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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aus Harz geformte Komponente,
deren Oberfläche
für den
praktischen Gebrauch durch ein physikalisches Aufbringungsverfahren
mit Metall beschichtet ist.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Gedruckte
Schaltungsplatten wie MID, Sensorteile, Reflektoren und dergleichen
werden hergestellt durch Bilden einer aus Harz geformten Komponente
durch Spritzgießen
einer Harzzusammensetzung und durch Beschichten der Oberfläche der
aus Harz geformten Komponente mit einer Metallschicht, die für Schaltungen
und reflektierende Filme dient, durch ein physikalisches Aufbringungsverfahren
wie Sputtern, Vakuumver dampfen und Ionplating.
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Die
Harzzusammensetzung, die die aus Harz geformte Komponente bildet,
weist ein wärmeaushärtbares
Harz oder ein thermoplastisches Harz auf, und die aus Harz geformte
Komponente hat allgemein eine niedrige Adhäsion für Metall. Insbesondere ist
es, wenn die Metallschicht auf der Oberfläche der aus Harz geformten
Komponente durch das physikalische Aufbringungsverfahren gebildet
wird, welches ein Trockenverfahren wie Sputtern, Vakuumverdampfung
und Ionplating ist, noch schwieriger, die Adhäsion zwischen der aus Harz
geformten Komponente und dem Metall zu erhalten, als durch ein Nassverfahren
wie Elektrolyse oder stromloses Plattieren.
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Daher
wird, um die Adhäsion
der Metallschicht auf der aus Harz geformten Komponente zu verbessern,
die Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente plasmabehandelt. Diese Plasmabehandlung
wird in der aktivierten Gasatmosphäre wie Sauerstoff, Stickstoff
und dergleichen durchgeführt,
wobei Ionen wie die von Sauerstoff, Stickstoff und dergleichen in
dem Plasma auf die Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente einwirken, um sie zu aktivieren,
indem Teilchen auf der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente mit einer polaren Gruppe wie einer
polaren Sauerstoffgruppe, polaren Stickstoffgruppe und dergleichen
zu versehen, was zu einer Verbesserung der Adhäsion der Metallschicht an der
aus Harz geformten Komponente führt.
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Jedoch
ist es in der gegenwärtigen
Situation noch schwierig, eine große Wirkung der Verbesserung der
Adhäsion
zwischen der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente und der Metallschicht nur durch Akti vierung
der Oberfläche
durch Plasmabehandlung zu erhalten.
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US 5 882 954 beschreibt
eine aus Harz geformte Komponente, die ein Harz aufweist, das mit
Additiven gemischt ist, die ein halbkristallines oder amorphes Thermoplast,
ein Elastomer oder beides sein können.
Die aus der Mischung geformten Teile werden geätzt, indem sie einem chemischen Ätzmittel
ausgesetzt werden, das Teilchen des Additivs wegätzt. Schließlich wird eine Metallisierung
auf der behandelten Oberfläche
aufgebracht.
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In
der
US 3 783 012 werden
im Vakuum metallisierbare Polyolefinzusammensetzungen erhalten aus einer
Mischung aus Polyolefinen und natürlichem Gummi oder synthetischem
Elastomer. Vor der Vakuummetallisierung werden geformte Gegenstände aus
der Zusammensetzung in ein Säurebad
eingetaucht und können
danach metallisiert werden.
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EP 0 647 089 A1 offenbart
Spritzgussgegenstände,
die durch Plasmaätzen,
durch Plasmabehandlung in einer Argonatmosphäre und durch Metallisieren
unter Verwendung des Sputterns in einer Argonatmosphäre behandelt
werden.
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In
der
US 5 480 730 ist
ein flexibles Metallfilmlaminat offenbart, das eine Filmschicht
und eine Metallschicht aufweist, wobei eine Metalloxid-Befestigungsstruktur
zwischen den beiden Schichten vorgesehen ist, die zufällig verteilte
Bereiche aus Metalloxiden aufweist, die durch Verwendung eines Sauerstoffplasmas
erzeugt wurden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts
des Vorstehenden ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine aus Harz geformte Komponente vorzusehen, auf die Metall mit
großer
Adhäsion
beschichtet werden kann und die eine verringerte Formungsverwölbung hat.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 3.
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Anspruch
8 ist auf die Verwendung derartiger Komponenten für gedruckte
Schaltungsplatten gerichtet. Die aus Harz geformte Komponente nach
der vorliegenden Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eine Art von Copolymer, die aus Ethylen-Glycidylmethacrylat-Methylacrelat-Copolymer,
Ethylen-Maleinanhydrid-Ethylacrylat-Copolymer,
gepfropftem Copolymer von Ethylen-Glycidylmethacrylat-Copolymer
und Acrylnitril-Styrol-Copolymer und Ethylen-Glycidyl-Methacrylat-Ethylenethylacrylat-Copolymer
ausgewählt
ist, als das gummiartige elastische Material verwendet wird.
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Die
aus Harz geformte Komponente nach der vorliegenden Erfindung ist
weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass ein Mischverhältnis des
gummiartigen elastischen Materials von 0,5 bis 10 Masseteile zu
100 Masseteile des Basisharzes beträgt, mit Bezug auf die aus Harz
geformte Komponente nach Anspruch 1.
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Die
aus Harz geformte Komponente nach der vorliegenden Erfindung ist
weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass Polyphtalamid oder Polyphenylensulfid
als das Basisharz verwendet wird, mit Bezug auf die aus Harz geformte
Komponente nach Anspruch 1.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Beispiel für
die Form der aus Harz geformten Komponente gemäß der vorliegenden Erfindung,
und (a) zeigt eine Querschnittsansicht eines Beispiels, dessen schaltungsbildende
Oberfläche
eine Ebene ist, und (b) zeigt eine Querschnittsansicht eines Beispiels,
dessen schaltungsbildende Oberfläche
eine dreidimensionale Gestalt hat.
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2 zeigt
ein Beispiel für
eine Flip-Chip-Befestigung
auf der aus Harz geformten Komponente gemäß der vorliegenden Erfindung,
die als eine Chip-Befestigungsplatte verwendet wird, und (a) ist
eine Draufsicht, welche zeigt, dass eine Schaltung vor der Befestigung
gebildet wird, (b) ist eine Draufsicht, die zeigt, dass ein Chip
flip-chip-befestigt
wird, und (c) ist eine Vorderansicht, die zeigt, dass das Chip flip-chip-befestigt ist.
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3 zeigt
ein Beispiel für
die Drahtverbindungsbefestigung auf der aus Harz geformten Komponente gemäß der vorliegenden
Erfindung, die als Chip-Befestigungsplatte verwendet wird, und (a)
ist eine Draufsicht, welche zeigt, dass das Chip drahtverbunden
wird, und (b) ist eine Vorderansicht, welche zeigt, dass das Chip drahtverbunden
ist.
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4 zeigt
ein Beispiel, welches zeigt, dass ein aus anorganischem Einkristallmaterial
gebildetes Chip auf der aus Harz geformten Komponente gemäß der vorliegenden
Erfindung be festigt ist, und (a) ist eine Draufsicht, welche zeigt,
dass das Chip drahtverbunden ist, und (b) ist eine Vorderansicht,
welche zeigt, dass das Chip drahtverbunden ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden im Einzelnen wie folgt beschrieben.
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Die
aus Harz geformte Komponente gemäß der vorliegenden
Erfindung wird erzeugt durch Bilden einer Harzzusammensetzung, die
ein gummiartiges elastisches Material und das Basisharz, das ein
thermoplastisches Harz oder ein wärmeaushärtendes Harz aufweist, im Verbund
enthält.
Das thermoplastische Harz oder das wärmeaushärtende Harz, das als das Basisharz
verwendet wird, ist nicht besonders beschränkt, aber das thermoplastische
Harz oder das wärmeaushärtende Harz,
das zumindest eine von Amidverbindungen, der Sulfidgruppe oder der
Zyangruppe enthält,
ist besonders bevorzugt, und auch das thermoplastische Harz oder das
wärmeaushärtende Harz,
das zumindest eine der Sulfongruppe, Ketongruppe, Imidgruppe, Epoxidgruppe oder
Mercaptangruppe enthält,
ist bevorzugt. Beispiele für
das thermoplastische Harz oder das wärmeaushärtende Harz enthaltend Amidverbindungen
enthalten 6-Nylon (PA6), 6-6-Nylon (PA66), PA-MXD-6, aromatische Polyamide
(Polyphtalamid: PA6T, PA9T) und dergleichen, Beispiele für solche
enthalten die Sulfidgruppe enthaltend Polyphenylensulfidharz (PPS)
und dergleichen, und Beispiele für
solche, die Zyangruppe enthalten, enthalten Polyäthernitril (PEN), ABS und dergleichen.
