(57)【要約】【課題】基板の厚さが異なっても、基板の端部を適切な力で挟持するとともにコネクタ部への樹脂漏れを防止し、金型コスト及び部品コスト等を低減できることを課題とする。【解決手段】下型１２、上型１３を含んで構成され、これらの型１２、１３に設けられるキャビティ１４に基板４１を配置し、この基板４１の端部を２つの型１２、１３で挟持するとともに、溶融した樹脂４２ａが基板４１を覆い一体となるように成形する回路装置５０の製造装置１０である。下型１２、上型１３の少なくとも一方は、型締め方向に相対移動して基板４１の端部を押圧する押圧部材３３を備えている。【効果】板厚のバラツキを吸収し、異なる板厚の基板を適切な力で挟持することができる。さらに、基板の厚さを変更しても、型とコネクタ部の間の隙間をなくし、コネクタ部への樹脂漏れを防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの型を含んで構成され、
これらの型に設けられるキャビティに基板を配置し、この基板の端部を前記２つの型で挟持するとともに、溶融した樹脂が前記基板を覆い一体となるように成形する回路装置の製造装置であって、
前記２つの型の少なくとも一方は、型締め方向に相対移動して前記基板の端部を押圧する押圧部材を備えることを特徴とする回路装置の製造装置。
【請求項２】
前記押圧部材による押圧は、前記型に設けられたばねの弾性力による押圧、又は前記型に設けられたシリンダによる押圧であることを特徴とする請求項１記載の回路装置の製造装置。
【請求項３】
２つの型で形成されるキャビティに基板を配置する基板配置工程と、
前記２つの型で前記基板の端部を挟持するように型締めする型締め工程と、
前記２つの型の少なくとも一方に備えた押圧部材を、型締め方向に相対移動して前記基板の端部を押圧する基板押圧工程と、
前記キャビティに溶融樹脂を押し込み前記基板を前記樹脂で封止する樹脂成形工程とを備えていることを特徴とする回路装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の製造装置又は請求項３記載の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板が樹脂で封止された回路装置、回路装置の製造装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車や自動二輪車に代表される車両には、基板を備える回路装置が搭載されている。回路装置では、基板への水等の浸入を防ぐために、基板の周囲を樹脂で中実になるように封止する技術が実用化されている。このような回路装置において、加熱ポットから溶融した樹脂を基板が配置されたキャビティに充填する、トランスファーモールドの技術が知られている（例えば、特許文献１（図６）参照。）。
【０００３】
特許文献１に開示されている技術の基本原理を図４（ａ）に基づいて説明する。
図４（ａ）に示すように、下型１０１及び上型１０２からなるトランスファーモールド用金型１００のキャビティ１０３に、支持部材１０４に支持された回路基板１０５が配置され、回路基板１０５から延びるコネクタ部（コンタクト部）１０６が下型１０１と上型１０２に挟持されている。ゲート１０７からキャビティ１０３に溶融樹脂１０８が注入され、この溶融樹脂１０８が固まることで、コネクタ部１０６の一部や回路基板１０５が封止される。
【０００４】
しかし、回路基板１０５の厚さにはバラツキがあり、厚さが異なる回路基板１０５を挟持した場合、コネクタ部１０６と上下型１０２、１０１との間が密着せず、溶融樹脂を充填する際にキャビティ１０３からコネクタ部１０６へ溶融樹脂１０８が漏れることがある。また、異なる種類を採用することで、厚みが異なる回路基板１０５を挟持する場合、回路基板１０５の厚みに応じて、下型１０１及び上型１０２を別途用意するのでは金型コストが高くなる。この対策の一つとして、特許文献２の技術が知られている。
【０００５】
特許文献２に開示されている技術の基本原理を図４（ｂ）に基づいて説明する。
図４（ｂ）に示すように、下型１１１及び上型１１２からなるトランスファーモールド用金型１１０のキャビティ１１３に、電子部品１１４が実装された回路基板１１５が配置され、回路基板１１５から延びるコネクタ部（コンタクト部）１１６が下型１１１と上型１１２に挟持されている。コネクタ部１１６の基端部１１７には、溶融樹脂１１８がコネクタ部１１６に漏れることを防止するＯリング１１９が配置されている。
【０００６】
