JP4356768B2 - 電子装置及びその成形金型 - Google Patents

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Description

本発明は、電子回路部と、電子回路部を封止する樹脂からなる筐体とを備えた電子装置、及びその電子装置を成形するための成形金型に関する。
従来、電子回路部と、電子回路部を封止する樹脂からなる筐体とを備えた電子装置として、例えば特開平５−２１４９２号公報に開示されているハイブリッドＩＣがある。このハイブリッドＩＣは、リード線を有するハイブリッドＩＣ基板と、ハイブリッドＩＣ基板を封止する樹脂膜とから構成されている。樹脂膜は、成形金型を用いて成形される。成形金型は、上部成形金型と、下部成形金型とから構成されている。下部成形金型には、下方から成形空間内に突出する保持部材が複数設けられている。保持部材は、上下方向に移動可能に設けられている。ハイブリッドＩＣ基板は、リード線を受け溝に挿入した状態で、成形空間内に突出した保持部材の上に配置される。そして、移送通路及びサブマリンゲートを介して成形空間内に溶融樹脂が注入される。溶融樹脂が余充填されると、保持部材が下方に後退する。その後、所定圧力を加え、成形空間内にさらに溶融樹脂が注入される。このようにしてハイブリッドＩＣ基板を封止する樹脂膜が形成される。
特開平５−２１４９２号公報
ところで、成形空間内に溶融樹脂が注入されると、ハイブリッドＩＣ基板に樹脂注入圧が加わることとなる。しかし、ハイブリッドＩＣ基板は、溶融樹脂が余充填されるまでは保持部材によって保持されている。そのため、その間に、ハイブリッドＩＣ基板の位置がずれたり、傾いたりすることはない。ところが、その後、保持部材が下方に後退した状態でさらに溶融樹脂が注入される。そのため、溶融樹脂が余充填されるまでにハイブリッドＩＣ基板がある程度固定されるとはいえ、位置ずれや傾きを充分に抑えることは困難であった。例えば、ハイブリッドＩＣ基板に所定方向の物理量を検出するセンサ素子が実装されていた場合、位置ずれや傾きが発生すると、所定方向の物理量を正確に検出できなくなってしまう。
これに対して、溶融樹脂が完全に冷却固化するまで保持部材を後退させないでおく方法も考えられる。しかし、この場合、保持部材によって、ハイブリッドＩＣ基板にまで至る孔が樹脂膜に形成されることとなる。そのため、防水性を確保しようとすると、この孔を密封する新たな工程を設けなければならない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、樹脂注入圧による電子回路部の位置ずれや傾きを抑えるとともに、新たな工程を追加することなく防水性を確保することができる電子装置及びその成形金型を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段及び発明の効果
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、電子回路部を保持する保持部の設置位置を工夫することで、樹脂注入圧による電子回路部の位置ずれや傾きを抑えるとともに、新たな工程を追加することなく防水性を確保できることを思いつき、本発明を完成するに至った。
すなわち、請求項１に記載の電子装置は、コネクタターミナルを有する電子回路部と、コネクタターミナルを外部に突出させた状態で電子回路部を封止する樹脂からなる筐体と、筐体に一体的に形成され、コネクタターミナルの外周を包囲する樹脂からなる筒状のコネクタハウジングとを備えた電子装置において、筐体及びコネクタハウジングは、成形金型の筐体成形空間、及び一端部が筐体成形空間に連通する筒状のコネクタハウジング成形空間に樹脂を注入することで形成され、筐体は、筐体成形空間を形成する内周面であって、コネクタハウジング成形空間によって区画された内周面から筐体成形空間内に突出した保持部に、樹脂が固化するまで電子回路部を保持させた状態で形成され、保持部によって形成される電子回路部にまで至る孔部の開口部が、コネクタハウジングで包囲されていることを特徴とする。