Auch enthalten Beispiele für
solche, die die Sulfongruppe enthalten, Polysulfon (PSF), Polyäthersulfon
(PES) und dergleichen, Beispiele für solche, die die Ketongruppe
enthalten, enthalten Polyketon (PK), Polyetheretherketon (PEEK)
und dergleichen, und Beispiele für solche,
die die Imidgruppe enthalten, enthalten Polyätherimid (PEI), Polyimid (PI)
und dergleichen. Beispiele für
wärmeaushärtendes
Harz enthalten Epoxidharz, ungesättigtes
Polyesterharz, Vinylesterharz, Polyimidharz, Phenolharz, Harnstoffharz
und dergleichen. Von diesen ist es unter dem Gesichtspunkt ihrer
ursprünglichen
Metallschichtadhäsion
und verbesserten Metallschichtadhäsionswirkungen durch ein gummiartiges
elastisches Material, die später
diskutiert werden, und weiterhin der Wärmebeständigkeit, der mechanischen
Eigenschaften und der chemischen Widerstandsfähigkeit besonders bevorzugt,
Polyphtalamid oder Polyphenylensulfid zu verwenden. Weiterhin ist
das Polyphenylensulfid (PPS) ein thermoplastisches Harz mit der Phenylgruppe
als Wiederholungseinheit, und es ist allgemein bekannt als das Harz
mit ausgezeichneter Wärmewiderstandsfähigkeit,
Starrheit und dergleichen. Und das PPS-Harz wird allgemein klassifiziert
in einem Brückentyp,
einem Semibrückentyp
(Seminormalkettentyp), einem Normalkettentyp, und das PPS-Harz vom Normalkettentyp
wird vorzugsweise bei der vorliegenden Erfindung verwendet, da es
eine hervorragende Adhäsion
zu Metall sowie eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit hat.
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Bei
der vorbeschriebenen aus Harz geformten Komponente werden als ein
gummiartiges elastisches Material, Gummi, thermoplastisches Elastomer
und dergleichen mit niedrigerem Elastizitätsmodul als dem des Basisharzes
verwendet, und weiterhin kann ein reformierendes Mittel zum Verbessern
der Stoßwiderstandsfähigkeit,
der Fluidität,
der Gleitbarkeit und der Kompatibilität von Polymerlegierung verwendet
werden. Dar reformierende Mittel ist vorzugsweise ein reaktives.
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Beispiele
für derartiges
gummiartiges elastisches Material enthalten solche reformierenden
Mittel wie Polyäthylen
geringer Dichte, Polypropylen, Ethylen-Glycidylmethacrylat-Copolymer (EGMA),
Ethylen-Glycidylmethacrylat-Vinylazetat-Copolymer,
Ethylen-Glycidylmethacrylat-Methacrylat-Copolymer,
Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer
(EEA), Ethylen-Vinylacetat-Copolymer
(EVA), Ethylen-Maledinanhydrid-Ethylacrylat-Copolymer (E/MAH/EA),
Ethylen-Glycidylmethacrylat-Ethylenehylacrylat-Copolymer (E/GMA/EEA),
Styrol, Styrol-Acrylnitril, Methyl-Methacrylat (MMA), Silikon, Vinylacrylat
(VA), Methylacrylat (MA), und ein gepfropftes Copolymer oder ein
Blockcopolymer zwischen irgendeinem dieser Copolymere und Polystyrol,
oder Polymethyl-Methacrylat, oder Acrylnitril-Styrol-Copolymer (AS) und
dergleichen. Zusätzlich
wird teilchenförmiges elastisches
Material vom Therm-Schale-Typ
wie Siloxan enthaltend Kern-Schale-Gummi enthaltend natürlichen
Gummi, Polybutadien, Polyisopren, Polyisobutyren, Neopren, Polysulfidgummi,
Thiocolgummi, Acrylgummi, Urethangummi, Silikongummi, Epichlorhydringummi,
Styrol-Butadien-Blockcopolymer (SBR), hydriertes Styrol-Butadien-Blockcopolymer
(SEB), Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer (SBS), hydriertes Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer
(SEBS), Styrol-Isopren-Blockcopolymer (SIR), hydriertes Styrol-Isopren-Blockcopolymer
(SEP, Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer (SIS), hydriertes Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer
(SEPS), Ethylenpropylengummi (EPR), Ethylenpropylendiengummi (EPDM),
Butadien-Acrylnitryl-Styrol-Kern-Schale-Gummi (ABS), Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Kern-Schale-Gummi (MBS),
Methylmethacrylat-Butylacrylat-Styrol-Kern-Schale-Gummi (MAS), Octylacrylat-Butadien-Styrol-Kern-Schale-Gummi
(MABS), Alkylacrylat-Butadien-Acrylnitryl-Styrol-Kern-Schale-Gummi
(AABS), Buta dien-Styrol-Kern-Schale-Gummi (SBR), Methylmethacrylat-Butylacrylat-Siloxan,
oder solche, die mit Maleinanhydrit oder Glycidylmethacrylat, Epoxid
und dergleichen modifiziert sind, vorgeschlagen.
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In
der aus Harz geformten Komponente ist es besonders bevorzugt, zumindest
eine Art von Copolymer zu verwenden, die ausgewählt ist aus Ethylin-Glycidylmethacrylat-Methylacrylat-Copolymer,
Ethylen-Maleinanhydrit-Ethylacrylat-Copolymer, einem gepfropften
Copolymer aus Ethylen-Glycidylmethacrylat-Copolymer und Acrylnitryl-Styrol-Copolymer,
und Ethylen-Glycidylmethacrylat-Ethylenethylacrylat-Copolymer,
wie vorstehend beschrieben ist. Da diese Copolymere reaktive Funktionsgruppen
haben, werden sie leicht durch Plasmabehandlung aktiviert, wie später diskutiert
wird, und die Adhäsion
einer Metallschicht an der aus Harz geformten Komponente kann weiter
verbessert werden.
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Ein
Mischverhältnis
von gummiartigem elastischem Material zu dem Basisharz variiert
in Abhängigkeit von
der Art des Basisharzes, der Art des gummiartigen elastischen Materials
und dergleichen, aber es beträgt bevorzugt
von 0,5 bis 10 Masseteilen zu 100 Masseteilen des Basisharzes, und
noch bevorzugter von 1 bis 5 Masseteilen. Wenn das Mischverhältnis des
gummiartigen elastischen Materials weniger als 0,5 Masseteile beträgt, können die
Wirkungen der Verbesserung der Adhäsion des Metalls an der Oberfläche der
aus Harz geformten Komponente nicht ausreichend erhalten werden,
und umgekehrt kann, wenn es 10 Masseteile übersteigt, der Koeffizient
der linearen Ausdehnung der aus Harz geformten Komponente zunehmen
und gleichzeitig die Wärmewiderstandsfähigkeit
abnehmen.
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Da
die aus Harz geformte Komponente nach der vorliegenden Erfindung
ein gummiartiges elastisches Material mit hoher Energieabsorption
enthält,
nimmt die Flexibilität
der aus Harz geformten Komponente stärker zu als die der nur aus
dem Basisharz geformten Komponente, wodurch sich eine Verbesserung
der Energieabsorption ergibt. Hierdurch kann, selbst wenn eine die
Metallschicht abblätternde äußere Kraft
wie Plattierungsbeanspruchung oder thermische Beanspruchung, die
durch einen Unterschied des linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen
der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente und der auf der Oberfläche vorgesehenen
Metallschicht bewirkt wird, ausgeübt wird, die Beanspruchung
durch die externe Kraft gemildert, und daher kann die Adhäsion der
Metallschicht an der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente verbessert werden. Insbesondere
kann, wenn das gummiartige elastische Material mit großen reformierenden Wirkungen
durch Plasmabehandlung verwendet wird, die Adhäsion der Metallschicht an der
aus Harz geformten Komponente weiter verbessert werden. Zusätzlich wird,
da die Energieabsorption der aus Harz geformten Komponente dadurch
erhöht
wird, dass sie das gummiartige elastische Material enthält, die
Stoßfestigkeit
der aus Harz geformten Komponente verbessert und ein Abplatzen und
Reißen
der aus Harz geformten Komponente kann verhindert werden, und gleichzeitig
können
ein Abplatzen und Reißen
der aus Harz geformten Komponente und ein Abschälen von Formengrad herabgesetzt
werden. Folglich können,
wenn die aus Harz geformte Komponente beispielsweise für eine gedruckte
Schaltungsplatte angewendet wird, die Erzeugung und Verunreinigung
von Fremdstoffen in der gedruckten Schaltungsplatte, die durch diese
bewirkt wird, eliminiert werden und die Anschlussverbindbarkeit
und dergleichen kann stabilisiert werden.