しかし、Ｏリング１１９を配置していたのでは、部品点数や組み付け工数の増加により部品コスト及び組み付けコストが高くなる上、キャビティ１１３内のガス抜きが良好に行えないことがある。また、板厚の厚い回路基板１１５を無理に挟持するのでは回路基板１１５が破損するおそれがある。そこで、基板の厚さが異なっても、基板の端部を適切な力で挟持するとともにコネクタ部への樹脂漏れを防止し、金型コスト及び部品コスト等を低減できる技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−５６３５５号公報
【特許文献２】特許第４４７８００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、基板の厚さが異なっても、基板の端部を適切な力で挟持するとともにコネクタ部への樹脂漏れを防止し、金型コスト及び部品コスト等を低減できることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明では、２つの型を含んで構成され、これらの型に設けられるキャビティに基板を配置し、この基板の端部を前記２つの型で挟持するとともに、溶融した樹脂が前記基板を覆い一体となるように成形する回路装置の製造装置であって、前記２つの型の少なくとも一方は、型締め方向に相対移動して前記基板の端部を押圧する押圧部材を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明では、押圧部材による押圧は、型に設けられたばねの弾性力による押圧、又は型に設けられたシリンダによる押圧であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明では、２つの型で形成されるキャビティに基板を配置する基板配置工程と、２つの型で基板の端部を挟持するように型締めする型締め工程と、２つの型の少なくとも一方に備えた押圧部材を、型締め方向に相対移動して基板の端部を押圧する基板押圧工程と、キャビティに溶融樹脂を押し込み基板を樹脂で封止する樹脂成形工程とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明では、請求項１記載の製造装置又は請求項３記載の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、２つの型に設けられるキャビティに基板を配置し、この基板の端部を２つの型で挟持するとともに、溶融した樹脂が基板を覆い一体となるように成形する回路装置の製造装置である。２つの型の少なくとも一方は、型締め方向に相対移動して基板の端部を押圧する押圧部材を有するので、板厚のバラツキを吸収し、異なる板厚の基板を適切な力で挟持することができる。さらに、基板の厚さを変更しても、型とコネクタ部の間の隙間をなくし、コネクタ部への樹脂漏れを防止することができる。さらに、従来技術のようにＯリングを必要としないので、回路装置の部品コストを低減することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明では、押圧部材による押圧は、型に設けられたばねの弾性力による押圧、又は型に設けられたシリンダによる押圧であるので、基板の厚さに応じて異なる金型を用意する必要がなく、金型コストを低減することができる。さらに、ばねやシリンダであれば、安価であり、製造装置のコストを低減することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明では、２つの型で形成されるキャビティに基板を配置する基板配置工程と、２つの型で基板の端部を挟持するように型締めする型締め工程とを備えている。２つの型の少なくとも一方に備えた押圧部材を、型締め方向に相対移動して基板の端部を押圧する基板押圧工程を有するので、厚さの異なる基板であっても、隙間なく押圧することができ、コネクタ部への樹脂漏れを防止することができる。さらに型締め時に基板押圧工程も実施できるので、製造のサイクルタイムを長くすることなく回路装置を製造することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明では、回路装置は、請求項１記載の製造装置又は請求項３記載の製造方法を用いて製造されているので、従来技術のようにＯリングを必要とせず、部品コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１における板厚の小さい基板を配置した製造装置の説明図である。
【図２】実施例１における板厚の大きい基板を配置した製造装置の説明図である。
【図３】実施例２における製造装置の説明図である。