この構成によれば、筐体及びコネクタハウジングは、成形金型の筐体成形空間及びコネクタハウジング成形空間に溶融した樹脂を注入することによって形成されている。溶融した樹脂を注入してから冷却固化するまでの間、電子回路部は、保持部によって保持されている。そのため、樹脂注入圧による電子回路部の位置ずれや傾きを抑えることができる。ところで、溶融した樹脂が冷却固化した後、成形金型から電子装置を取出すと、保持部によって、電子回路部にまで至る孔部が形成されることとなる。しかし、孔部の開口部は、コネクタハウジングで包囲されている。しかも、コネクタハウジングには、相手方のコネクタハウジングが嵌合される。そのため、孔部を密封する新たな工程を追加することなく、防水性を確保することができる。
請求項２に記載の電子装置は、請求項１に記載の電子装置において、さらに、電子回路部は、電子部品と、電子部品を配線する配線板と、配線板に電気的に接続されるコネクタターミナルとを有することを特徴とする。この構成によれば、電子回路部を確実に構成することができる。
請求項３に記載の電子装置は、請求項２に記載の電子装置において、さらに、配線板は、金属板からなり、コネクタターミナルは、配線板に一体的に形成されていることを特徴とする。この構成によれば、部品点数を削減することができる。
請求項４に記載の電子装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の電子装置において、さらに、電子回路部は、電子部品を封止する、筐体及びコネクタハウジングとは異なる樹脂からなる封止樹脂部を有し、封止樹脂部を保持部に係止させることを特徴とする。この構成によれば、筐体及びコネクタハウジングを形成する樹脂による、電子部品や、電子部品と配線板の接続部への悪影響を抑えることができる。筐体及びコネクタハウジングを形成する樹脂で電子回路部を直接封止した場合、その樹脂の特性によっては、電子部品や、電子部品と配線板の接続部に悪影響、具体的には成形時の熱ストレスや応力を与えることがある。しかし、電子部品は、筐体及びコネクタハウジングとは異なる樹脂からなる封止樹脂部で封止されている。そのため、これら悪影響を抑えることができる。
請求項５に記載の電子装置の成形金型は、コネクタターミナルを有する電子回路部と、コネクタターミナルを外部に突出させた状態で電子回路部を封止する樹脂からなる筐体と、筐体に一体的に形成され、コネクタターミナルの外周を包囲する樹脂からなる筒状のコネクタハウジングとを備えた電子装置の成形金型において、電子回路部が収容され、筐体を成形するための筐体成形空間と、一端部が筐体成形空間に連通し、コネクタハウジングを成形するための筒状のコネクタハウジング成形空間と、筐体成形空間を形成する内周面であって、コネクタハウジング成形空間によって区画された内周面から筐体成形空間内に突出し、樹脂が固化するまで電子回路部を保持する保持部と、筐体成形空間及びコネクタハウジング成形空間に樹脂を供給する樹脂供給路とを有することを特徴とする。
この構成によれば、溶融した樹脂を注入してから冷却固化するまでの間、保持部によって電子回路部を保持することができる。そのため、樹脂注入圧による電子回路部の位置ずれや傾きを抑えることができる。ところで、溶融した樹脂が冷却固化した後、成形金型から電子装置を取出すと、保持部によって、電子回路部にまで至る孔部が形成されることとなる。しかし、孔部の開口部は、コネクタハウジングで包囲されている。しかも、コネクタハウジングには、相手方のコネクタハウジングが嵌合される。そのため、孔部を密封する新たな工程を追加することなく、防水性を確保することができる。
請求項６に記載の電子装置の成形金型は、請求項５に記載の電子装置の成形金型において、さらに、保持部は、複数設けられることを特徴とする。この構成によれば、電子回路部を安定して保持することができる。
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電子装置を、車両に加わる加速度を検出する加速度センサ装置に適用した例を示す。
まず、図１〜図３を参照して加速度センサ装置の構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態における加速度センサ装置の横断面図である。図２は、加速度センサ装置の上面図である。図３は、加速度センサ装置の正面図である。なお、図中における前後方向及び上下方向は、構成を説明するために便宜的に導入したものである。