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Es
ist möglich,
die aus Harz geformte Komponente durch Mischen des gummiarten elastischen
Materials mit dem Basisharz herzustellen, und es ist auch bevorzugt,
die pulvrigen, kugelförmigen,
faserigen, plattenförmigen
oder anderen anorganischen Füllstoffe
mit der Harzzusammensetzung zu mischen.
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Als
ein amorpher pulvriger anorganischer Füllstoff können Zinkoxid, Magnesiumoxid,
Eisenoxid, Titanoxid, Aluminiumborat, Aluminiumoxid, Silika, Kalziumkarbonat,
Kalziumsilikat, Talg, Mika, Kaolin, Graphitpulver, Russ, Glaspulver
und dergleichen verwendet werden. Als ein kugelförmiger anorganischer Füllstoff
können
kugelförmiges
Silika, Glasperlen, Glasballons, kugelförmiges Aluminiumoxid, kugelförmiges Aluminiumsilikat
und dergleichen verwendet werden. Weiterhin können als ein faseriger anorganischer
Füllstoff
Glasfasern, Kohlenstofffasern, Fasern aus Siliziumkarbid, Siliziumnitrit,
Zinkoxid, Aluminiumoxid, Kalziumtitanat, Kaliumtitanat, Bariumtitanat,
Aluminumborat, Aluminiumsilikat, Kalziumsilikat, Magnesiumborat,
Kalziumkarbonat, Magnesiumoxisulfat und dergleichen sowie Wollastonit
und dergleichen verwendet werden. Als plattenförmige anorganische Füllstoffe
können
Talg, Mika, Glasflocken, Monmorillonit, Smektit und dergleichen
verwendet werden.
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Für die vorgenannten
anorganischen Füllstoffe
werden bevorzugt ein faseriger anorganischer Füllstoff von 0,5 bis 5 μm Durchmesser
und 10 bis 50 μm
Länge oder
ein plattenförmiger
anorganischer Füllstoff
oder beide, oder ein kugelförmiger
anorganischer Füllstoff
verwendet.
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Von
den faserigen anorganischen Füllstoffen
kann die Verwendung eines faserigen anorganischen Füllstoffs
mit insbesondere 0,5 bis 5 μm
Durchmesser und 10 bis 50 μm
Länge als
der anorganische Füllstoff die
durch die Orientierung des Füllstoffs
sowohl in der Fließrichtung
der Harzzusammensetzung und in ihrer Querrichtung bewirkte Anisotropie
entspannen, wenn die Harzzusammensetzung durch Spritzgießen und
dergleichen geformt ist, verglichen mit dem Fall der Verwendung
eines faserigen Füllstoffs
mit einer vergleichsweise großen
Faserlänge
wie Glasfaser, und kann weiterhin den Unterschied zwischen dem Koeffizienten
der linearen Ausdehnung oder das Formungsschrumpfverhältnis in
der Fließrichtung
der Harzzusammensetzung der aus Harz geformten Komponente und in
ihrer Querrichtung verringern. Folglich ist es möglich, die Formungsverwerfung,
die sich aus der Anisotropie des Formungsschrumpfverhältnisses
ergibt, und die Verformung während
der Erwärmung
(thermische Verformung), die sich aus der Anisotropie des linearen
Ausdehnungskoeffizienten ergibt, und insbesondere die Verwerfungsverformung
in der aus der Ebene-Richtung (aus der Ebene-Verformung) herabzusetzen.
Daher kann die Verwendung des faserigen anorganischen Füllstoffs eine
ausgezeichnete Flachheit zu der Zeit der Formung (anfängliche
Flachheit) liefern, um die Änderung
der Flachheit zu der Zeit der Erwärmung zu verringern. Wenn beispielsweise
eine Flip-Chip-Befestigung durchgeführt wird, beeinträchtigt die
Formungsverwerfung die Flachheit, und es wird schwierig, die Anschlussverbindbarkeit
zu der Zeit der Befestigung (anfängliche
Verbindbarkeit) sicherzustellen, und die thermische Verformung bewirkt
die Verschlechterung nicht nur der anfänglichen Verbindbarkeit, sondern
auch die Anschlussverbindungszuverlässigkeit. Folglich ist es möglich, die
Anschlussverbindbarkeit zu verbessern und zu stabilisieren durch
Verwendung eines faserigen anorganischen Füllstoffs von 0,5 bis 5 μm Durchmesser
und 10 bis 50 μm
Länge.
Weiterhin kann eine große
Beanspruchung, die an der Schnittfläche zwischen der aus Harz geformten
Komponente und der auf der Oberfläche gebildeten Metallschicht
in Abhängigkeit
von der thermisch verformten, aus Harz geformten Komponente bewirkt
wird, eliminiert werden, wodurch verhindert wird, dass die Adhäsion der
durch diese Metallschicht gebildeten Schaltung verschlechtert wird,
um nicht die leitende Zuverlässigkeit
der Schaltung herabzusetzen.
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Durch
die Verwendung des plattenförmigen
anorganischen Füllstoffs
als anorganischer Füllstoff
wird die Anisotropie von physikalischen Eigenschaften, die durch
den Füllstoff
bewirkt wird, der in der Fließrichtung der
Harzzusammensetzung und ihrer Querrichtung orientiert ist, wenn
die Harzzusammensetzung durch Spritzgießen und dergleichen geformt
wird, weiter herabgesetzt im Vergleich zu dem Fall der Verwendung
des vorbeschriebenen faserigen anorganischen Füllstoffs, und der Unterschied
zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizienten und dem Formungsschrumpfverhältnis in
der Fließrichtung
der Harzzusammensetzung der aus Harz geformten Komponente und in
ihrer Querrichtung wird weiter herabgesetzt. Weiterhin kann der
Absolutwert des linearen Ausdehnungskoeffizienten reduziert werden.
Folglich ist es möglich,
die Erzeugung von Formungsverwerfungen, die sich aus der Anisotropie
des Formungsschrumpfverhältnisses
ergeben, oder die Verformung zu der Zeit der Erwärmung (thermische Verformung),
die sich aus der Anisotropie des linearen Ausdehnungskoeffizienten
ergibt, zu verringern, d.h., die Erzeugung der Verwerfungsverformung
in der aus der Ebene-Richtung (aus der Ebene-Verformung) und die Verformung in der
ebenen Richtung (Verformung in der Ebene). Folglich erzielt die
Verwendung des plattenförmigen
anorganischen Füllstoffs
die außergewöhnliche
Flachheit zu der Zeit des Formens (anfängliche Flachheit), und es
kann nicht nur die Änderung
der Flachheit durch Erwärmung
herabgesetzt werden, sondern auch die thermische Verformungsrate
in der Richtung in der Ebene kann reduziert werden. Beispielsweise
ist es in dem Fall der Flip-Chip-Befestigung
schwierig, die Anschlussverbindbarkeit zu der Zeit der Befestigung
(anfängliche
Verbindbarkeit) sicherzustellen, da die Formungsverwerfung die Flachheit
beeinträchtigt,
und die thermische Verformung bewirkt die Verschlechterung nicht
nur der anfängliche
Verbindbarkeit, sondern auch die Anschlussverbindungszuverlässigkeit.
Folglich kann, verglichen mit dem Fall, in welchem der vorbeschriebene
faserige Füllstoff
verwendet wird, die Verwendung des plattenförmigen anorganischen Füllstoffs
weiterhin die Anschlussverbindbarkeit verbessern und stabilisieren.
Weiterhin kann eine große
Beanspruchung in der Zwischenfläche
zwischen der aus Harz geformten Komponente und der auf der Oberfläche gebildeten
Metallschicht in Abhängigkeit
von der thermisch verformten, aus Harz geformten Komponente eliminiert
werden, wodurch verhindert wird, dass die Adhäsion der von dieser Metallschicht
gebildeten Schaltung verschlechtert wird, um nicht die leitende
Zuverlässigkeit
der Schaltung zu reduzieren.
