(57)【要約】【課題】キャップ構造の電子部品を作製する際にキャップ封止用として用いられるキャップ接着剤であって、ジアザビシクロアルケン化合物の酸付加塩を配合することなく、硬化時における樹脂のブリードアウトを防止することができるキャップ接着剤を提供する。【解決手段】このキャップ接着剤は、３官能以上の液状エポキシ樹脂と、２官能液状エポキシ樹脂と、前記３官能以上の液状エポキシ樹脂および前記２官能液状エポキシ樹脂に溶解可能な常温固形のエポキシ樹脂と、粉末状硬化剤とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３官能以上の液状エポキシ樹脂と、２官能液状エポキシ樹脂と、前記３官能以上の液状エポキシ樹脂および前記２官能液状エポキシ樹脂に溶解可能な常温固形のエポキシ樹脂と、粉末状硬化剤とを含む、キャップ接着剤。
【請求項２】
前記３官能以上の液状エポキシ樹脂が３官能アミノエポキシ樹脂である、請求項１に記載のキャップ接着剤。
【請求項３】
前記２官能液状エポキシ樹脂がビスフェノールＡ型エポキシ樹脂である、請求項１または請求項２に記載のキャップ接着剤。
【請求項４】
前記常温固形のエポキシ樹脂はノボラック型エポキシ樹脂である、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のキャップ接着剤。
【請求項５】
前記ノボラック型エポキシ樹脂の軟化点が６２〜９３℃の範囲にある、請求項４に記載のキャップ接着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、キャップ接着剤に関し、特にたとえば、電子部品素子を搭載した基板上にキャップを被せたキャップ構造の電子部品のキャップ封止用に用いられるキャップ接着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、キャップ構造の電子部品の一例を示す分解斜視図である。電子部品１０は、基板１２を含む。基板１２は、長方形の薄板状のセラミック板である。基板１２の一方主面には、基板１２の長手方向に並んで３つの電極１４、１６、１８が形成される。さらに、基板１２の長手方向に延びる両側面には、電極１４、１６、１８に対応した位置に切欠き部が形成され、それぞれの切欠き部に電極１４、１６、１８から回り込むようにして、外部電極１４ａ、１６ａ、１８ａが形成される。
【０００３】
基板１２上には、例えば厚みすべり振動モードのセラミック製の圧電素子（発振子素子）２０が搭載される。圧電素子２０は、長方形状の圧電基板２２を含み、圧電基板２２の両主面に、第１の電極２４および第２の電極２６が形成される。第１の電極２４は、圧電基板２２の一方主面において、長手方向の一端側から他端側に向かって形成される。第１の電極２４は、圧電基板２２の長手方向の長さの約２／３の長さとなるように形成される。第１の電極２４は、圧電基板２２の長手方向の一端側において、圧電基板２２の他方主面側に折り返される。圧電基板２２の他方主面に折り返された第１の電極２４は、圧電基板２２の長手方向の一端側の近傍にのみ形成される。
【０００４】
第２の電極２６は、圧電基板２２の他方主面において、長手方向の他端側から一端側に向かって形成される。第２の電極２６は、圧電基板２２の長手方向の長さの約２／３の長さとなるように形成される。第２の電極２６は、圧電基板２２の長手方向の他端側において、圧電基板２２の一方主面側に折り返される。圧電基板２２の一方主面に折り返された第２の電極２６は、圧電基板２２の長手方向の他端側の近傍にのみ形成される。
【０００５】
圧電素子２０は、三端子コンデンサ素子２８に接続される。三端子コンデンサ素子２８は、圧電基板２２とほぼ同じ大きさの長方形板状のコンデンサ基板３０を含む。コンデンサ基板３０の両主面には、その長手方向の両端部と中央部において、互いに対向する電極（図示せず）が形成される。三端子コンデンサ素子２８は、圧電基板２２の他方主面側に配置される。そして、圧電素子２０の２つの電極２４、２６は、圧電基板２２の長手方向の両端部において、導電性接着剤３２ａ、３２ｂによって三端子コンデンサ素子２８の両端側の電極に接続される。このようにして、圧電素子２０と三端子コンデンサ素子２８とが一体化される。
【０００６】
