JP2010010252A - 樹脂構造体および樹脂構造体の製造方法 - Google Patents

樹脂構造体および樹脂構造体の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】簡素な工程でかつ安価に製造できる樹脂構造体を提供し、また、簡素な工程でかつ安価に樹脂構造体を製造することができる樹脂構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも１つの電子部品１３０を保持するための保持用樹脂層１１０と、保持用樹脂層１１０と少なくとも一部が向かい合うように配置されかつ保持用樹脂層１１０を支持する樹脂層支持体１２０と、を含む樹脂構造体１００を提供し、この樹脂構造体１００の製造方法を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、変形し難い樹脂構造体および樹脂構造体の製造方法に関する。
従来、電子回路装置を含んだ樹脂構造体は、トランスファーモールド工法によって製造されていた。このトランスファーモールド工法は、所定の形状を有する金型を準備し、この金型に固形のエポキシなどの樹脂を圧力と熱とをかけて流し込んで成形するものであった。
特開２００５−０５６９４４号公報
上述したように、トランスファーモールド工法は、金型を予め準備する必要があった。このため、金型を製造するための工程を要すると共にコストが高くならざるを得なかった。また、圧力と熱とをかけて樹脂を金型に流し込むものであったので、圧力や熱によって部品が動き易く所望する位置に部品を位置づけることが困難であった。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡素な工程でかつ安価に製造できる樹脂構造体を提供することにある。また、簡素な工程でかつ安価に樹脂構造体を製造することができる樹脂構造体の製造方法を提供することにある。
以上のような目的を達成するために、本発明においては、電子部品を保持するための保持用樹脂層を樹脂層支持体によって支持する。
具体的には、本発明に係る樹脂構造体は、
少なくとも１つの電子部品を保持するための保持用樹脂層と、
前記保持用樹脂層を支持するための樹脂層支持体と、を含むことを特徴とする樹脂構造体。
樹脂層支持体によって保持用樹脂層を支持するので、金型を用いることなく、保持用樹脂層を形成し、保持用樹脂層の形状を所望するものに維持することができる。
また、本発明に係る樹脂構造体は、
前記電子部品が、電気的接続のための少なくとも１つの接続端子を有し、
前記接続端子が、前記保持用樹脂層から突出したものが好ましい。
さらに、本発明に係る樹脂構造体は、
前記保持用樹脂層が、第１の面と、前記第１の面に向かい合う第２の面と、を有し、
前記樹脂層支持体が、前記第１の面に密着して設けられ、
前記接続端子は、前記第２の面から突出したものが好ましい。
さらにまた、本発明に係る樹脂構造体は、
前記保持用樹脂層から突出した前記接続端子の先端部が、略同一の平面内に位置するものが好ましい。
また、本発明に係る樹脂構造体は、
少なくとも１つの電子部品を保持するための保持用樹脂層と、
前記保持用樹脂層を支持するための樹脂層支持体と、を含み、
前記電子部品は、部品本体と、前記部品本体から延出した接続端子であり電気的接続のための少なくとも１つの接続端子とを有し、
前記部品本体の少なくとも一部分は、前記保持用樹脂層に埋没し、
前記保持用樹脂層は、第１の面と、前記第１の面に向かい合う第２の面と、を有し、
前記保持用樹脂層は、光硬化性または熱硬化性を有し、かつ、光の照射または加熱で硬化することによって、前記電子部品を一定の位置に保ち、
前記樹脂層支持体は、前記第１の面に接合されて、前記保持用樹脂層を補強し、
前記接続端子は、前記第２の面から延出することを特徴とする。
さらに、本発明に係る樹脂構造体は、
前記保持用樹脂層を構成する樹脂組成物に、その内部応力を緩和するためのフィラーが添加されていることが好ましい。
また、本発明に係る樹脂構造体の製造方法は、
電気的接続のための少なくとも１つの接続端子を有する少なくとも１つの電子部品を仮固定体に仮固定するステップと、
前記少なくとも１つの電子部品を囲む囲繞体を前記仮固定体に配置するステップと、
前記仮固定体と前記囲繞体とによって囲まれる領域に流動可能な樹脂を充填するステップと、
少なくとも１つの電子部品を保持するための保持用樹脂層を前記流動可能な樹脂の表面に配置するステップと、
前記流動可能な樹脂を硬化させるステップと、
前記少なくとも１つの電子部品から前記仮固定体を剥離するステップと、を含むことを特徴とする。
簡素な工程でかつ安価に樹脂構造体を製造することができると共に、簡素な工程でかつ安価に樹脂構造体を製造することができる樹脂構造体の製造方法を提供するができる。
以下に、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
＜＜＜樹脂構造体１００の概略＞＞＞
図１は、本発明による樹脂構造体１００の概略を示す斜視図である。図１に示すように、樹脂構造体１００は、保持用樹脂層１１０と樹脂層支持体１２０と電子部品１３０とを含む。
＜＜＜樹脂構造体１００の製造工程＞＞＞
以下では、樹脂構造体１００の製造工程を説明すると共に、樹脂構造体１００を構成する保持用樹脂層１１０と樹脂層支持体１２０と電子部品１３０と、製造のときに仮固定体の一例として使用する粘着シート１４０と隔壁１５０とについて説明する。
