(57)【要約】【課題】インサート成形により形成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、インサート成形により電子部品５を被覆して封止する樹脂被覆層３とを備える。樹脂被覆層３は、該インサート成形時の該基板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熱可塑性樹脂からなり、実装プリント配線基板２の表裏両面に配置されていて、樹脂被覆層３を形成する該熱可塑性樹脂の量が基板２の表裏両面で実質的に対称に配置されている。樹脂被覆層３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、樹脂被覆層３を形成する熱可塑性樹脂の量が基板２の表裏両面で実質的に対称に配置される形状のキャビティ１２ａ，１２ｂ内に基板２を配設し、該熱可塑性樹脂を基板２の表裏両面側に同時に射出する。【選択図】    図１
2004363406.tif 000002
【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において、
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、該基板の表裏両面に配置されていて、該樹脂被覆層を形成する該熱可塑性樹脂の量が該基板の表裏両面で実質的に対称に配置されてい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記載の樹脂封止電子部品ユニット。
【請求項３】
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、該基板の表裏両面に配設される該樹脂被覆層を形成する該熱可塑性樹脂の量が該基板の表裏両面で実質的に対称に配置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、該熱可塑性樹脂を該基板の表裏両面側に同時に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４】
前記インサート成形は、前記電子部品が実装された前記プリント配線基板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、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あ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】
かかる目的を達成するために、本発明の樹脂封止電子部品ユニットは、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において、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、該基板の表裏両面に配置されていて、該樹脂被覆層を形成する該熱可塑性樹脂の量が該基板の表裏両面で実質的に対称に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
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。
【００１４】
この点について、本発明の樹脂封止電子部品ユニットでは、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。
【００１５】
また、本発明の樹脂封止電子部品ユニットでは、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置されていて、該樹脂被覆層を形成する前記熱可塑性樹脂の量が該基板の表裏両面で実質的に対称に配置されている。このため、前記樹脂被覆層では、前記プリント配線基板の表裏両面で、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前記プリント配線基板の表裏両面でほぼ均等になり、該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。
【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が好ましい。前記樹脂被覆層が、前記電子部品の外形に沿う形状を備えることにより、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。
【００１７】
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、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、該基板の表裏両面に配設される該樹脂被覆層を形成する該熱可塑性樹脂の量が該基板の表裏両面で実質的に対称に配置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、該熱可塑性樹脂を該基板の表裏両面側に同時に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。
【００１８】
本発明の製造方法によれば、前記熱可塑性樹脂を前記プリント配線基板の表裏両面側に同時に射出することにより、該熱可塑性樹脂が冷却固化するときの応力を該基板の表裏両面においてほぼ均等として、該基板の変形を抑制することができる。
【００１９】
前記製造方法において、前記インサート成形は、前記電子部品が実装された前記プリント配線基板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。
【００２０】
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。
【００２１】
【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。
【００２２】
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の表裏両面にポリアミド樹脂からなる樹脂被覆層３を備えている。実装プリント配線基板２は、矩形状のプリント配線基板４の一方の表面に、半導体、ＬＳＩ等の複数の電子部品５がハンダ付けにより実装されている。
【００２３】
樹脂封止電子部品ユニット１は、プリント配線基板４の短辺側両端部に連接して樹脂被覆層３と一体的に成形された取り付け用フランジ６を備え、フランジ６には取り付け用孔部７が設けられている。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樹脂被覆層３と一体的に成形されたグロメット１０ａ，１０ｂを介して、１本ずつプリント配線基板４外に引き出されている。
【００２４】
樹脂封止電子部品ユニット１において、樹脂被覆層３は、成形時の実装プリント配線基板２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熱可塑性樹脂、例えばポリアミド樹脂により形成されている。樹脂被覆層３は、実装プリント配線基板２の表裏両面に配置されていて、樹脂被覆層３を形成する前記ポリアミド樹脂の量が実装プリント配線基板２の表裏両面で実質的に対称に配置されている。
【００２５】
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。
【００２６】
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を樹脂被覆層３で被覆する。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６、グロメット１０ａ，１０ｂを備えていない。
【００２７】
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１２ａ，１２ｂ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１２ａ，１２ｂ、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。
【００２８】
金型１１ａのキャビティ１２ａ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の外形に沿う形状を備えている。一方、金型１１ｂのキャビティ１２ｂは、キャビティ１２ｂに連通して前記ポリアミド樹脂を射出するランナ１３を備えている。
【００２９】
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２の表裏両面で実質的に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により形成される樹脂被覆層３において、前記ポリアミド樹脂の量が実装プリント配線基板２の表裏両面でほぼ等量となり、該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２の変形を抑制することができる。
【００３０】
ここで、前記「実質的に対称」とは、キャビティ１２ａ，１２ｂに導入された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２の変形を抑制することができる量であればよく、導入された前記ポリアミド樹脂の量は、実装プリント配線基板２の表裏両面で全く対称に配置されていなくてもよい。
【００３１】
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。
【００３２】
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、プリント配線基板２がキャビティ１２ａ，１２ｂ内のランナ１３に対向する位置に保持される。
【００３３】
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、キャビティ１２ａ，１２ｂ内に保持された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。
【００３４】
また、実装プリント配線基板２は、キャビティ１２ａ，１２ｂ内のランナ１３に対向する位置に保持されているので、前記ポリアミド樹脂は、実装プリント配線基板２の表裏両面側に同時に射出される。
【００３５】
キャビティ１２ａ，１２ｂ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を被覆する樹脂被覆層３を形成する。また、このとき、取り付け用フランジ６と、グロメット１０ａ，１０ｂが樹脂被覆層３と一体的に成形される。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、樹脂被覆層３には、前記押さえピンの痕跡が残らない。
【００３６】
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が樹脂被覆層３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。樹脂封止電子部品ユニット１では、樹脂被覆層３は実装プリント配線基板２の電子部品５が実装されている側では、電子部品５の外形に沿う形状となっている。また、樹脂被覆層３は、実装プリント配線基板２の電子部品５が実装されている側と反対側では、各部の樹脂量が電子部品５が実装されている側と実質的に対称に配置されている。具体的には、電子部品５が実装されている側で電子部品５を被覆することにより実質的な樹脂被覆層３が厚く形成されている部分では、電子部品５が実装されていない側でも樹脂被覆層３が厚く形成される。また、電子部品５が実装されている側で電子部品５が無くプリント配線基板２の表面に樹脂被覆層３が薄く形成されている部分では、電子部品５が実装されていない側でも樹脂被覆層３が薄く形成されている。
【００３７】
この結果、樹脂被覆層３は、実装プリント配線基板２の表裏両面で樹脂量がほぼ等量になっており、冷却固化に伴って発生する応力が実装プリント配線基板２の表裏両面で均等化される。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。
【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、  ３…樹脂被覆層、  ４…プリント配線基板、  ５…電子部品。
【図１】
2004363406.tif 000003
【図２】
2004363406.tif 000004
【図３】
2004363406.tif 000005