(57)【要約】【課題】回路基板を必要最低限の防湿コート材料を用いてコーティングすることで、信頼性の高い、安価で小型の回路基板を提供することを目的とする。【解決手段】回路基板の被覆保護において、基板１と電子部品２の電気接続部４を、基板１をプレ加熱した後、無溶剤の防湿コート材料３を塗布し、塗布した防湿コート材料３を加圧状況下で硬化させる方法で回路基板を被覆する。防湿コート材料３に水素添加したウレタン樹脂を用いることで、耐熱性が高く、硫化水素の様な反応性物質に対しても耐性があり、また、可撓性を有しているので熱衝撃にも耐性がある回路基板の保護被覆が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板の実装面に配置される電子部品と、前記基板及び前記電子部品を被覆する防湿コート層とを有する回路基板において、
前記防湿コート層は無溶剤の防湿コート材料の硬化物であり、前記基板及び前記電子部品の表面には、前記基板及び前記電子部品の表面を前記硬化物によって被覆する防湿コート層被覆部と、前記基板及び前記電子部品の表面が露出した防湿コート層非被覆部とを有し、かつ前記電子部品の実装面側と前記基板との間に気泡を含む防湿コート層とを有する回路基板。
【請求項２】
請求項１記載の回路基板において、前記防湿コート層は、無溶剤の防湿コート材料を加圧したまま硬化させた硬化物である回路基板。
【請求項３】
請求項１記載の回路基板において、前記防湿コート層は、前記回路基板の温度を高め、かつ、無溶剤の防湿コート材料を加圧したまま硬化させた硬化物である回路基板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回路基板において、前記防湿コートの材質が、ウレタン系である回路基板。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の回路基板を含むモータ。
【請求項６】
基板の実装面に電子部品を実装し、前記電子部品が実装された電子部品実装基板に防湿コート材料を塗布して硬化させて防湿コート層を設けて、
前記基板及び前記電子部品の表面には、前記基板及び前記電子部品の表面を前記防湿コート層によって被覆する防湿コート層被覆部と、前記基板及び前記電子部品の表面が露出した防湿コート層非被覆部とを設け、かつ前記電子部品の実装面側と前記基板との間に気泡を含む防湿コート層とを設ける回路基板の防湿コートの製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の回路基板の防湿コートの製造方法において、前記防湿コート層は、無溶剤の防湿コート材料を加圧したまま硬化させて設けた回路基板の防湿コートの製造方法。
【請求項８】
請求項６記載の回路基板の防湿コートの製造方法において、前記防湿コート層は、前記回路基板の温度を高め、かつ、無溶剤の防湿コート材料を加圧したまま硬化させて設けた回路基板の防湿コートの製造方法。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の回路基板の防湿コートの製造方法において、前記防湿コートの材質が、ウレタン系である回路基板の防湿コートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を搭載した回路基板の、水やガスへの暴露による劣化を防止するための保護被膜の被覆方法と、保護被膜を施した実装構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の制御に用いる回路基板は、高温高湿の環境での使用や、硫黄化合物など反応性物質が周囲に存在する場合に、雰囲気ガス中の水分や反応性物質によって回路基板の表面が腐食し損傷を受ける。
【０００３】
そのような腐食が発生する可能性のある環境で使用される回路基板は、水分や反応性物質等の雰囲気ガスへの暴露を防止するために、回路基板表面に絶縁性の樹脂材料で保護被膜を形成することで対応している。
【０００４】
形成される保護被膜は、回路基板の電気接続部の表面露出を防止することが重要であり、電気接続部の表面露出の発生原因に対処しなければならない。その発生原因とは、回路基板表面に残存する異物による絶縁樹脂材料のはじきによる保護被膜の欠陥や、電子部品間の空間もしくは、電子部品と基板間に残存した空気が絶縁樹脂材料の硬化時に抜けずに残ることで発生する欠陥によるものである。
