(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂の一次成形品もしくは金属部品にて構成され、かつ、官能基を有するインサート部品（１０）と、
前記インサート部品を、熱可塑性樹脂のベースポリマー（２０ａ）に対して、前記インサート部品が有する官能基と接着する接着成分（２０ｂ）を添加した合成樹脂にて封止する合成樹脂部材（２０）と、を有し、
前記合成樹脂部材は、前記ベースポリマーを含む連続相で構成される海構造を有するとともに、該海構造内において前記接着成分の少なくとも一部が分散している成分（２０ｂａ）として存在し、前記分散している成分が、前記インサート部品の有する官能基と接着している樹脂成形体。
【請求項２】
前記合成樹脂部材は、前記ベースポリマーで構成された前記連続相と、前記接着成分の一部が凝集した凝集相にて構成される島構造とを有し、
前記接着成分のうち前記島構造とは異なる前記分散している成分が、前記インサート部品の有する官能基と接着している請求項１に記載の樹脂成形体。
【請求項３】
熱硬化性樹脂の一次成形品もしくは金属部品にて構成され、かつ、官能基を有するインサート部品（１０）と、
前記インサート部品を熱可塑性樹脂のベースポリマー（２０ａ）に対して、前記インサート部品が有する官能基と接着する接着成分（２０ｂ）を添加した合成樹脂にて封止する合成樹脂部材（２０）と、を有し、
前記合成樹脂部材は、前記ベースポリマーを含む連続相で構成される海構造を有するとともに、該海構造内において前記接着成分の少なくとも一部が分散している成分（２０ｂａ）として存在し、前記分散している成分が、前記インサート部品の有する官能基と接着している樹脂成形体の製造方法であって、
前記合成樹脂部材の成形時の温度、圧力、前記接着成分の分子の個数を前記ベースポリマーの体積で割った値である溶質濃度ρ、溶質種となる前記接着成分の構成材料、および、溶媒種となる前記ベースポリマーの構成材料を含む、前記合成樹脂部材の成形の条件を設定するステップ（Ｓ１００）と、
前記ベースポリマーを構成する原子と前記接着成分を構成する原子との間の相互作用である原子間相互作用を設定するステップ（Ｓ１１０）と、
前記溶質濃度をｘ％としたときの第１溶媒和自由エネルギー（Δμ１）を計算するステップ（Ｓ１２０、Ｓ１３０）と、
前記溶質濃度を１００％としたときの第２溶媒和自由エネルギー（Δμ２）を計算するステップ（Ｓ１４０、Ｓ１５０）と、
前記第１、第２溶媒和自由エネルギーに基づいて、前記ベースポリマー中における前記接着成分の分散と凝集との平衡定数αを計算すると共に、該平衡定数αと前記溶質濃度ρとから前記接着成分のうちの分散している成分の密度である分散成分密度ρ１を算出し、
前記インサート部材と前記合成樹脂部材との界面において目標とする接着強度を得るのに必要な結合エネルギーを満足する共有結合、配位結合、イオン結合、水素結合のいずれかからなる化学結合の密度をρ１０として、前記平衡定数αが数式１で表され、
【数１】
0006690206.tif 000011
前記分散成分密度ρ１および前記αが数式２
【数２】
0006690206.tif 000012
を満たすことを確認するステップ（Ｓ１６０）と、を含む分子シミュレーションを行い、前記成形の条件を設定することを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
【請求項４】
前記第１溶媒和自由エネルギーを計算するステップでは、前記溶質濃度ρがｘ％での分子シミュレーションモデルを作成し、該分子シミュレーションモデルから前記第１溶媒和自由エネルギーを計算し、
前記第２溶媒和自由エネルギーを計算するステップでは、前記溶質濃度ρが１００％での分子シミュレーションモデルを作成し、該分子シミュレーションモデルから前記第２溶媒和自由エネルギーを計算することを特徴とする請求項３に記載の樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱硬化性樹脂による１次成形物や金属部品を熱可塑性樹脂などの合成樹脂部材でインサート成形した樹脂成形体、および、そのような樹脂成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、熱可塑性樹脂を混合した熱硬化性樹脂組成物によってインサート部品（内蔵部品）をインサート成形した構造の樹脂成形体が提案されている。この樹脂成形体では、熱硬化性樹脂組成物とインサート部品との界面での応力緩和を図るために、熱可塑性樹脂を混合した熱硬化性樹脂組成物における混合成分をインサート部品の表面において分散させている。具体的には、成形時にインサート部品を加熱することで温度勾配を生じさせ、この温度勾配を利用して熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とによる合成樹脂内の連続相と凝集相の形成、つまりは海島構造の形成を制御している。すなわち、インサート部品との界面から離れた位置では、合成樹脂内の相構造について、熱可塑性樹脂を連続相（いわゆる海構造）、熱硬化性樹脂を凝集相（いわゆる島構造）とし、インサート部品との界面では、合成樹脂内の相構造を熱可塑性樹脂を凝集相、熱硬化性樹脂を連続相としている。