図１〜図３に示すように、加速度センサ装置１（電子装置）は、電子回路部１０と、ケース１１（筐体）と、コネクタハウジング１２とから構成されている。
電子回路部１０は、所定方向の加速度を検出し、対応する信号に変換して出力する回路である。電子回路部１００は、加速度センサ素子１００ａ（電子部品）と、コンデンサ１００ｂ、１００ｃ（電子部品）と、配線金属板１００ｄ〜１００ｉ（配線板）と、コネクタターミナル１００ｊ〜１００ｍと、封止樹脂部１００ｎとから構成されている。
加速度センサ素子１００ａは、所定方向の加速度を検出し、対応する信号を出力する素子である。コンデンサ１００ｂ、１００ｃは、加速度センサ素子１００ａを動作させるための素子である。配線金属板１００ｄ〜１００ｉは、加速度センサ素子１００ａ及びコンデンサ１００ｂ、１００ｃを配線するための所定形状に加工された金属からなる板状の部材である。加速度センサ素子１００ａは、配線金属板１００ｄ〜１００ｉにはんだ付けされている。コンデンサ１００ｂは配線金属板１００ｆ、１００ｈに、コンデンサ１００ｃは配線金属板１００ｆ、１００ｉにそれぞれはんだ付けされている。
コネクタターミナル１００ｊ〜１００ｍは、加速度センサ素子１００ａ及びコンデンサ１００ｂ、１００ｃによって構成される回路を外部装置に接続するための所定形状に加工された金属からなる板状の部材である。コネクタターミナル１００ｊ〜１００ｍは、配線金属板１００ｄ〜１００ｇの端部に一体的に形成されている。
樹脂封止部１００ｎは、配線金属板１００ｄ〜１００ｉによって配線された加速度センサ素子１００ａ及びコンデンサ１００ｂ、１００ｃを一体的に封止する、ケース１１及びコネクタハウジング１２とは異なる樹脂からなる部材である。封止樹脂部１００ｎは、成形金型を用いて成形される。封止樹脂部１００ｎの前方端面には、ケース１１及びコネクタハウジング１２の成形時に、後述する保持部２２０ａ、２２０ｂが嵌合する断面矩形状の嵌合孔部１００ｏ、１００ｐが後方に向かって形成されている。また、下面には、後述する保持部２２０ｃ、２２０ｄが係合する断面矩形状の係合溝部１００ｑ、１００ｒが後方に向かって形成されている。
ケース１１は、コネクタターミナル１００ｊ〜１００ｍの端部を外部に突出させた状態で電子回路部１０を封止する樹脂封止部１００ｎとは異なる樹脂からなる部材である。コネクタハウジング１２は、ケース１１の前方端部に一体的に形成され、外部に突出したコネクタターミナル１００ｊ〜１００ｍの外周を包囲するケース１１と同一の樹脂からなる略長円筒状の部材である。ケース１１及びコネクタハウジング１２は、後述する成形金型２を用いて成形される。コネクタハウジング１２によって包囲されたケース１１の前方端面には、ケース１１及びコネクタハウジング１２の成形時に、保持部２２０ａ〜２２０ｄによって形成される断面矩形状の孔部１００ｓ〜１００ｖを有している。
次に、図４〜図６を参照してケース及びコネクタハウジングを成形するための成形金型の構成及び成形方法について説明する。ここで、図４は、成形金型の横断面図である。図５は、図４におけるＡ−Ａ矢視断面図である。図６は、樹脂注入状態における成形金型の横断面図である。なお、図中における前後方向及び上下方向は、構成等を説明するために便宜的に導入したものである。
図４及び図５に示すように、成形金型２は、上型２０と、下型２１と、スライドコア２２と、樹脂供給路２３とから構成されている。
上型２０は、ケース１１及びコネクタハウジング１２の上部を成形するための金型である。下型２１は、ケース１１及びコネクタハウジング１２の下部を成形するための金型である。スライドコア２２は、ケース１１の前方端面、及びコネクタハウジング１２の内周を成形する金型である。スライドコア２２の後方端面には、電子回路部１０を保持する、より具体的には封止樹脂部１００ｎを保持する後方に突出した矩形柱状の保持部２２０ａ〜２２０ｄが形成されている。また、コネクタターミナル１００ｊ〜１００ｍが嵌合する嵌合孔部２２０ｅ〜２２０ｈが前方に向かって形成されている。