【０００５】
例えば、特許文献１及び特許文献２には、回路基板を収納する筐体を設けて、回路基板を電子部品ごと完全に封止用樹脂を用いて、回路基板全体を封止する、ポティングに関する技術について開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、回路基板を収納する筐体を無くして、封止用樹脂として加熱時のみに流動性を示すホットメルト樹脂を用いて、回路基板を防湿する技術について開示されている。
【０００７】
また、特許文献４には、基板及び電子部品を絶縁性の防湿シートを用いて被覆することで、回路基板を防湿する技術について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１００３７０号公報
【特許文献２】特開平１１−１０３０００号公報
【特許文献３】特開２００８−２４４０６２号公報
【特許文献４】特開２００３−１４５６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術のように、回路基板を収納する筐体を設けて、基板及び電子部品を完全に封止用樹脂で封止する構成では、筐体を設ける必要があるために回路基板のサイズが大きくなるという課題がある。さらに、回路基板全体を完全に封止する必要があるため、封止用樹脂の使用量が過剰となる傾向が強く、コストが高くなるという課題が考察される。
【００１０】
また、特許文献３に記載の技術のように、封止用樹脂として加熱時のみに流動性を示すホットメルト樹脂を用いた場合は、ホットメルト樹脂と基板及び電子部品表面の密着性が弱いために、使用環境における熱応力により、ホットメルト樹脂と基板及び電子部品表面の界面に隙間を生じるという課題が考察される。
【００１１】
また、この隙間に空気中の湿気や反応性物質が蓄積し、本来の目的である電気接続部が、水分や反応性物質等の雰囲気ガスへの暴露するのを防止するという目的を果たさなくなる可能性が考察される。
【００１２】
さらに、ホットメルト樹脂は、低温時に硬くなるために、回路基板の使用環境の温度差が大きい場合には、基板と電子部品の電気接続部に繰返して大きな応力が掛かるために、電気接続部の信頼性が不安定になる可能性が考察される。そして、ホットメルト塗布時にホットメルト樹脂を高温で溶融させた状態で、基板及び電子部品に塗布するために、基板や電子部品がホットメルト樹脂の熱によるダメージを受ける可能性も考察される。
【００１３】
そして、特許文献４に記載の発明のように、基板及び電子部品を絶縁性の防湿シートを用いて被覆する方法では、基板面と個々の電子部品の高低差が、防湿シートの伸びの許容範囲を超える構成である場合には、使用できないという課題も考察される。また、高温で使用する際、防湿シートが収縮することで基板と電子部品の電気接続部に常時応力が掛かるために、電気接続部の信頼性が不安定になる可能性も考察される。さらに防湿シートを用いるとコストが高くなるという課題も考察される。
【００１４】
本発明は、以上のような考察及び課題を解決するものであり、基板と電子部品の電気接続部を、基板をプレ加熱した後、無溶剤の防湿コート材料を塗布し、防湿コート材料を加圧状況下で硬化させる方法でコーティングすることにより、必要最低限の防湿コート材料で、信頼性の高い、安価で小型の回路基板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】
【００１５】
第１の発明は、基板と、この基板の実装面に配置される電子部品と、前記基板及び前記電子部品を被覆する防湿コート層とを有する回路基板において、
前記防湿コート層は無溶剤の防湿コート材料の硬化物であり、前記基板及び前記電子部品の表面には、前記基板及び前記電子部品の表面を前記硬化物によって被覆する防湿コート層被覆部と、前記基板及び前記電子部品の表面が露出した防湿コート層非被覆部とを有し、かつ前記電子部品の実装面側と前記基板との間に気泡を含む防湿コート層とを有する回路基板である。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明の回路基板において、前記防湿コート層は、無溶剤の防湿コート材料を加圧したまま硬化させた硬化物である回路基板である。
【００１７】
