１００００ｍＰａ・ｓを越える場合には、外装樹脂の流動性が悪くなるため、電子部品素子への外装樹脂の付着不足となり、外装状態が悪化するため好ましくない。
【００２６】
また、本発明に用いられる外装樹脂は、エポキシ樹脂と、酸無水物硬化剤と、硬化促進剤と、シランカップリング剤と、無機充填剤とからなることが好ましい。すなわち、外装樹脂のベース樹脂となるエポキシ樹脂に対し、硬化反応のために酸無水物硬化剤を添加し、さらに、硬化を促進させるために硬化促進剤を添加し、また、無機充填剤と樹脂とのなじみを良くするためにシランカップリング剤を添加し、さらには、線膨張係数を低下させるために無機充填剤を添加することによって、本発明の目的を充分に達成できる外装樹脂が形成される。
【００２７】
また、本発明に用いられる無機充填剤は、球状の無機充填剤であって、かつ、平均粒径が８〜１８μｍの範囲内にあることが好ましい。すなわち、球状の無機充填剤は樹脂材料に充填した時の樹脂材料の流動性が好ましいので有効である。また、平均粒径が８μｍ未満の場合、または、１８μｍを越える場合には、いずれも外装樹脂の流動性を損なってしまうために好ましくない。
【００２８】
また、本発明に用いられる無機充填剤は、粒径が１．７μｍ以下の粒子の割合が無機充填剤の粒子の全体数１００％のうち、４〜８％の範囲内であって、かつ、粒径が４２μｍ以下の粒子の割合が無機充填剤の粒子の全体数１００％のうち、８５〜９５％の範囲内であることが好ましい。すなわち、粒子の平均粒径だけでなく、粒径分布を調整することによって、無機充填剤の流動性を向上させることができる。また、このように平均粒径８〜１８μｍに対し、粒径が１．７μｍ以下という比較的小さな粒子と、粒径が４２μｍ以下という比較的大きな粒子との比率を規定したのは、粒径の分布を広くすることが、無機充填剤の流動性を良好にするのに有効であるためである。
【００２９】
また、本発明に用いられる無機充填剤としては、シリカ（二酸化珪素）を用いることが好ましい。シリカを用いた場合には、線膨張係数の低下が容易かつ良好である。
【００３０】
また、本発明に用いられるエポキシ樹脂は、２５±０．５℃における粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。粘度が１０００ｍＰａ・ｓを越える場合には、流動性が損なわれ、外装が困難であるため好ましくない。
【００３１】
なお、エポキシ樹脂の好ましい具体例としては、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル系樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グリシジルアミン系樹脂などが挙げられる。より好ましくは、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル系樹脂である。
【００３２】
また、本発明に用いられる酸無水物硬化剤は、２５±０．５℃における粘度が３００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。粘度が３００ｍＰａ・ｓを越える場合には、流動性が損なわれ、外装が困難であるため好ましくない。
【００３３】
なお、酸無水物硬化剤の好ましい具体例としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（商品名：ＭＴ−５００、新日本理化（株）製）、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸などが挙げられる。より好ましくは、メチルテトラヒドロ無水フタル酸である。
【００３４】
また、本発明に用いられる硬化促進剤の好ましい具体例としては、イミダゾール系硬化促進剤（商品名：ノバキュアＨＸ−３７４２、（株）旭化成工業製）、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールなどが挙げられる。より好ましくは、イミダゾール系硬化促進剤である。
【００３５】
さらに、硬化促進剤の好ましい具体例としては、第三アミン類として、トリスフェノール、ジメチルベンジンアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデカンなどが挙げられる。
【００３６】
また、シランカップリング剤の好ましい具体例としては、エポキシシラン系のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＳＨ−６０４０、（株）東レダウコーニングシリコーン製）、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、および２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、並びに、アミノシラン系のＮ−β（アミノエチル）γアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γアミノプロピルメチルジメトキシシラン、およびγ−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。より好ましくは、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランである。
【００３７】
本発明の電子部品は、電子部品素子を形成した後、その外表面に上述した外装樹脂をコーティングして硬化させることにより容易に作製することができる。
【００３８】
このようにして作製された本発明の電子部品は、外装樹脂の線膨張係数を測定すると、１．７×１０-5℃-1〜２．１×１０-5℃-1という範囲になり、電子部品素子の線膨張係数を測定すると、０．７×１０-5℃-1〜０．８×１０-5℃-1という範囲になる。従って、電子部品素子と外装樹脂との線膨張係数の差が０．９×１０-5℃-1〜１．４×１０-5℃-1の範囲内になり、このような条件を満たせば外装樹脂の流動性を損なわずに外装樹脂の電子部品への塗装が可能となるとともに、電子部品の耐ヒートショック性を向上させることが可能となる。また、このような条件を満たせば、外装樹脂が６０００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓという良好な粘度を有することを確認している。
【００３９】