【０００３】
このように、成形時にインサート部品を加熱することで、インサート部品と接着させたい部分において、合成樹脂内の相構造を熱可塑性樹脂が凝集相で熱硬化性樹脂が連続相となるようにしている。
【０００４】
なお、ここでいう凝集相とは、連続相との間の界面が明確となっている状態で分離している相のことを意味しており、換言すれば分離相ということができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２３９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示す相構造としても、非晶質の樹脂層が形成され、結晶性の熱可塑性樹脂としても母材強度が低下し、接着界面で破壊し易くなるため、接着強度が低下する。このため、インサート部品と合成樹脂との間に所望の接着強度が得られなくなる。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、インサート部品を合成樹脂で封止することによって構成する樹脂成形体において、より高い接着強度が得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１または２に記載の発明では、熱硬化性樹脂の一次成形品もしくは金属部品にて構成される官能基を有するインサート部品（１０）と、インサート部品を熱可塑性樹脂のベースポリマー（２０ａ）に対して、インサート部品が有する官能基と接着する接着成分（２０ｂ）を添加した合成樹脂にて封止する合成樹脂部材（２０）と、を有し、合成樹脂部材は、ベースポリマーを含む連続相で構成される海構造を有するとともに、該海構造内において接着成分の少なくとも一部が分散している成分（２０ｂａ）として存在し、分散している成分が、インサート部品の有する官能基と接着していることを特徴としている。
【０００９】
このように、樹脂成形体において、インサート部品を封止する合成樹脂部材のベースポリマーとなる熱可塑性樹脂に、熱硬化性樹脂などで構成されるインサート部品が有する官能基と接着する接着成分を添加している。また、ベースポリマーにて連続相（海構造）を形成し、目標となるインサート部品との接着強度を得るために、連続相内に必要な個数の接着成分分子が分散している。これにより、合成樹脂部材に添加されて分散している接着成分の官能基がインサート部品の表面に存在する官能基と化学反応して、より高い接着強度を得ることができる。
【００１０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる樹脂成形体としての半導体装置の断面構成を示す図である。
【図２（ａ）】ベースポリマー２０ａと接着成分２０ｂによって形成される連続相内の接着成分がインサート部品１０の表面と接着するイメージを示した断面図である。
【図２（ｂ）】図２（ａ）に示す連続相内で分散している接着成分分子の様子を示した拡大図である。
【図３（ａ）】凝集を示すある粒子からの距離ｒと動径分布関数ｒｄｆとの関係を示す図である。
【図３（ｂ）】分散を示すある粒子からの距離ｒと動径分布関数ｒｄｆとの関係を示す図である。
【図４】接着成分２０ｂの添加量と分散成分密度ρ１との関係を示した図である。
【図５】高分子の重合部の骨格の種類と分散成分密度ρ１との関係を示した図である。
【図６】分散成分密度ρ１と接着強度との関係を示した図である。
【図７】ベースポリマー２０ａと接着成分２０ｂとによる海島構造の一例を示した断面図である。
【図８】ベースポリマー２０ａと接着成分２０ｂとによる海島構造の一例を示した断面図である。
【図９】目標となるインサート部品との接着強度を得るための、連続相内に必要な接着成分分子の個数（数密度）を算出する分子シミュレーションのフローチャートである。
【図１０】分子シミュレーションモデルとして用いられる高分子の一例を示した図である。
【図１１】接着界面に形成される化学結合１つあたりの結合力ＦB（Ｌ）を算出する分子シミュレーションのフローチャートである。
【図１２】モデリングを行う化学結合の一例を示した図である。
【図１３】Ｃ−Ｏ結合に変位量Ｌを与えた時のエネルギーＥB＿C-O（Ｌ）と結合力ＦB＿C-O（Ｌ）を示した図である。
【図１４】Ｏ…Ｈ結合に変位量Ｌを与えた時のエネルギーＥB＿O…H（Ｌ）と結合力ＦB＿O…H（Ｌ）を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる樹脂成形体について、図１を参照して説明する。なお、本実施形態で説明する樹脂成形体は、例えば自動車などの車両に搭載され、車両用の各種電子装置を駆動するための半導体装置として適用される。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の樹脂成形体としての半導体装置は、インサート部品１０とインサート部品１０の表面の一部を封止する合成樹脂部材２０とを備えて構成されている。