第３の発明は、第１の発明の回路基板において、前記防湿コート層は、前記回路基板の温度を高め、かつ、無溶剤の防湿コート材料を加圧したまま硬化させた硬化物である回路基板である。
【００１８】
第４の発明は、第１〜第３の発明の回路基板において、前記防湿コートの材質が、ウレタン系である回路基板である。
【００１９】
第５の発明は、第１〜第４の発明の回路基板を含むモータである。
【００２０】
第６の発明は、基板の実装面に電子部品を実装し、前記電子部品が実装された電子部品実装基板に防湿コート材料を塗布して硬化させて防湿コート層を設けて、
前記基板及び前記電子部品の表面には、前記基板及び前記電子部品の表面を前記防湿コート層によって被覆する防湿コート層被覆部と、前記基板及び前記電子部品の表面が露出した防湿コート層非被覆部とを設け、かつ前記電子部品の実装面側と前記基板との間に気泡を含む防湿コート層とを設ける回路基板の防湿コートの製造方法である。
【００２１】
第７の発明は、第６の発明の回路基板の防湿コートの製造方法において、前記防湿コート層は、無溶剤の防湿コート材料を加圧したまま硬化させて設けた回路基板の防湿コートの製造方法である。
【００２２】
第８の発明は、第６の発明の回路基板の防湿コートの製造方法において、前記防湿コート層は、前記回路基板の温度を高め、かつ、無溶剤の防湿コート材料を加圧したまま硬化させて設けた回路基板の防湿コートの製造方法である。
【００２３】
第９の発明は、第６〜第８の発明の回路基板の防湿コートの製造方法において、前記防湿コートの材質が、ウレタン系である回路基板の防湿コートの製造方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の回路基板及びその処理方法によれば、基板と電子部品の電気接続部を、基板をプレ加熱した後、無溶剤の防湿コート材料を塗布し、防湿コート材料を加圧状況下で硬化させる方法でコーティングすることにより、必要最低限の防湿コート材料で、信頼性の高い、安価で小型の回路基板を提供することができ、産業的価値の大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の回路基板の防湿コートの被覆方法工程を示す図
【図２】本発明の回路基板の模式断面図
【図３】従来の回路基板の防湿コートの被覆方法工程を示す図
【図４】従来の回路基板の模式断面図
【図５】防湿コート材料の温度と粘度の関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明について、図面及び表を参照しながら説明する。なお、以下の実施例によって本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の回路基板の防湿コートの被覆方法工程を示す図である。図１中のＳＴＥＰ１は、防湿コート材料３を塗布する前に、基板１を温めた状態にする。
【００２８】
基板１を温めることで、ＳＴＥＰ２で塗布される防湿コート材料３の粘度が低下し、基板１と電子部品２の隙間や電子部品２間の隙間に防湿コート材料３が入り込みやすくなり、より少ない塗布量で基板１と電子部品２の電気接続部４を被覆することが出来る。このように、防湿コート材料３にて被覆した部分が、防湿コート層被覆部である。また、基板１を温めることで、防湿コート材料３の塗布時の欠陥要因の一つである基板１上の水分も除去することが可能となる。
【００２９】
基板１の温度は、電子部品２や電子部品の電気接続部４にダメージを与えない温度で、かつ防湿コート材料３に湧きが発生しない温度が好ましい。
【００３０】
また、ＳＴＥＰ２で塗布する防湿コート材料３は、無溶剤の防湿コート材料を用いて塗布し、ＳＴＥＰ３で、防湿コート材料３を硬化する際に加圧環境下で行うことで、ＳＴＥＰ２の防湿コート材料３の塗布工程で発生する気泡について、脱泡及び微小化を行うことが可能である。
【００３１】
このように、電解コンデンサの頭頂部や基板配線が施されていない電気接合に関係のない箇所に防湿コートを塗布する必要はなく、必要箇所のみに塗布することで欠陥のない被覆が実現できる。
【００３２】
以上の結果、図２に示すように、電気接続部４に気泡等の欠陥のない信頼性の高い、安価で小型の回路基板が可能となり、水分や反応性物質等の雰囲気ガスから、電気接続部４が暴露されて断線や短絡等の不具合が発生するのを防止することができる。
【００３３】
