(57)【要約】【課題】インサート成形された樹脂被覆層による変形を抑制できる樹脂封止電子部品ユニット及びその製造方法を提供する。【解決手段】プリント配線基板４と、基板４上に実装された電子部品５と、電子部品５を被覆して封止する部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，…，３ｇとを備える。部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，…，３ｇは低い熱可塑性樹脂からなり、電子部品５の非実装部分で基板４の露出部分４ａにより分割されている。部分樹脂被覆層部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，…，３ｇは、少なくとも１つの側面が樹脂封止電子部品ユニット１の端部に接している。部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，…，３ｇは、電子部品５の外形に沿う形状を備える。前記インサート成形は、部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，…，３ｇが露出部分４ａにより分割され形状のキャビティ１２ａ，１２ｂを備える金型１１ａ，１１ｂ内に実装プリント配線基板２を配設し、前記熱可塑性樹脂を射出することにより行う。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線基板と、該基板上に実装された電子部品と、インサート成形により少なくとも該電子部品を被覆して該電子部品を封止する樹脂被覆層とを備える樹脂封止電子部品ユニットであって、
該樹脂被覆層は該インサート成形時の該基板表面における温度が該電子部品の実装に用いられるハンダの溶融温度よりも低い熱可塑性樹脂からなり、該電子部品が実装されている側の面に、該電子部品の非実装部分で該基板を露出し、露出された該基板により分割された複数の部分樹脂被覆層を備えることを特徴とする樹脂封止電子部品ユニット。
【請求項２】
前記部分樹脂被覆層は、少なくとも１つの前記電子部品を被覆して該電子部品を封止し、少なくとも１つの側面が前記樹脂封止電子部品ユニットの端部に接していることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止電子部品ユニット。
【請求項３】
前記部分樹脂被覆層は、前記電子部品の外形に沿う形状を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の樹脂封止電子部品ユニット。
【請求項４】
プリント配線基板と、該基板上に実装された電子部品と、インサート成形により少なくとも該電子部品を被覆して該電子部品を封止する樹脂被覆層とを備える樹脂封止電子部品ユニットの製造方法であって、
該インサート成形は、該電子部品が実装されている側の面で該樹脂被覆層が該電子部品の非実装部分で該基板を露出し、露出された該基板により複数の部分樹脂被覆層に分割される形状のキャビティを備える金型の該キャビティ内に該基板を配設し、該インサート成形時の該基板表面における温度が該電子部品の実装に用いられるハンダの溶融温度よりも低い熱可塑性樹脂を射出することにより行うことを特徴とする樹脂封止電子部品ユニットの製造方法。
【請求項５】
前記インサート成形は、少なくとも１つの前記電子部品が内部に配設され、少なくとも１つの内側面が前記樹脂封止電子部品ユニットの端部を形成する形状の複数のキャビティを備える金型を用い、該複数のキャビティに前記熱可塑性樹脂を射出することにより行うことを特徴とする請求項４記載の樹脂封止電子部品ユニットの製造方法。
【請求項６】
前記インサート成形は、前記プリント配線基板に実装された前記電子部品の外形に沿う形状のキャビティを備える金型により行うことを特徴とする請求項４または請求項５記載の樹脂封止電子部品ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体、ＬＳＩ等の電子部品が実装されたプリント配線基板を樹脂層で被覆して封止した樹脂封止電子部品ユニット及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前記プリント配線基板の防水、防湿または防塵のために、該基板の表裏両面を樹脂層で被覆して封止した樹脂封止電子部品ユニットが知られている。
【０００３】
前記樹脂封止電子部品ユニットとして、例えば、電子部品が実装されたプリント配線基板全体をエポキシ樹脂等の樹脂で被覆したものがある。このような樹脂封止電子部品ユニットは、前記プリント配線基板をケース内に収容し、該ケースにエポキシ樹脂を注入することにより製造される（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
前記エポキシ樹脂は、耐環境性に優れ、前記プリント配線基板との接着密着性も良好であるので、前記樹脂封止電子部品ユニットは、防水、防湿または防塵に対する性能に優れている。ところが、前記エポキシ樹脂は熱硬化性であるため、前記ケースに注入した後、１００℃以上の温度に数時間保持する必要があり、作業効率が低く、設備の大型化が避けられないとの問題がある。