なお、本発明の電子部品は、後述するチップコイル、あるいはコンデンサ、圧電素子、フィルタ等の電子部品素子にリード線、入力、出力端子を接続し、この電子部品素子の外表面に外装樹脂を被覆したもの、また、電子部品素子の外表面だけでなく、電子部品全体を外装樹脂によって被覆したものであれば特に限定されない。さらには、この外装樹脂を電子部品用ケースの封止材料として使用することも可能である。
【００４０】
次に、本発明を実施例に基づき、さらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００４１】
【実施例】
以下、本実施例の電子部品としてチップコイルを用いた場合を示す。
図１はチップコイルの正面図である。
このチップコイル１は、糸巻き状のコア２の胴部２ａに、電子部品素子である巻線３を巻回し、この巻線３の両端部３ａ、３ｂを上記コア２の下面に引き込むとともに、このコア２の下面に形成された入力電極４ａ、出力電極４ｂに半田付け接続して構成されている。このチップコイル１では、外部環境、特に外力に対する部品強度を向上させる目的から、上記コア２の巻線３の外表面に外装樹脂５をコーティングし、これによりコア２を補強するとともに巻線３を保護するようにしている。
【００４２】
次に、本実施例の電子部品に用いられた外装樹脂について詳述する。
表１に、実施例１〜実施例２および参考例１〜参考例４の外装樹脂の組成比率について示す。
【００４３】
【表１】
0003704768.tif 000002
【００４４】
ここで、表１のエポキシ樹脂Ａとしては、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルを用いており、２５±０．５℃における粘度は２００ｍＰａ・ｓである。また、エポキシ樹脂Ｂとしては、ビスフェノールＡ型ポリグリシジルエーテルを用いており、２５±０．５℃における粘度は１２０００ｍＰａ・ｓである。
【００４５】
また、酸無水硬化物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（商品名：ＭＴ−５００、新日本理化（株）製）を用いている。
【００４６】
また、硬化促進剤としては、商品名：ノバキュアＨＸ−３７４２、（株）旭化成工業製を用いている。
【００４７】
さらに、シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＳＨ−６０４０、（株）東レダウコーニングシリコーン製）を用いている。
【００４８】
次に、表２に、表１に示した球状無機充填剤Ａ、Ｂの粒径分布について示す。
【００４９】
【表２】
0003704768.tif 000003
【００５０】
なお、粒径分布の測定は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣＫ ＩＩ（ＬＥＥＤＳ＆ＮＯＲＴＨＲＵＰ社製）により行った。
【００５１】
さらに、表３に、実施例１〜実施例２および参考例１〜参考例４の粘度、線膨張係数、耐ヒートショック性について示す。
【００５２】
【表３】
0003704768.tif 000004
【００５３】
ここで、粘度については、表１に示したそれぞれの樹脂組成物を各々の組成比率に従って調合し、プラネタリミキサーを用いて４時間真空撹拌を行い、２５℃下で一昼夜放置後、粘度を測定した。なお、粘度計にはＴＯＫＩＭＥＣ製ＢＨ型粘度計を使用し、２５±０．５℃、ローターＮｏ６、１０ｒｐｍの条件で測定している。
【００５４】
また、線膨張係数については、表１に示した樹脂組成物を縦横５ｍｍ角、厚さ３〜４ｍｍの板状に形成してオーブン内で１５０℃／６０ｍｉｎ硬化を行い、それぞれの線膨張係数を測定した。なお、測定器には（株）セイコー電子工業製ＴＭＡＳＳ１２０Ｃを使用し、測定温度範囲は−２０℃〜＋２０℃、昇温速度は５℃／ｍｉｎの条件で測定している。
【００５５】
さらに、耐ヒートショック性については、表１に示した樹脂組成物をディップ法によりチップコイルの巻線部分に外装し、硬化後、ヒートショック試験を行った。ヒートショック試験は、−５５℃〜＋１２５℃の温度範囲で各３０分間放置し、良否の判定はチップコイルのリード線の断線（導通不良）により判断した。５００サイクルクリアの場合は○：良好と判断し、２００サイクルクリアの場合は△：実用上問題有り、２００サイクル以下は×：実用的でない、と表した。
【００５６】
実施例１および実施例２は、耐ヒートショック性においていずれも優れた結果を示した。一方、参考例１は、耐ヒートショック性において良好な結果が得られなかった。これは、無機充填剤の添加量が多すぎたために、線膨張係数は低くなるが、粘度が４００００ｍＰａ・ｓと非常に大きい値になり、チップコイルへの外装状態を見ると、樹脂が巻線の外表面の全面に回り込まず、外装不良となっている。
【００５７】
また、参考例２は、耐ヒートショック性において実用レベルを満たさなかった。これは、球状無機充填剤Ｂの粒径分布が好ましくないために粘度が１００００ｍＰａ・ｓを越えてしまい、外装状態も良くなかった。
【００５８】
また、参考例３についても、耐ヒートショック性において実用レベルを満たさなかった。これは、エポキシ樹脂Ｂを用いた場合、ベース樹脂自体の粘度が高く、樹脂組成物の流動性が損なわれるためである。
【００５９】
さらに、参考例４についても、耐ヒートショック性において実用レベルを満たさなかった。これは、球状無機充填剤が十分添加されていないために樹脂組成物の線膨張係数が大きくなり、従って熱応力が大きく、ヒートショック性が不良となったからである。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の電子部品を用いれば、外装樹脂が電子部品素子を被覆するのに充分な流動性を有するため、外装樹脂の電子部品素子への塗装が可能となるとともに、電子部品素子に対する外装樹脂からの応力が低減できるので、電子部品の耐ヒートショック性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるチップコイルの正面図。
【符号の説明】
１            チップコイル（電子部品）
２            コア
２ａ          胴部
３            巻線（電子部品素子）
３ａ、３ｂ    両端部
４ａ          入力電極
４ｂ          出力電極
５            外装樹脂
【図１】
0003704768.tif 000005