【００１５】
インサート部品１０は、エポキシ樹脂等の表面に官能基を有する熱硬化性樹脂の一次成形物、もしくは表面に官能基を有する金属部品によって構成されている。熱硬化性樹脂によって構成されるインサート部品１０には、必要に応じて、シリカやアルミナ等の絶縁性材料よりなるフィラーが含有されていてもよい。このような一次成形物にて構成されるインサート部品１０は、トランスファー成形、コンプレッション成形、あるいは、ポッティング法等による成形および熱硬化処理を行うことで形成される。
【００１６】
また、合成樹脂部材２０は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリフェニレンテレフタレート）等をベースポリマー２０ａとする熱可塑性樹脂に、インサート部品１０が有する官能基と接着する接着成分２０ｂとなるエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を添加したポリマーアロイ樹脂によって構成されている。例えば、インサート部品１０の一部を封止するようにポリマーアロイ樹脂を射出成形することにより、合成樹脂部材２０が形成される。ここでは、合成樹脂部材２０内に添加したインサート部品１０が有する官能基と接着する接着成分２０ｂとして、例えばエポキシ樹脂を挙げているが、接着効果を有する官能基（例えば反応基）を構成するポリマーであれば良く、熱硬化性樹脂に限るものではない。例えば、水酸基、エポキシ基、アミノ基、カルボニル基などのいずれか１つもしくは複数を有するポリマーによって接着成分２０ｂを構成できる。この合成樹脂部材２０に添加された接着成分２０ｂの官能基がインサート部品１０の表面に存在する官能基と化学反応して、高密着性な接合を可能としている。
【００１７】
この合成樹脂部材２０は、固化前の状態において、ベースポリマー２０ａと接着成分２０ｂとが連続相（海構造）と凝集相（島構造）とを形成している。そして、目標となるインサート部品１０との接着強度を得るために、連続相内に必要な個数の接着成分分子が分散している構造となっている。
【００１８】
例えば、図２（ａ）に示すように、ベースポリマー２０ａと接着成分２０ｂのうちの少なくとも一部とは、これらの境界部において互いに溶け合うことで境界部の界面が明確になっていない構造となっている。この接着成分２０ｂのうちの少なくとも一部が分散している成分２０ｂａであり、分散せずに凝集している成分２０ｂｂが存在していても良いが、少なくとも分散している成分２０ｂａが存在している状態になっている。
【００１９】
より詳しくは、図２（ｂ）に示すように、接着成分２０ｂは、凝集している成分が存在していたとしても、均一に分散している成分２０ｂａが存在していて、この分散している成分２０ｂａによって官能基が分散したまま存在した状態となっている。
【００２０】
ここで、凝集とは、図３（ａ）に示すように、ある粒子からの距離ｒが大きくなるに連れて動径分布関数が０で収束する場合を意味し、分散とは、図３（ｂ）に示すように、ある粒子からの距離ｒが大きくなるに連れて動径分布関数が１で収束する場合を意味している。
【００２１】
具体的には、合成樹脂部材２０は、下記の数式を満たすようにベースポリマー２０ａや接着成分２０ｂなどの条件が設定されることで、目標となるインサート部品１０との接着強度を得るために、連続相内に必要な個数の接着成分分子が分散する構造とされている。
【００２２】
まず、連続相中に添加した接着成分２０ｂの密度（単位体積当たりの接着成分２０ｂの量）、つまり接着成分分子の個数に相当する接着成分２０ｂの添加量Ｎをベースポリマー２０ａの体積Ｖで割った値（＝Ｎ／Ｖ）である溶質濃度をρとしている。この溶質濃度ρは、単位体積当たりに添加した接着成分２０ｂの総反応基数に相当している。また、接着成分２０ｂのうちの分散している成分の密度（以下、分散成分密度という）をρ１、接着成分２０ｂのうちの凝集している成分の密度（以下、凝集成分密度という）をρ２としている。なお、ρ＝ρ１＋ρ２である。そして、ベースポリマー２０ａと接着成分２０ｂとが分散となるように下記の数式１で表される分散と凝集との平衡定数（分散−凝集の平衡定数）αを設定しており、分散成分密度ρ１や平衡定数αが数式２で示される値を満たすように設定されている。
【００２３】
【数１】
0006690206.tif 000002
【００２４】
【数２】
0006690206.tif 000003
【００２５】
なお、数式２は、ρ＝ρ１＋ρ２とα＝ρ１／ρ２の２式をρ１について解いた式に相当する。本式において、ρ１0は、後述するように、インサート部材１０と合成樹脂部材２０との界面接着形成において必要な化学結合の数密度を表している。