＜＜粘着シート１４０上に電子部品１３０を配置する工程＞＞
この工程は、図２（ａ）に示すように、粘着シート１４０上に電子部品１３０を配置するものである。以下では、まず、この粘着シート１４０と電子部品１３０とについて説明し、次に、この工程の詳細を説明する。
＜粘着シート１４０＞
粘着シート１４０は、シート状の形状を有し、所望する大きさと数の電子部品１３０を配置することができる程度の大きさを有する。粘着シート１４０の一の面には、電子部品１３０を仮固定できるように、粘着面が形成されている。この粘着面の粘着力は、電子部品１３０を仮固定できる程度の強さであればよい。
この粘着シート１４０は、例えば、シリコンテープやシリコンシートなどを基材としたものが好ましい。後述するように、粘着シート１４０は、樹脂構造体１００の製造工程の最後に、剥離されるものであり、樹脂構造体１００を構成するものではない。このため、粘着シート１４０は、剥離の作業を容易にするために、可撓性を有する材料からなるものが好ましい。
なお、この粘着シート１４０上に電子部品を配置する工程は、樹脂構造体１００の製造工程で必須のものであるので、粘着シート１４０は、複数回使用できるものが好ましい。また、後述するように、粘着シート１４０の粘着面に電子部品１３０の接続端子が当接されるので、当接の際に粘着シート１４０が破損しない程度に強度を有するものが好ましい。
また、後述するように、粘着シート１４０を介して、紫外光や可視光を樹脂１１０に照射する場合があり、このような場合には、粘着シート１４０は、紫外光や可視光を透過させることができるものが好ましい。具体的には、粘着シート１４０は、透明なものが最も好ましい。
＜電子部品１３０＞
電子部品１３０は、一般的な受動素子や能動素子のいずれでもよい。例えば、受動素子には、抵抗やコンデンサーなどがある。また、能動素子には、トランジスターやＩＣ（集積回路素子）などがある。なお、このように、電子部品は、複数の種類があり、複数のものを用いる場合があるが、以下では、特に、区別する必要がない限り、代表して電子部品１３０と称する。
電子部品１３０は、部品本体１３２と接続端子１３４とからなる。部品本体１３２は、受動素子や能動素子として機能する実体的な部分である。接続端子１３４は、一の電子部品１３０を、プリント配線板に形成された導体パターンや、配線や、他の電子部品１３０の接続端子１３４に電気的に接続して、電気的接続を形成するためのものである。
また、電子部品１３０の接続端子１３４が、部品本体１３２の一面に設けられているもの好ましい。このようにすることで、モジュール化した後で、電気的接続の形成を容易にすることができる。なお、部品本体１３２の一面は平面で構成されたものが好ましい。このようにすることで、電子部品１３０の粘着シート１４０への仮固定や、モジュール化後の電気的接続の形成を容易にすることができる。
＜粘着シート１４０上に電子部品１３０を配置する工程の詳細＞
まず、粘着シート１４０の粘着面を上に向けて広げる。次に、位置決め用の治具（図示せず）を用いて、粘着シート１４０の粘着面の所定の位置に電子部品１３０を位置決めし、電子部品１３０を粘着シート１４０に押圧する。
このとき、電子部品１３０から突出した接続端子１３４の全てが、粘着シート１４０の粘着面と向かい合うようにする。上述したように、電子部品１３０の接続端子１３４が、部品本体１３２の一面に設けられているものが好ましく、部品本体１３２の一面が、粘着シート１４０の粘着面と向かい合うようにすることで、電子部品１３０から突出した接続端子１３４の全てを、粘着シート１４０の粘着面と向かい合うようにできる。
さらに、電子部品１３０を粘着シート１４０上に配置した後、電子部品１３０を粘着シート１４０に押圧することで、電子部品１３０から延出した接続端子１３４を、粘着シート１４０の粘着面に係止することができ、接続端子１３４を介して、電子部品１３０を粘着シート１４０上の所望する位置に仮固定することができる。
この工程によって、電子部品１３０を、粘着シート１４０に仮固定することができる。
＜＜粘着シート１４０上に隔壁１５０を配置する工程＞＞
この工程は、図２（ｂ）に示すように、粘着シート１４０上に隔壁１５０を配置するものである。以下では、まず、隔壁１５０について説明し、次に、この工程の詳細を説明する。
＜隔壁１５０＞
隔壁１５０は、所望する電子部品の全てを、粘着シート１４０の粘着面に沿って周回するように配置して、後述する樹脂１１０を流し込む領域を画定するためのものである。したがって、隔壁１５０は、所望する形状にするための加工がしやすく、また、粘着シート１４０の粘着面に貼付しやすく、樹脂１１０と反応し難く、さらに、紫外光や可視光が照射されたり加熱されたりしても変質し難い材料からなるものが好ましい。例えば、隔壁１５０は、シリコン、テフロン（登録商標）等の成型体またはこれらの変性品、離型処理した金属成型体からなるものが好ましい。
隔壁１５０は、上述したように、所望する電子部品の全てを、粘着シート１４０の粘着面に沿って周回するように配置して、囲繞体を構成し、樹脂１１０を流し込む領域を画定するためのものであるので、粘着シート１４０の大きさや形状や数は、所望する電子部品に応じて適宜定まる。このため、粘着シート１４０は、その都度、予め加工されるので、加工し易い材料からなるものが好ましい。なお、隔壁１５０の高さが、図２（ｂ）に示すように、最も高い電子部品１３０よりも高くなるように選択する。このようにすることで、後述する樹脂１１０を注入する工程によって、所望する電子部品の全てを樹脂１１０で覆うことができる。