【０００５】
また、前記のようにして製造する場合には、前記プリント配線基板が収容されたケースに樹脂を注入するため、前記プリント配線基板に実装された電子部品のうち、最も背の高い部品の高さにより樹脂の注入量が規定される。従って、樹脂の量を該注入量未満とすることができないという問題がある。
【０００６】
前記問題を解決するために、熱可塑性樹脂のインサート成形により、電子部品が実装されたプリント配線基板の表裏両面を被覆する樹脂被覆層を形成し、該基板を該樹脂被覆層で被覆して封止した樹脂封止電子部品ユニットが提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
前記インサート成形は、金型のキャビティ内に前記プリント配線基板を配設し、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂を該キャビティ内に射出することにより行う。前記ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂は、比較的低温で溶融し、比較的低圧で射出することができるので、前記プリント配線基板に実装された電子部品が成形時の熱や圧力により損傷を受けることを避けることができる。
【０００８】
しかしながら、前記インサート成形により形成された前記樹脂被覆層は、冷却固化する際に熱収縮を起こし、該熱収縮による応力のために、前記プリント配線基板に反り等の変形が生じるという不都合がある。
【０００９】
【特許文献１】
実公平６−１１５３５号公報
【特許文献２】
特開２０００−１３３６６５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不都合を解消して、インサート成形により形成された樹脂被覆層を備え、該樹脂被覆層による変形を抑制することができる樹脂封止電子部品ユニットを提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明の目的は、前記樹脂封止電子部品ユニットの製造方法を提供することにもある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
プリント配線基板では、一般に、電子部品が実装されている側の面では該電子部品を被覆するために、樹脂被覆層を形成する樹脂量が、実装されていない側の面よりも多くなり、電子部品が実装されていない側の面よりも大きな熱収縮応力が作用することとなる。この結果、樹脂封止電子部品ユニットに反り等の変形が生じるものと考えられる。
【００１３】
この現象は、プリント配線基板の両側に部品が配置されている場合であっても、樹脂量が大きく異なれば同様である。
【００１４】
そこで、本発明の樹脂封止電子部品ユニットは、かかる目的を達成するために、プリント配線基板と、該基板上に実装された電子部品と、インサート成形により少なくとも該電子部品を被覆して該電子部品を封止する樹脂被覆層とを備える樹脂封止電子部品ユニットであって、該樹脂被覆層は該インサート成形時の該基板表面における温度が該電子部品の実装に用いられるハンダの溶融温度よりも低い熱可塑性樹脂からなり、該電子部品が実装されている側の面に、該電子部品の非実装部分で該基板を露出し、露出された該基板により分割された複数の部分樹脂被覆層を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の樹脂封止電子部品ユニットでは、前記電子部品が実装されている側の面で、前記樹脂被覆層が前記複数の部分樹脂被覆層に分割されているので、該部分樹脂被覆層が冷却固化する際の応力が各部分樹脂被覆層毎に分散される。従って、該応力による変形を抑制することができる。
【００１６】
また、本発明の樹脂封止電子部品ユニットにおいて、前記部分樹脂被覆層は、少なくとも１つの前記電子部品を被覆して該電子部品を封止し、少なくとも１つの側面が前記樹脂封止電子部品ユニットの端部に接していることを特徴とする。前記部分樹脂被覆層は、少なくとも１つ、好ましくは数個の前記電子部品を被覆していることにより、前記のように複数に分割することができる。また、各部分樹脂被覆層は前記樹脂封止電子部品ユニットの端部に面する側の側面が不揃いであってもよいが、少なくとも１つの側面が該樹脂封止電子部品ユニットの端部に接していることにより、各部分樹脂被覆層の側面を該樹脂封止電子部品ユニットの端部に沿って揃えることができ、優れた外観品質を得ることができる。
【００１７】
また、本発明の樹脂封止電子部品ユニットにおいて、前記部分樹脂被覆層は、前記電子部品の外形に沿う形状を備えることにより、該電子部品を被覆するために必要とされる樹脂の量を低減することができ、該部分樹脂被覆層が冷却固化する際の応力を低減することができる。従って、前記形状の部分樹脂被覆層を備える本発明の樹脂封止電子部品ユニットによれば、前記応力による変形の抑制効果はより大きくなる。
【００１８】