圧電素子２０と一体化された三端子コンデンサ素子２８は、３つの導電性接着剤３４ａ、３４ｂ、３４ｃによって、基板１２に取り付けられる。導電性接着剤３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、基板１２の電極１４、１６、１８と三端子コンデンサ素子２８の３つの電極との間に配置されて、これらの電極が接続される。さらに、圧電素子２０と三端子コンデンサ素子２８とを覆うようにして、箱型のキャップ３６が基板１２に取り付けられる。キャップ３６は、例えば金属で形成され、その開口端部に対応するループ状のキャップ接着剤３８によって基板１２上に固定される。この電子部品１０の使用時には、基板１２に形成された外部電極１４ａ、１６ａ、１８ａが、回路基板の電極に半田付けされる。
【０００７】
このような基板１２上にキャップ３６を固定するためのキャップ接着剤３８としては、たとえば、エポキシ樹脂と、常温で固体であり、それぞれ化学構造が異なる第１のイミダゾール化合物と第２のイミダゾール化合物とを含む、一液性熱硬化型樹脂組成物がある（特許文献１参照）。ここで、反応性（速硬化性）、耐熱性、塗布作業性等のバランスを保つため、３官能以上の多官能の液状エポキシ樹脂および２官能液状エポキシ樹脂を併用することができる。
【０００８】
キャップ接着剤においては、硬化中に未硬化成分の浸み出しであるブリードが発生し、基板１２の側面に流れ、外部電極１４ａ、１６ａ、１８ａの表面に付着する。それにより、電子部品１０を回路基板に実装する際に、半田が外部電極１４ａ、１６ａ、１８ａ上に濡れ広がることができず、接合不良や導通不良を引き起こすという問題が発生している。基板１２の側面に接着剤が流れることを防止するために、フィラー配合による接着剤のチクソ性向上が図られるが、それでも反応性が高くない２官能エポキシ樹脂がブリードとして浸み出し、薄く外部電極１４ａ、１６ａ、１８ａ上に付着して、接合不良や導通不良が引き起こされる。このような樹脂の硬化時における浸み出しであるブリードアウトを防止する目的で、ジアザビシクロアルケン化合物の酸付加塩を配合する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−０６７２７４号公報
【特許文献２】特開平１０−３１６９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ジアザビシクロアルケン化合物の酸付加塩の配合は、溶剤の使用を前提としており、硬化中に揮発する溶剤がキャップ内の電子部品素子に付着し、電子部品素子の特性が劣化するため適切ではない。
【００１１】
それゆえに、この発明の主たる目的は、キャップ構造の電子部品を作製する際にキャップ封止用として用いられるキャップ接着剤であって、ジアザビシクロアルケン化合物の酸付加塩を配合することなく、硬化時における樹脂のブリードアウトを防止することができるキャップ接着剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、３官能以上の液状エポキシ樹脂と、２官能液状エポキシ樹脂と、３官能以上の液状エポキシ樹脂および２官能液状エポキシ樹脂に溶解可能な常温固形のエポキシ樹脂と、粉末状硬化剤とを含む、キャップ接着剤である。
このようなキャップ接着剤において、常温固形のエポキシ樹脂はノボラック型エポキシ樹脂とすることができる。
また、ノボラック型エポキシ樹脂の軟化点が６２〜９３℃の範囲にあることが好ましい。
さらに、３官能以上の液状エポキシ樹脂は３官能アミノエポキシ樹脂とすることができる。
また、２官能液状エポキシ樹脂はビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とすることができる。
キャップ接着剤を使用するときには、加熱することにより粉末状硬化剤が液化し、エポキシ樹脂と液化した硬化剤とが反応して硬化が始まる。このとき、反応性が高い３官能以上のエポキシ樹脂がはじめに硬化し、その後に２官能エポキシ樹脂が硬化する。２官能エポキシ樹脂が反応するまで一定の時間を要するため、２官能エポキシ樹脂が反応系からはじき出され、ブリードアウトが発生するものと考えられる。しかしながら、３官能以上の液状エポキシ樹脂と２官能液状エポキシ樹脂に溶解可能な常温固形のエポキシ樹脂が配合されていることにより、硬化中の樹脂マトリックスの粘度が上昇する。すなわち、マトリックス分子間の絡み合いや分子間引力の増大により、硬化中に２官能液状エポキシ樹脂がはじき出されにくくなり、２官能液状エポキシ樹脂のブリードアウトを抑制することができる。