(57)【要約】【課題】インサート成形された樹脂被覆層におけるウェルドライン発生を防止できる樹脂封止電子部品ユニットの製造方法を提供する。【解決手段】インサート成形は、成形時の基板１表面における温度が電子部品３の実装用ハンダの溶融温度未満の熱可塑性樹脂Ｒを用いる。キャビティ１２ａ，１２ｂ内に配設された基板１の一方の短辺側から熱可塑性樹脂Ｒを射出し、他方の短辺側から気体を放出し、熱可塑性樹脂Ｒを基板１の長手方向に流動させる。前記インサート成形は、基板１の表裏両面に配設された樹脂被覆層６の熱可塑性樹脂Ｒの量が表裏対称に配置されるキャビティ１２ａ，１２ｂを備える金型１１ａ，１１ｂにより行う。前記インサート成形は、基板１の一方の短辺側端部と金型１１ｂの内壁との間に空洞部１３ａを備える金型１１ａ，１１ｂにより行う。空洞部１３ａは、樹脂封止電子部品ユニット７の短辺側端部に取付部材８ａを形成する形状を備える。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の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において、
該インサート成形は、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を用い、金型のキャビティ内に配設された該基板の一方の短辺側から該熱可塑性樹脂を射出し、他方の短辺側から該キャビティ内の気体を放出することにより、該熱可塑性樹脂が該基板の長手方向に沿って流動するようにして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２】
前記インサート成形は、前記樹脂被覆層が前記プリント配線基板の表裏両面に配設され、導入される前記熱可塑性樹脂の量が、該プリント配線基板の表裏両面で対称に配置される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１記載の樹脂封止電子部品ユニットの製造方法。
【請求項３】
前記インサート成形は、前記プリント配線基板の一方の短辺側端部と該金型の内壁との間に所定の空洞部を備える金型により行う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の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂封止電子部品ユニットは短辺側端部に前記樹脂被覆層と一体的に成形された取付部材を備え、前記空洞部は、該樹脂封止電子部品ユニットの少なくとも一方の短辺側端部に該取付部材を形成する形状を備えることを特徴とする請求項３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被覆層で被覆して封止した樹脂封止電子部品ユニットの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体、ＬＳＩ等の電子部品が実装されたプリント配線基板の防水、防湿または防塵のために、該基板を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では、前記金型に射出された前記熱可塑性樹脂が前記キャビティ内で複数の流れに別れて前記キャビティ内を回流し、各流れの会合点にウェルドラインが形成される。そして、前記ウェルドラインが形成された樹脂被覆層では、成形後にストレスが加わった場合に、該ウェルドラインを基点として亀裂が発生し易い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におけるウェルドラインの発生を防止することができる樹脂封止電子部品ユニットの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、矩形状の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において、該インサート成形は、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を用い、金型のキャビティ内に配設された該基板の一方の短辺側から該熱可塑性樹脂を射出し、他方の短辺側から該キャビティ内の気体を放出することにより、該熱可塑性樹脂が該基板の長手方向に沿って流動するようにして行うことを特徴とする。
【００１２】
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。
【００１３】
この点について、本発明では、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を用いる。従って、前記ハンダの溶融を避けることができる。
【００１４】
また、本発明では、矩形状の前記プリント配線基板を金型のキャビティ内に配設し、該基板の一方の短辺側から前記熱可塑性樹脂を射出し、他方の短辺側から該キャビティ内の気体を放出することにより、該熱可塑性樹脂が該基板の長手方向に沿って流動するようにする。この結果、前記熱可塑性樹脂が前記キャビティ内で複数の流れに別れることなく、該キャビティに充填されるので、複数の流れの会合点ができず、ウェルドラインの発生を防止することができる。