＜粘着シート１４０上に隔壁１５０を配置する工程の詳細＞
まず、所望する電子部品の全てを粘着シート１４０の粘着面に沿って周回できるように、隔壁１５０を予め形成する。
次に、所望する電子部品の全てを粘着シート１４０の粘着面に沿って周回するように、粘着シート１４０の粘着面に隔壁１５０を貼付して配置する。隔壁１５０の底面が、粘着シート１４０の粘着面に密着するようにして、隔壁１５０と粘着シート１４０との間に間隙が生じないようにするのが好ましい。後述する工程で、隔壁１５０によって周回された領域に、樹脂１１０を流し込むので、隔壁１５０の底面が、粘着シート１４０の粘着面に密着するように隔壁１５０を配置することによって、隔壁１５０と粘着シート１４０との間から樹脂１１０が流れ出すことを防止でき、電子部品モジュールの大きさや形状を確実に画定することができる。
また、隔壁１５０が複数ある場合には、隣り合う隔壁１５０の間に間隙が生じないように、これらの複数の隔壁１５０の各々を配置するのが好ましい。上述したように、隔壁１５０によって周回された領域に、樹脂１１０を流し込むので、隔壁１５０が複数あるような場合も、隣り合う隔壁１５０の間から樹脂１１０が流れ出すことを防止でき、電子部品モジュールの大きさや形状を確実に画定することができる。
この工程で配置された隔壁１５０によって周回された領域によって、後述する電子部品モジュールの大きさや形状が画定される。
＜＜隔壁１５０によって囲まれた内側に樹脂１１０を注入する工程＞＞
この工程は、図２（ｃ）に示すように、隔壁１５０によって周回された領域に樹脂１１０を注入して充填するものである。以下では、まず、樹脂１１０について説明し、次に、この工程の詳細を説明する。
＜樹脂１１０の性質及び種類＞
樹脂１１０は、モールド材料として光硬化性または熱硬化性を有している。かかる樹脂１１０を用いることによって、所望する形状や厚みを有するモジュールを短時間に形成することができる。
光硬化性を有する樹脂とは、光の照射により３次元架橋構造を形成する特性を有する樹脂を意味する。
光硬化性を有する樹脂としては、紫外線及び可視光の照射で硬化（架橋）が可能なもので、（メタ）アクリレート系オリゴマー、（メタ）アクリレート系モノマー、またはそれらの混合物これらオリゴマー、モノマー、それらの混合物を重合硬化させるのに十分な量の光重合開始剤（ａ）を主成分としているものが用いられる。また、光硬化性を有する樹脂として、エポキシ基含有化合物、ビニル化合物、オキセタン環を有する化合物、脂環式エポキシ化合物またはそれらの混合物と、これら化合物、それらの混合物を重合硬化させるのに十分な量の光重合開始剤（ｂ）を主成分としているものを用いることもできる。さらに、光硬化性を有する樹脂として、ハーフエステル化合物、(メタ)アクリレート系モノマー、エポキシ基含有化合物、ビニル化合物、オキセタン環を有する化合物、脂環式エポキシ化合物またはそれらの混合物と、これら化合物、モノマー、それらの混合物を重合硬化させるのに十分な量の光重合開始剤（ａ）と光重合開始剤（ｂ）を主成分としているものも用いることができる。
上述した（メタ）アクリレート系オリゴマーは、（メタ）アクリレート基を分子末端または側鎖に１つ以上有するオリゴマーであり、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート等がある。さらに、これらを単独または２種類以上併用して用いることができる。
また、（メタ）アクリレート系モノマーは、（メタ）アクリレート基を分子末端または側鎖に1つ以上有するモノマーであり、例えば、ジシクロペンタジエンモノ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタジエンエトキシ（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等がある。これらを単独または２種類以上併用して用いることができる。
さらに、光重合開始剤（ａ）とは、波長２００〜６００ｎｍの紫外線及び可視光領域の光を照射することで活性ラジカルを発生し重合反応を進行させるもので、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテルなどのベンゾイン系光重合開始剤、ジエトキシアセトフェノンなどのアセトフェノン系光重合開始剤、チオキサントン、ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン系光重合開始剤等がある。これらを単独または２種類以上併用して用いることができる。またこれらの添加量は、（メタ）アクリレート系オリゴマー、（メタ）アクリレート系モノマー、またはそれらの混合物これらオリゴマー、モノマー、それらの混合物１００重量％に対して、０．０１〜２０重量％使用される。
さらにまた、エポキシ基含有化合物は、１分子中に１個以上のエポキシ基を有するオリゴマーであり、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリグリシジルエーテル、脂環式エポキシド、ヒダントイン系エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ダイマー酸変性エポキシ樹脂、ＮＢＲ変性エポキシ樹脂、ＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂等がある。これらを単独または２種類以上併用して用いることができる。