加圧条件としては、加圧することで、防湿コート材料内気泡６や電子部品表面残留気泡７を除去できる圧力であり、電子部品２が破壊しない圧力であればよい。その場合、発生する気泡は、電子部品下残留気泡５のみとなり、電気接続部４が暴露されて断線や短絡等の不具合が発生するのを防止することができる。
【００３４】
しかし、図３に示すように、状来のポッティング工法では、図４に示すように、防湿コート材料内気泡６や電子部品表面残留気泡７や電子部品下残留気泡５が顕著なために、信頼性を確保するために電子部品２全体を防湿コート材料３で覆う必要があるため、筐体８が必要となり、回路基板自身が大きく重いものになり、また、コストも高くなる。
【００３５】
本実施例において、防湿コート材料３は、基板１を８０℃にした状態で塗布しているので、湧きが発生することなく、図５に示すように防湿コート材料３の粘度を、初期状態の１／６以下の低粘度の状態で基板１に塗布することが可能となり、電子部品２や電気接続部４に熱応力によるダメージを与えない。
【００３６】
また、さらに、基板表面上の水分を除去することも可能となり、防湿コート材料３の塗布時に、防湿コート材料内気泡６や電子部品表面残留気泡７や電子部品下残留気泡５の発生を抑制できる。
【００３７】
また、防湿コート材料３は、無溶剤のウレタン樹脂を用いるために、硬化途中で、溶剤が揮発することで発生する新たな気泡が発生しない。従って、防湿コート材料３の塗布時及び硬化時に僅かに発生する防湿コート材料内気泡６や電子部品表面残留気泡７や電子部品下残留気泡５が、防湿コート材料３の硬化後に、電気接続部４表面に残留しないようにする対応を実施すれば、信頼性の高い保護被膜が形成できる。
【００３８】
そのために、加圧した環境下で防湿コート材料３の硬化を実施するが、防湿コート材料３を基板１及び電子部品２に塗布して加圧装置に入れる際に、基板１の一部もしくは電子部品２の一部の少なくとも一方に、防湿コート材料３が付着していない部分を有することで、防湿コート材料３が未硬化の状態で加圧装置へ搬送することが容易に可能となる。本実施例では、基板１の端部や電子部品２の頭頂部に防湿コート層非被覆部である防湿コート未塗布エリア９を設けることで、その部分を掴み加圧装置に移動することが可能であった。
【００３９】
次に、防湿コート材料３を基板１に塗布した後、硬化が完了するまで、２．５気圧に加圧した状態で保持することで、防湿コート材料内気泡６や電子部品表面残留気泡７を容易に除去することが可能となる。また、防湿コート材料３を加圧装置内で硬化することで、残留する気泡は、電子部品下残留気泡５についてのみとなり、電子部品下残留気泡５の体積が加圧圧力に反比例して縮小して残留するだけであり、硬化途中で防湿コート材料中に析出することはなく、電子部品２の下に存在する。
【００４０】
その結果、硬化後に電気接続部４が暴露されて断線や短絡等の不具合が発生するのを防止することができる。加圧硬化時の加圧力は、４気圧以下とすることで、電解コンデンサ等の電子部品にダメージを与えることもない。
【００４１】
そして、表１に示すように、防湿コート材料３に水素添加したウレタン樹脂を用いることで、耐熱性が高く、硫化水素の様な反応性物質に対しても耐性があり、また、可撓性を有しているので熱衝撃にも耐性がある回路基板の保護被覆が可能となり、車のエンジンルーム内や製造工場のような温度が高い環境や、反応性物質濃度の高い過酷な環境においても使用可能な回路基板を提供できる。
【００４２】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の利用分野は、電子部品を搭載した回路基板の、水やガスへの暴露による劣化を防止するための保護被膜の被覆方法と、保護被膜を施した実装構造体に関するものであり、製造工場や車のエンジンルーム内等の使用環境が過酷なモータに、特に好ましく利用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１  基板
２  電子部品
３  防湿コート材料
４  電気接続部
５  電子部品下残留気泡
６  防湿コート材料内気泡
７  電子部品表面残留気泡
８  筐体
９  防湿コート未塗布エリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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