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Bei
der vorliegenden Erfindung zeigt der plattenförmige anorganische Füllstoff
einen Füllstoff
an, dessen durchschnittliche Länge
1 bis 80 μm
und bevorzugt von 1 bis 50 μm
beträgt,
und dessen durchschnittliches Aspektverhältnis (Länge/Dicke) von 2 bis 60 und
vorzugsweise von 10 bis 40 beträgt.
Wenn die durchschnittliche Länge
weniger als 1 μm
beträgt
wird, da die Verstärkungswirkungen
und die Verformungswiderstandsfähigkeit,
die durch die Hinzufügung
des plattenförmigen
anorganischen Füllstoffs
erzielt werden, klein sind, die Abmessungsänderung aufgrund der Wärme groß, während die
durchschnittliche Länge
mehr als 80 μm
wird, da die Grobdichtebedingung erzeugt wird, und die Adhäsionsverteilung
tritt mikroskopisch auf. Wenn das durchschnittliche Aspektverhältnis weniger
als 2 beträgt,
wird die Rohdichtebedingung erzeugt, und die Adhäsionsverteilung tritt mikroskopisch
auf, und zusätzlich
wird, da die Verstärkungswirkungen
und die Verformungswiderstandsfähigkeit
durch Hinzufügen
des plattenförmigen
anorganischen Füllstoffs
klein sind, die Abmessungsänderung
durch Wärme
groß,
und wenn das durchschnittliche Aspektverhältnis größer als 60 wird, nimmt die
Verformungswiderstandsfähigkeit
ab und die Dimensionsänderung
durch Wärme
wird groß,
da die Starrheit des anorganischen Füllstoffs abnimmt und die sich
ergebenden Verstärkungswirkungen
kleiner werden.
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Weiterhin
nimmt durch die kombinierte Verwendung des faserigen anorganischen
Füllstoff
von 0,5 bis 5 μm
Durchmesser und 10 bis 50 μm
Länge und
des plattenförmigen
anorganischen Füllstoffs
als ein anorganischer Füllstoff
die durch Orientierung des Füllstoffs
in der Fließrichtung
der Harzzusammensetzung und in der Querrichtung und in der Richtung
senkrecht zu diesen (Dickenrichtung) weiter ab, wenn die Harzzusammensetzung
durch Spritzgießen
und dergleichen geformt wird, verglichen mit dem Fall der individuellen
Verwendung des faserigen anorganischen Füllstoffs und des plattenförmigen anorganischen
Füllstoffs,
und die Differenz zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizienten
und dem Formungsschrumpfverhältnis
in der Fließrichtung
und in deren Querrichtung sowie in der Dickenrichtung nimmt weiter
ab. Weiterhin kann sie kleiner gemacht werden als der absolute Wert
des linearen Ausdehnungskoeffizienten. Folglich können die
Formungsverwerfung, die sich aus der Anisotropie des Formungsschrumpfverhältnisses
ergibt, und die Verformung während
der Erwärmung
(thermische Verformung), die sich aus der Anisotropie des linearen
Ausdehnungskoeffizienten ergibt, d.h., die Erzeugung der Verwerfungsverformung
in der aus der Ebene-Richtung (aus der Ebene-Verformung) und die
Verformung in der Ebenenrichtung (Verformung in der Ebene), weiter
reduziert werden. Daher erzielt, da das Formungsschrumpfverhältnis und
der lineare Ausdehnungskoeffizient klein gehalten werden können ungeachtet
der Fließrichtung
der Harzzusammensetzung, und auch die Anisotropie auf einen kleinen
Pegel herabgedrückt
werden kann, wenn ein faseriger anorganischer Füllstoff von 0,5 bis 5 μm Durchmesser
und 10 bis 50 μm
Länge und
ein plattenförmiger
anorganischer Füllstoff
zusammen verwendet werden, die aus Harz geformte Komponente eine
außergewöhnliche
Flachheit zu der Zeit des Formens (anfängliche Flachheit) in allen
Oberflächen,
und auch die Änderung
der Flachheit, die durch Erwärmung
bewirkt wird, kann klein gehalten werden, und die thermische Verformungsrate
in der Ebenenrichtung kann reduziert werden, und ergibt eine ausgezeichnete
Anwendbarkeit auf eine komplizierte dreidimensionale Figur. Zusätzlich hat
die aus Harz geformte Komponente nicht nur Wirkungen auf die Flip-Chip-Befestigung, sondern
erzielt auch eine außergewöhnliche
Befestigung eines Chips, das aus einem anorganischen einkristallinen
Material besteht, wie eine LED und dergleichen. Weiterhin wird nicht
länger
eine große
Beanspruchung in der Grenzfläche
zwischen der aus Harz geformten Komponente und der auf der Oberfläche gebildeten
Metallschicht erzeugt, abhängig
von der thermischen Verformung der aus Harz geformten Komponente,
und es kann verhindert werden, dass die Adhäsionsfestigkeit der durch diese
Metallschicht gebildeten Schaltung herabgesetzt wird, und hierdurch
kann verhindert werden, dass die Leitungszuverlässigkeit der Schaltung verringert
wird.
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Die
Verwendung des kugelförmigen
anorganischen Füllstoffs
als anorganischer Füllstoff
kann die Orientierung des Füllstoffs
in der Fließrichtung
der Harzzusammensetzung eliminieren, wenn die Harzzusammensetzung
durch Spritzgießen
und dergleichen geformt wird. Folglich wird die aus Harz geformte
Komponente frei von einer Anisotropie, die durch die Orientierung
des Füllstoffs
bewirkt wird, und der lineare Ausdehnungskoeffizient und das Formungsschrumpfverhältnis in
der Fließrichtung
der Harzzusammensetzung, in ihrer Querrichtung und in der Richtung
senkrecht zu diesen (Dickenrichtung) können nahezu ausgeglichen werden. Aus
diesem Grund kann verhindert werden, dass die Formungsverwerfung,
die sich aus der Anisotropie des Formungsschrumpfverhältnisses
ergibt, und die Verformung zu der Zeit der Erwärmung (thermische Verformung),
die sich aus der Anisotropie, des linearen Ausdehnungskoeffizienten
ergibt, erzeugt werden. Daher kann die Anschlussverbindbarkeit bei
der Flip-Chip-Befestigung
verbessert und stabilisiert werden. Zusätzlich wird, da nur die kugelförmige Oberfläche des
kugelförmigen
Füllstoffs
auf der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente freigelegt ist, eine hohe Oberflächenglätte erhalten.
Hierdurch können,
wenn eine Schaltung auf der Oberfläche der aus Harz geformten
Komponente gebildet wird, die feinen Linien genau und leicht auf der
Schaltung gebildet werden, und eine Schaltung mit einem genauen
und feinen Leiter von beispielsweise 0,03 mm in der Schaltungsmus terbreite
(Leiterbreite) mit 0,03 mm in der Breite zwischen Schaltungsmustern (Abstandsbreite)
kann gebildet werden. Weiterhin wird eine große Beanspruchung an der Grenzfläche zwischen
der aus Harz geformten Komponente und der auf der Oberfläche gebildeten
Metallschicht, abhängig
von der thermischen Verformung der aus Harz geformten Komponente,
nicht länger
erzeugt, und es kann verhindert werden, dass die Adhäsionsfestigkeit
der durch diese Metallschicht gebildeten Schaltung herabgesetzt wird,
und hierdurch kann verhindert werden, dass die Leitungszuverlässigkeit
der Schaltung verringert wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung zeigt der kugelförmige anorganische Füllstoff
einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,1 bis 20 μm. Wenn der
durchschnittliche Durchmesser weniger als 0,1 μm beträgt, besteht die Tendenz, dass
sich Koagulationsklumpen auf der Oberfläche bilden aufgrund fehlerhafter
Dispersion, wenn die Harzzusammensetzung unter Verwendung einer
Extrusionsmaschine pelletisiert wird, bevor die aus Harz geformte
Komponente gebildet wird, und es wird schwierig, sie zu formen,
oder die geformte Komponente wird spröde, so dass sie nicht in der
Lage ist, für
gedruckte Schaltungsplatten verwendet zu werden. Wenn der durchschnittliche
Durchmesser mehr als 20 μm
wird, übersteigt
der Füllstoff
die Grenzmischmenge bei einem niedrigen Pegel der Mischrate für den anorganischen
Füllstoff,
und es wird schwierig, den Füllstoff
erfolgreich in der aus Harz geformten Komponente zu verteilen, insbesondere
in der Oberflächenschicht,
und daher besteht die Tendenz, dass es schwierig wird, die Festigkeit
der aus Harz geformten Komponente zu verbessern, um das Formungsschrumpfverhältnis und
den linearen Ausdehnungskoeffizienten herabzusetzen und gleichzeitig
die Anisotropie auf einen kleinen Pegel herabzudrücken.