また、ビニル化合物は、例えば、アルキルビニルエーテル類、スチレン、アルキニルビニルエーテル類、アリールビニルエーテル類、アルキルジビニルエーテル類等がある。これらを単独または２種類以上併用して用いることができる。
さらに、オキセタン環を有する化合物は、例えば、オキセタンアルコール、キシリレンジオキセタン、アリルオキセタン、オキセタニルシラセスキオキサン、トリエトキシシリルプロポキシオキセタン等がある。これらを単独または２種類以上併用して用いることができる。
さらにまた、光重合開始剤（ｂ）とは、波長２００〜６００ｎｍの紫外線及び可視光領域の光を照射することで酸を発生し、発生した酸を触媒にすることで重合反応を進行させるもので、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ジアゾニウム塩、アジド化合物、スルホン酸エステル化合物等がある。例えばトリアリルスルホニウムヘキサフルオロアンチモン類縁体、トリアリルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート類縁体、Ｐ, Ｐ’−ジアルキルジアリルヨードニウム塩ヘキサフルオロアンチモン類縁体、Ｐ， Ｐ’−ジアルキルジアリルヨードニウム塩ヘキサフルオロホスフェート類縁体等が挙げられる。これらを単独または２種類以上併用して用いることができる。またこれらの添加量は、化合物またはそれらの混合物と、これら化合物、それらの混合物１００重量％に対して、０．０１〜２０重量％使用される。
また、ハーフエステル化合物とは、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂（Ａ）を出発原料とし、このエポキシ樹脂中のエポキシ基１等量に対し、０．５〜０．９当量の不飽和モノカルボン酸（Ｂ）または、カルボキシル基を有する不飽和化合物（Ｃ）を反応させることによりビニルエステル化、１分子中にエポキシ基、水酸基、不飽和化合物を有する化合物等である。この合成方法によれば、１分子中に最大３種の官能基を有する樹脂を得ることが可能である。これらを単独または２種類以上併用して用いることができる。
さらに、ハーフエステル化合物の必須原料として用いられる成分について説明する。出発原料としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂（Ａ）を用いる。公知の２官能エポキシ樹脂であれば特に限定されず使用可能である。具体的には、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＳ型、ビスフェノールＦ型等のビスフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ジグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ジグリシジルアミン型エポキシ樹脂等の２官能エポキシ樹脂等が挙げられる。これらを単独または２種類以上併用して用いることができる。３官能以上のエポキシ樹脂としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、トリスフェノールメタンとエピクロルヒドリンとの反応体を挙げることができる。これらを単独または２種類以上併用して用いることができる。
また、上述した不飽和カルボン酸（Ｂ）としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、桂皮酸が挙げられる。
さらにまた、上述したカルボキシル基を有する不飽和化合物（Ｃ）としては、水酸基含有不飽和化合物と、酸無水物とのハーフエステル化合物が挙げられ、具体的には、アクリル酸ヒドロキシエチルとコハク酸無水物との反応体、メタアクリル酸ヒドロキシエチルとフタル酸無水物との反応体等が挙げられる。これらを単独または２種類以上併用して用いることができる。
さらに、本発明に用いる光重合開始剤（ａ）として、従来公知の硬化剤を用いることができる。波長２００〜６００ｎｍの紫外線及び可視光領域の光を照射することで活性ラジカルを発生し重合反応に用いる硬化剤としては例えば、アセトフェノン系化合物としては、アセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルアセトフェノン、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン、ベンゾフェノン系化合物としては、ベンゾフェノン、ベンゾフェノンオキシム、４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、ベンゾインエーテル系化合物としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、チオキサントン系化合物としては、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、ケトン系化合物としては、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