JP5296823B2 - 樹脂成形品及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば自動車用の圧力センサや回転磁気センサ等の各種機器の製造に用いられ、複数の導電部材にチップ部品を接続したものを樹脂でインサート成形する樹脂成形品及びその製造方法に関するものである。
従来、例えば自動車用の圧力センサを製造する場合、端子となる複数の導電部材をインサート成形した樹脂成形品をセンサのハウジング内に組み込み、センサの感圧素子と各導電部材とを接続するようにしている。その際、各導電部材にはコンデンサ等のチップ部品をハウジング内で接続しているが、樹脂製のハウジング内ではハンダごてを使用することができないため、チップ部品を導電性エポキシ等の接着剤で各導電部材に接続している。また、導電性エポキシで接続する場合は、導電性を高めるために接続面に銀メッキが用いられるが、銀メッキはマイグレーションを生じやすいため、チップ部品の周囲に封止用の樹脂を充填する必要がある。しかしながら、チップ部品をハウジング内で接続する作業や封止用の樹脂を充填する作業は煩雑であるため、生産性を低下させるという問題点があった。
そこで、チップ部品を予め各導電部材に亘ってハンダ付けにより接続した後、各導電部材及びチップ部品を覆う樹脂部をインサート成形によって形成するようにすれば（例えば、特許文献１または２参照）、ハウジング内でのチップ部品の接続作業や封止用樹脂の充填作業が不要となり、生産性を向上させることができる。
特開２００４−３６３４１０号公報 特開平１１−２６５９６５号公報
しかしながら、前述のようにチップ部品を予め各導電部材に接続した後、樹脂部をインサート成形するようにした場合、各導電部材はチップ部品のみで接続されているため、成形時に金型内に流入する樹脂の圧力によって各導電部材同士の歪みが生ずる。これにより、各導電部材からチップ部品に捩れや曲げ等の外力が加わり、チップ部品の特性を低下させるという問題点があった。
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各導電部材及びチップ部品を樹脂でインサート成形する際、成形時の樹脂の圧力によって各導電部材からチップ部品に加わる外力を抑制することのできる樹脂成形品及びその製造方法を提供することにある。
本発明は前記目的を達成するために、互いに幅方向に間隔をおいて配置された複数の導電部材と、各導電部材に亘るように配置されるチップ部品と、各導電部材及びチップ部品を覆う樹脂部とを備え、各導電部材及びチップ部品を樹脂でインサート成形することにより樹脂部を形成するようにした樹脂成形品において、前記各導電部材に亘るように各導電部材に接続され、各導電部材同士を固定する補強チップを備え、補強チップを、各導電部材に亘って延びる絶縁性の補強部材と、各導電部材にそれぞれ接続される複数の接続部とから形成している。
また、本発明は前記目的を達成するために、互いに幅方向に間隔をおいて配置された複数の導電部材に、各導電部材に亘るようにチップ部品を配置し、各導電部材及びチップ部品を覆う樹脂部をインサート成形によって形成する樹脂成形品の製造方法において、前記各導電部材同士を固定する補強チップを各導電部材に亘るように配置するとともに、各導電部材、チップ部品及び補強チップをハンダ付けにより接続し、インサート成形用の金型内にハンダ付け部よりも溶融温度の高い樹脂を充填して各導電部材、チップ部品及び補強チップをインサート成形することにより樹脂部を形成するようにしている。
これにより、各導電部材同士を固定する補強チップが各導電部材に亘るように各導電部材に接続されることとから、各導電部材及びチップ部品を覆う樹脂部をインサート成形する際、金型内に流入する樹脂の圧力が各導電部材に加わった場合でも、各導電部材同士の歪みが補強チップによって抑制される。
本発明によれば、各導電部材及びチップ部品を覆う樹脂部をインサート成形する際、金型内に流入する樹脂の圧力が各導電部材に加わった場合でも、各導電部材同士の歪みを抑制することができるので、各導電部材からチップ部品に加わる捩れ、曲げ等の外力を大幅に低減することができ、チップ部品の特性を低下させることがないという利点がある。