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Durch
Mischen des anorganischen Füllstoffs
kann die Dimensionsstabilität
der aus Harz geformten Komponente verbessert werden und die Erzeugung
der thermischen Verformung und dergleichen kann unterdrückt werden,
und zusätzlich
ist es möglich,
da der lineare Ausdehnungskoeffizient der aus Harz geformten Komponente
herabgesetzt werden kann, die Erzeugung von Beanspruchungen an der
Grenzfläche
zwischen der aus Harz geformten Komponente und der auf die Oberfläche aufgebrachten
Metallschicht zu der Zeit der Erwärmung herabzusetzen, und somit
kann verhindert werden, dass die Adhäsion der Metallschicht an der
aus Harz geformten Komponenten abnimmt. Die Mischmenge des anorganischen
Füllstoffs
beträgt
vorzugsweise von 40 bis 75% der Masse der Gesamtmenge der Harzzusammensetzung,
aber da die Mischmenge von der Viskosität des Basisharzes zu der Zeit
des Knetens der Harzzusammensetzung abhängt und die Mischrate des anorganischen
Füllstoffs
für ein
Harz mit geringerer Viskosität
erhöht
werden kann, kann die Mischmenge geeignet entsprechend der Art des
Grundharzes gesetzt werden. Genauer gesagt, in dem Fall von PPS,
dessen Viskosität
zu der Zeit der Verarbeitung vergleichsweise niedrig ist, ist der
Bereich von 60 bis 70% der Masse der Gesamtmenge der Harzzusammensetzung
besonders bevorzugt, und in dem Fall von PPA ist der Bereich von
40 bis 65% der Masse besonders bevorzugt. Wenn die Mischmenge des
anorganischen Füllstoffs
weniger als 40% der Masse beträgt,
können
die Wirkungen der Erhöhung
der Dimensionsstabilität
der aus Harz geformten Komponente nicht ausreichend erhalten werden,
und umgekehrt wird, wenn die Mischmenge des anorganischen Füllstoffs
75% der Masse überschreitet,
die Adhäsion
der Metallschicht an der aus Harz geformten Komponen te verschlechtert
und es ist wahrscheinlich, dass ein Abblättern auftritt. Folglich kann
durch Aufrechterhalten der Mischmenge des anorganischen Füllstoffs
innerhalb dieses Bereichs die Dimensionsstabilität der Harz geformten Komponente
verbessert werden, während
die Adhäsion
der Metallschicht an den aus Harz geformten Komponenten sichergestellt
ist. Zusätzlich
ist, wenn zwei oder mehr Arten von anorganischen Füllstoffen
verwendet werden, das Mischverhältnis
nicht besonders begrenzt.
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Bei
der vorliegenden Erfindung können,
wenn das Basisharz der Harzzusammensetzung ein kristallines thermoplastisches
Harz ist, pulverige, faserige, plattenförmige, kugelförmige und
andere feine Füllstoffe
in Spuren in einem solchen Bereich gemischt werden, der die Wirkung
der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt.
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Zusätzlich können bei
der vorliegenden Erfindung Additive wie Weichmacher, Antistatikmittel,
Stabilisierer, Färbungsmittel
wie Pigmente und dergleichen, Glättungsmittel
und Flammenhemmer in Spuren in einem solchen Bereich zugemischt
werden, bei dem die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird.
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Durch
Hinzufügen
des gummiartigen elastischen Materials und des anorganischen Füllstoffs,
gegebenenfalls zu dem Basisharz, und Mischen und Kneten dieser Materialien
kann die Harzzusammensetzung hergestellt werden und durch Formen
der Zusammensetzung durch Spritzgießen und dergleichen unter Verwendung
von Formen, nachdem die Harzzusammensetzung durch Extruder und dergleichen
in Pellets geformt wurde, kann die vorgenannte, aus Harz geformte
Komponente erhal ten werden.
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Die
aus Harz geformte Komponente gemäß der vorliegenden
Erfindung ergibt insbesondere die ausgezeichnete Adhäsion der
Schaltung, wenn die schaltungsbildende Oberfläche eine dreidimensionale Gestalt hat.
Insbesondere ist sie, da die Erzeugung von Verformungen reduziert
ist, wenn ein faseriger anorganischer Füllstoff mit 0,5 bis 5 μm Durchmesser
und 10 bis 50 μm
Länge,
ein plattenförmiger
anorganischer Füllstoff und
ein kugelförmiger
anorganischer Füllstoff
als der organische Füllstoff
verwendet werden, geeignet für
eine Flip-Chip-Befestigung, eine Drahtverbindungsbefestigung und
ein Befestigungschip aus einem einkristallinen anorganischen Material.
Insbesondere ergibt, da das Formungsschrumpfverhältnis und seine Anisotropie
klein gehalten werden können,
wenn der faserige anorganische Füllstoff
und der plattenförmige
anorganische Füllstoff
als der organische Füllstoff
verwendet werden, die aus Harz geformte Komponente nicht nur eine
außergewöhnliche
Gestaltgenauigkeit in Bezug auf Verwerfungen und dergleichen nach
dem Formen, sondern auch die durch Erwärmen bewirkte thermische Verformung
kann unterdrückt
werden, da der lineare Ausdehnungskoeffizient und seine Anisotropie
klein gehalten werden können,
wodurch sie für
eine Flip-Chip-Befestigung geeignet ist. Die aus Harz geformte Komponente
ist besonders geeignet für
die Befestigung eines Chips aus einem anorganischen Einkristallmaterial,
bei dem die kleine lineare Ausdehnung wesentlich ist. Zusätzlich ist, wenn
der kugelförmige
anorganische Füllstoff
als der organische Füllstoff
verwendet wird, die Oberfläche
glatt und geeignet für
eine Drahtverbindung. Die Beispiele sind wie folgt gezeigt.
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In 1(a) ist eine aus Harz geformte Komponente
A mit der obigen Konfiguration in eine flache Platte geformt, und
auf der Oberfläche
ist eine Metallschicht 1 vorgesehen, um eine Schaltung 3 zu
bilden. Zusätzlich kann
in 1(b), indem eine schaltungsbildende
Oberfläche 2 auf
der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente A mit der obigen Konfiguration
in eine dreidimensionale Gestalt geformt wird und die Metallschicht 1 entlang
der schaltungsbildenden Oberfläche 2 vorgesehen
ist, die aus der Metallschicht 1 gebildete Schaltung 3 als
eine dreidimensional angeordnete MID verwendet werden. Wenn eine
Anisotropie in dem linearen Ausdehnungskoeffizienten oder dem Formungsschrumpfverhältnis der
aus Harz geformten Komponente besteht, ist wahrscheinlich, dass
eine große
Verformung auf der in der dreidimensionalen Gestalt gebildeten schaltungsbildenden
Oberfläche 2 erzeugt
wird, aber da nur eine kleine Anisotropie in der aus Harz geformten
Komponente A besteht, ist die Verformung der schaltungsbildenden
Oberfläche 2 klein,
und damit ist es möglich,
zu verhindern, dass die Adhäsion
der Metallschicht 1 (Schaltung 3) die auf der
schaltungsbildenden Oberfläche 2 angeordnet
ist, verschlechtert wird, und eine hohe Adhäsion ist sichergestellt.
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2 zeigt
ein Beispiel für
die Flip-Chip-Befestigung,
bei der die aus Harz geformte Komponente A als eine Schaltungsplatte
verwendet werden kann, an der ein Chip 4 wie ein Halbleiterchip
und dergleichen befestigt wird. Auf der schaltungsbildenden Oberfläche 2 der
aus Harz geformten Komponente A ist ein Anschlusssteg 5 durch
die Schaltung 3 wie in 2(a) gezeigt
gebildet, und für
die Elektrode eines Chips 4 wird ein Anschluss 6 wie
ein Goldanschluss, Lötanschluss
und dergleichen gebildet. Durch Verbinden des Anschlusses 6 mit
dem Anschlusssteg 5 und Füllen eines Abdichtharzes 7 wie
Epoxidharz und dergleichen zwischen das Chip 4 und die
aus Harz geformte Komponente A wird das Chip 4 an der aus
Harz geformten Komponente A Flip-Chip-befestigt, wie in den 2(b), (c) gezeigt ist.