、４−（２−アクリロイルオキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、α−ヒドロキシイソブチルフェニルケトン、その他の化合物としては、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパン−１、ベンジルジメチルケタール、ベンジル、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、メチルイソブチロイル−メチルホスフィネート、メチルイソブチロイル−フェニルホスフィネート、ジフェニル−（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フォスフィンオキシド、オリゴ［２−ヒドロキシ−２−メチル−１−［４−（１−メチルビニル）フェニル］プロパノン］等が挙げられる。
波長２００〜６００ｎｍの紫外線及び可視光領域の光を照射することで酸を発生し、発生した酸を触媒にすることで重合反応に用いる硬化剤としては例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ジアゾニウム塩、アジド化合物、スルホン酸エステル化合物等がある。例えばトリアリルスルホニウムヘキサフルオロアンチモン類縁体、トリアリルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート類縁体、Ｐ，Ｐ’−ジアルキルジアリルヨードニウム塩ヘキサフルオロアンチモン類縁体、Ｐ，Ｐ’−ジアルキルジアリルヨードニウム塩ヘキサフルオロホスフェート類縁体等が挙げられる。
＜隔壁１５０によって囲まれた内側に樹脂１１０を注入する工程の詳細＞
樹脂１１０は、紫外光や可視光が照射されるまでは、未硬化であり流動できる状態にある。このため、この流動できる状態にある樹脂１１０を、隔壁１５０によって周回された領域に流し込む。樹脂１１０を流し込む量は、図２（ｃ）に示すように、流し込んだ樹脂１１０の高さが、隔壁１５０の高さとほぼ同じになる程度である。このようにすることで、隔壁１５０によって周回された領域に存在する電子部品１３０の全てを、流し込んだ樹脂１１０によって覆うことができる。したがって、高さが最も高い電子部品１３０も、樹脂１１０によって覆われる。
＜＜樹脂層支持体１２０を樹脂１１０の上面に配置する工程＞＞
この工程は、図２（ｄ）に示すように、充填した樹脂１１０の上面に樹脂層支持体１２０を配置するものである。以下では、まず、この樹脂層支持体１２０について説明し、次に、この工程の詳細を説明する。
＜樹脂層支持体１２０＞
樹脂層支持体１２０は、ガラスや、エンジニアリングプラスチックフィルムなどからなる。この樹脂層支持体１２０は、硬化した樹脂１１０を支持するためのものである。
後述するように、樹脂１１０に紫外光や可視光を照射することによって、樹脂１１０を硬化させる。このとき、樹脂１１０を硬化させるだけでなく、紫外光や可視光の照射によって、樹脂層支持体１２０が樹脂１１０と接合するようにするのが好ましい。樹脂層支持体１２０から硬化した樹脂１１０に応力が加わることによって、硬化した樹脂１１０（保持用樹脂層１１０）の変形を防止することができる。
樹脂層支持体１２０の種類や厚さなどは、樹脂１１０の種類や性質に応じて適宜選択すればよい。
＜樹脂層支持体１２０を樹脂１１０の上面に配置する工程の詳細＞
充填した樹脂１１０の上面に樹脂層支持体１２０を配置する。このとき、樹脂１１０と樹脂層支持体１２０との間に空気が含まれないように互いに密着させるのが好ましい。例えば、樹脂層支持体１２０を、充填した樹脂１１０の端の方から順次配置するようにして、空気を送り出すようにするのが好ましい。このように、樹脂１１０と樹脂層支持体１２０との間に空気が含まれないようにすることで、硬化した樹脂１１０に対して的確にかつ均一に応力が加わることを期待できる。
＜＜樹脂１１０に光を照射する工程＞＞
この工程は、図２（ｅ）に示すように、樹脂層支持体１２０を介して樹脂１１０に光を照射することによって、樹脂１１０を架橋させて硬化するためのものである。樹脂１１０を架橋させて硬化することによって、保持用樹脂層１１０を形成することができる。なお、保持用樹脂層１１０は、樹脂１１０を架橋させて硬化させたものであるので、同じ符号を付した。
樹脂１１０に照射する光は、樹脂１１０の種類に応じて定めればよい。例えば、上述した樹脂１１０を用いた場合には、紫外光や可視光を発する光源１６０（図２（ｅ））を用いて、紫外光や可視光を樹脂１１０に照射するのが好ましい。
この光を照射する工程において、照射する光の強度や、光を照射する時間は、光の照射によって樹脂１１０が変形し難い条件を選択すればよい。たとえば、一定の照射強度の光を１回のみ照射するようにしても、一定の照射強度の光を複数回に分けて照射するようにしてもよい。また、異なる照射強度の光を、順次照射するようにしてもよい。この場合、照射強度を順次強くなるようにしたり、順次弱くなるようにしたり、予め定めた照射強度で照射するようにしたりようにしてもよい。いずれにしても、光の照射によって樹脂１１０の内部に生じ得る歪が少なくなる条件を選択すればよい。
樹脂１１０に光を照射することによって、樹脂１１０を硬化させることができると共に、樹脂層支持体１２０を樹脂１１０に接合させることができる。