【図４】従来技術の基本原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００１９】
まず、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）は厚さＴ１の薄い基板４１を金型１１で挟持した図であり、製造装置１０は、トランスファーモールド用の金型１１を含む。金型１１は、固定型としての下型１２と、可動型としての上型１３の２つの型を含んで構成されている。これらの２つの下型１２及び上型１３は、互いに型締めされた状態で、溶融した樹脂を成形するキャビティ１４と、このキャビティ１４へ溶融樹脂を供給するゲート２１と、キャビティ１４に配置される基板４１の端部を挟持する基板挟持機構３１とを有する。
【００２０】
金型１１は、材料となる樹脂タブレットを加熱して溶融するポット２２と、このポット２２に設けられ溶融樹脂４２ａを押し出すプランジャ２３と、ポット２２に連通し溶融樹脂４２ａをゲート２１に導くランナー２４とを備えている。なお、実施例では、樹脂を熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂としたが、これに限定されず、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコン樹脂、ポリウレタンなど熱硬化性樹脂であればよく、さらには熱硬化性樹脂ではないＰＰ（ポリプロピレン）など他の樹脂であっても差し支えない。
【００２１】
基板４１は、厚さＴ１であり、上面及び下面に電子部品４３を備えている。この基板４１の端部を挟持する基板挟持機構３１は、キャビティ１４に対してゲート２１の反対側に設けられている。このため、ゲート２１の配置や、ポット２２及びプランジャ２３の配置の自由度を確保した状態で、基板挟持機構３１を設けることができる。
【００２２】
基板挟持機構３１は、上型１３に設けられ下方に開放する凹部３２と、この凹部３２に型締め方向に相対移動可能に設けられ基板４１の端部上面を押圧する押圧部材３３と、凹部３２に設けられ押圧部材３３を基板４１へ付勢する付勢部材３４と、下型１２に設けられ基板４１の端部下面に当接する基板当接部３５とを備えている。金型１１を型締めすることで、基板４１の端部は下型１２及び上型１３の２つの型で挟持された状態となる。
【００２３】
付勢部材３４による押圧部材３３の押し力は、基板４１の破壊荷重よりも小さく設定されている。このため、基板４１を破壊することなく、基板挟持機構３１で適切に挟持することができる。
【００２４】
また、付勢部材３４は、ばねである。ばね３４は、凹部３２に固定され、押圧部材３３は、ばね３４に固定されているので、上型１３を上昇させると、ばね３４及び押圧部材３３は上型１３と共に上昇する。なお、実施例では、付勢部材３４をばねとしたが、これに限定されず、押圧部材３３を付勢できれば付勢部材３４は、他の機械部品であっても差し支えない。
【００２５】
また、基板挟持機構３１は、下型１２と上型１３が型締めされ接触する分割面１５の一部を跨ぐように形成されている。基板挟持機構３１は、キャビティ１４を挟んでゲート２１の反対側に配置されている。型締めされた際の下型１２と上型１３との間、すなわち分割面１５にガスベントが形成されている。従来技術のようにＯリングを使用しないので、キャビティ１４内の空気を良好に逃がすことができ、ガス抜け不足による充填不良を防止することができる。
【００２６】
図１（ｂ）は厚さＴ１の薄い基板４１を樹脂で封止した図であり、プランジャ２３をポット２２内に前進させ、溶融樹脂４２ａをキャビティ１４に押し込む。溶融樹脂４２ａが冷却され固まることで、基板４１を覆い一体となる樹脂部４２が形成される。回路装置４０は、基板４１の大部分を覆う樹脂部４２と、この樹脂部４２から露出する基板４１により構成されるコネクタ部４４とを有する。
【００２７】
キャビティ１４は、回路装置４０の樹脂部４２の外形形状を呈している。なお、実施例では、樹脂部４２を略直方体とし、キャビティ１４の形状を断面視で矩形としたがこれに限定されず、樹脂部４２の形状は角部を円弧状に形成したり、取付用のフランジを形成する等、樹脂部４２の形状に応じてキャビティ１４の形状を適宜変更しても差し支えない。
【００２８】
以上に説明した製造装置１０の作用を説明する。
下型１２と上型１３で形成されるキャビティ１４に基板４１を配置する（基板配置工程）。下型１２と上型１３で基板４１の端部を挟持するように型締めする（型締め工程）。上型１３に備えた押圧部材３３を、ばね３４で付勢し型締め方向に相対移動して基板４１の端部を押圧する（基板押圧工程）。
