JP2009214532A - 樹脂成形部品とその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】リードフレームの変形や位置ずれが生じることなく、樹脂成形部品の厚み増加を抑制することが可能な樹脂成形部品およびその製造方法を提供する。
【解決手段】一次成形品10は、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2と一次成形樹脂部3とが一体化して形成されている。さらに、一次成形樹脂部3と第1リードフレーム1および第2リードフレーム2とが分離することを防止するために、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の外面には、一次成形樹脂部3からの第1リードフレーム1の離反、および、一次成形樹脂部3からの第2リードフレーム2の離反を防止するために掛け止め部5が設けられている。
【選択図】図2

Description

この発明は、リードフレームなどの複数の部品を、封止樹脂を用いてインサート成形した樹脂成形部品とその製造方法に関するものである。
従来、複数のリードフレームを封止樹脂を用いてインサート成形した樹脂成形部品では、成形時の樹脂圧力によるリードフレームの変形や位置ずれを抑制するために、リードフレームを低い樹脂圧力でインサート成形して一次成形品を作成し、次に、この一次成形品を封止樹脂で包む二次成形により樹脂成形部品を作成する製造方法が用いられている(下記特許文献1)。
また、一次成形品を保持ピンで固定して封止樹脂でインサート成形した一次成形品を作成し、保持ピンの抜き孔を含めて二次成形することにより樹脂成形部品を作成する製造方法も用いられる(下記特許文献2)。
特開2000−326359号公報 特開2003−251655号公報
上記のようにして製造された、複数のリードフレームを封止樹脂によりインサート成形した樹脂成形部品においては、インサート成形時の樹脂圧力によるリードフレームの変形や位置ずれが生じる課題があった。また、一次成形品を作成して、これを封止樹脂で包む形で二次成形を行なう製法では、樹脂を二重に封止することから樹脂成形部品の厚みが大きくなる課題があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、リードフレームの変形や位置ずれが生じることなく、樹脂成形部品の厚み増加を抑制することが可能な樹脂成形部品およびその製造方法を提供することを目的としている。
この発明に基づいた樹脂成形部品およびその製造方法においては、対向配置した第1リードフレームと第2リードフレームとの間に、第1および第2リードフレームに対する掛け止め部を有した一次成形樹脂部を配置して一体化した一次成形品を作成した後に、これを二次成形樹脂部で包み込む製法で二次成形するものであり、第1および第2リードフレームの掛け止め部の第1および第2リードフレームからの高さを、二次成形樹脂部の厚さと同一寸法にしている。
この発明に基づいた樹脂成形部品およびその製造方法によれば、第1リードフレームおよび第2リードフレームの外面に設けられ、一次成形樹脂部からの第1リードフレームの離反、および、一次成形樹脂部からの第2リードフレームの離反を防止するための掛け止め部と設けることで、第1および第2リードフレームの変形や位置ずれが生じない樹脂成形部品を得ることが可能となる。また、第1および第2リードフレームの掛け止め部の第1および第2リードフレームからの高さを、二次成形樹脂部の厚さと同一寸法に設定することで、樹脂成形部品の厚み増加を抑制することが可能となる。
以下、この発明に基づいた各実施の形態における樹脂成形部品について図を参照しながら説明する。なお、各実施の形態における説明において、同一または相当部分については、同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
図1および図2を参照して、この発明に基づいた実施の形態における樹脂成形部品について説明する。なお、図1は本発明に基づいた実施の形態における樹脂成形部品の概略構成を示す平面図であり、二次成形樹脂部の一部を切り欠いた状態で図示している。また、図2は、図1中II−II線矢視断面図である。
この樹脂成形部品100は、対向配置された凹形状の第1リードフレーム1と板形状の第2リードフレーム2との間に、相互の間隔を均一に保つように一次成形樹脂部3が介在され、全体として一体となっている一次成形品10を有している。さらに、この一次成形品10は、二次成形樹脂部4により包み込まれている。
なお、本実施の形態の樹脂成形部品100のリードフレームは2つから構成されているが、リードフレームは3個以上あってもかまわない。また、一次成形樹脂部3と二次成形樹脂部4とに用いられている樹脂は、たとえば電気部品の封止成形に用いられるPPS(ポリフェニレンサルファイド)や、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等を用いる。