ここで、常温固形のエポキシ樹脂として、軟化点が６２〜９３℃の範囲にあるノボラック型エポキシ樹脂を用いることにより、１２０℃以下で液状エポキシ樹脂に溶解させることができ、配合時の加熱による粘度上昇を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、硬化時における樹脂のブリードアウトを抑制することができる、一液型のキャップ接着剤を得ることができる。そのため、電子部品素子を搭載した基板をキャップで封止する際に、基板に形成された外部電極上に樹脂が付着することが抑制される。そのため、電子部品を回路基板などに実装するときに、接合不良や導通不良の発生を防止することができる。また、このキャップ接着剤には、溶剤の使用を前提としたジアザビシクロアルケン化合物の酸付加塩が配合されておらず、溶剤によるキャップ内部の電子部品素子の特性劣化を防止することができる。
【００１４】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】キャップ接着剤を用いてキャップ封止される電子部品の一例を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明のキャップ接着剤は、図１に示すように、基板１２上に搭載された圧電素子２０などの電子部品素子を覆うようにして、キャップ３６を基板１２に接着するために用いられる。
【００１７】
キャップ接着剤は、（Ａ）３官能以上の液状エポキシ樹脂と、（Ｂ）２官能液状エポキシ樹脂と、（Ｃ）３官能以上の液状エポキシ樹脂と２官能液状エポキシ樹脂に溶解可能な常温固形のエポキシ樹脂と、（Ｄ）粉末状硬化剤とを含む。３官能以上の液状エポキシ樹脂としては、たとえば、アミノエポキシ樹脂などが用いられる。また、２官能液状エポキシ樹脂としては、たとえば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などが用いられる。また、３官能以上の液状エポキシ樹脂と２官能液状エポキシ樹脂に溶解可能な常温固形のエポキシ樹脂としては、たとえば、ノボラック型エポキシ樹脂などが用いられる。ノボラック型エポキシ樹脂の融点は、６２〜９３℃の範囲にあることが好ましい。さらに、粉末状硬化剤としては、たとえば、イミダゾールなどが用いられる。
【００１８】
このキャップ接着剤では、加熱することにより粉末状硬化剤が液化し、多官能エポキシ樹脂および２官能エポキシ樹脂と反応する。このとき、まず、多官能エポキシ樹脂が硬化した後、２官能エポキシ樹脂が硬化する。このように、多官能ポキシ樹脂と２官能エポキシ樹脂とを用いることにより、反応性（速硬化性）、耐熱性、塗布作業性等のバランスがとれたキャップ接着剤を得ることができる。
【００１９】
多官能エポキシ樹脂が硬化したあと、２官能エポキシ樹脂が反応するまでに一定の時間を要するため、２官能エポキシ樹脂がブリードアウトしやすい。しかしながら、このキャップ接着剤には、３官能以上の液状エポキシ樹脂と２官能液状エポキシ樹脂に溶解可能な常温固形のエポキシ樹脂が含まれているため、硬化中における樹脂マトリックス分子間の絡み合いが増大し、樹脂マトリックスの粘度が上昇する。そのため、硬化中に２官能エポキシ樹脂がはじき出されにくくなり、２官能エポキシ樹脂のブリードアウトを抑制することができる。そして、キャップ接着剤が硬化することにより、キャップ３６は、電子部品素子を覆うようにして基板１２に固定される。
【００２０】
このキャップ接着剤においては、硬化中における樹脂のブリードアウトを抑制することができるため、基板１２の側面に樹脂が流れることが抑制され、基板１２の側面の外部電極１４ａ、１６ａ、１８ａに樹脂が付着することを防止することができる。そのため、電子部品１０を回路基板などに実装する際に、外部電極１４ａ、１６ａ、１８ａに半田が濡れ広がり、基板１２の側面の外部電極１４ａ、１６ａ、１８ａと回路基板の電極との間の接合不良や導通不良の発生を防止することができる。
【実施例１】
【００２１】