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Nun
wird, da die aus Harz geformte Komponente A eine geringe Anisotropie
des linearen Ausdehnungskoeffizienten oder des Formungsschrumpfverhältnisses
hat, keine Verformung auf der Oberfläche erzeugt, während die
Formungsschrumpfung stattfindet, und somit wird die außergewöhnliche
Flachheit der Oberfläche
erzielt, und gleichzeitig kann die thermische Verformung unterdrückt werden,
selbst wenn Wärme zu
der Zeit der Befestigung wirksam ist, und somit kann die Verschlechterung
der Oberflächenflachheit
auf dem Minimum gehalten werden. Folglich kann, wenn das Chip 4 an
der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente A Flip-Chip-befestigt wird, wie
vorstehend gezeigt ist, die Anschlussverbindung stabil durchgeführt werden,
und nicht nur eine hohe anfängliche
Verbindungsqualität,
sondern auch eine hohe Langzeitzuverlässigkeit kann erhalten werden,
was dazu führt,
dass der Verbindungswiderstandswert nicht zunimmt. Zusätzlich wird,
da die aus Harz geformte Komponente A eine kleine thermische Verformung
vorsieht, dass auf der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente A befestigte Chip 4 nicht
verformt, wenn sich die aus Harz geformte Komponente A verformt,
und es verhindert werden, dass die Erzeugung von Rauschen von dem
Chip 4 auftritt.
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3 zeigt
ein Beispiel für
die Drahtverbindungsbefestigung, bei der die aus Harz geformte Komponente
A als eine Schaltungsplatte verwendet wird, um das Chip 4 wie
ein Halbleiterchip und dergleichen zu befestigen. Auf der schaltungsbildenden
Oberfläche 2 der
aus Harz geformte Komponente A wird eine Anschlussfläche 8 durch
die Schaltung 3 gebildet, und durch Verbinden des Chips 4 mit
der aus Harz geformten Komponente A mit einer Harzpaste 11 und
dergleichen und gleichzeitig durch Drahtverbinden eines Drahtes 10 wie
ein Golddrahtes und dergleichen zwischen einer Elektrode 9 des
Chips 4 und einer Anschlussfläche 8 wird das Chip 4 mit
der aus Harz geformte Komponente A verbunden, wie in den 3(a), (b) gezeigt
ist.
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Da
die aus Harz geformte Komponente A eine ausgezeichnete Oberflächenglätte bietet,
bietet auch die Oberfläche
der Anschlussfläche 8,
die auf der aus Harz geformten Komponente A gebildet ist, eine ausgezeichnete
Glätte,
und eine höhere
Verbindungsfähigkeit
und Verbindungszuverlässigkeit
für den
Draht 10 kann erhalten werden.
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4 zeigt
ein Beispiel für
die Befestigung eines zerbrechlichen Chips 4 wie einer
LED und dergleichen, das aus einem anorganischen Einkristallmaterial
gebildet ist, wie GaAs (Galliumarsenid), ZnSe (Zinkselenid) und
dergleichen, das extrem zerbrechlich ist. Als Befestigungsform können entweder
Flip-Chip-Befestigen
oder Drahtverbinden akzeptierbar sein. In 4 ist das
Chip 4 mit der aus Harz geformten Komponente A durch eine
Harzpaste 11 verbunden, und gleichzeitig wird der Draht 10 wie
ein Golddraht zwischen einer Elektrode 9 des Chips 4 und
der Anschlussfläche 8 der
aus Harz geformten Komponente A drahtverbunden. In einem derartigen
Fall wird, wenn die aus Harz geformte Komponente A thermisch stark
verformt ist, eine Beanspruchung auf das montierte zerbrechliche
Chip 4 ausgeübt,
und das zerbrechliche Chip 4 kann beschädigt werden, aber da die aus
Harz geformte Komponente A eine geringere Anisotropie in dem linearen
Ausdehnungskoeffizienten hat, tritt eine geringe thermische Verformung
auf und es kann verhindert werden, dass eine Beschädigung des
zerbrechlichen Chips 4 eintritt.
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Wenn
die Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente gemäß der vorliegenden Erfindung
mit Metall beschichtet wird, wird zuerst die Oberfläche der
aus Harz geformten Komponente plasmabehandelt, um sie zu aktivieren.
Die Plasmabehandlung kann durch eine Plasmabehandlungsvorrichtung
durchgeführt
werden, die hergestellt wird durch Anordnen eines Paares von Elektroden
einander gegenüber
in einer Kammer, Verbinden der Hochfrequenz-Leistungsquelle mit
einer Elektrode und Erden der anderen Elektrode. Bei der Plasmabehandlung
der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente wird die aus Harz geformte Komponente
auf eine Elektrode zwischen den Elektroden gesetzt, und nach dem
Herabsetzen des Druckes auf etwa 10–4 Pa
durch Evakuieren des Kammerinneren wird N2 als
ein aktives Gas in chemischen Reaktionen eingeführt und zirkuliert, und gleichzeitig
wird der Gasdruck innerhalb der Kammer auf 8 bis 15 Pa gesteuert,
und dann wird eine Hochfrequenzspannung (HF: 13,56 MHz) durch die
Hochfrequenz-Leistungsquelle während etwa
10 bis 100 Sekunden an die Elektroden angelegt. In einem derartigen
Fall wird durch die Gasentladungserscheinung durch Hochfrequenz-Glimmentladung
zwischen Elektroden das aktive Gas in der Kammer erregt, Plasma
wie Kationen, Radikale und dergleichen wird erzeugt und Kationen,
Radikale und dergleichen werden in der Kammer gebildet. Indem diese
Kationen und Radikale mit der Oberfläche der aus Harz geformten
Komponente kollidieren, kann die Oberfläche der aus Harz geformten Komponente
aktiviert werden, und die Adhäsion
der auf der aus Harz geformten Komponente gebildeten Metallschicht
kann erhöht
werden. Insbesondere wird, wenn die Kationen angezogen werden und
mit der aus Harz geformten Komponente kollidieren, eine polare Stickstoffgruppe
oder eine polare Sauerstoffgruppe, die sich leicht mit Metall verbindet,
in die Oberfläche der
aus Harz gebildeten Komponente eingeführt, und die Adhäsion der
Metallschicht kann weiter verbessert werden. Zusätzlich sind die Plasmabehandlungsbedingungen
nicht auf die vorgenannten beschränkt, sondern eine Plasmabehandlung
kann durchgeführt
werden, durch wahlweise Einstellung in einem solchen Bereich, dass
die Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente durch die Plasmabehandlung nicht übermäßig aufgeraut
wird.
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Nachdem
die Plasmabehandlung wie vorstehend beschrieben durchgeführt ist,
wird ein physikalisches Dampfaufbringungsverfahren (PVD-Verfahren),
das aus Sputtern, Vakuumaufdampfen und Ionplating ausgewählt ist,
die Metallschicht auf der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente gebildet. Es wird empfohlen, dass
das Sputtern, die Vakuumaufdampfung oder das Ionplating kontinuierlich
durchgeführt
wird, ohne das Kammerinnere der Atmosphäre nach der vorbeschriebenen
Plasmabehandlung der aus Harz geformten Komponente in der Kammer
ausgesetzt wird. Beispiele für
das Metall, das die Metallschicht bildet, enthalten Kupfer, Nickel,
Gold, Aluminium, Titan, Molybdän,
Chrom, Wolfram, Zinn, Blei, Messing NiCr und andere Einzelsubstanzen
oder Legierungen.
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Hier
kann zum Sputtern beispielsweise das Gleichstrom-Sputtersystem verwendet
werden. Zuerst wird nach dem Anordnen der aus Harz geformten Komponente in
der Kammer das Kammerinnere durch eine Vakuumpumpe evakuiert, bis
der Druck 10–4 Pa
oder niedriger wird, und unter dieser Bedingung wird ein inertes
Gas wie Argon und dergleichen in die Kammer eingeführt, bis
ein Gasdruck von 0,1 Pa erhalten wird. Weiterhin wird durch Anlegen
einer Gleichspannung von 500 V das Kupfertarget bombardiert, um
eine Metallschicht aus Kupfer und dergleichen mit einer Filmdicke
von etwa 300 bis 500 nm auf der Oberfläche der aus Harz geformten
Komponente zu bilden.