【００２６】
ここで、分散成分密度ρ１や平衡定数αは分散性を表すパラメータであり、分散成分密度ρ１や平衡定数αが大きいほど、分散性が高く接着性が高いことを示している。
【００２７】
図４に示すように、接着成分２０ｂの添加量が大きくなると分散成分密度ρ１が徐々に大きくなり、一定値を超えると、分散成分密度ρ１が低下する。接着成分２０ｂの添加量が分散成分密度ρ１が一定値となる量よりも少ない量のときには連続相のみで構成される構造となり、一定値となる量を超えると海島構造となる。また、接着成分２０ｂの組成によって分散成分密度ρ１は変動する。具体的には、接着成分２０ｂを構成する高分子の重合部の骨格によって分散成分密度ρ１が変動し、例えば図５に示すように、例えば骨格Ａ〜Ｃの３種類の分散成分密度ρ１が異なっているとすると、分散成分密度ρ１が大きな骨格ほど連続相のみで構成される構造になりやすい。
【００２８】
また、インサート部品１０を合成樹脂部材２０で封止した構造を想定して、インサート部品１０の上に分散成分密度ρ１を変化させた合成樹脂部材２０を二次成形し、これらを互いに界面と平行な逆方向に引っ張り合うことで破壊モードを調べた。その結果、図６に示すように、接着成分２０ｂの添加量が少なくて連続相のみで構成される構造であっても分散成分密度ρ１が小さいとき（図中（１））にはインサート部品１０と合成樹脂部材２０とが界面剥離するという破壊モードとなった。そして、接着成分２０ｂの添加量が多くなって分散成分密度ρ１が大きくなると（図中（２））、接着強度が高くなっていき、インサート部品１０と合成樹脂部材２０とが界面付近で互いの母材が相互に破壊されるという破壊モードとなった。さらに、接着成分２０ｂの添加量が多くなって分散成分密度ρ１が低下していくと（図中（３））、今度は海島構造に逆転して接着強度が低下し、インサート部品１０との界面近傍において合成樹脂部材２０が破壊するという破壊モードとなった。
【００２９】
このような結果からも、分散成分密度ρ１の大きさが分散性を表すパラメータとなっており、分散成分密度ρ１が大きいほど、分散性が高く接着強度が高い構造となる。なお、ここでは分散成分密度ρ１を例に挙げているが、平衡定数αについても同様であり、平衡定数αが大きいほど、分散性が高く接着強度が高い構造となる。
【００３０】
このように構成された合成樹脂部材２０は、インサート部品１０の表面の一部を封止するように設けられている。これにより、インサート部品１０の表面の一部は、合成樹脂部材２０により封止された封止面１１とされている。そして、インサート部品１０の表面のうち封止面１１以外の部分である残部は、合成樹脂部材２０より露出する露出面１２とされている。
【００３１】
ここでは、インサート部品１０は、直方体状のブロック形状をなすものとして構成されている。そして、このインサート部品１０の長手方向の一端１０ａ側におけるインサート部品１０の表面の一部が封止面１１とされ、当該長手方向の他端１０ｂ側におけるインサート部品１０の表面の残部が露出面１２とされている。
【００３２】
インサート部品１０は、その内部に、インサート部品１０により封止された半導体素子３０、電気接続部材４０を有している。
【００３３】
半導体素子３０は、磁気センサや光センサ、あるいは、圧力センサ等に用いられるシリコン半導体等よりなるセンサチップである。このような半導体素子３０は、通常の半導体プロセスにより形成される。
【００３４】
例えば、磁気センサ用の半導体素子３０の場合、半導体素子３０の全体がインサート部品１０により封止されており、半導体素子３０は、インサート部品１０を介して外部の磁気を検出するようにしている。また、光センサや圧力センサ用の半導体素子３０の場合、半導体素子３０の一部を開口させる図示しない開口部が、インサート部品１０に形成され、半導体素子３０は、当該開口部を介して光や圧力を検出するようになっている。
【００３５】
一方、電気接続部材４０は、半導体素子３０と半導体装置の外部の図示しない配線部材とを電気的に接続するためのものである。ここでは、電気接続部材４０の一部４１はインサート部品１０に被覆されて、残部４２はインサート部品１０における封止面１１より突出する。また、電気接続部材４０の残部４２は、インサート部品１０の外部にて合成樹脂部材２０により封止され、かつ、その先端部が合成樹脂部材２０から露出させられている。
【００３６】
ここで、電気接続部材４０の一部４１は、インサート部品１０内にて、半導体素子３０と電気接続されている。この半導体素子３０との接続手法は特に限定するものではないが、ここでは、ＡｌやＡｕ等のボンディングワイヤ５０により接続されている。
【００３７】
一方、合成樹脂部材２０は、電気接続部材４０の残部４２を封止しているが、合成樹脂部材２０には開口部２１が形成されている。そして、この開口部２１において、電気接続部材４０の残部４２のうちのさらに一部が、合成樹脂部材２０の外部に露出している。
【００３８】