本発明の第１の実施形態を示す樹脂成形品の斜視図 導電部材、チップ部品及び補強チップの接続状態を示す斜視図 チップ部品の斜視図 補強チップの斜視図 チップ部品及び補強チップの接続工程を示す正面図 導電部材、チップ部品及び補強チップの接続工程を示す一部断面正面図 導電部材、チップ部品及び補強チップの接続状態を示す一部断面正面図 成形工程を示す側面断面図 成形工程を示す側面断面図 成形工程を示す側面断面図 本発明の第２の実施形態に係る導電部材、チップ部品及び補強チップの接続工程を示す一部断面正面図 導電部材、チップ部品及び補強チップの接続状態を示す一部断面正面図 本発明の第３の実施形態を示すチップ部品の斜視図 チップ部品及び補強チップの接続工程を示す正面図 導電部材、チップ部品及び補強チップの接続工程を示す一部断面正面図 導電部材、チップ部品及び補強チップの接続状態を示す一部断面正面図 本発明の第４の実施形態に係る導電部材、チップ部品及び補強チップの接続工程を示す一部断面正面図 導電部材、チップ部品及び補強チップの接続状態を示す一部断面正面図 本発明の第５の実施形態に係る導電部材、チップ部品及び補強チップの接続状態を示す斜視図 本発明の第６の実施形態に係る導電部材、チップ部品及び補強チップの接続状態を示す斜視図 本発明の第７の実施形態に係る導電部材、チップ部品及び補強チップの接続工程を示す一部断面正面図 導電部材、チップ部品及び補強チップの接続状態を示す一部断面正面図 本発明の第８の実施形態に係る導電部材、チップ部品及び補強チップの接続状態を示す斜視図 補強チップの斜視図 導電部材、チップ部品及び補強チップの接続状態を示す一部断面正面図
図１乃至図１０は本発明の第１の実施形態を示すものである。同図に示す樹脂成形品は、例えば自動車用の圧力センサや回転磁気センサ等の各種機器の製造に用いられるものである。
本実施形態の樹脂成形品は、互いに幅方向に間隔をおいて配置された３本の導電部材１と、各導電部材１間に亘るように配置される２つのチップ部品２と、各導電部材１に固定される２つの補強チップ３と、各導電部材１、各チップ部品２及び各補強チップ３を覆う樹脂部４とからなる。
各導電部材１は、平板状に延びる導電性の金属からなり、図示しない接続相手と接続される端子として用いられる。
各チップ部品２は、例えばコンデンサ、抵抗、バリスタ、インダクタ等の電子部品からなり、各導電部材１のうち互いに隣り合う導電部材１にそれぞれハンダ付けにより固定された補強チップ３に接続されるようになっている。チップ部品２は、所期の電気的特性を有する素材によって形成された板状の部品本体２ａと、部品本体２ａの幅方向両端側にそれぞれ設けられた一対の電極２ｂとからなり、各電極２ｂは部品本体２ａの幅方向両端部を覆うように形成されている。
補強チップ３は、例えば高温焼成セラミック、窒化アルミニウム等、強度の高い絶縁性の素材からなる補強部材３ａと、補強部材３ａの幅方向両端側にそれぞれ設けられた一対の接続部３ｂとからなり、各導電部材１のうち互いに隣り合う導電部材１にそれぞれハンダ付けにより接続されるようになっている。補強部材３ａは前後方向及び幅方向の寸法がチップ部品２よりも若干大きい板状に形成され、幅方向の寸法は隣り合う２つの導電部材１の間隔よりも大きくなっている。各接続部３ｂは導電性の金属層からなり、補強部材３ａの幅方向両端面から厚さ方向一方の面及び他方の面に亘って形成されている。
樹脂部４は、例えばＰＢＴ等の合成樹脂からなり、各導電部材１の長手方向中央側を覆うように形成されている。尚、図では直方体状の樹脂部４を示したが、その形状は樹脂成形品が組み込まれる相手側の部品の形状等に応じて任意の形状に形成される。樹脂部４は、各導電部材１に接続された各チップ部品２及び各補強チップ３を樹脂でインサート成形することによって形成され、その内部には各導電部材１、各チップ部品２及び各補強チップ３が埋設される。この場合、樹脂部４の樹脂には、各導電部材１、各チップ部品２及び各補強チップ３を接続するハンダ付け部５の溶融温度（例えば２２０℃）よりも高い溶融温度（例えば２６０℃）のものが用いられる。
前記樹脂成形品を製造する場合は、まず、図５に示すように補強チップ３の厚さ方向一方の面にチップ部品２を重ねるように載置し、チップ部品２の一方の電極２ｂを補強チップ３の一方の接続部３ｂにハンダ付けにより接続するとともに、チップ部品２の他方の電極２ｂを補強チップ３の他方の接続部３ｂにハンダ付けにより接続する。次に、チップ部品２が接続された補強チップ３を、図６に示すように厚さ方向他方の面が導電部材１側に臨むように隣り合う２つの導電部材１に亘って載置し、図７に示すように補強チップ３の一方の接続部３ｂを一方の導電部材１にハンダ付けにより接続するとともに、補強チップ３の他方の接続部３ｂを他方の導電部材１にハンダ付けにより接続する。この場合、図２に示すように、互いに接続された一方のチップ部品２及び補強チップ３を、各導電部材１のうち幅方向一端側の導電部材１と中央側の導電部材１に接続し、互いに接続された他方のチップ部品２及び補強チップ３を、各導電部材１のうち幅方向他端側の導電部材１と中央側の導電部材１に接続する。尚、前記ハンダ付けは、ハンダ材とハンダごてを用いて行ってもよいが、補強チップ３の各接続部３ｂにハンダペースト等により予めハンダ層を形成しておき、リフローによってハンダを溶融して接続するようにしてもよい。