【００１５】
ところで、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ことが懸念される。
【００１６】
そこで、本発明は、前記製造方法において、前記インサート成形は、前記樹脂被覆層が前記プリント配線基板の表裏両面に配設され、導入される前記熱可塑性樹脂の量が、該プリント配線基板の表裏両面で対称に配置される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。
【００１７】
前記金型によれば、前記プリント配線基板の表裏両面に配設される前記樹脂被覆層において前記熱可塑性樹脂の量がほぼ等量となる。従って、前記熱可塑性樹脂の冷却固化時の応力が該基板の表裏両面でほぼ均等になり、前記プリント配線基板が前記応力により変形することを防止することができる。
【００１８】
さらに、前記熱可塑性樹脂を射出する場合、ゲート近傍では該熱可塑性樹脂は比較的高温になっている。従って、前記ゲート近傍に前記電子部品があると、該電子部品は前記熱可塑性樹脂の射出が完了するまで、比較的高温の該熱可塑性樹脂に曝されることとなり、前記ハンダが溶融することがある。
【００１９】
そこで、本発明は、前記製造方法において、前記インサート成形は、前記プリント配線基板の一方の短辺側端部と該金型の内壁との間に所定の空洞部を備える金型により行うことを特徴とする。
【００２０】
前記金型によれば、前記空洞部に前記熱可塑性樹脂を射出すると、該熱可塑性樹脂は該空洞部内で冷却されるので、前記プリント配線基板の前記電子部品が実装されている位置に到達するまでに十分に温度が低下する。従って、前記電子部品が前記熱可塑性樹脂が射出されている間に比較的高温の該熱可塑性樹脂に曝されることを避けることができる。
【００２１】
さらに、本発明の製造方法では、樹脂封止電子部品ユニットが短辺側端部に前記樹脂被覆層と一体的に成形された取付部材を備える場合には、前記空洞部は、樹脂封止電子部品ユニットの少なくとも一方の短辺側端部に取付部材を形成する形状を備えることが好ましい。このようにすることにより、前記取付部材を形成するための空洞部を前記熱可塑性樹脂の射出に利用して、該空洞部内で該熱可塑性樹脂を冷却することができ、好都合である。
【００２２】
【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は本実施形態の樹脂封止電子部品ユニットの製造方法に用いる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２は本実施形態の樹脂封止電子部品ユニットの製造方法を示す説明的断面図、図３は本実施形態の製造方法で得られた樹脂封止電子部品ユニットの平面図である。
【００２３】
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、例えば図１に示すような実装プリント配線基板１に樹脂被覆を施す。実装プリント配線基板１は、矩形状のプリント配線基板２の一方の表面に、半導体、ＬＳＩ等の複数の電子部品３がハンダ付けにより実装されている。プリント配線基板２は、表面にケーブル接続部４ａ，４ｂを備え、ケーブル接続部４ａ，４ｂには入出力用の複数のケーブル群５ａ，５ｂが接続されている。
【００２４】
本実施形態の製造方法は、まず、図２（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１２ａ，１２ｂ内に図１に示す実装プリント配線基板１を配設する。尚、図２（ａ）〜図２（ｃ）は、いずれも前記キャビティ１２ａ，１２ｂ、実装プリント配線基板１を模式的に示すものであって、図１及び後述の図３に示す構成とは一致しない部分がある。
【００２５】
金型１１ａのキャビティ１２ａは、実装プリント配線基板１の外形に沿う形状を備えている。前記形状は、より具体的にはプリント配線基板２上に実装された電子部品３、ケーブル接続部４ａ，４ｂの外形に沿う形状となっている。
【００２６】
一方、金型１１ｂのキャビティ１２ｂは、実装プリント配線基板１の短辺側両端部に後述のフランジを形成するためのフランジ形成部１３ａ，１３ｂを備え、一方のフランジ形成部１３ａに連通して前記ポリアミド樹脂を射出するランナ１４と、他方のフランジ形成部１３ｂに連通してキャビティ１２ａ，１２ｂ内の空気を外部に放出せしめる空気抜１５とを備えている。
【００２７】
また、キャビティ１２ａ，１２ｂは、導入される前記ポリアミド樹脂の量が、実装プリント配線基板１の表裏両面で対称に配置される形状を備えている。この結果、本実施形態の製造方法では、キャビティ１２ａ，１２ｂにより形成される後述の樹脂被覆層において、実装プリント配線基板１の表裏両面に配設される前記ポリアミド樹脂の量がほぼ等量となり、前記ポリアミド樹脂が冷却固化するときの応力による実装プリント配線基板１の変形を抑制することができる。
【００２８】
尚、金型１１ａ，１１ｂのキャビティ１２ａ，１２ｂ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グロメット形成部（図示せず）を備えている。
【００２９】