なお、図２（ｅ）に示した例では、樹脂層支持体１２０を介して光を照射する場合を示した。この場合には、樹脂層支持体１２０を、樹脂１１０に照射する光を透過することができる材料、例えば透明な材料からなるものにするのが好ましい。また、粘着シート１４０を介して光を照射する場合もある。この場合には、上述したように、粘着シート１４０を樹脂１１０に照射する光を透過することができる材料、例えば透明な材料からなるものにするのが好ましい。
さらに、樹脂１１０に光を照射するのみならず、樹脂１１０に光を照射した後に、さらに熱を加えてもよい。樹脂１１０に光を照射するだけでは、樹脂１１０を十分に硬化させることができない場合も想定され得る。このような場合を想定して、光の照射後の樹脂１１０に熱を加えることによって、十分に硬化させることができなかった部分を硬化させることができる。具体的には、数％〜数十％程度の硬化を促進することができる。
＜保持用樹脂層１１０＞
保持用樹脂層１１０は、上述したように、樹脂１１０を硬化させることにより形成される。この保持用樹脂層１１０は、少なくとも１つ以上の電子部品１３０を保持用樹脂層１１０の一定の位置に保持する。
＜＜粘着シート１４０の剥離及び隔壁１５０の除去＞＞
この工程は、図２（ｆ）に示すように、硬化した樹脂１１０から粘着シート１４０を剥離すると共に、隔壁１５０を除去するものである。
上述した工程を経ることによって、隔壁１５０によって画定された領域に配置された電子部品の全てを覆うように流し込まれた樹脂１１０を硬化させると共に、樹脂１１０の上面に配置された樹脂層支持体１２０を樹脂１１０に接合させることができる。このようにすることで、隔壁１５０によって画定された領域に配置された電子部品の全てを樹脂１１０によって、一定の位置に保持することが可能となり、樹脂１１０を硬化させた後、硬化した樹脂１１０から粘着シート１４０を剥離することができる。
このように、硬化した樹脂１１０から粘着シート１４０を剥離することによって、樹脂構造体１００を形成することができる。少なくとも１つの電子部品１３０を含んだ樹脂構造体１００を形成することによって、単一かつ一体化した独立した電子部品モジュールを構成することができる。
このように、樹脂構造体１００を形成したときに、図３に示すように、接続端子１３４の少なくとも一部が樹脂構造体１００から延出するようにされていればよい。
なお、上記の樹脂構造体１００の製造工程においては、樹脂１１０の材料として光硬化性樹脂が用いられているが、これに限られるものではなく、その他、例えば、熱硬化性樹脂を用いることもでき、光硬化性樹脂を用いた場合と同様な性能を有する樹脂構造体１００を得ることができる。
ここで、熱硬化性樹脂としては、下記を例示することができる。
上述した熱硬化性樹脂とは、加熱により３次元架橋構造を形成する特性を有する樹脂を意味する。
熱硬化性を有する樹脂としては、加熱及び赤外線、マイクロ波等の照射で硬化（架橋）が可能なもので、先述した光硬化性樹脂と同様のものの他、シリコーン系オリゴマー（モノマー）を用いることができる。また、熱硬化性を有する樹脂として、エポキシ基含有化合物、ビニル化合物、オキセタン環を有する化合物、脂環式エポキシ化合物、ハーフエステル化合物、(メタ)アクリレート系モノマー、エポキシ基含有化合物、ビニル化合物、オキセタン環を有する化合物、脂環式エポキシ化合物、シリコーン系化合物またはそれらの混合物と、これら化合物、モノマー、それらの混合物を重合硬化させるのに十分な量の熱重合開始剤を主成分としているものを用いることもできる。
また、熱重合開始剤としては従来公知の熱重合開始剤を用いることができる。加熱により活性ラジカルを生じ、重合反応に用いる熱重合開始剤としては、過酸化物系化合物としてはケトンパーオキサイドやパーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアリルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシカーボネートなどの化合物またはその誘導体が適用可能である。例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、1,1-ジ（t-ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサン酸エステル、などがある。このとき、金属（金属塩）やアミン（塩）等を併用したレドックス系触媒とすることも有効である。例えばナフテン酸コバルトや五酸化バナジウム、ジメチルアニリンなどが挙げられる。また、熱により酸を発生し、その酸を触媒にすることで重合反応に用いる硬化剤としては例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ジアゾニウム塩、アジド化合物、スルホン酸エステル化合物等がある。例えばトリアリルスルホニウムヘキサフルオロアンチモン類縁体、トリアリルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート類縁体、Ｐ，Ｐ’−ジアルキルジアリルヨードニウム塩ヘキサフルオロアンチモン類縁体、Ｐ，Ｐ’−ジアルキルジアリルヨードニウム塩ヘキサフルオロホスフェート類縁体等が挙げられる。また、アミン系化合物を用いることも可能で脂肪族アミン、芳香族アミン、環状アミン、多環式アミンなどが適用可能である。例えばジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジエチルアミノプロピルアミン、N-アミノエチルピペラジン、イソホロンジアミン、m-キシレンジアミン、キシリレンジアミン、m-フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、イミダゾール誘導体、DBU、DBNなどが挙げられる。さらにまた、酸無水物を用いることも可能で、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、アルキルスチレン-無水マレイン酸共重合体などが挙げられる。その他の硬化剤としては潜在性硬化剤として三フッ化ホウ素-アミン錯体やジシアンジアミド誘導体、有機酸-ヒドラジド誘導体などが挙げられる。