また、一次成形樹脂部3と二次成形樹脂部4とに用いられている樹脂は、同一性状の樹脂を用いても良く、また、異なる性状の樹脂を用いても良い。たとえば、一次成形樹脂部3に用いる樹脂は、二次成形樹脂部4の成形時の樹脂圧による変形を抑制するために、剛性の高い性状の樹脂を適用してもよい。また、二次成形樹脂部4に用いる樹脂は、耐ヒートサイクルを考慮して、靭性の高い性状の樹脂を適用してもよい。
本実施の形態における一次成形品10は、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2と一次成形樹脂部3とが一体化して形成されている。さらに、一次成形樹脂部3と第1リードフレーム1および第2リードフレーム2とが分離することを防止するために、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の外面には、一次成形樹脂部3からの第1リードフレーム1の離反、および、一次成形樹脂部3からの第2リードフレーム2の離反を防止するために掛け止め部5が設けられている。
この掛け止め部5は、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2に設けられた貫通穴6を通じて、一次成形樹脂部3が第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の外面に設けられた掛け止め部5と連結している。また、掛け止め部5の外径は、貫通穴6の内径よりも大きくなるように設けられている。これにより、掛け止め部5により楔の効果が得られ、一次成形樹脂部3が第1リードフレーム1および第2リードフレーム2と分離することを防止する。
本掛け止め部5の構造は上記図1および図2に示す構造に限定されるものではない。第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の外面に設けられ、一次成形樹脂部3からの第1リードフレーム1の離反、および、一次成形樹脂部3からの第2リードフレーム2の離反を防止する機能を有すれば、どの様な形状でもかまわない。
たとえば、図3に示すような爪5Aの形状が挙げられる。なお、図3は、掛け止め部の他の形態を示す部分拡大斜視図である。第1リードフレーム1の外面に位置する掛け止め部5と、第2リードフレーム2の外面に位置する掛け止め部5とを、一次成形品10の端面に配置し、掛け止め部5が一次成形品10の端面側で連結される構成の採用も可能である。具体的には、一次成形品10の端面の外側からL字型の爪5Aを係合させるような形状が挙げられる。
また、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2に切り欠き領域を設け、一次成形樹脂部3が切り欠き領域に充填されることで、一次成形樹脂部3が第1リードフレーム1および第2リードフレーム2と分離しない構造にしても良い。
本実施の形態における掛け止め部5は、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の外面において、たとえば円柱状の形状となっている。また、掛け止め部5の高さ(h)は、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2を包み込む二次成形樹脂部4の肉厚さと同一となっている。本実施の形態においては、掛け止め部5を円柱状の形状としたが、この形状に限定されるものではなく、直方体等の形状でも良い。
また、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の掛け止め部5は、好ましくは、図4および図5に示すような溶融可能部7を有している。図4は、溶融可能部7の構造の詳細を示す図であり、図5(A)は、図4中V−V線矢視断面図であり、図5(B)は、溶融可能部7の拡大図である。この溶融可能部7は、掛け止め部5と一体成形されている。溶融可能部7の形状としては、断面が微細な山形形状で掛け止め部5の周囲を取り囲むように配置されている。
溶融可能部7の山形形状は、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2側に設けられる四角形状部7aと、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2から遠ざかる側においてその幅が細くなる三角形状部7bとを有する形状である。三角形状部7bは掛け止め部5から離隔し、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2から遠ざかる側に方に頂点7cを有する。その頂点7cは掛け止め部5の高さに比べて低い位置にある。
また、四角形状部7aは、側辺が掛け止め部5の側面に接し、また底辺は第1リードフレーム1および第2リードフレーム2に接している。これらの三角形状部7bおよび四角形状部7aは、掛け止め部5のサイズに比べて小さく、たとえば、図5の断面において掛け止め部5が横幅約3mm〜10mm、高さ約2mm〜4mmに対して、三角形状部7bの幅約0.3mm〜0.8mm、高さ約0.4mm〜1.0mm程度である。