この合成樹脂部材２０の開口部２１は、図示しない外部の配線部材、たとえばコネクタ部材等が挿入されて接続される部位であり、それにより、この外部の配線部材と電気接続部材４０とが、電気的に接続されるようになっている。
【００３９】
つまり、電気接続部材４０は、半導体素子３０の検出出力等を行うものとして機能し、半導体素子３０は、電気接続部材４０を介して、装置の外部との電気的なやり取りを可能としている。このような電気接続部材４０として、本実施形態では、ＣｕやＡｌ等の棒状部材よりなるターミナル端子を用いているが、その他、回路基板などを電気接続部材４０として用いてもよい。
【００４０】
また、上述したように、電気接続部材４０の残部４２は、インサート部品１０における封止面１１より突出し、さらに先端部が突き出すようにして合成樹脂部材２０により封止されている。
【００４１】
以上のようにして、本実施形態にかかる樹脂成形体が構成されている。このように構成される樹脂成形体では、合成樹脂部材２０を構成するベースポリマー２０ａと接着成分２０ｂとが連続相（海構造）と凝集相（島構造）とを形成し、目標となるインサート部品１０との接着強度を得るために、連続相内に必要な個数の接着成分分子が分散している構造となっている。このため、高い接着強度を得ることが可能となる。
【００４２】
すなわち、図７に示すように、ベースポリマー２０ａが連続相で接着成分２０ｂが凝集相となるような完全に相分離構造となる場合、凝集により接着成分がインサート部品１０との界面側に出てこない。このため、インサート部品１０と合成樹脂部材２０との界面での接着性が低下する。同様に、図８に示すように、ベースポリマー２０ａが凝集相で接着成分２０ｂが連続相となるような完全なる相分離構造となる場合には、接着成分２０ｂが非晶性となるため、インサート部品１０との界面付近において、母材となる合成樹脂部材２０の強度が低下する。このため、母材割れによってインサート部材１０と合成樹脂部材２０との間に剥離が生じる。
【００４３】
これに対して、本実施形態の構成であれば、インサート部材１０と合成樹脂部材２０との界面での接着性低下を抑制でき、かつ、これらの界面付近での合成樹脂部材２０の強度低下を抑制できる。したがって、高い接着強度を得ることが可能となる。
【００４４】
続いて、本実施形態にかかる樹脂成形体としての半導体装置の製造方法について説明する。
【００４５】
まず、第１工程として、インサート部品１０を用意する。例えば、図１に示すように、半導体素子３０および電気接続部材４０をボンディングワイヤ５０にて接続したのち、熱硬化性樹脂によって封止した一次成形物をインサート部品１０として用意している。
【００４６】
続いて、第２工程として、インサート部品１０を二次成形によって封止するための合成樹脂部材２０を構成するポリマーアロイ樹脂を用意し、樹脂成形により合成樹脂部材２０によってインサート部品１０を封止した樹脂成形体としての半導体装置を製造する。
【００４７】
このとき、ポリマーアロイ樹脂を構成するベースポリマー２０ａと接着成分２０ｂとが連続相（海構造）と凝集相（島構造）とを形成し、目標となるインサート部品１０との接着強度を得るために、連続相内に必要な個数の接着成分分子が分散している構造となるように、以下に説明する分子シミュレーションを行うことで、ベースポリマー２０ａと接着成分２０ｂとの分散性計算を行っている。そして、この分散性計算に基づいて、合成樹脂部材２０を形成する際の各種条件として、所望の分散成分密度ρ１や平衡定数αを満たす条件を設定している。
【００４８】
以下、図９〜図１２を用いて、平衡定数αの計算手法について説明する。
【００４９】
図９に示すように、ステップ１００として、二次成形時の各種条件設定を行う。ここでいう各種条件とは、合成樹脂部材２０を構成するための溶媒種となるベースポリマー２０ａの構成材料や溶質種となる接着成分２０ｂの構成材料、溶質濃度（つまり数密度）ρ、二次成形時の温度や圧力などを意味している。
【００５０】
ここでは、溶媒種となるベースポリマー２０ａの構成材料として熱可塑性樹脂を用いており、例えば熱可塑性樹脂として、化学式２で示されるＰＰＳ（ｎ＝８０、但し、ｎは重合度）を用いている。
【００５１】
【化１】
0006690206.tif 000004
【００５２】
また、溶質種となる接着成分２０ｂの構成材料として熱硬化性樹脂を用いており、例えば熱硬化性樹脂として、化学式２で示されるエポキシ樹脂であるビスフェノールＡ型エポキシ（ｎ＝１、ただし、ｎは重合度）を用いている。
【００５３】
【化２】
0006690206.tif 000005
【００５４】
さらに、溶質濃度ρ［ｍｏｌ／ｍ3］、つまりベースポリマー２０ａ中における接着成分２０ｂの分散成分密度ρ１と凝集成分密度ρ２と足したトータルの数密度を例えば２．０×１０2 ｍｏｌ／ｍ3としている。温度［℃］を３１０℃、圧力［ａｔｍ］を１ａｔｍとしている。
【００５５】