多官能エポキシ樹脂（Ａ）として、株式会社ＡＤＥＫＡ製のアミノエポキシ樹脂ＥＰ−３９００Ｓを準備した。また、２官能エポキシ樹脂（Ｂ）として、三菱化成株式会社製のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ＹＬ９８０を準備した。さらに、３官能以上の液状エポキシ樹脂と２官能液状エポキシ樹脂に溶解可能な常温固形のエポキシ樹脂（Ｃ）として、新日鉄住金化学株式会社製のノボラック型エポキシ樹脂ＹＤＣＮ−７００−３（軟化点６２℃）、ＤＩＣ株式会社製のノボラック型エポキシ樹脂Ｎ−６６０（軟化点６６℃）、ＤＩＣ株式会社製のノボラック型エポキシ樹脂Ｎ−６９０（軟化点９３℃）、ＤＩＣ株式会社製のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１０５５（軟化点６９℃）、ＤＩＣ株式会社製のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２０５５（軟化点８５℃）を準備した。また、粉末状硬化剤（Ｄ）として、四国化成株式会社製のイミダゾール２ＭＡＯＫ−ＰＷおよびイミダゾール２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷを準備した。さらに、シランカップリング剤を準備した。また、無機充填剤として、株式会社龍森製のシリカＥ−２（粒径７μｍ）を準備した。
【００２２】
プラネタリーミキサーを用いてこれらの材料を表１の割合で混合し、キャップ接着剤（試料１〜試料７）を作製した。さらに、表２に示すように、３官能以上の液状エポキシ樹脂と２官能液状エポキシ樹脂に溶解可能な常温固形のエポキシ樹脂を含まないキャップ接着剤（比較例１〜比較例３）を作製した。なお、常温固形のエポキシ樹脂は、事前に液状エポキシ樹脂と共に加熱撹拌（１００〜１２０℃）して溶解させたものを使用した。ここで、表１に示すように、常温固形のエポキシ樹脂の量や種類を変えて試料の作製を行った。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
【表２】
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【００２５】
これらのキャップ接着剤について、速硬化性、粘度、ブリードの有無について調べた。速硬化性として、表面温度１６２℃の熱板上においてキャップ接着剤が硬化するまでの時間（ゲルタイム）を測定した。また、粘度は、ブルックフィールド社製の粘度計（スピンドルＮｏ．１４）を使用して、２５℃の条件で測定した。また、ブリードの有無については、セラミック（チタン酸マグネシウム）基板上にキャップ接着剤を１滴垂らし、１６２℃に熱した基板上で熱硬化後、顕微鏡観察により硬化物外周の透明液状部の有無を調べた。その結果について、ブリードが見られなかった場合に「Ｇ」とし、ブリードが見られた場合に「ＮＧ」とした。そして、これらの結果を表３および表４に示した。なお、表３および表４において、粘度の欄における「◎」「○」「△」「×」は、表３および表４の欄外の基準にしたがって記載した。
【００２６】
【表３】
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【００２７】
【表４】
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【００２８】
表３からわかるように、３官能以上の液状エポキシ樹脂と２官能液状エポキシ樹脂に溶解可能な常温固形のエポキシ樹脂を含む試料１〜試料７については、ブリードの発生は認められなかった。常温固形のエポキシ樹脂の配合量や種類により粘度に差がでるが、接着剤の塗布作業性の点から、粘度１２〜２０Ｐａ・ｓが特に理想的である。この点から、ノボラック型エポキシ樹脂を２０重量部程度配合したもの（試料２、４、５）が特に優れている。また、一般的に、固形エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型よりノボラック型のほうが耐熱性に優れているため、ノボラック型のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。それに対して、表４からわかるように、３官能以上の液状エポキシ樹脂と２官能液状エポキシ樹脂に溶解可能な常温固形のエポキシ樹脂を含まない比較例１〜比較例３では、ブリードがＮＧとなった。これらの結果から、３官能以上の液状エポキシ樹脂と２官能液状エポキシ樹脂に溶解可能な常温固形のエポキシ樹脂を配合することにより、樹脂の硬化中におけるブリードアウトを抑制できることがわかる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  電子部品
１２  基板
１４、１６、１８  電極
１４ａ、１６ａ、１８ａ  外部電極
２０  圧電素子
２８  三端子コンデンサ素子
３６  キャップ
３８  キャップ接着剤
【図１】
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