ここで、二次成形時には、一体となった一次成形品10を、二次成形樹脂部4で包み込む形で二次成形を行なうが、上記溶融可能部7は、掛け止め部5から離隔し、幅が細くなった三角形状部7bを有するので、三角形状部7bの部分は表面積に対して熱容量も小さく伝わった熱で溶融しやすい。
その結果、溶融した封止樹脂の熱により、溶融可能部7は溶融し、二次成形樹脂部4の封止樹脂と一体に混ざり合って固化する。これにより、掛け止め部5と二次成形樹脂部4は掛け止め部5の周囲で融合する。その結果、掛け止め部5と二次成形樹脂部4との間のシール性、および、絶縁性を向上させることが可能となる。
つまり、掛け止め部5は、二次成形時の封止樹脂により溶融可能な溶融可能部7を有し、この溶融可能部7は二次成形時の二次成形樹脂部4が接触する位置にあって、掛け止め部5を取り囲む形状となっている。このため、この溶融可能部7によって一次成形樹脂部3と二次成形樹脂部4との隙間部分が十分にシールされる。
また、この溶融可能部7以外の一次成形樹脂部3は、表面積に対する熱容量が溶融可能部7に比べて十分に大きく、二次成形時にごく表面を除いてはほとんど溶融しないので、変形せず、精度のよい成形品を得ることができる。
なお、本実施の形態では、溶融可能部7の形状として、一重の山形形状としたが、複数回取り囲む形状を採用することで、シール性能をさらに向上させることが可能となる。また、本実施の形態では溶融可能部7の形状として、微細な山形形状を形成したが、同一の機能を有する構造であればこの山形形状に限定されることはない。
また、一次成形品10は2個のリードフレーム1,2と一次成形樹脂部3とが一体となって構成されていることから、リードフレームが1個の場合と比較すると、剛性が高く変形を生じさせ難い。
(樹脂成形部品の製造方法)
次に、図6および図7を参照して、本実施の形態における樹脂成形部品の製造方法について説明する。図6は、本実施の形態における樹脂成形部品の一次成形品の製造方法を示す概略図であり、図7は、本実施の形態における樹脂成形部品の二次成形品の製造方法を示す概略図である。
まず、図6を参照して、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2との間に樹脂を注入し、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の間を樹脂で隔離する一次成形樹脂部3を成形する。この際、一次成形樹脂部3には、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2を一次成形樹脂部3に固定するための掛け止め部5を同時に形成する。これにより、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2と一体化した一次成形品10を得ることができる。
ここで、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の板厚さ方向と、上型金型8Aおよび下型金型9Aのキャビティ面8a,9aとが、垂直となるよう、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2を上型金型8Aおよび下型金型9Aのキャビティ面8a,9aに接触するよう設置する。
これにより、注入時の樹脂圧力は第1リードフレーム1および第2リードフレーム2を、上型金型8Aおよび下型金型9Aのキャビティ面8a,9aに押し付けるように加わる。その結果、第1リードフレーム1と第2リードフレーム2に変形や位置ずれがより生じにくく、寸法精度良く、一次成形品10を作成することが可能となる。
たとえば、第1リードフレーム1と第2リードフレーム2に位置合わせ用の穴を設け、上型金型8Aおよび下型金型9Aに位置合わせ用の突起を設けておくことで、さらなる位置ずれの予防を実現させることが可能である。なお、上型金型8Aおよび下型金型9Aのキャビティ面に押し付けられた第1リードフレーム1と第2リードフレーム2の接触面は一次成形樹脂で覆われない。
また、一次成形品10を作成する上型金型8Aおよび下型金型9Aのキャビティ側の面の一部には、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2に設けられた貫通穴6と連通する位置に、たとえば円柱状の凹部8b,9bが設けられている。この凹部8b,9bの開口面積は、貫通穴6の開口面積より大きくなっている。
これにより、貫通穴6から凹部8b,9bに一次成形樹脂が導入され、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の間に充填される樹脂部分と連通する掛け止め部5を形成することができる。
また、掛け止め部5を形成するための凹部を、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の端部付近に形成すると、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2に貫通穴6を設けなくても、図3に示すような、掛け止め部としての爪5Aを成形することができる。さらに、上型金型8Aおよび下型金型9Aの掛け止め部5を形成するための凹部8b,9bの近傍に溝部を形成しておくことで、図4および図5に示したような溶融可能部7を同時に成形することが可能である。