次に、ステップ１１０として、原子間相互作用の設定を行う。具体的には、ベースポリマー２０ａを構成する原子と接着成分２０ｂを構成する原子との間の相互作用である原子間相互作用を決めるパラメータ、つまり分子シミュレーションの計算精度を決めるファクターとなる力場を設定する。ここでは、力場として、例えば分子シミュレーションにおいて周知であるGeneral AmberやTEAM＿LSなどを適用することを想定している。
【００５６】
続いて、ステップ１２０として、溶質濃度ｘ％の分子シミュレーションモデルを作成し、さらにステップ１３０として、溶質濃度ｘ％の溶媒和自由エネルギーΔμを計算する。分子シミュレーションモデルについては、溶質種となる接着成分２０ｂが溶媒種となるベースポリマー２０ａ中に溶けている状態を想定して作成しており、例えば図１０に示すモデルを作成している。溶質濃度ｘ％の溶媒和自由エネルギーΔμであるΔμ１については、下記の数式３を用いて演算している。
【００５７】
なお、数式３中において、ｋBはボルツマン定数、Ｔは絶対温度（ケルビン）、ｖは溶質−溶媒相互作用によるエネルギー、Ｎは溶媒分子数を表している。また、ｒｉは、高分子１つの座標を（ｘ１、ｘ２、ｘ３）とし、他の高分子１つの座標を（ｙ１、ｙ２、ｙ３）とした場合の２つの高分子の配置関係（距離）を表している。数式３において、＜＞で囲んだ部分は、溶媒のみのアンサンブル平均、つまり分子動力学もしくはモンテカルロ計算によるスナップショットを生成し、全スナップショットの平均値を計算した値を表している。
【００５８】
【数３】
0006690206.tif 000006
【００５９】
さらに、ステップ１４０として、溶質濃度１００％の分子シミュレーションモデルを作成し、さらにステップ１５０として、溶質濃度１００％の溶媒和自由エネルギーΔμを計算する。分子シミュレーションモデルについては、溶質種となる接着成分２０ｂが溶媒種となるベースポリマー２０ａ中において凝集状態となっていることを想定して作成している。溶質濃度１００％の溶媒和自由エネルギーΔμであるΔμ２については、上記した数式３を用いて演算している。
【００６０】
なお、溶質濃度１００％の場合には、溶質濃度ｘ％の場合と比較して分子シミュレーションモデルが異なっていることから、それぞれの場合における溶媒和自由エネルギーΔμであるΔμ１、Δμ２は異なった値として計算される。
【００６１】
そして、ステップ１６０において、ステップ１３０で得た溶質濃度ｘ％の時の溶媒和自由エネルギーΔμ１と、ステップ１５０で得た溶質濃度１００％の時の溶媒和自由エネルギーΔμ２とから、上記した数式１に基づいて、分散−凝集の平衡定数αを計算する。さらに、予めベースポリマー２０ａ中に添加した接着成分２０ｂの溶質濃度ρについては把握できていることから、数式１に基づいて計算した分散−凝集の平衡定数αと溶質濃度ρおよび数式２に基づいて、分散成分密度ρ１を演算する。このとき、数式２に示すように、分散成分密度ρ１がインサート部材１０と合成樹脂部材２０との界面において必要なＣ−Ｏ結合の密度ρ１0よりも大きいという関係を満たしていることを確認する。そして、満たしていれば、ステップ１００で設定した条件は、所望の接着強度が得られる条件であるとすることができる。
【００６２】
ここで、平衡定数αの規定値の設定においては、目標とする接着強度（以下、接着強度目標という）をＴａ［ＭＰａ（＝Ｎ／ｍｍ2）］としたときの値を規定値として設定している。以下、この規定値の設定手法について、例えばインサート部品１０をエポキシ樹脂成形品にて構成し、ＰＰＳ樹脂で構成されるベースポリマー２０ａに対してエポキシが接着成分２０ｂとして添加された合成樹脂部材２０で封止する場合を例に挙げて説明する。
【００６３】
このような材料でインサート部品１０および合成樹脂部材２０を構成した場合、これらが界面においてＣ−Ｏ結合による共有結合、あるいはＯ…Ｈ結合による水素結合を介して接着させられる。
【００６４】
このため、第１ステップとして、インサート部品１０と合成樹脂部材２０との界面における接着強度目標Ｔａを満足する、接着界面に形成される化学結合１つあたりの結合力ＦBと、接着強度目標Ｔａを満足するために必要な単位体積あたりの化学結合の数密度ρ１0を算出する。
【００６５】
初めに、接着界面に形成される化学結合部に、変位量ｄＬを移動させた際のエネルギーＥB（Ｌ）とした場合において、変位量ｄＬごとの接着界面に形成される化学結合１つあたりの結合力ＦB（Ｌ）の算出方法について示す。図１１を参照して、結合力ＦB（Ｌ）の算出方法について説明する。
【００６６】
まず、図１１に示すように、ステップ２００として、化学結合部における化学結合のモデリングを行うための初期構造を作製する。例えば、図１０中に示した高分子中における分子間の結合状態を表したモデルを初期構造として抽出する。例えば、図１２に示す構造を初期構造として作製している。
【００６７】