次に、図２（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、プリント配線基板２がキャビティ１２ａ，１２ｂ内のランナ１４、空気抜１５に対向する位置に保持される。
【００３０】
次に、フランジ形成部１３ａに対応する側の幅方向中央に備えられたランナ１４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内に該ポリアミド樹脂を導入する。このとき、前記ポリアミド樹脂がキャビティ１２ａ，１２ｂ内に導入されるに従って、キャビティ１２ａ，１２ｂ内の空気は、フランジ形成部１３ｂに対応する側に備えられた空気抜１５から放出される。この結果、前記ポリアミド樹脂は実装プリント配線基板１の長手方向に沿って流動し、かつ実装プリント配線基板１の中央部から短辺方向両側に広がるように流動して、キャビティ１２ａ，１２ｂ内に充填される。
【００３１】
キャビティ１２ａ，１２ｂ内に充填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１を被覆する樹脂被覆層６（図２（ｃ）参照）を形成する。尚、前記押さえピンは実装プリント配線基板１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、樹脂被覆層６には、前記押さえピンの痕跡が残らない。
【００３２】
次に、前記ポリアミド樹脂が冷却固化したならば、図２（ｃ）に示すように、金型１１ａ，１１ｂを開くことにより、実装プリント配線基板１が樹脂被覆層６により被覆された樹脂封止電子部品ユニット７を得ることができる。
【００３３】
樹脂封止電子部品ユニット７は、図３に示すように、短辺側両端部に樹脂被覆層６と一体的に成形された取り付け用フランジ８ａ，８ｂを備え、長辺側の一方の端部には樹脂被覆層６と一体的に成形されたグロメット９ａ，９ｂを備えている。フランジ８ａ，８ｂにはそれぞれ取付用孔部１０ａ，１０ｂが設けられており、グロメット９ａ，９ｂからは、ケーブル群５ａ，５ｂの各ケーブルが１本ずつ、樹脂封止電子部品ユニット７の外部に引き出されている。
【００３４】
図３に示すように、フランジ８ａ，８ｂは、矩形状のプリント配線基板２の長手方向で相対向して備えられている。そこで、図３に矢示するように、前記製造方法でキャビティ１２ａ，１２ｂ内に導入された前記ポリアミド樹脂Ｒは、フランジ８ａ側からフランジ８ｂ側に実装プリント配線基板１の長手方向に沿って流動し、かつ実装プリント配線基板１の中央部から短辺方向両側に広がるように流動する。この結果、キャビティ１２ａ，１２ｂ内におけるポリアミド樹脂Ｒの流れは相互の衝突による会合点を作ることが無く、形成された樹脂被覆層６におけるウェルドラインの発生を防止することができる。
【００３５】
また、前記製造方法において、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１４に送られる。この結果、前記ポリアミド樹脂は、キャビティ１２ａ，１２ｂ内に保持された実装プリント配線基板１の表面に達したときには、約１６０℃の温度となり、電子部品３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。
【００３６】
しかも、前記製造方法では、前記ポリアミド樹脂は、ランナ１４からまずフランジ形成部１３ａに射出され、フランジ形成部１３ａ内で冷却される。従って、前記ポリアミド樹脂は、実装プリント配線基板１の電子部品３が実装されている位置に到達するまでに前記ハンダの溶融を防止するために十分な温度に低下する。
【００３７】
本実施形態の製造方法により得られた樹脂封止電子部品ユニット７は、前述のように樹脂被覆層６にウェルドラインが無いので、ストレスが加えられても樹脂被覆層６に亀裂が発生しにくく、防水、防湿または防塵に優れた効果を奏することができる。また、樹脂被覆層６は、前述の形状のキャビティ１２ａ，１２ｂにより形成されるので、前記ポリアミド樹脂の冷却固化による応力が実装プリント配線基板１の表裏両面で均等化され、該応力による実装プリント配線基板１の変形を防止することができる。
【００３８】
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１の表面における温度が電子部品３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】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２】本発明の樹脂封止電子部品ユニットの製造方法を示す説明的断面図。
【図３】本発明の製造方法により得られた樹脂封止電子部品ユニットの一例を示す平面図。
【符号の説明】
１…電子部品が実装されたプリント配線基板、  ２…プリント配線基板、  ３…電子部品、  ６…樹脂被覆層、  ７…樹脂封止電子部品ユニット、  ８ａ，８ｂ…取付部材、  １１ａ，１１ｂ…金型、  １２ａ，１２ｂ…キャビティ、  １３ａ，１３ｂ…空洞部、  Ｒ…熱可塑性樹脂。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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