本発明の樹脂封止電子部品ユニットは、前記インサート成形を、前記電子部品が実装されている側の面で前記樹脂被覆層が該電子部品の非実装部分で前記プリント配線基板を露出し、露出された該基板により複数の部分樹脂被覆層に分割される形状のキャビティを備える金型の該キャビティ内に該基板を配設し、該インサート成形時の該基板表面における温度が該電子部品の実装に用いられるハンダの溶融温度よりも低い熱可塑性樹脂を射出することにより行うことにより、有利に製造することができる。
【００１９】
本発明の製造方法によれば、前記キャビティ内に前記プリント配線基板を配設し、前記熱可塑性樹脂を射出することにより、複数の部分樹脂被覆層を備える前記樹脂被覆層を形成することができる。
【００２０】
このとき、前記電子部品は、一般にハンダ付けにより前記プリント配線基板上に実装されている。従って、前記インサート成形時に前記熱可塑性樹脂の温度が前記ハンダの溶融温度よりも高温であると、該ハンダが溶融することが懸念される。
【００２１】
この点について、本発明の製造方法では、前記樹脂被覆層は、前記インサート成形時の前記プリント配線基板表面における温度が前記電子部品の実装に用いられるハンダの溶融温度よりも低い熱可塑性樹脂からなる。従って、前記ハンダの溶融を避けることができる。
【００２２】
また、本発明の製造方法において、前記インサート成形は、少なくとも１つの前記電子部品が内部に配設され、少なくとも１つの内側面が前記樹脂封止電子部品ユニットの端部を形成する形状の複数のキャビティを備える金型を用い、該複数のキャビティに前記熱可塑性樹脂を射出することにより行うことを特徴とする。このようにすると、前記熱可塑性樹脂が各キャビティに分散して射出されるため、各キャビティ内に配設された前記電子部品にかかる圧力を低減することができ、また該電子部品が溶融状態の前記熱可塑性樹脂に曝される時間を低減することができる。従って、前記電子部品の圧力、温度に対するストレスを低減することができる。
【００２３】
また、前記各キャビティは、少なくとも１つの内側面が前記樹脂封止電子部品ユニットの端部を形成する形状となっているので、前記熱可塑性樹脂を各キャビティの側面から射出することが可能となる。この結果、射出された前記熱可塑性樹脂が各キャビティ内で流動する距離を短くすることができ、空気の抱き込みを低減して優れた注型品質を得ることができる。
【００２４】
また、本発明の製造方法において、前記インサート成形は、前記プリント配線基板に実装された前記電子部品の外形に沿う形状のキャビティを備える金型により行うことが好ましい。このようにすることにより、前記電子部品の外形に沿う形状を備える前記樹脂被覆層を形成することができ、該樹脂被覆層を形成する前記熱可塑性樹脂の所要量を低減することができる。
【００２５】
また、前記熱可塑性樹脂の所要量を低減することよって、前記金型内部に熱が籠もりにくくなり、金型温度の上昇を抑制することができるため、金型自体の放熱効果が大きくなり、金型の体積を小さくすることも可能になる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本発明の樹脂封止電子部品ユニットの一実施形態を示す平面図、図２は電子部品が実装されたプリント配線基板の一例を示す平面図、図３は本発明の樹脂封止電子部品ユニットの製造方法の一実施形態を示す説明的断面図である。
【００２７】
次に、本発明の樹脂封止電子部品ユニットの実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態の樹脂封止電子部品ユニット１は、実装プリント配線基板２の電子部品実装面にポリアミド樹脂からなる部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇを備えている。実装プリント配線基板２の電子部品実装面では、矩形状のプリント配線基板４に、半導体、ＬＳＩ等の複数の電子部品５がハンダ付けにより実装されている。樹脂封止電子部品ユニット１は、電子部品５が実装されていない非実装部分にプリント配線基板４が露出された露出部分４ａを備えており、部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇは露出部分４ａにより分割されて互いに独立に形成されている。
【００２８】
また、樹脂封止電子部品ユニット１は、プリント配線基板４の短辺側一端部に連接して部分樹脂被覆層３ａ，３ｆと一体的に成形された取り付け用フランジ６ａを備え、他端部に連接して部分樹脂被覆層３ｄ，３ｇと一体的に成形された取り付け用フランジ６ｂを備えている。フランジ６ａ，６ｂには、それぞれ取り付け用孔部７ａ，７ｂが設けられている。
【００２９】
また、プリント配線基板４は、表面に入出力用の複数のケーブル群８ａ，８ｂが接続されるケーブル接続部９ａ，９ｂを備えており、ケーブル群８ａ，８ｂはプリント配線基板４の長辺側端部に連接して部分樹脂被覆層３ｆと一体的に成形されたグロメット１０ａ、部分樹脂被覆層３ｇと一体的に成形されたグロメット１０ｂを介して、１本ずつ外部に引き出されている。尚、本実施形態では、ケーブル接続部９ａ，９ｂも電子部品として説明する。
