(57)【要約】      （修正有）【課題】  熱膨張係数を低下させ、しかも粘度や体積弾性率が上昇することがない電子部品の封止樹脂を提供する。【解決手段】  スクリーン印刷のインクとして、基板１１に搭載された電子部品２の周囲に付着され、加熱硬化されることにより電子部品を封止する樹脂であって、封止樹脂１は、封止剤に、熱膨張係数を低下させる少なくとも５重量％の有機フィラーと、粘度や体積弾性率を低下させる少なくとも５重量％の無機フィラーとを配合する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン印刷のインクとして、基板（１１）に搭載された電子部品（２）の周囲に付着され、加熱硬化されることにより電子部品（２）を樹脂封止する封止樹脂であって、
封止樹脂は、エポキシ樹脂の封止剤に、少なくとも５重量％の有機フィラーと、少なくとも５重量％の無機フィラーとを配合させてなることを特徴とする電子部品の封止樹脂。
【請求項２】
電子部品は、タッチパネル入力装置（１０）のタッチパネル（１１）に固着され、タッチパネル入力装置（１０）が入力操作を検出した際に振動する圧電基板（２）であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の封止樹脂。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン印刷により電子部品の周囲を覆う封止樹脂に関し、更に詳しくは、震動源として振動したり、外形が変化する電子部品の周囲を覆う封止樹脂に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品として、例えばタッチパネルの震動源として基板に搭載された振動部品は、その表面に電極などが露出し、酸化、硫化などの経年変化を起こしやすく、また、電極間や他の導電体との間でショートする恐れがあるので、その周囲全体を絶縁性の樹脂で封止している。
【０００３】
基板に実装された電子部品を樹脂で封止する方法としては、スクリーン印刷によって封止樹脂を電子部品の周囲に付着させる方法が知られている。このスクリーン印刷による樹脂封止方法では、絶縁性の封止樹脂をスクリーン印刷のインクにみたてて電子部品の周囲に付着させるもので、図８に示すように、エッチング加工等で電子部品１２０の輪郭よりわずかに大きく深い通孔１０５が穿設されたメタルマスク版１０３で、電子部品１２０が実装された基板１０２を覆い、メタルマスク版１０３の表面に沿ってスキージ１０４を摺動させて、通孔１０５内の電子部品１２０との隙間へ封止樹脂１０６を充填する。
【０００４】
その後、図９に示すように、メタルマスク版１０３を上方へ取り除き、電子部品１２０の周囲に付着する封止樹脂１０６を加熱硬化し、電子部品１２０の周囲に定着させて封止するものである。
【０００５】
このように、スクリーン印刷により電子部品の周囲を覆う封止樹脂としては、スクリーン印刷のインクとして適した粘度、熱硬化性、電極間が導通しないようにするための絶縁性等の種々の特性が要求され、従来、この要求を満たすようにエポキシ樹脂にフィラーを配合した組成物が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許第２８２４５６９号公報（第２頁第４欄１２行乃至１８行、第４欄４９行乃至第５欄５行）
【０００７】
エポキシ樹脂に配合されるフィラーは、スクリーン印刷のインク、すなわち封止樹脂の性質を調整する混和剤として用いられるもので、特許文献１に記載の従来例では、電子部品や基板の熱膨張係数に接近させるように、封止樹脂の熱膨張係数を低下させる目的でシリカ等の無機フィラーを配合させている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、熱膨張係数を低下させる目的で無機フィラーの配合量を増加させると、封止樹脂の粘度も上昇し、インクとしての流動性が求められるスクリーン印刷に適さないものとなる。
【０００９】
また、電子部品１２０の周囲に付着した後も、粘度が高いために、上方に取り除かれるメタルマスク版１０３に引っ張られ、電子部品１２０の上辺に沿って肉厚となり、これが熱硬化した後は、図９に示すように角状の突起１０６ａとして表れる。角状の突起１０６ａは、電子部品１２０の外観を損なうばかりか、予定外の高さとなることから、電子部品１２０上に配置される他の部品や基板に干渉し、小型化、底背化の支障となっていた。
