(57)【要約】  【課題】  ワイヤをサブストレートに接着固定する際、振動等の機械環境に耐えうる充分な接着剤塗布量を確保した上で、熱環境（温度サイクル）によるサブストレート表皮への応力集中を緩和することが課題である。【解決手段】  ワイヤ固定用接着剤両端に同一接着剤で傾斜の緩やかなフィレットを構成し且つ、フィレットのサブストレート接触面に座を構成した。ワイヤの接着強度を保持したまま、サブストレート表皮への応力集中を緩和する手段として同一接着剤の形状を工夫することで実現した。別部材を使用することなく同一接着剤を使用するため安価で信頼性の向上が可能となる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板となるサブストレ−トと発生電流を伝達させる電気部品と前記電気部品を前記サブストレートに接着剤により固定する電気部品の固定方法において、
前記接着剤と前記サブストレートとの接触部両端に同一接着剤による３０度以下の角度を持ったフィレットを形成させて接着することを特徴とする電気部品の固定方法。
【請求項２】
基板となるサブストレ−トと発生電流を伝達させる電気部品と前記電気部品を前記サブストレートに接着剤により固定する電気部品の固定方法において、
前記接着剤と前記サブストレートとの接触部両端に同一接着による３０度以下の角度を持ったフィレットを形成し、
前記フィレットと前記サブストレートの接触面に座を形成して、
接着することを特徴とする電気部品の固定方法。
【請求項３】
上記電気部品として、ワイヤであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電気部品の固定方法。
【請求項４】
上記電気部品として、ダイオードであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電気部品の固定方法。
【請求項５】
上記電気部品として、基板であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電気部品の固定方法。
【請求項６】
上記接着剤として、エポキシ系接着剤を使用することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の電気部品の固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
衛星搭載用の電気部品を主材に接着剤を使用して固定するための電気部品の固定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミック基板上に配置された電子素子をエポキシ樹脂によって樹脂封止する場合において、エポキシ樹脂の耐久性があり、かつエポキシ樹脂の剥離が防げるようにするために、樹脂の線膨張係数αがα≦２０（ｐｐｍ／℃）であり、かつ樹脂の弾性率Ｅと線膨張係数αの関係がＥα1.7 ≦１０００｛（ｐｐｍ／℃）1.7 ＧＰａ｝を満たす樹脂物性を有するエポキシ樹脂を用いると共に、フィレット角θがθ≦５０°になるように樹脂封止を行う。すなわち、樹脂の線膨張係数αと弾性率Ｅの選択によって耐久性を確保し、さらにフィレット角θの設定によってセラミック基板からエポキシ樹脂が剥離することを防止することは開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１-１６９２９号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術はセラミック基板からエポキシ樹脂が剥離することを防止するものであるが、本発明ではエポキシ系接着剤によってアルミハニカム上の表面材（CFRP）に剥離が生じること課題としている。衛星搭載の平板上の電気部品をサブストレートに接着固定する際、接着剤塗布量を充分に確保することで振動．衝撃等の外力印加時にも耐えられるようにしているが、振動．衝撃等の機械環境に耐え得る平板上の電気部品を固定するために接着剤の塗布量を確保した場合熱環境として温度サイクルが印加された時に接着剤の熱収縮時に発生する応力がサブストレート側に伝わり、サブストレート応力が集中し主材表面が剥離するという問題がある。
【０００５】
かかる課題を解決するために、接着剤塗布量を充分に確保することで振動．衝撃等の外力印加時にも耐えられるようにしているが、振動．衝撃等の機械環境に耐え得るワイヤ固定用接着剤の塗布量を確保した場合熱環境として温度サイクルが印加された時に接着剤の熱収縮時に発生する応力が剥離限界へ達しない接着剤による固定方法を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明の電気部品の固定方法は、基板となるサブストレ−トと発生電流を伝達させる電気部品と前記電気部品を前記サブストレートに接着剤により固定する電気部品の固定方法において、前記接着剤と前記サブストレートとの接触部両端に同一接着による３０度以下の角度を持ったフィレットを形成させて接着するものである。