次に、図7を参照して、本実施の形態における二次成形品の製造方法について説明する。本実施の形態の製造方法では、一次成形品10を、上型金型8Bおよび下型金型9Bのキャビティ内に配置し、樹脂で包み込んで二次成形を行ない、図2に示すような、二次成形樹脂部4を形成する。
ここで、一次成形時に形成された凸状の掛け止め部5は、上型金型8Bおよび下型金型9Bのキャビティ内面に接して保持される。これにより、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の一次成形樹脂部3で覆われない面は、キャビティ内面と所定間隔をあけて保持される。つまり、一次成形樹脂部3に形成された掛け止め部5は一次成形品10を二次成形時の上型金型8Bおよび下型金型9B内に配置する際のスペーサの役割を果たすとともに、樹脂注入時の圧力による一次成形品10の変形やずれを防止する役割を果たすことになる。
また、このように二次成形することで、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2を覆う二次成形樹脂部4の厚さは、掛け止め部5の第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の外面からの高さと等しくなる。従来の二次成形による樹脂成形部品では、一次成形と二次成形において、樹脂を二重に包むことで樹脂成形部品の厚みが大きくなる課題があった。しかし、本実施の形態においては、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2を一次成形時に形成した掛け止め部5と同じ厚さとなるように、二次成形樹脂部4を成形することができるため、樹脂部品の厚みの増加を防止することが可能となる。
ここで二次成形樹脂部4の厚さは、掛け止め部5の第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の外面からの高さと等しくなっているが、全ての二次成形樹脂部の厚さが均一である必要は無い。少なくとも一次成形時に形成した掛け止め部5に接する部分において、二次成形樹脂部4の厚さが、掛け止め部5の第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の外面からの高さと等しければ、掛け止め部5が二次成形時のスペーサの役割を果たすことにより、樹脂注入時の圧力による一次成形品の変形やずれを防止する役割を果たすことができる。
以上、本実施の形態における製造方法よれば、一次成形においては、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の板厚方向と、上型金型8Bおよび下型金型9Bのキャビティ面が垂直となるように、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2を上型金型8Bおよび下型金型9Bのキャビティ面に接触するよう設置し、その後リードフレーム間に一次成形樹脂を注入することで、リードフレーム間に一次成形樹脂部を形成している。
これにより、注入時の樹脂圧力は第1リードフレーム1および第2リードフレーム2を上型金型8Aおよび下型金型9Aのキャビティ面8a,9aに押し付けるように加わるため、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2に変形や位置ずれが生じることなく、寸法精度良く、一次成形品10を作成することが可能となる。
たとえば、第1リードフレーム1と第2リードフレーム2に位置合わせ用の穴を設け、上型金型8Aおよび下型金型9Aに位置合わせ用の突起を設けておくことで、さらなる位置ずれの予防を実現させることが可能である。なお、上型金型8Aおよび下型金型9Aのキャビティ面に押し付けられた第1リードフレーム1と第2リードフレーム2の接触面は一次成形樹脂で覆われない。
また、一次成形品10の製造方法は、第1リードフレーム1および第2リードフレーム2の間に一次成形樹脂を注入することにより一次成形樹脂部3を形成する方法に限定されるものではない。たとえば、リードフレームからの高さが二次成形樹脂部の厚さと同一寸法である、図4および図5に示すような掛け止め部を有する一次成形樹脂部3を事前に部品として成形し、これに第1リードフレーム1および第2リードフレーム2を掛け止めることにより、一次成形品10を完成させることも可能である。
その場合、一次成型品の形成時にはリードフレームがないため、リードフレームが変形することはない。また、一次成型品にリードフレームを掛け止めする際に、リードフレームの一次成型品側の面は一次成型品に密着され、その状態で二次成形されるので、二次成形時に一次成型品とリードフレームとの位置ずれがなく、また、リードフレームの変形が生じにくい。
以上のように本発明はインサート成形によって複数の部品を樹脂で覆う樹脂成形部品の製造方法であって、各部品をインサート成形の金型に密着させた状態で各部品間に樹脂を充填するとともに、各部品の金型に密着する面側に各部品間に充填される樹脂部分と連なる掛け止め部を形成する第1インサート成形工程と、第1インサート成形工程で形成された掛け止め部を金型に密着してインサート成形する第2インサート成形工程とを備えた樹脂成形部品の製造方法である。