【００１０】
更に、無機フィラーの配合量を増加させると、体積弾性率が上昇することも知られており、電子部品が基板に搭載される振動部品１２０である場合には、封止樹脂が振動部品１２０の振動を拘束し、振動部品としての作用を損なうものとなっていた。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、熱膨張係数を低下させ、しかも粘度や体積弾性率が上昇することがない電子部品の封止樹脂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】
【００１２】
上述の目的を達成するため、請求項１の電子部品の封止樹脂は、スクリーン印刷のインクとして、基板に搭載された電子部品の周囲に付着され、加熱硬化されることにより電子部品を樹脂封止する封止樹脂であって、封止樹脂は、エポキシ樹脂の封止剤に、少なくとも５重量％の有機フィラーと、少なくとも５重量％の無機フィラーとを配合させてなることを特徴とする。
【００１３】
エポキシ樹脂の封止剤に配合される無機フィラーが５重量％未満であると、封止樹脂の熱膨張率が高く、電子部品の熱膨張率との差が大きいので、温度変化の大きい環境で、電子部品が基板から剥離したり、電子部品に接続する基板上の導電パターンが断線する。
【００１４】
少なくとも５重量％の無機フィラーを配合することにより、封止樹脂の熱膨張率が低下し、電子部品や電子部品が搭載される基板の熱膨張率との差が減少する。また、封止樹脂の粘度が上昇し、加熱硬化するまで電子部品の周囲に付着する形状が保たれ、均一な厚さで電子部品の周囲を封止する。
【００１５】
エポキシ樹脂の封止剤に配合される有機フィラーが５重量％未満であると、熱硬化後の体積弾性率が高く、電子部品の歪みを拘束する。また、熱硬化前の粘度が高く、スクリーン印刷後に分離させるメタルマスク版に引っ張られて、角状の突起が発生する。
【００１６】
エポキシ樹脂の封止剤に、少なくとも５重量％の有機フィラーを配合することにより、熱硬化後の体積弾性率が低下し、電子部品の振動を拘束しない。また、無機フィラーの配合による粘度上昇を抑え、熱硬化後、角状の突起が生じない。
【００１７】
請求項２の電子部品の封止樹脂は、電子部品が、タッチパネル入力装置のタッチパネルに固着され、タッチパネル入力装置が入力操作を検出した際に振動する圧電基板であることを特徴とする。
【００１８】
封止樹脂の熱膨張率が低下し圧電基板が固着するタッチパネルとの熱膨張率が接近するので、温度変化の大きい環境であっても、タッチパネルとの熱膨張率の差によって、タッチパネル上に配線される圧電基板の駆動用電源パターンが、破断することがない。
【００１９】
熱硬化前の粘度上昇が抑えられるので、メタルマスク版と圧電基板との狭い樹脂流入空間へも封止樹脂を注入できる。これにより、圧電基板の周囲を、薄肉の封止樹脂で覆うことが可能となり、体積弾性率の低下と相俟って、圧電基板が封止樹脂に拘束されずに、自由に伸縮する。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、電子部品や基板の熱膨張率と封止樹脂の熱膨張率の差が減少し、温度差のある環境であっても、基板上に配線されるパターンが断線したり、封止樹脂にクラックが生じることがない。
【００２１】
また、熱硬化前に適正な粘度に調整できるので、スクリーン印刷に適し、角状の突起が生じたり、逆にだれて電子部品のエッジが露出するということがなく、均一な厚さを保つことができる。
【００２２】
また、請求項２の発明によれば、封止樹脂を加熱硬化させる際に、圧電基板の駆動用電源パターンが、破断することがない。
【００２３】
更に、圧電基板の周囲を薄肉の封止樹脂で覆うことができるので、圧電基板をタッチパネルの操作エリアの近傍に固着する場合であっても、操作エリアが封止樹脂の一部で覆われることがない。
【００２４】