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Für eine Vakuumverdampfung
kann beispielsweise das Vakuumverdampfungssystem vom Elektronenstrahlheiztyp
verwendet werden. Zuerst wird nach dem Evakuieren des Kammerinneren
durch eine Vakuumpumpe, bis der Druck 10–3 Pa
oder weniger wird, durch Erzeugen eines 400 bis 800 mA-Elektronenstrahls und
Auftreffen des Elektronenstrahls auf das aufzubringende Material
und Erwärmen
von diesem in einem Tiegel das Material verdampft, um eine Metallschicht
wie aus Kupfer und dergleichen zu bilden, mit einem Film von etwa
300 nm Dicke auf der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente.
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Bei
der Bildung der Metallschicht durch Ionplating wird beispielsweise
das Kammerinnere evakuiert, bis der Druck 10–4 Pa
oder weniger wird, das aufzubringende Material wird unter den vorgenannten
Vakuumverdampfungsbedingungen verdampft, gleichzeitig wird ein inertes
Gas wie Argon und dergleichen zu der Induktionsantenne geführt, die
sich zwischen der aus Harz geformten Komponente und dem Tiegel befindet,
der Gasdruck wird auf 0,05 bis 0,1 Pa gehalten, um Plasma zu erzeugen,
eine Leistung von 500 W wird der Induktionsantenne mit einer Hochfrequenz
von 13,56 MHz zugeführt,
gleichzeitig wird die vorspannende Gleich spannung von 100 bis 500
V angelegt, und hierdurch kann eine Metallschicht wie aus Kupfer
und dergleichen mit einer Filmdicke von etwa 300 bis 500 nm auf
der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente gebildet werden.
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Bei
der Bildung der Metallschicht auf der Oberfläche der aus Harz geformten
Komponente durch das vorbeschriebene physikalische Aufbringungsverfahren
wird die Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente durch Plasmabehandlung chemisch
aktiviert, und die Adhäsion
der Metallschicht an der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente kann verbessert werden. Bei der
Bildung der Metallschicht auf der Oberfläche der aus Harz geformten
Komponente durch das physikalische Aufbringungsverfahren ist es
schwierig, die Adhäsion
in dem Ausmaß zu
erhalten, welches ermöglicht,
dass die Schaltung durch die Metallschicht ohne Plasmabehandlung
gebildet wird, aber durch Aktivieren der Oberfläche durch Plasmabehandlung
kann eine Adhäsion
erhalten werden, die für
die Bildung der Schaltung ausreichend ist.
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Nach
der vorbeschriebenen Bildung der Metallschicht auf der Oberfläche der
aus Harz geformten Komponente kann durch Bilden der Schaltung mit
der Metallschicht die aus Harz geformte Komponente als eine gedruckte
Schaltungsplatte wie eine MID und dergleichen verwendet werden.
Die Schaltung kann beispielsweise durch das Laserverfahren gebildet
werden. D.h., durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl entlang der
Grenze zwischen dem schaltungsbildenden Abschnitt und dem nichtschaltungsbildenden
Abschnitt und durch Entfernen der Metallschicht in dem Grenzabschnitt
wird die Metallschicht des schaltungsbildenden Abschnitts als die
Schaltungsmuster gelassen, und die Metallschicht dieses Schaltungsmusters
wird elektrolytisch plattiert. Dann wird die Metallschicht weich
geätzt,
um die Metallschicht zu entfernen, die in dem nichtschaltungsbildenden
Abschnitt verblieben ist, währen
der weich geätzte
schaltungsbildende Abschnitt verbleiben kann, wodurch ermöglicht wird,
dass die aus Harz geformte Komponente in eine Schaltungsplatte,
die mit der Schaltung mit einer gewünschten Musterform versehen
ist, gebracht wird. Auf der Oberfläche dieser Schaltung kann eine
leitende Schicht weiterhin durch Nickelplattieren, Goldplattieren
und dergleichen gebildet werden. Es ist selbstverständlich,
dass die aus Harz geformte Komponente nach der vorliegenden Erfindung
für jede
Anwendung eingesetzt werden kann, wobei die auf der Oberfläche gebildete
Metallschicht als Sensorteile, Reflektoren und dergleichen verwendet
werden kann.
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BEISPIELE
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Die
vorliegende Erfindung wird nun im Einzelnen gemäß den Beispielen beschrieben.
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[Basisharz]
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- PPA: Polyphathalamid ("N1000", kommerziell erhältlich von Kuraray Co., Ltd.)
- PPS: Polyphenylensulfid vom Normalkettentyp ("M2888", kommerziell erhält von Toray
Industries, Inc.)
- PET: Polyethylenterephthalat ("KURAPET 1030", kommerziell erhältlich von Kuraray)
- PBT: Polybutyrenterephtahalat ("Hauser R1030", kommerziell erhältlich von Kuraray)
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[Gummiartiges elastisches
Material]
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- A: Ethylen-Glydidylmethacrylat-Methylacrylat-Copolymer (E/GMA/MA) "BONDFAST 7L", kommerziell erhältlich von
Sumitomo Chemical.
- B: Ethylen-Maleinanhydrid-Ethylacrylat-Copolymer (E/MAH/EA) "BONDYNE AX8390", kommerziell erhältlich von
Sumitomo Chemical.
- C: Gepfropftes Copolymer von Ethylen-Glycidylmethacrylat-Copolymer (E/GMA)
und Acrylnitril-Styrol-Copolymer (AS) "MODIPER A4400", kommerziell erhältlich von NOF Corp.
- D: Ethylen-Glycidylmethacrylat-Ethylenethylacrylat-Copolymer (E/GMA/EEA) "REXPEARL RA3150", kommerziell erhältlich von
NIPPΟN PETROOCHEMICALS
CO., LTD.
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Beispiel 1
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Unter
Verwendung von PPA als das Basisharz werden drei Masseteile des
vorbeschriebenen A als gummiartiges elastisches Material mit 100
Masseteilen des Basisharzes gemischt. Dieses wurde geschmolzen und
mit einer Schraubendrehgeschwindigkeit von 150 U/min in einem Doppelschnecken-Lüftungssystem
mit 25 mm Durchmesser und L/D = 25 geknetet, und nach Abkühlen einer
erhaltenen Litze wurde die Litze pelletisiert, um eine Harzzusammensetzung
herzustellen. Dann wurde diese Harzzusammensetzung einem Spritzgussvorgang
unterzogen, um die aus Harz geformte Komponente zu bilden.
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Die
Oberfläche
dieser aus Harz geformten Komponente wurde plasmabehandelt und die
Metallschicht wurde durch Sputtern gebildet. D.h., die aus Harz
geformte Komponente wurde zuerst in die Kammer einer Plasmabehandlungsvorrichtung
gebracht, das Kammerinnere wurde evakuiert, um den druck auf etwa
10–4 Pa zu
verringern, dann wurde N2 eingeführt und
in der Kammer als ein aktives Gas zirkuliert, der Gasdruck innerhalb
der Kammer wurde auf 10 Pa gesteuert, und dann wurde eine Leistung
von 300 W einer Hochfrequenzspannung (HF: 13,56 MHz) während 30
Sekunden zu den Elektroden geführt,
um eine Plasmabehandlung durchzuführen.
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Dann
wurde die Kammer evakuiert, bis der Innendruck 10–4 Pa
oder niedriger wurde. Unter dieser Bedingung wurde Argongas so in
die Kammer eingeführt,
dass ein Gasdruck von 0,1 Pa erzielt wurde; dann wurde durch Anlegen
einer Gleichspannung von 500 V das Kupfertarget bombardiert und
eine Kupfermetallschicht mit einer Filmdicke von 400 nm wurde auf
der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente gebildet. Nach der Bildung der
Metallschicht auf diese Weise wurde die Oberfläche der Kupfermetallschicht
durch elektrolytisches Plattieren kupferplattiert und als Ergebnis
wurde die Metallschicht mit der Gesamtdicke von 10 μm gebildet.
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Beispiele 2 bis 7, vergleichende
Beispiele 4, 6
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Unter
Verwendung des in Tabelle 1 gezeigten Basisharzes wurde das in Tabelle
1 gezeigte gummiartige elastische Material mit dem in Tabelle 1
gezeigten Verhältnis
auf 100 Masseteile des Basisharzes gemischt. Durch Kneten von diesen
in derselben Weise wie bei Beispiel 1 wurde die Harzzusammensetzung
hergestellt. Aus dieser Harzzusammensetzung wurde die aus Harz geformte
Komponente in derselben Weise wie bei Beispiel 1 geformt und die
Metallschicht wurde weiterhin auf der Oberfläche der aus Harz geformten
Komponente gebildet.