【００２９】
プランジャ２３を前進させてキャビティ１４に溶融樹脂４２ａを押し込み、基板４１を樹脂で封止する（樹脂成形工程）。このようにして、基板４１が樹脂部４２で封止された回路装置４０を得る。
【００３０】
次に板厚Ｔ１よりも大きい板厚Ｔ２の基板を挟持する場合について説明する。なお、図１に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図２（ａ）は厚さＴ２の厚い基板５１を金型１１で挟持した図であり、製造装置１０は、トランスファーモールド用の金型１１を含む。基板５１の厚さはＴ２であり、図１（ａ）に示した基板４１の厚さＴ１と比較すると、Ｔ１＜Ｔ２である。
【００３１】
型締めされた状態で、基板５１は、基板挟持機構３１によって挟持されている。押圧部材３３は付勢部材３４に付勢されているので、基板５１を適切な力で押圧することができる。このように、押圧部材３３及び付勢部材３４を用いることで、基板４１、５１の板厚のバラツキを吸収し、異なる板厚の基板４１、５１を適切な押し力で挟持することができる。
【００３２】
図２（ｂ）は厚さＴ２の厚い基板５１を樹脂で封止した図であり、プランジャ２３をポット２２内に前進させ、溶融樹脂５２ａをキャビティ１４に押し込む。溶融樹脂５２ａが冷却され固まることで、基板５１及び電子部品５３を覆い一体となる樹脂部５２が形成される。回路装置５０は、基板５１の大部分を覆う樹脂部５２と、この樹脂部５２から露出する基板５１により構成されるコネクタ部５４とを有する。
【００３３】
このように、基板４１、５１の厚さを変更しても、金型１０とコネクタ部５４の間の隙間をなくし、コネクタ部５４への樹脂漏れを防止することができる。さらに、従来技術のようにＯリングを必要としないので、回路装置５０の部品コストを低減することができる。
【実施例２】
【００３４】
次に、本発明の実施例２を図面に基づいて説明する。なお、図１（ａ）に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図３（ａ）は厚さＴ１の薄い基板４１を金型１１で挟持した図であり、基板挟持機構６１は、上型１３に設けられ下方に開放する凹部６２と、この凹部６２に型締め方向に相対移動可能に設けられ基板４１の端部上面を押圧する押圧部材６３と、上型１３に設けられ押圧部材６３を前進又は後退させるシリンダ６４と、下型１２に設けられ基板４１の端部下面に当接する基板当接部６５とを備えている。
【００３５】
シリンダ６４は、シリンダ部６４ａと、このシリンダ部６４ａ内に進退可能に設けられたピストン６４ｂと、このピストン６４ｂに設けられ押圧部材６３に接続されるピストンロッド６４ｃとを備えている。なお、実施例では、シリンダ６４を空気圧によるエアシリンダとしたが、これに限定されず、油圧によるシリンダとしても差し支えない。
【００３６】
次に板厚Ｔ１よりも大きい板厚Ｔ２の基板を挟持する場合について説明する。なお、図２（ａ）に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図３（ｂ）は厚さＴ２の厚い基板５１を金型１１で挟持した図である。基板５１の厚さはＴ２であり、図１（ａ）に示した基板４１の厚さＴ１と比較すると、Ｔ１＜Ｔ２である。基板挟持機構６１では、シリンダ６４による押圧部材６３の押し力は、基板５１の破壊荷重よりも小さく設定されている。このため、基板５１を破壊することなく、基板挟持機構６１で適切に挟持することができる。
【００３７】
シリンダ６４により押圧部材６３を進退させるので、基板４１、５１の厚さが変更させれても、適切な押し力で基板４１、５１を挟持することができる。なお、実施例２における製造方法は、シリンダ６４で押圧部材６３を進退させる点を除き、実施例１と同様である。
【００３８】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、基板及び基板に実装された電子部品が樹脂で封止された回路装置の製造装置に好適である。
【符号の説明】
【００４０】
１０...製造装置、１１...金型、１２...下型、１３...上型、１４...キャビティ、３３...押圧部材、３４...付勢部材（ばね）、４０...回路装置、４１...基板、４２ａ...溶融樹脂、５０...回路装置、５１...基板、５２ａ...溶融樹脂、６３...押圧部材、６４...シリンダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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