更に、圧電基板自体の歪みが封止樹脂で拘束されないので、低い駆動電圧で操作者が感知できる程度のタッチパネルの振動を発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施の形態に係る電子部品の封止樹脂（以下、電子部品の封止樹脂１という）について、図１乃至図７を用いて説明する。本実施の形態に係る電子部品の封止樹脂１は、図１と図２に示すタッチパネル入力装置１０に備えられる圧電基板２の周囲を樹脂封止する封止剤として用いられるもので、始めに、このタッチパネル入力装置１０と、タッチパネル１１に固着される電子部品である圧電基板２について、図１，図２で説明する。図１は、タッチパネル入力装置１０の分解斜視図、図２は、タッチパネル１１の背面図である。尚、以下の実施の形態で表す重量％は、いずれも硬化前の重量比率である。
【００２６】
タッチパネル入力装置１０は、デジタイザとも呼ばれるもので、表側の操作パネル１１ａと裏側の支持基板１１ｂとを僅かな間隙を隔てて積層してタッチパネル１１が構成され、その内側に押圧位置を検出する操作エリア１０Ａが設定されている。図示するタッチパネル入力装置１０は、抵抗感圧方式により押圧位置を検出するもので、その為に操作パネル１１ａと支持基板１１ｂの対向面に均一な抵抗皮膜からなる導電体層１２、１３が被着され、一対の電子部品である圧電基板２、２が、タッチパネル１１である支持基板１１ｂの背面側に固着されている。
【００２７】
操作パネル１１ａと支持基板１１ｂ及びこれらの対向面に被着される導電体層１２、１３は、操作者が操作エリア１０Ａを通してその内方（タッチパネル入力装置１０の背面側）に配置される液晶パネル等の表示装置１４の表示画面を見ながら押圧操作が可能なように、いずれも透明材料で形成されている。
【００２８】
圧電基板２は、細長帯状に形成され、表裏両面に一組の駆動電極２ａ、２ｂが形成され、表面側を、接着剤などを用いてタッチパネルとなる支持基板１１ｂの背面側で、操作者の表示装置への視線を遮らないように、操作エリア１０Ａと支持基板１１ｂの周辺との間のわずかな隙間に固着している（図２参照）。
【００２９】
操作エリア１０Ａへの押圧操作は、導電体層１２、１３間の接触により検出され、押圧操作が検出されると、圧電基板２の一組の駆動電極２ａ、２ｂに駆動電圧が印加され、伸縮する圧電基板２が固着する支持基板１１ｂを含むタッチパネル１１全体を振動させ、操作者はその振動から押圧操作が受け付けられたことを確認する。
【００３０】
このように支持基板１１ｂの背面に固着された圧電基板２は、その駆動電極２ａ、２ｂが表裏、若しくは側面に露出するので、他の部品との絶縁や駆動電極２ａ、２ｂ自体の経年変化による劣化を防止するために、その周囲全体をスクリーン印刷法を用いて絶縁性の封止樹脂１で封止している。
【００３１】
スクリーン印刷法を用いてタッチパネル１１に固着する圧電基板２の周囲を樹脂封止する工程は、始めに、図３に示すように、圧電基板２の固着側を表側として支持基板１１ｂを覆うように、圧電基板２の対応部位に通孔３が穿設されたメタルマスク版４を重ねる。重ねた状態で、圧電基板２の周囲と通孔３の内壁面間に樹脂流入空間５が形成される。
【００３２】
樹脂流入空間５の間隔は、圧電基板２の側面に付着する封止樹脂１が操作エリア１０Ａ側に突出しないように、操作エリア１０Ａと圧電基板２との隙間ｄ（図２参照）以下とされ、ここでは、その間隔ｄに等しい０．５ｍｍとなっている。また、メタルマスク版４の厚さ、すなわち通孔３の高さは、圧電基板２の高さが０．７ｍｍとして、その高さより高い１ｍｍとなっている。
【００３３】
スクリーン印刷のインクとなる流動状態の封止樹脂１は、このようにタッチパネル１１上に重ねられたメタルマスク版４の一側に載せられ、図３に示すように、スキージ６をメタルマスク版４の表面に沿って摺動させることにより、樹脂流入空間５内にむらなく充填される。
【００３４】
その後、メタルマスク版４を支持基板１１ｂに直交する鉛直方向に引き上げ、粘性のある封止樹脂１が完全に圧電基板２側と分離するまで引き上げる。メタルマスク版４を完全に取り除いた図４に示す状態では、圧電基板２の全周に封止樹脂１がほぼ０．５ｍｍの均一な厚みで付着する。
【００３５】
このように封止樹脂１を付着させた圧電基板２は、支持基板１１ｂごと、１８０℃程度の高温炉内に移動し、封止樹脂１を熱硬化させて定着させる。熱硬化した封止樹脂１で封止された圧電基板２は、外気と接触せず、経年変化による劣化が防止され、また、電極が絶縁性の封止樹脂１で覆われるので、他と短絡する恐れもない。
【００３６】
上述のスクリーン印刷のインクとして圧電基板２の周囲に付着される封止樹脂１としては、少なくとも絶縁性とチキソ性と熱硬化性を有することが必要であり、基材（封止剤）としてこれらの特性を有するエポキシ樹脂を用い、本実施の形態ではビスフェノール型のエポキシ樹脂を用いる。