上型２０、下型２１及びスライドコア２２によって、中央部に、電子回路部１０を収容しケース１１を成形するためのケース用キャビティ２４（筐体成形空間）が形成される。また、ケース用キャビティ２４の前方に、一端部をケース用キャビティ２４に連通させ、コネクタハウジング１２を成形するための略長円筒状のコネクタハウジング用キャビティ２５（コネクタハウジング成形空間）が形成される。さらに、ケース用キャビティ２４を形成する内周面のうち、コネクタハウジング用キャビティ２５によって区画された内周面、つまり、スライドコア２２の後方端面からケース用キャビティ２４内に保持部２２０ａ〜２２０ｄが突出する。
樹脂供給路２３は、ケース用キャビティ２４及びコネクタハウジング用キャビティ２５に外部から溶融した樹脂を注入するための通路である。樹脂供給路の一端部は、上型２０の上面に開口している。また、他端部は、ケース用キャビティ２４を構成する左右の内周面にそれぞれ開口している。
電子回路部１０は、コネクタターミナル１００ｊ〜１００ｍを嵌合孔部２２０ｅ〜２２０ｈに嵌合させ、ケース用キャビティ２４内に位置決めされている。また、嵌合孔部１００ｏ、１００ｐに保持部２２０ａ、２２０ｂを嵌合させるとともに、係合溝部１００ｑ、１００ｒに保持部２２０ｃ、２２０ｄを係合させた状態で保持されている。
その後、図６に示すように、樹脂供給路２３を介してケース用キャビティ２４内に溶融した樹脂３が注入される。溶融した樹脂３は、ケース用キャビティ２４を経て、コネクタハウジング用キャビティ２５内に注入される。樹脂３が注入されると、電子回路部１０に樹脂注入圧が加わる。しかし、電子回路部１０は、溶融した樹脂３が冷却固化するまで保持部２２０ａ〜２２０ｄによって保持されている。そのため、電子回路部１０が位置ずれを起こしたり、傾いたりすることはない。従って、所定方向の加速度を確実に検出することができる。
ところで、成形された加速度センサ装置１を成形金型２から取出すと、図１及び図３に示すように、保持部２２０ａ〜２２０ｄによって、孔部１００ｓ〜１００ｖが形成されることとなる。しかし、孔部１００ｓ〜１００ｖの開口部は、コネクタハウジング１２に包囲されている。しかも、コネクタハウジング１２には、相手方のコネクタハウジングが嵌合される。そのため、孔部１００ｓ〜１００ｖを密封する新たな工程を設けることなく、防水性を確保することができる。
最後に、具体的効果について説明する。本実施形態によれば、成形金型２は、溶融した樹脂３を注入してから冷却固化するまでの間、複数の保持部２２０ａ〜２２０ｄによって、電子回路部１０、具体的には封止樹脂部１００ｎを保持することができる。そのため、電子回路部１０を安定して保持し、樹脂注入圧による電子回路部１０の位置ずれや傾きを抑えることができる。ところで、溶融した樹脂３が冷却固化した後、成形金型２から加速度センサ装置１を取出すと、保持部２２０ａ〜２２０ｄによって、電子回路部１０にまで至る孔部１００ｓ〜１００ｖが形成されることとなる。しかし、孔部１００ｓ〜１００ｖの開口部は、コネクタハウジング１２で包囲されている。しかも、コネクタハウジング１２には、相手方のコネクタハウジングが嵌合される。そのため、孔部１００ｓ〜１００ｖを密封する新たな工程を追加することなく、防水性を確保することができる。
また、コネクタターミナル１００ｊ〜１００ｍは、配線金属板１００ｄ〜１００ｇの端部に一体的に形成されている。そのため、部品点数を削減することができる。
さらに、電子回路部１は、加速度センサ素子１００ａ及びコンデンサ１００ｂ、１００ｃを一体的に封止する、ケース１１及びコネクタハウジング１２とは異なる樹脂からなる封止樹脂部１００ｎを備えている。ケース１１及びコネクタハウジング１２を形成する樹脂でこれらの電子部品を直接封止した場合、その樹脂の特性によっては、加速度センサ素子１００ａ及びコンデンサ１００ｂ、１００ｃや、これらと配線金属板１００ｄ〜１００ｉのはんだ付け部に熱ストレスや応力を与えることがある。しかし、加速度センサ素子１００ａ及びコンデンサ１００ｂ、１００ｃをケース１１及びコネクタハウジング１２とは異なる樹脂からなる封止樹脂部１００ｎで封止することで、これらの悪影響を抑えることができる。
なお、本実施形態では、電子回路部１０が、加速度センサ素子１００ａと、コンデンサ１００ｂ、１００ｃと、配線金属板１００ｄ〜１００ｉと、コネクタターミナル１００ｊ〜１００ｍと、封止樹脂部１００ｎとから構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。配線金属板１００ｄ〜１００ｉは、プリント配線板であってもよい。また、封止樹脂部１００ｎは、備えていなくてもよい。