この製造方法を採用することで、インサート成形時の変形や位置ずれの少ない樹脂部品の作製が可能となる。また、樹脂成形部品の厚み増加を防止することが可能となる。また、一次成形樹脂の一部が二次成形時のスペーサとして機能するので二次成形時に別途スペーサを用意することが不要となり製造が容易となる。
また、二次成形時に一次成形に用いた樹脂が軟化すると、スペーサとなる掛け止め部5が変形し二次成形時の加工精度が低下するおそれがある。したがって、一次成形に用いる樹脂の軟化温度を二次成形の成形温度よりも高い材料を用いることで、加工精度を安定させることができる。
なお、今回開示された上記各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明に基づいた実施の形態における樹脂成形部品の概略構成を示す平面図である。 図1中II−II線矢視断面図である。 本発明に基づいた実施の形態における樹脂成形部品に採用される掛け止め部の他の形態を示す部分拡大斜視図である。 本発明に基づいた実施の形態における樹脂成形部品に採用される溶融可能部の構造の詳細を示す図である。 (A)は、図4中V−V線矢視断面図であり、(B)は、溶融可能部の拡大図である。 本発明に基づいた実施の形態における樹脂成形部品の一次成形品の製造方法を示す概略図である。 本発明に基づいた実施の形態における樹脂成形部品の二次成形品の製造方法を示す概略図である。
符号の説明
1 第1リードフレーム、2 第2リードフレーム、3 一次成形樹脂部、4 二次成形樹脂部、5 掛け止め部、5A 爪、6 貫通穴、7 溶融可能部、7a 四角形状部、7b 三角形状部、7c 頂点、8A,8B 上型金型、8a,9a キャビティ面、8b,9b 凹部、9A,9B 下型金型、10 一次成形品、100 樹脂成形部品。

Claims (7)

  1. 樹脂成形部品であって、
    対向配置された第1リードフレームおよび第2リードフレームを含む一次成形品と、
    前記一次成形品をインサート成形により包み込む封止樹脂と、を備え、
    前記一次成形品は、
    前記第1リードフレームと前記第2リードフレームとにより挟まれるように設けられる一次成形樹脂部と、
    前記第1リードフレームおよび前記第2リードフレームの外面に設けられ、前記一次成形樹脂部からの前記第1リードフレームの離反、および、前記一次成形樹脂部からの前記第2リードフレームの離反を防止するために設けられる掛け止め部とを有し、
    前記封止樹脂は、前記掛け止め部の前記第1リードフレームおよび前記第2リードフレームの外面からの高さと同じ厚さを有する二次成形樹脂部を有する、樹脂成形部品。
  2. 前記掛け止め部は、前記二次成形樹脂部の封止樹脂により溶融可能な溶融可能部を有し、
    前記溶融可能部は、前記二次成形樹脂部の封止樹脂と接触する位置において、前記掛け止め部を取り囲むように設けられる、請求項1に記載の樹脂成形部品。
  3. 前記第1リードフレームの外面に位置する前記掛け止め部と、前記第2リードフレームの外面の外面に位置する前記掛け止め部とは、前記一次成形品の端面において連通するように設けられる、請求項1に記載の樹脂成形部品。
  4. 前記掛け止め部は、前記第1リードフレームおよび前記第2リードフレームを貫通した貫通穴を通じて、前記一次成形樹脂部と連通している、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の樹脂成形部品。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の樹脂成形部品の製造方法であって、
    金型内に設置した前記第1リードフレームと前記第2リードフレームとの間に樹脂を注入して前記一次成形樹脂部を成形することで一次成形品を形成し、前記一次成形品の掛け止め部を金型のキャビティ内面に接触するよう設置し、前記一次成形品の外面に二次成形樹脂を注入して形成する、樹脂成形部品の製造方法。
  6. 請求項5に記載の樹脂成形部品の製造方法であって、
    前記一次成形品は、前記第1リードフレームおよび前記第2リードフレームの板厚方向と、金型キャビティ面が垂直になるようリードフレームを金型キャビティ面に接触するよう設置し、前記第1リードフレームと前記第2リードフレームとの間に樹脂を注入して形成する、樹脂成形部品の製造方法。
  7. 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の樹脂成形部品の製造方法であって、
    前記一次成形樹脂部の掛け止め部に前記第1リードフレームと前記第2リードフレームを掛け止めて前記一次成形品を形成し、前記一次成形品の掛け止め部を金型のキャビティ内面に接触するよう設置し、前記一次成形品の外面に二次成形樹脂を注入して形成する、樹脂成形部品の製造方法。
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