【００３７】
絶縁性は、１組の駆動電極２ａ、２ｂが露出する圧電基板２の表面全体を覆うので、これらの電極間を短絡させないために、また熱硬化性は、充填後に加熱し、圧電基板２の周囲で硬化させる為に、それぞれ封止樹脂１の特性として要求される。また、チキソ性は、チキソトロピー（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｙ）、揺変性ともいわれ、流動中は粘度が低下し、静置すると元の粘度の高い状態に戻るの性質をいい、スクリーン印刷の際には、樹脂流入空間５へ充填できるように粘度が低く、充填後加熱硬化するまでは、その形状を維持する程度に粘度を上昇させるために、要求される。
【００３８】
加えて、封止樹脂１には、低熱膨張率と、熱硬化後の低体積弾性率が要求される。低熱膨張率であることが求められるのは、圧電基板２がセラミックで、タッチパネル１１がガラス基板で、それぞれ合成樹脂である封止樹脂１の熱膨張率より低い材質で構成され、封止樹脂１の熱膨張率が高くその差が大きいと、加熱硬化工程の際や温度変化の大きい使用環境で、封止樹脂１にクラックが発生したり、タッチパネル１１上の配線パターンが剥離したり断線する恐れが生じるからである。例えば、封止樹脂１は、樹脂流入空間５内に充填される際に、一対の圧電基板２の駆動電極２ａ、２ｂから引き出され、タッチパネル１１上に配線される駆動用電源パターン（図２の２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ）へも付着するので、タッチパネル１１との熱膨張率の差が大きいと、加熱硬化の際や温度変化の大きい環境で、封止樹脂１がこれらの駆動用電源パターン２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆを引き込み、パターン剥離や切断させるものとなる。
【００３９】
また、熱硬化後の低体積弾性率が求められるのは、硬化後には、振動発生源となる圧電基板２の歪みを拘束させず、その歪みにより自由にタッチパネル１１を振動させるためである。
【００４０】
エポキシ樹脂を基材とする封止樹脂１の熱膨張率を低下させるには、シリカなどの無機フィラーの配合量を増加させることが知られているが、本実施の形態では、更に５重量％以上の有機フィラーを配合することにより、熱膨張率を許容限度の２００ｐｐｍ／℃以下とするとともに、体積弾性率も許容限度の３０００ＭＰ以下とする封止樹脂１が得られた。
【００４１】
表１は、エポキシ樹脂と、無機フィラー及び有機フィラーの配合比を変えた実施例１乃至実施例４及び比較例１、比較例２について、各封止樹脂１の熱膨張率（ｐｐｍ／℃）と、体積弾性率（ＭＰａ）を表したものである。これらの実施例と比較例において、エポキシ樹脂は、ビスフェノール型のエポキシ樹脂、無機フィラーは、溶融シリカ、有機フィラーは、シリコン樹脂であり、各配合量を表す表中の数値は重量比（重量％）である。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
表１に示すように、無機フィラーの配合量を増加させると、その配合量に伴って熱膨張率は低下するが、体積弾性率も上昇し、無機フィラーを５０重量％、有機フィラーを配合しない比較例１の封止樹脂１では、熱膨張率が１２７ｐｐｍ／℃まで低下させることができるものの、体積弾性率が許容限度の３０００ＭＰａを越えた４５００ＭＰａとなり、封止する圧電基板２の歪みを拘束するものとなり、タッチパネル１１に大きな振動の振幅が得られない。
【００４４】
また、比較例１では、流動状態での封止樹脂１の粘度も上昇し、図６に示すように、上方に取り除かれるメタルマスク版４に引っ張られ、圧電基板２の上辺に沿って角状の突起１ａが表れる。
【００４５】
更に、チキソ性を有するものの、もともとの粘度が高くなるので、狭い隙間ｄの樹脂流入空間５の内底まで封止樹脂１を充填させることができず、圧電基板２のタッチパネル１１側で封止されない開口部が発生する恐れがある。
【００４６】