＜＜＜樹脂構造体１００の概略＞＞＞
上述した工程によって、樹脂構造体１００を製造することができる。図１は、このようにして製造された樹脂構造体１００の概略を示す斜視図であり、図３は、図１の線Ｉ−Ｉに沿った断面図である。また、図１及び図３は、図２（ｆ）を上下反転して示したもので、保持用樹脂層１１０を上に、樹脂層支持体１２０を下にして示したものである。
樹脂層支持体１２０が、保持用樹脂層１１０に接合して設けられていることにより、保持用樹脂層１１０に反り等の変形が生ずるような場合であっても、変形に対抗する応力が樹脂層支持体１２０から加わるので、保持用樹脂層１１０を所望する形状に保つことができる。例えば、樹脂層支持体１２０を保持用樹脂層１１０に接合させたことによって、保持用樹脂層１１０を平板等の平坦な形状に保つことができる。
保持用樹脂層１１０に生ずる反り等の変形は、保持用樹脂層１１０を硬化させるために、保持用樹脂層１１０に光を照射したり加熱したりしたときに生ずると想定される。このため、光を照射したり加熱したりして硬化させる樹脂１１０を用いる限り、保持用樹脂層１１０に反り等の変形が生ずる可能性がある。このように、光を照射したり加熱したりして硬化させる樹脂１１０を用いても、樹脂層支持体１２０を保持用樹脂層１１０に接合させることによって、樹脂層支持体１２０からの応力と、保持用樹脂層１１０を変形させる応力とを釣り合わせることによって、硬化後の保持用樹脂層１１０に生じ得る変形を除去することができる。
また、保持用樹脂層１１０の種類や大きさや形状や、樹脂１１０の加熱の条件などによって、変形の程度が異なる場合もあり、これらに応じて、樹脂層支持体１２０の種類や厚さなどを適宜定めて用いることができる。
さらに、保持用樹脂層１１０を構成する樹脂組成物に、フィラー（添加剤）を添加することによって、保持用樹脂層１１０を変形させる応力を緩和することもできる。保持用樹脂層１１０を構成する樹脂組成物に添加されるフィラーとしては、シリカ、タルク、マイカ、ガラス繊維、ガラスビーズ、中空ガラスビーズ、中性粘土類、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、ビニロン繊維、炭化繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウム繊維、および金属繊維などが例示される。これらは単独で用いてもよく２種以上併用してもよい。
更に詳細に述べれば、フィラーを使用する場合、樹脂組成物中の樹脂成分１００重量部に対して１〜１００重量部、好ましくは１０〜５０重量部の割合がよい。この範囲より少ない場合にはフィラーとしての効果が得られず、多い場合には成形流動性が低下する。
上述した工程を経て製造された樹脂構造体１００は、保持用樹脂層１１０のみならず、樹脂層支持体１２０も含まれる。
保持用樹脂層１１０に樹脂層支持体１２０を接合した構成としたことにより、折り曲げ強度や、破壊強度も向上させることができ、樹脂構造体１００の全体的な強度を高めることができる。
また、電子部品１３０の全てを保持用樹脂層１１０によって覆うことができるので、保持用樹脂層１１０によって電気的ノイズを遮断することもできる。さらに、熱伝導率の高い保持用樹脂層１１０を用いることによって、保持用樹脂層１１０によって覆われている電子部品１３０からの放熱の効果を高めることもできる。
＜＜＜電子部品モジュールの形成＞＞＞
図３に示すように、このように形成された樹脂構造体１００から、接続端子１３４が延出している。この接続端子１３４のうちの少なくとも一部を、電気的に接続することによって、電気的に機能する電子部品モジュールにすることができる。この接続端子の電気的な接続は、配線層と絶縁層とを少なくとも１つずつ形成することによって行うことができる。
配線層と絶縁層とは、樹脂構造体１００の接続端子１３４が延出した面１１２（図１及び図３参照）上に順次積層するように形成される。配線層は、導体パターンが形成された層であり、導体パターンは、少なくとも２つの接続端子１３４を電気的接続を形成するためのものである。絶縁層は、配線層に形成された導体パターンを絶縁するための層である。
さらに、配線層と絶縁層とを複数形成することによって、積層された配線層の導体パターンが互いに短絡することなく、配線層を順次重畳するように形成できるので、配線や結線に要する空間を小さくできるので、電子部品モジュール全体のサイズを小さくすることができる。