次に、ステップ２１０として、ステップ２００で作製した初期構造におけるエネルギー最小化計算を行う。エネルギー最小化計算とは、初期構造の化学結合において分子間に働く力が最も小さくなる安定状態となる構造を求めることを意味している。初期構造においても、分子構造のねじれなどによって分子間に働く力が変わることから、その力が最も小さくなる状態を安定状態として、そのときの構造を求めている。
【００６８】
続いて、ステップ２２０として、ステップ２１０でエネルギー最小化計算を行って求めた構造について、分子間の距離の変位量ｄＬを変えてエネルギーＥB（Ｌ）の一点計算を実施する。例えば、変位量Ｌ＝１のときのエネルギーＥB（１）を演算したのち、変位量Ｌ＝２のときのエネルギーＥB（２）を演算するという演算を繰り返し行う。これにより、変位量ｄＬを変化させたときのエネルギーの変化を求めることができる。
【００６９】
その後、ステップ２３０として、ステップ２２０で得た変位量ｄＬとエネルギーとの関係をポテンシャル曲線にフィッティングする。フィッティング関数として、下記の数式４を得ることができる。そして、ステップ２４０として、ステップ２３０で得たポテンシャル曲線を示す数式を変位量ｄＬについて微分すると、数式５を得ることができる。この数式中における最大値を結合係数ＦB（Ｌ）とする。なお、下記の数式中において、Ｄｅは解離エネルギーを示しており、βは極小位置におけるエネルギーＥB（Ｌ）の曲線の尺度を示している。
【００７０】
【数４】
0006690206.tif 000007
【００７１】
【数５】
0006690206.tif 000008
【００７２】
この結果より、接着界面に形成される化学結合１つあたりの結合力ＦBは、例えばＣ−Ｏ結合の場合には以下の式より算出される。
【００７３】
【数６】
0006690206.tif 000009
【００７４】
ここで、接界界面に形成される化学結合がＣ−Ｏ結合による共有結合の場合と、Ｏ…Ｈ結合による水素結合の場合を考える。
＜Ｃ−Ｏ結合による共有結合の場合＞
初めに変位量ｄＬごとの接着界面に形成されるＣ−Ｏ結合１つあたりの結合力ＦB＿C-O（Ｌ）は図１３のように求められ、接着界面に形成されるＣ−Ｏ結合１つあたりの結合力ＦB＿C-Oは３．４６×１０15Ｎ／ｍｏｌとなる。
【００７５】
次に、接着強度目標Ｔａを満足するために必要な単位体積あたりの化学結合の数密度ρ１0は、界面接着に寄与する合成樹脂層の厚みをｔとした時、以下の式から算出される。
【００７６】
【数７】
0006690206.tif 000010
【００７７】
接着強度目標Ｔａを１５ＭＰａとした時、ρ１0は以下の式から４．３４×１０-1 ｍｏｌ／ｍ3となる。
＜Ｏ…Ｈ結合による水素結合の場合＞
初めに変位量ｄＬごとの接着界面に形成されるＯ…Ｈ結合１つあたりの結合力ＦB＿O…H（Ｌ）は図１４のように求められ、接着界面に形成されるＯ…Ｈ結合１つあたりの結合力ＦB＿O…Hは１．３２×１０14Ｎ／ｍｏｌとなり、数式７より接着強度目標Ｔａを１５ＭＰａのとした時の、ρ１0は１．１４×１０1ｍｏｌ／ｍ3となる。
【００７８】
そして、このように算出されたρ１0に対して、分散成分密度ρ１（換言すれば分散−凝集の平衡定数α）が上記した数式２を満足していれば、合成樹脂部材２０中におけるベースポリマー２０ａと、官能基を有するインサート部品１０と接着する接着成分２０ｂとが連続相（海構造）と凝集相（島構造）とを形成し、目標となるインサート部品１０との接着強度を得るために、必要な個数の接着成分分子が分散している構造となっている。したがって、このような構造を有することで、所望の接着強度を得ることが可能となる。
【００７９】
例えば、分子シミュレーションに用いる力場としてGAFF（General AMBER Force Field）を用いて上記したステップ１６０で計算した場合、平衡定数αの計算結果が３．５であった場合、計算条件として設定したρが２．０×１０2ｍｏｌ／ｍ3であるため、ρ１＝｛α／（１＋α）｝×ρ＝３．５／４．５×２．０×１０2＝１．５６×１０2となる。したがって、ρ１＝１．５６×１０2が、接着界面に形成される化学結合がＣ−Ｏ結合による共有結合の場合に必要なＣ−Ｏ結合の数密度ρ１0＿C-O（４．３４×１０-1ｍｏｌ／ｍ3）より大きい、さらには接着界面に形成される化学結合がＯ…Ｈ結合による水素結合の場合に必要なＯ…Ｈ結合の数密度ρ１0＿O…H（１．１４×１０1ｍｏｌ／ｍ3）より大きいので、所望の接着強度を得ることが可能となる。
【００８０】
また、TEAM＿LSを用いて上記したステップ１６０で計算した場合、平衡定数αの計算結果が１４８３．５であり、計算条件として設定したρが２．０×１０2ｍｏｌ／ｍ3であるため、ρ１＝｛α／（１＋α）｝×ρ＝１４８３．５／１４８４．５×２．０×１０2＝２．０×１０2となる。したがって、ρ１＝２．０×１０2が、接着界面に形成される化学結合がＣ−Ｏ結合による共有結合の場合に必要なＣ−Ｏ結合の数密度ρ１0＿C-O（４．３４×１０-1ｍｏｌ／ｍ3）よりも大きく、さらには接着界面に形成される化学結合がＯ…Ｈ結合による水素結合の場合でも必要なＯ…Ｈ結合の数密度ρ１0＿O…H（１．１４×１０1ｍｏｌ／ｍ3）よりも大きいので、所望の接着強度を得ることが可能となる。