逆に、エポキシ樹脂６０重量％に対し有機フィラーのみを４０重量％配合させた比較例２の封止樹脂１では、体積弾性率が１０００ＭＰａと充分低下するが、熱膨張率が許容限度の２００ｐｐｍ／℃を越えた２５２ｐｐｍ／℃と高く、封止樹脂にクラックが発生したり、駆動用電源パターンの損傷が発生しやすいものとなる。また、図７に示すように、粘度が低下することから、熱硬化前に圧電基板２に付着させた封止樹脂１の形状を維持することができず、下方にだれて、薄肉で付着したものであると、圧電基板２のエッジ部分が露出するものとなる。
【００４７】
エポキシ樹脂４０重量％に、無機フィラー４０重量％、有機フィラー２０重量％を配合した実施例１では、封止樹脂１の熱膨張率は１８０ｐｐｍ／℃、体積弾性率は２５００ＭＰａと、ともに許容限度内である。また、適正な粘度となり、図５に示すように、加熱硬化前に、圧電基板２の側面に沿って下方にだれることがなく、薄肉でありながら、圧電基板２の全周を完全に覆った状態でその形状が維持される。
【００４８】
実施例１の配合比率に対して、エポキシ樹脂を１０重量％増量し、有機フィラーを１０重量％を減量した実施例２では、封止樹脂１の熱膨張率が１７０ｐｐｍ／℃と低下し、体積弾性率も実施例１からほぼ変化しないが、粘度がわずかに上昇する。
【００４９】
実施例２の配合比率に対して、エポキシ樹脂を更に５重量％増量し、無機フィラーを５重量％減量した実施例３の封止樹脂１では、無機フィラーを減量した分、熱膨張率が１９０ｐｐｍ／℃と上昇するが、体積弾性率は２３００ＭＰａと低下し、弾力性のあるものとなる。
【００５０】
エポキシ樹脂５５重量％に、無機フィラー２５重量％、有機フィラー２０重量％を配合した実施例４では、実施例１の配合比率に対して、無機フィラーを１５重量％を減量し、封止樹脂１の体積弾性率を２５００ＭＰａから２０００ＭＰａまで低下させたものであるが、有機フィラーが２０重量％配合されているので、熱膨張率は１９５ｐｐｍ／℃と許容限度内の上昇に押さえることができる。
【００５１】
エポキシ樹脂３０重量％に、無機フィラー５０重量％、有機フィラー２０重量％を配合した実施例５は  比較例１の配合比率に対し、有機フィラーを２０重量％加え、有機フィラーの配合量分のエポキシ樹脂を減じたものであるが、封止樹脂１の体積弾性率は、４５００ＭＰａから２６００ＭＰａまで減少し、圧電基板２の歪みを拘束しない許容限度内となるとともに、粘度も低下し、角状の突起１ａは発生しない。尚、この実施例５では、熱膨張率が比較例１に比べて上昇するが、許容限度内の１７５ｐｐｍ／℃である。
【００５２】
上述の実施の形態では、樹脂封止する電子部品としてタッチパネル１１に固着される圧電基板２で説明したが、基板に搭載された後に外形が変化して動作する電子部品を封止する封止樹脂にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、プリント配線基板などの基板に搭載される振動部品の周囲に、スクリーン印刷法を用いて封止樹脂を付着させる電子部品の封止樹脂に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】タッチパネル入力装置１０の分解斜視図である。
【図２】圧電基板２が固着する支持基板１１ｂの背面図である。
【図３】封止樹脂１を樹脂流入空間５へ充填する充填工程を示す通孔３で切断した一部省略縦断面図である。
【図４】メタルマスク版４を圧電基板２に付着する封止樹脂１から分離させた工程を示す一部省略縦断面図である。
【図５】実施例１の封止樹脂１により、圧電基板２を樹脂封止した状態を示す一部省略縦断面図である。
【図６】比較例１の封止樹脂１により、圧電基板２を樹脂封止した状態を示す一部省略縦断面図である。
【図７】実施例１の封止樹脂１により、圧電基板２を樹脂封止した状態を示す一部省略縦断面図である。
【図８】従来のメタルマスク版１０３を用いて電子部品１２０の周囲に封止樹脂１０６を付着させるスクリーン印刷工程の縦断面図である。
【図９】電子部品１２０に付着する封止樹脂１０６からメタルマスク版１０３を完全に引き離した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１          封止樹脂
２          圧電基板（電子部品）
１１        タッチパネル（基板）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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