上述したように、電子部品１３０は、当初、粘着シート１４０の上に配置される。粘着シート１４０は、可撓性を有するものが多いので変形しやすい。このため、粘着シート１４０の上に配置された電子部品１３０の位置は、所望する本来の位置から偏倚する場合があり、電子部品１３０から延出する接続端子１３４も本来の位置から偏倚した位置に偏倚していることが多い。さらに、樹脂１１０を流し込んだり、樹脂１１０を硬化したり、樹脂層支持体１２０からの応力によって樹脂１１０は変形しやすく、これらによっても、接続端子１３４も本来の位置から偏倚した位置に偏倚しやすくなる。このようなことから、少なくとも２つの接続端子１３４を互いに接続するためには、接続端子１３４の位置を的確に取得しておく必要が生ずる。
このため、電子部品１３０から延出する接続端子１３４を、ＣＣＤイメージセンサ（Charge Coupled Device Image Sensor）や、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子によって撮像し、撮像したデータに対して画像解析などの処理を実行して、接続端子１３４の像を抽出することによって、接続端子１３４の位置を取得することができる。このようにして取得した接続端子１３４の位置から、これらの接続端子１３４を互いに接続することができる接続線を表す位置座標や式などを算出することができる。算出した接続線の位置座標や式などに基づいて、導体パターンを形成することによって、接続端子１３４が本来の位置から偏倚した場合であっても、所望する接続端子１３４の間で、電気的接続を形成することができる。
この電気的接続は、半田や銀ペースト、ナノ銀，ナノ銅粒子溶液などによって行うことができる。特に、銀ペースト、ナノ銀，ナノ銅粒子溶液などの導電体を含む溶液を射出するインクジェット方式で、所望する接続端子１３４の間の電気的接続のための導体パターンを形成するのが好ましい。このようにすることで、電子部品１３０が埋めこまれた樹脂構造体１００を、電子部品モジュールとして所望する配線基板に搭載して、電気的接続を形成することによって電子部品装置にすることができる。
なお、図１、図２（ｆ）、および図３に示す電子部品モジュールでは、電子部品１３０の表面が樹脂１１０の表面１１２と概略面一となるように配置されているが、これに限られるものではなく、電子部品１３０の表面が樹脂１１０の表面１１２よりも突出している配置も可能である。
本発明による樹脂構造体１００の概略を示す斜視図である。 本発明による樹脂構造体１００の製造工程の概略を示す図である。 図１の線Ｉ−Ｉに沿った樹脂構造体１００の概略を示す断面図である。
符号の説明
１００ 樹脂構造体
１１０ 保持用樹脂層
１２０ 樹脂層支持体
１３０ 電子部品
１４０ 粘着シート
１５０ 隔壁

Claims (8)

  1. 少なくとも１つの電子部品を保持するための保持用樹脂層と、
    前記保持用樹脂層と少なくとも一部が向かい合うように配置されかつ前記保持用樹脂層を支持する樹脂層支持体と、を含むことを特徴とする樹脂構造体。
  2. 前記保持用樹脂層は、光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂により形成された請求項１に記載の樹脂構造体。
  3. 前記電子部品は、電気的接続のための少なくとも１つの接続端子を有し、
    前記接続端子は、前記保持用樹脂層から突出した請求項１に記載の樹脂構造体。
  4. 前記保持用樹脂層は、第１の面と、前記第１の面に向かい合う第２の面と、を有し、
    前記樹脂層支持体は、前記第１の面に密着して設けられ、
    前記接続端子は、前記第２の面から突出した請求項３に記載の樹脂構造体。
  5. 前記保持用樹脂層から突出した前記接続端子の先端部は、略同一の平面内に位置する請求項３に記載の樹脂構造体。
  6. 少なくとも１つの電子部品を保持するための保持用樹脂層と、
    前記保持用樹脂層を支持するための樹脂層支持体と、を含み、
    前記電子部品は、部品本体と、前記部品本体から延出した接続端子であり電気的接続のための少なくとも１つの接続端子とを有し、
    前記部品本体の少なくとも一部分は、前記保持用樹脂層に埋没し、
    前記保持用樹脂層は、第１の面と、前記第１の面に向かい合う第２の面と、を有し、
    前記保持用樹脂層は、光硬化性または熱硬化性を有し、かつ、光の照射または加熱で硬化することによって、前記電子部品を一定の位置に保ち、
    前記樹脂層支持体は、前記第１の面に接合されて、前記保持用樹脂層を補強し、
    前記接続端子は、前記第２の面から延出することを特徴とする樹脂構造体。
  7. 前記保持用樹脂層を構成する樹脂組成物に、その内部応力を緩和するためのフィラーが添加されている請求項６に記載の樹脂構造体。
  8. 電気的接続のための少なくとも１つの接続端子を有する少なくとも１つの電子部品を仮固定体に仮固定するステップと、
    前記少なくとも１つの電子部品を囲む囲繞体を前記仮固定体に配置するステップと、
    前記仮固定体と前記囲繞体とによって囲まれる領域に流動可能な樹脂を充填するステップと、
    少なくとも１つの電子部品を保持するための保持用樹脂層を前記流動可能な樹脂の表面に配置するステップと、
    前記流動可能な樹脂を硬化させるステップと、
    前記少なくとも１つの電子部品から前記仮固定体を剥離するステップと、を含むことを特徴とする樹脂構造体の製造方法。
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