【０００７】
第２の発明の電気部品の固定方法は、基板となるサブストレ−トと発生電流を伝達させる電気部品と前記電気部品を前記サブストレートに接着剤により固定する電気部品の固定方法において、前記接着剤と前記サブストレートとの接触部両端に同一接着による３０度以下の角度を持ったフィレットを形成し、前記フィレットと前記サブストレートの接触面に座を形成して接着するものである。
【発明の効果】
【０００８】
接着剤の熱収縮により発生するサブストレートへ伝わる応力を低減させ且つ、サブストレートへの応力中を低減させることが可能となり、サブストレート応力集中部での応力集中を緩和でき、衛星搭載機器は信頼性が高く長寿命が可能に成るので、低コストが実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図３は従来のワイヤ接着剤塗布形状を説明するための図面であり、１は接着剤、２はワイヤ、３はサブストレート、３ａはサブストレート応力集中部である。
【００１０】
振動．衝撃等の機械環境に耐え得るワイヤ２固定用接着剤１の塗布量を確保した場合熱環境として温度サイクルが印加された時に接着剤１の熱収縮時に発生する応力がサブストレート３側に伝わり、サブストレート応力集中部３ａを形成するという課題があった。
【００１１】
図４は解析モデルの接着剤塗布形状を説明するための図面であり、４はアルミハニカム、５は接着剤、６は基板、７は接着剤高さ、８は基板高さ、９はフィレット張出高さである。接着剤５はエポキシ系接着剤であり、S６９１の特性を使用して解析した。
【００１２】
主材はアルミハニカム４として、高さ１２．５ｍｍ、基板６でフィレット張出し部分を含めた長さがＬｊ、基板６の基板高さ８が１．５ｍｍ、接着剤７の高さがｈｊ、フィレット張出高さ９がｆｈ、フィレットの角度はθｊを解析設定値及びパラメータとした。
【００１３】
熱応力解析条件として、太陽電池パネルの表面材（CFRP）の発生応力を求めるために、熱応力解析を実施した。ワイヤーポッティング解析の場合は、図４の解析モデルの接着剤塗布形状をモデル化している。
【００１４】
解析は汎用ＦＥＭ―Ｓ／ＷのＡＮＳＹＳを用い、要素は２次元ソリッドの平面応力要素を用い、最小メッシュサイズは０．１ｍｍとした。ガラス転移温度Ｔｇ以上では、接着材のクリープ変形が支配的で表面材に生じる熱応力は無視できると仮定し、温度負荷はＴｇから−１８０℃を与えた。
【００１５】
表１はワイヤーポッティング解析結果を示す表であり、表１ａは繊維方向が垂直の場合、表１ｂは繊維方向が平行の場合である。
【００１６】
これらの実験事実と解析結果から繊維と垂直方向で剥離する応力は約５ｋｇｆ／ｍｍ２であるので、許容応力は安全を見込んで約４ｋｇｆ／ｍｍ２として判定した。
同様に、繊維方向で剥離する応力は約２５ｋｇｆ／ｍｍ２であるので、許容応力は安全を見込んで約２０ｋｇｆ／ｍｍ２として判定した。
【００１７】
表面材の応力は表層（1層目）の最大主応力およびx方向最大応力とし、接着材の応力は最大主応力とした。
繊維と垂直方向で剥離する応力について、表１ａの解析結果の表面材応力が許容応力４ｋｇｆ／ｍｍより小さい結果から、
（１）フィレット角が約３0度の場合（表１ａＮＯ３、４より）
（２）接着材長さＬｊが５ｍｍの場合（表１ａＮＯ９より）
（３）接着材高さが０．５ｍｍの場合（表１ａＮＯ５より）
にはCFRP剥離が発生しにくいとの結果が得られた。
【００１８】
繊維と平行方向で剥離する応力について、表１ｂの解析結果の表面材応力が許容応力２０ｋｇｆ／ｍｍより小さい結果から、
（４）フィレット角が３0度の場合（表１ｂＮＯ３、４より）
（５）接着材長さＬｊが５ｍｍの場合（表１ｂＮＯ９より）
（６）接着材高さが０．５ｍｍの場合（表１ｂＮＯ５より）
にはCFRP剥離が発生しにくいとの結果が得られた。
【００１９】