【００３０】
部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇは、少なくとも１つの電子部品５またはケーブル接続部９ａ，９ｂを被覆して、該電子部品５、ケーブル接続部９ａ，９ｂを封止している。この点について詳述すると、部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｅは、いずれもプリント配線基板４の表面に実装された電子部品５と、電子部品５が実装されている部分のプリント配線基板４とを被覆している。また、部分樹脂被覆層３ｆ，３ｇは、ケーブル接続部９ａ，９ｂと、プリント配線基板４の表面に配設されたケーブル群８ａ，８ｂと、ケーブル接続部９ａ，９ｂ、ケーブル群８ａ，８ｂが実装されている部分のプリント配線基板４とを被覆している。
【００３１】
また、部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇは、少なくとも１つの側面が、樹脂封止電子部品ユニット１の端部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに接している。この点について詳述すると、部分樹脂被覆層３ａは２つの側面が樹脂封止電子部品ユニット１の端部１ａ，１ｄに接しており、部分樹脂被覆層３ｂ，３ｃは１つの側面が端部１ａに接している。また、部分樹脂被覆層３ｄは２つの側面が端部１ａ，１ｂに接し、部分樹脂被覆層３ｅは１つの側面が端部１ｃに接している。さらに、部分樹脂被覆層３ｆは２つの側面が端部１ｃ，１ｄに接しており、部分樹脂被覆層３ｇは２つの側面が端部１ｂ，１ｃに接している。
【００３２】
この結果、部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇが樹脂封止電子部品ユニット１の端部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに沿って配設され、優れた外観品質を得ることができる。
【００３３】
また、樹脂封止電子部品ユニット１は、前記電子部品実装面の裏面には、後述のようにポリアミド樹脂からなる樹脂被覆層３ｈを備えている。樹脂被覆層３ｈは、前記電子部品実装面の裏面全体を被覆するように形成されている。
【００３４】
次に、図２，３を参照して、図１に示す樹脂封止電子部品ユニット１の製造方法について説明する。
【００３５】
本実施形態の樹脂封止電子部品ユニットの製造方法では、図２に示す実装プリント配線基板２を部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇと樹脂被覆層３ｈとにより被覆する。実装プリント配線基板２は、前述のようにプリント配線基板４の一方の表面に、半導体、ＬＳＩ等の複数の電子部品５が実装されており、表面に設けられたケーブル接続部９ａ，９ｂに入出力用の複数のケーブル群８ａ，８ｂが接続されている。尚、実装プリント配線基板２は、取り付け用フランジ６ａ，６ｂ、グロメット１０ａ，１０ｂを備えていない。
【００３６】
本実施形態の樹脂封止電子部品ユニットの製造方法では、まず、図３（ａ）に示すように、アルミニウム製の金型１１ａ，１１ｂのキャビティ内に図２に示す実装プリント配線基板２を配設する。尚、図３（ａ）〜図３（ｃ）は、いずれも前記キャビティ、実装プリント配線基板２を模式的に示すものであって、図１、図２に示す構成とは一致しない部分がある。
【００３７】
金型１１ａは部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇに対応する形状のキャビティ１２ａ，１２ｂ，・・・，１２ｇを備え、キャビティ１２ａ，１２ｂ，・・・，１２ｇは実装プリント配線基板２の外形に沿う形状、より具体的にはプリント配線基板４上に実装された電子部品５、ケーブル接続部９ａ，９ｂの外形に沿う形状を備えている。尚、図３（ａ）では、キャビティ１２ａ，１２ｂ，・・・，１２ｇを、キャビティ１２ａ，１２ｂで代表させて示している。
【００３８】
一方、金型１１ｂは樹脂被覆層３ｈに対応する形状のキャビティ１２ｈと、キャビティ１２ｈに連通して前記ポリアミド樹脂を射出するランナ１３とを備えている。尚、ランナ１３は金型１１ｂ内で分岐し、金型１１ａ内でキャビティ１２ａ，１２ｂ，・・・，１２ｇの側面からキャビティ１２ａ，１２ｂ，・・・，１２ｇに連通する複数のランナ（図示せず）に接続されている。
【００３９】
尚、金型１１ａ，１１ｂは、実装プリント配線基板１の長辺側の一方の端部に後述のグロメットを形成するためのキャビティ（図示せず）を備えている。
【００４０】
次に、図３（ｂ）に示すように、金型１１ａ，１１ｂを閉じる。このとき、実装プリント配線基板１は、図示しない押さえピンにより、所定の位置に保持される。
【００４１】