【００８１】
以上説明したように、樹脂成形体において、インサート部品１０を封止する合成樹脂部材２０をベースポリマー２０ａとなる熱可塑性樹脂に熱硬化性樹脂などで構成される接着成分２０ｂを添加している。また、ベースポリマー２０ａと接着成分２０ｂとが連続相（海構造）と凝集相（島構造）とを形成し、目標となるインサート部品１０との接着強度を得るために、必要な個数の接着成分分子が分散している構造となるようにしている。これにより、合成樹脂部材２０に添加された接着成分２０ｂの官能基がインサート部品１０の表面に存在する官能基と化学反応して、より高い接着強度を得ることができる。
【００８２】
また、このような条件を満たすように、二次成形時の各種条件設定を行ったのち、分子シミュレーションモデルを用いて溶質濃度ｘ％のときと１００％のときの溶媒和自由エネルギーΔμ１、Δμ２を算出し、それから平衡定数αを計算する。そして、溶質濃度ρと平衡定数αにて計算される分散成分密度ρ１が上記のようにして得られる界面に必要なＣ−Ｏ結合の密度ρ１Oより大きければ、合成樹脂部材２０にて所望の接着強度を得ることが可能であると確認できる。
【００８３】
このように、二次成形時の各種条件を変更しながら分子シミュレーションを用いて合成樹脂部材２０が連続相（海構造）と凝集相（島構造）とを形成し、目標となるインサート部品１０との接着強度を得るために、連続相内に必要な個数の接着成分分子が分散している構造を取れることを確認し、連続相内に必要な個数の接着成分分子が分散している構造が得られる条件を用いて合成樹脂部材２０を形成する。これにより、インサート部品１０を合成樹脂部材２０で封止することによって構成する樹脂成形体において、より高い接着強度が得られるようにすることが可能となる。
【００８４】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００８５】
例えば、インサート部品１０の一例として熱硬化性樹脂の一次成形物を挙げ、熱硬化性樹脂の一例としてエポキシ樹脂等を挙げた。また、合成樹脂部材２０の一例としてＰＰＳやＰＢＴをベースポリマー２０ａとし、エポキシ樹脂などを接着成分２０ｂとする例を挙げた。しかしながら、これらは一例を挙げたに過ぎず、他の材料であっても良い。例えば、インサート部品１０としては熱硬化性樹脂の一次成形物に限らず、金属部品などであっても良い。また、樹脂成形体の形状などについても、上記実施形態で説明した例は一例であり、他の形状であっても良い。
【００８６】
また、分子シミュレーションに用いる力場の一例としてGeneral AmberやTEAM＿LSを例に挙げたが、勿論、他の力場を用いても構わない。
【００８７】
また、上記実施形態では、合成樹脂部材２０に含まれる接着成分２０ｂ中の分散している成分２０ｂａとインサート部品１０の官能基との結合形態として、共有結合や水素結合を例に挙げて説明した。しかしながら、これらは結合形態の一例を示したに過ぎず、他の結合形態、例えばインサート部品１０の官能基と分散している成分２０ｂａとが配位結合やイオン結合される場合についても、上記実施形態と同様のことが言える。これら配位結合やイオン結合についても、共有結合や水素結合の場合と同様に、化学結合１つあたりの結合力ＦB（Ｌ）を算出するなどの分子シミュレーションを行うことができ、上記と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８８】
１０      官能基を有するインサート部材
２０      合成樹脂部材
２０ａ    ベースポリマー
２０ｂ    接着成分
２０ｂａ  分散している成分
２０ｂｂ  凝集している成分
３０      半導体素子
４０      電気接続部材
【図１】
0006690206.tif 000013
【図２（ａ）】
0006690206.tif 000014
【図２（ｂ）】
0006690206.tif 000015
【図３（ａ）】
0006690206.tif 000016
【図３（ｂ）】
0006690206.tif 000017
【図４】
0006690206.tif 000018
【図５】
0006690206.tif 000019
【図６】
0006690206.tif 000020
【図７】
0006690206.tif 000021
【図８】
0006690206.tif 000022
【図９】
0006690206.tif 000023
【図１０】
0006690206.tif 000024
【図１１】
0006690206.tif 000025
【図１２】
0006690206.tif 000026
【図１３】
0006690206.tif 000027
【図１４】
0006690206.tif 000028