繊維垂直方向の場合の主応力方向は、表面材を剥離および破壊させる方向で、繊維平行方向の場合の主応力方向は、表面材を破壊させる方向であり、いずれの場合も、フィレット角が約３0度の場合、接着材長さＬｊが５ｍｍの場合、接着材高さが０．５ｍｍの場合である結果になり、特に最も影響が大きいと思われるのが、主応力と許容応力の差が大きく現れているフィレット角が３0度の場合であることが分かる。また、表１ａ、表１ｂのＮＯ１〜ＮＯ４により、フィレット角が９０度、６０度、３０度へと小さくなるに従って、表面材主応力が減少していることから、３０度以下の角度における表面材主応力が３０度の表面材主応力より小さくなることが明らかに推測できる。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表２はワイヤーポッティング解析結果を示す表であり、表２ａは繊維方向が垂直でフィレット角度が３０度の場合、表２ｂは繊維方向が平行でフィレット角度が３０度の場合である。
【００２２】
表面材の応力は表層（1層目）の最大主応力およびＸ方向最大応力とし、接着材の応力は最大主応力とした。
【００２３】
これまでの経験値から繊維と垂直方向で剥離する応力は、安全を見込んで許容応力は４ｋｇｆ／ｍｍ２、繊維方向で剥離する応力は、安全を見込んで許容応力は約２０ｋｇｆ／ｍｍ２とする。
【００２４】
表２の結果よりフィレット角度３0度の場合、接着材高さｈｊおよび接着材長さＬｊによらず、繊維と垂直方向の表面材主応力は表２ａのＮＯ５が最大で２．５９ｋｇｆ／ｍｍ２から分かるように、繊維方向の表面材主応力は表２ｂのＮＯ５が最大で１０．１３ｋｇｆ／ｍｍ２から分かるように、全てが許容応力以下であり、表面材CFRP剥離の可能性は低いことが分かり、フィレット角度３0度が最も重要な要素であり、必要十分な条件であることが分かった。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
図１は実施の形態１によるワイヤ接着剤塗布形状を説明するための図面であり、１ａは接着剤フィレットであり、１〜３は図３と同じものである。
【００２７】
例えば、サブストレ−ト３は宇宙用太陽電池パネルの基板となると発生電流を伝達させるワイヤ２とワイヤ２をサブストレート３に接着剤により固定するワイヤ２の固定方法に関するものである。
【００２８】
ワイヤ２を固定用接着剤１の両端に接着剤フィレット１ａを同一接着剤で構成することにより接着剤１の熱収縮により発生するサブストレート３へ伝わる応力を低減させ且つ、サブストレートへの応力中を低減させることが可能となる。
【００２９】
本発明におけるワイヤ２は電気部品の代表として、ワイヤ２として表現しているが、これはあくまでも、例として表現したものであり、プリント基板、超高周波用デバイスには、ダイオード、トランジスタ、ＩＣ、光素子、表面弾性波素子あるいは共振子等で平板上の形状をしているもの全てを表している。以下実施の形態においても同様である。
【００３０】
接着剤１の熱収縮により発生するサブストレート３へ伝わる応力を低減させ且つ、サブストレートへの応力中を低減させることが可能となるため、サブストレート応力集中部３ａでの応力集中を緩和できるという効果がある。
【００３１】
実施の形態２．
図２は実施の形態２によるワイヤ接着剤塗布形状を説明するための図面であり、１ｂは接着剤座、１〜３は従来の説明と同じ、１ａは実施の形態１の説明と同じものである。
【００３２】
例えば、サブストレ−ト３は宇宙用太陽電池パネルの基板となると発生電流を伝達させるワイヤ２とワイヤ２をサブストレート３に接着剤により固定するワイヤ２の固定方法に関するものである。
【００３３】
ワイヤ２を固定用接着剤１の両端に接着剤フィレット１ａを同一接着剤で構成し且つ、接着剤フィレット１ａのサブストレートとの接触面に接着剤座１ｂを構成したものである。
【００３４】
接着剤座１ｂを構成したことにより更にサブストレートへの応力集中を低減させることが可能となる。
【００３５】
サブストレートへの応力集中を低減させることが可能となるため、サブストレート応力集中部３ａにおける応力集中を緩和させ信頼性を向上することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態１によるワイヤ接着剤塗布形状を説明するための図面である。
【図２】実施の形態２によるワイヤ接着剤塗布形状を説明するための図面である。
【図３】従来のワイヤ接着剤塗布形状を説明するための図面である。
【図４】解析モデルの接着剤塗布形状を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００３７】
１  接着剤、  ２  ワイヤ、  ３  サブストレート、  ４  アルミハニカム、  ５  接着剤、  ６  基板、  ７  接着剤高さ、  ８  基板高さ、  ９  フィレット張出高さ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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