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Beispiel 8
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Unter
Verwendung des in Tabelle 1 gezeigten Basisharzes wurde das in Tabelle
1 gezeigte gummiartige elastische Material mit dem in Tabelle 1
gezeigten Verhältnis
auf 100 Masseteile des Basisharzes gemischt, und weiterhin wurde
für das
Kristallkreimmittel Talg, der ein plattenförmiger anorganischer Füllstoff
ist, so gemischt, dass der Talg zu 0,7% der Masse der gesamten Harzzusammensetzung
beiträgt.
Durch Kneten von diesen in derselben Weise wie bei Beispiel 1 wurde
die Harzzusammensetzung hergestellt. Aus dieser Harzzusammensetzung
wurde die aus Harz geformte Komponente in derselben Weise wie bei
Beispiel 1 gebildet und die Metallschicht wurde weiterhin auf der
Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente gebildet.
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Vergleichende Beispiele
1 bis 3, 5
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Ohne
Zumischen eines gummiartigen elastischen Materials unter Verwendung
nur des in Tabelle 1 gezeigten Basisharzes wurde die aus Harz geformte
Komponente in derselben Weise wie bei Beispiel 1 gebildet, und auf
der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente wurde die Metallschicht gebildet.
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Für die aus
Harz geformten Komponenten der Beispiele 1 bis 8 und der vergleichenden
Beispiele 1 bis 6 wurde die Abziehfestigkeit der Metallschichten
bei der 90°-Abziehprüfung gemessen.
Für die
aus Harz geformten Komponenten der Beispiele 1, 5, 6 und des vergleichenden
Beispiels 1 wurde der lineare Ausdeh nungskoeffizient in der Harzfließrichtung
(MD) der aus Harz geformten Komponente gemessen. Tabelle 1 zeigt die
Ergebnisse.
-
Wie
in Tabelle 1 gezeigt ist, wurde bestätigt, dass die aus Harz geformte
Komponente der Beispiele, die ein gummiartiges elastisches Material
enthalten, eine hohe Metallschichtadhäsion ergibt (90°-Abziehfestigkeit).
Insbesondere wurden, wenn die gummiartigen elastischen Materialien
A, B, C verwendet wurden, die Wirkungen einer um 15 bis 30% verbesserten
Adhäsion
erhalten. Zusätzlich
wurde durch Mischen von 0,5 bis 10 Masseteilen des gummiartigen
elastischen Materials mit 100 Masseteilen des Basisharzes die Adhäsion um
7 bis 15% verbessert, und gleichzeitig konnte die Zunahme des linearen
Ausdehnungskoeffizienten innerhalb des Bereichs von 2 bis 25% gedrückt werden.
Wenn das Basisharz ein auf Polyester basierendes Harz ist, ist die
Verbesserung der Metallschichtadhäsion geringer, selbst wenn
das gummiartige elastische Material enthalten ist.
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[Anorganischer Füllstoff]
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- a: Glasfaser (11 μm Durchmesser, 1 mm Länge)
- b: Faseriges Aluminiumborat (0,5 bis 1,0 μm Durchmesser, 10 bis 30 μm Länge)
- c: Kugelförmiges
Glas (10 μm
Durchmesser)
- d: Plattenförmiger
Talg (2,8 μm
Länge,
L/D: 15 bis 20)
- e: Kugelförmiges
Siliziumoxid (2 μm
Durchmesser)
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Beispiel 9 (nicht Teil
der Erfindung)
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Unter
Verwendung des vorbeschriebenen PPA als das Basisharz wurden 3 Masseteile
des vorbeschriebenen A als das gummiartige elastische Material mit
100 Masseteilen des Basisharzes gemischt, und gleichzeitig wurde
das vorbeschriebene "a" als ein anorganischer
Füllstoff
in einer solchen Weise zugemischt, dass er 40% der Masse mit Bezug
auf die gesamte Harzzusammensetzung enthält. Dieses wurde in derselben Weise
wie bei Beispiel 1 geknetet, um die Harzzusammensetzung zu erhalten.
Aus dieser Harzzusammensetzung wurde die aus Harz geformte Komponente
in derselben Weise wie bei Beispiel 1 gebildet, und auf der Oberfläche der
aus Harz geformten Komponente wurde eine Metallschicht gebildet.
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Beispiele 10 bis 16
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Unter
Verwendung des in Tabelle 2 gezeigten Basisharzes wurde das in Tabelle
gezeigte gummiartige elastische Material mit dem in Tabelle 2 gezeigten
Verhältnis
mit 100 Masseteilen des Basisharzes gemischt, und zusätzlich wurden
die in Tabelle 2 gezeigten anorganischen Füllstoffe zugemischt, um den
jeweils in Tabelle 2 gezeigten Inhalt mit Bezug auf die gesamte
Harzzusammensetzung zu erzielen. Durch Kneten von diesen in derselben
Weise wie bei Beispiel 1 wurde die Harzzusammensetzung hergestellt.
Aus dieser Harzzusammensetzung wurde die aus Harz geformte Komponente
in derselben Weise wie bei Beispiel 1 gebildet und die Metallschicht
wurde weiterhin auf der Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente gebildet.
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Vergleichende Beispiele
7, 8
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Ohne
Zumischen des gummiartigen elastischen Materials unter Verwendung
des in Tabelle 2 gezeigten Basisharzes wurden die in Tabelle 2 gezeigten
anorganischen Füllstoffe
mit dem Basisharz gemischt, um den jeweiligen in Tabelle 2 gezeigten
Inhalt mit Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zu erzielen. Durch
Kneten von diesen in derselben Weise wie bei Beispiel 1 wurde die
Harzzusammensetzung hergestellt. Aus dieser Harzzusammensetzung
wurde die aus Harz geformte Komponente in derselben Weise wie bei
Beispiel 1 gebildet und die Metallschicht wurde weiterhin auf der
Oberfläche
der aus Harz geformten Komponente gebildet.
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Für die aus
Harz geformten Komponenten der Beispiele 9 bis 16 und der vergleichenden
Beispiele 7, 8 wurde die Abziehfestigkeit der Metallschicht durch
die 90°-Abziehprüfung gemessen.
Zusätzlich
wurde für die
aus Harz geformten Komponenten der Beispiele 9 bis 14 der lineare
Ausdehnungskoeffizient in der Harzfließrichtung (MD) der aus Harz
geformten Komponente, in der Querrichtung (TD) und in der Richtung
senkrecht hierzu (Z) gemessen, und für die aus Harz geformten Komponenten
des Beispiels 1 und der Beispiele 15, 16 sowie der vergleichenden
Beispiele 7, 8 wurde der lineare Ausdehnungskoeffizient in der Harzfließrichtung
(MD) und in der Querrichtung hierzu (TD) gemessen, wenn die aus
Harz geformte Komponente durch Spritzguss hergestellt wurde. Die
Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse.
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Wie
in Tabelle 3 gezeigt ist, wurde bestätigt, dass die aus Harz geformte
Komponente der Beispiele, die ein gummiartiges elastisches Material
enthalten, eine höhere
Metallschichtadhäsion
(90°-Abziehfestigkeit) ergibt
und der lineare Ausdehnungskoeffizient entsprechend der Zumischung
des anorganischen Füllstoffs abnimmt.
Durch Verwendung eines faserigen anorganischen Füllstoffs von 0,5 bis 5 μm Durchmesser
und 10 bis 50 μm
Länge wurde
nicht nur der lineare Ausdehnungskoeffizient herabgesetzt, sondern
auch die Anisotropie konnte entspannt werden. Wenn der plattenförmige anorganische
Füllstoff
verwendet wurde, konnte die Anisotropie des linearen Ausdehnungskoeffizienten
in der Fließrichtung
und in der Querrichtung hierzu eliminiert werden. Weiterhin konnte,
wenn ein faseriger anorganischer Füllstoff von 0,5 bis 5 μm Durchmesser
und 10 bis 50 μm
Länge und
ein plattenförmiger
anorganischer Füllstoff
zusammen verwendet wurden, die Anisotropie des linearen Ausdehnungskoeffizienten
in der Fließrichtung
und in der Querrichtung hierzu weiter verringert werden, verglichen
mit dem Fall der Verwendung nur eines faserigen anorganischen Füllstoffs,
und gleichzeitig konnte der lineare Ausdehnungskoeffizient in der
Dickenrichtung herabgesetzt werden. Wenn der kugelförmige anorganische
Füllstoff
verwendet wurde, wurden die linearen Ausdehnungskoeffizienten in
allen Richtungen nahezu gleichförmig.
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