次に、ランナ１３から前記ポリアミド樹脂を射出することにより、キャビティ１２ａ，１２ｂ，・・・，１２ｈ内に該ポリアミド樹脂を導入する。前記ポリアミド樹脂は、図示しない貯蔵タンク内で２１０〜２２０℃の温度に加熱されて溶融されており、該貯蔵タンク内に備えられた圧送ポンプにより約１〜４ＭＰａの圧力で、ランナ１３に送られる。この結果、前記ポリアミド樹脂は、実装プリント配線基板２の表面に達したときには、約１６０℃の温度となり、電子部品５の実装に用いられるハンダ（例えばＰｂ：Ｓｎ＝６：４（重量比））の溶融温度よりも低温となる。
【００４２】
キャビティ１２ａ，１２ｂ，・・・，１２ｈ内に導入された前記ポリアミド樹脂は、アルミニウム製の金型１１ａ，１１ｂを介して短時間で放熱して冷却固化し、実装プリント配線基板２を被覆する部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇ、樹脂被覆層３ｈを形成する。また、このとき、取り付け用フランジ６ａ，６ｂと、グロメット１０ａ，１０ｂが部分樹脂被覆層３ａ，３ｄ，３ｆ，３ｇと一体的に成形される。
【００４３】
尚、前記押さえピンは実装プリント配線基板２が導入された前記ポリアミド樹脂により支持されるようになった時点で引き抜かれ、該押さえピンの跡には該ポリアミド樹脂が充填される。従って、部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇ、樹脂被覆層３ｈには、前記押さえピンの痕跡が残らない。
【００４４】
次に、前記ポリアミド樹脂が冷却固化したならば、図３（ｃ）に示すように、金型１１ａ，１１ｂを開いて、実装プリント配線基板２が部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇ、樹脂被覆層３ｈにより被覆された樹脂封止電子部品ユニット１を取り出す。
【００４５】
樹脂封止電子部品ユニット１では、実装プリント配線基板２の電子部品５、ケーブル接続部９ａ，９ｂが実装されている側の面には、露出部分４ａにより前記７つの部分に分割された部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇが形成されている。また、電子部品５、ケーブル接続部９ａ，９ｂが実装されている側と反対側の面には、プリント基板４の全面を被覆する樹脂被覆層３ｈが形成されている。
【００４６】
この結果、実装プリント配線基板２の電子部品５、ケーブル接続部９ａ，９ｂが実装されている側の面では、部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇが冷却する際に生じる応力が各部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇに分散され、樹脂被覆層３ｈが冷却する際に生じる応力との差が小さくなる。従って、樹脂封止電子部品ユニット１では、前記応力による実装プリント配線基板２の反り等の変形を抑制することができる。
【００４７】
また、部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇは、電子部品５、ケーブル接続部９ａ，９ｂの外形に沿う形状に形成されている。従って、部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇによれば、樹脂量が低減されて前記応力をさらに低減することができる上、金型１１ａ，１１ｂ自体の放熱効果を大きくして、金型１１ａ，１１ｂの体積を小さくすることができる。
【００４８】
尚、本実施形態では、７つに分割された部分樹脂被覆層３ａ，３ｂ，・・・，３ｇを備える樹脂封止電子部品ユニット１の例を挙げている。しかし、前記部分樹脂被覆層は前記応力を分散して実装プリント配線基板２の反り等の変形を防止することができる数に分散されていればよく、その数は実装された電子部品５、ケーブル接続部９ａ，９ｂの配置等に応じて適宜選択することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、熱可塑性樹脂として前記ポリアミド樹脂を用いているが、熱可塑性樹脂は前記インサート成形時の実装プリント配線基板２の表面における温度が電子部品５の実装に用いられるハンダの溶融温度よりも低いものであれば、どのような樹脂であってもよい。このような熱可塑性樹脂として、例えば、東洋紡績株式会社製ポリエステル（商品名：バイロンＨＭグレードＧＭ９５０、バイロンＨＭグレードＧＡＡ１０）等を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の樹脂封止電子部品ユニットの一実施形態を示す平面図。
【図２】電子部品が実装されたプリント配線基板の一例を示す平面図。
【図３】本発明の樹脂封止電子部品ユニットの製造方法の一実施形態を示す説明的断面図。
【符号の説明】
１…樹脂封止電子部品ユニット、  ３ａ，３ｂ，・・・，３ｇ…部分樹脂被覆層、  ４…プリント配線基板、  ５…電子部品、  １１ａ，１１ｂ…金型、  １２ａ，１２ｂ，１２ｈ…キャビティ。
【図１】
2004363409.tif 000003
【図２】
2004363409.tif 000004
【図３】
2004363409.tif 000005