本実施形態における加速度センサ装置の横断面図である。 加速度センサ装置の上面図である。 加速度センサ装置の正面図である。 成形金型の横断面図である。 図４におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 樹脂注入時における成形金型の横断面図である。
符号の説明
１・・・加速度センサ装置（電子装置）、１０・・・電子回路部、１００ａ・・・加速度センサ素子（電子部品）、１００ｂ、１００ｃ・・・コンデンサ（電子部品）、１００ｄ〜１００ｉ・・・配線金属板（配線板）、１００ｊ〜１００ｍ・・・コネクタターミナル、１００ｎ・・・封止樹脂部、１００ｏ、１００ｐ・・・嵌合孔部、１００ｑ、１００ｒ・・・係合溝部、１００ｓ〜１００ｖ・・・孔部、１１・・・ケース（筐体）、１２・・・コネクタハウジング、２・・・成形金型、２０・・・上型、２１・・・下型、２２・・・スライドコア、２２０ａ〜２２０ｄ・・・保持部、２２０ｅ〜２２０ｈ・・・嵌合孔部、２３・・・樹脂供給路、２４・・・ケース用キャビティ（筐体成形空間）、２５・・・コネクタハウジング用キャビティ（コネクタハウジング成形空間）、３・・・樹脂

Claims (6)

  1. コネクタターミナルを有する電子回路部と、前記コネクタターミナルを外部に突出させた状態で前記電子回路部を封止する樹脂からなる筐体と、前記筐体に一体的に形成され、前記コネクタターミナルの外周を包囲する樹脂からなる筒状のコネクタハウジングとを備えた電子装置において、
    前記筐体及び前記コネクタハウジングは、成形金型の筐体成形空間、及び一端部が筐体成形空間に連通する筒状のコネクタハウジング成形空間に樹脂を注入することで形成され、前記筐体は、前記筐体成形空間を形成する内周面であって、前記コネクタハウジング成形空間によって区画された内周面から前記筐体成形空間内に突出した保持部に、樹脂が固化するまで前記電子回路部を保持させた状態で形成され、前記保持部によって形成される前記電子回路部にまで至る孔部の開口部が、前記コネクタハウジングで包囲されていることを特徴とする電子装置。
  2. 前記電子回路部は、電子部品と、前記電子部品を配線する配線板と、前記配線板に電気的に接続されるコネクタターミナルとを有することを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
  3. 前記配線板は、金属板からなり、前記コネクタターミナルは、前記配線板に一体的に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
  4. 前記電子回路部は、前記電子部品を封止する、前記筐体及び前記コネクタハウジングとは異なる樹脂からなる封止樹脂部を有し、前記封止樹脂部を前記保持部に係止させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子装置。
  5. コネクタターミナルを有する電子回路部と、前記コネクタターミナルを外部に突出させた状態で前記電子回路部を封止する樹脂からなる筐体と、前記筐体に一体的に形成され、前記コネクタターミナルの外周を包囲する樹脂からなる筒状のコネクタハウジングとを備えた電子装置の成形金型において、
    前記電子回路部が収容され、前記筐体を成形するための筐体成形空間と、一端部が前記筐体成形空間に連通し、前記コネクタハウジングを成形するための筒状のコネクタハウジング成形空間と、前記筐体成形空間を形成する内周面であって、前記コネクタハウジング成形空間によって区画された内周面から前記筐体成形空間内に突出し、樹脂が固化するまで前記電子回路部を保持する保持部と、前記筐体成形空間及び前記コネクタハウジング成形空間に樹脂を供給する樹脂供給路とを有することを特徴とする電子装置の成形金型。
  6. 前記保持部は、複数設けられることを特徴とする請求項５に記載の電子装置の成形金型。
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