次に、図８に示すように導電部材１の長手方向中央側、各チップ部品２及び各補強チップ３を金型Ａ内に配置し、図９に示すように金型Ａ内に樹脂４′を充填する。その際、金型Ａ内に流入する樹脂４′の圧力が各導電部材１に加わるが、各導電部材１は各補強チップ３によって互いに固定されているため、各導電部材１同士の歪みが各補強チップ３によって抑制される。
また、金型Ａ内に流入する樹脂４′の温度はハンダ付け部５の溶融温度よりも高いが、樹脂４′がハンダ付け部５に接触すると、ハンダ付け部５の表面に樹脂４′の固化層が形成されると考えられる。これにより、固化層の外側を流れる樹脂４′の熱によるハンダ付け部５の温度上昇が固化層によって抑制され、ハンダ付け部５の再溶融が防止される。この場合、ハンダ付け部５の再溶融を防止する上で、金型Ａ内に流入する樹脂４′の温度とハンダ付け部５の溶融温度との差は９０℃以下とすることが好ましい。
そして、樹脂４′が硬化した後、金型Ａを除去することにより、図１０に示すように樹脂部４が各導電部材１、各チップ部品２及び各補強チップ３と一体に形成される。
このように、本実施形態によれば、各導電部材１同士を固定する補強チップ３を各導電部材１に亘るように各導電部材１に接続したので、各導電部材１及び各チップ部品２を覆う樹脂部４をインサート成形する際、金型Ａ内に流入する樹脂４′の圧力が各導電部材１に加わった場合でも、各導電部材１同士の歪みを補強チップ３によって抑制することができる。これにより、各導電部材１からチップ部品２に加わる捩れ、曲げ等の外力を大幅に低減することができ、チップ部品２の特性を低下させることがないという利点がある。
また、補強チップ３を、チップ部品２が接続される導電部材１に亘って延びる絶縁性の補強部材３ａと、補強部材３ａの両端側にそれぞれ設けられた接続部３ｂとから形成し、各接続部３ｂをそれぞれ導電部材１に接続するようにしたので、補強チップ３をチップ部品２と同等の形状に形成することができ、補強チップ３をチップ部品２と共に導電部材１に容易に接続することができる。この場合、各接続部３ｂ間は補強部材３ａによって絶縁されているので、補強チップ３によって各導電部材１間が導通することがなく、チップ部品２の特性に影響を与えることがないという利点がある。
更に、チップ部品２と補強チップ３とを互いに厚さ方向に重なり合うように配置し、チップ部品２の各電極２ｂを補強チップ３の各接続部３ｂに接続するようにしたので、各導電部材１におけるチップ部品２及び補強チップ３の実装スペースを小さくすることができ、樹脂部４を各導電部材１の長手方向に小型化することができる。
この場合、チップ部品２を、補強チップ３の厚さ方向一方の面側に配置するとともに、補強チップ３の厚さ方向他方の面側の接続部３ｂを導電部材１に接続するようにしたので、補強チップ３の厚さ方向一方の面と他方の面にチップ部品２と導電部材１をそれぞれ接続することができ、接続作業を容易に行うことができる。
また、各導電部材１、各チップ部品２及び各補強チップ３をハンダ付けにより接続し、ハンダ付け部５よりも溶融温度の高い樹脂４′を金型Ａ内に充填することにより樹脂部４を形成するようにしたので、例えば鉛を使用していない低融点のハンダを用いることができるとともに、ハンダ付け時の高温によるチップ部品２の劣化防止にも効果的である。
尚、前記第１の実施形態では、平板状に形成した導電部材１の表面に補強チップ３を接続するようにしたものを示したが、図１１及び図１２の第２の実施形態に示すように、導電部材１に設けた凹部１ａに補強チップ３を厚さ方向に係合し、導電部材１と補強チップ３とを接続するようにすれば、接続後の導電部材１、チップ部品２及び補強チップ３の全体の高さ寸法を小さくすることができ、樹脂部４を上下方向に小型化することができる。この場合、補強チップ３と凹部１ａとの係合により、補強チップ３を導電部材１に対して正確に位置決めすることもできる。
また、前記第１の実施形態では、チップ部品２を、補強チップ３の厚さ方向一方の面側に配置するとともに、補強チップ３の厚さ方向他方の面側を導電部材１に接続するようにしたものを示したが、図１３乃至図１６の第３の実施形態に示す補強チップ６のように、チップ部品２を補強チップ６の厚さ方向一方の面側に配置するとともに、補強チップ６の厚さ方向一方の面側を導電部材１に接続するようにしてもよい。
即ち、補強チップ６は、第１の実施形態と同様の絶縁性の補強部材６ａと、補強部材６ａの幅方向両側にそれぞれ設けられた接続部６ｂとからなり、各接続部６ｂは補強部材６ａの厚さ方向一方の面のみに設けられている。
本実施形態では、図１４に示すように補強チップ６の厚さ方向一方の面にチップ部品２を重ねるように載置し、チップ部品２の一方の電極２ｂを補強チップ６の一方の接続部６ｂにハンダ付けにより接続するとともに、チップ部品２の他方の電極２ｂを補強チップ６の他方の接続部６ｂにハンダ付けにより接続する。次に、チップ部品２が接続された補強チップ６を厚さ方向に反対向きにして、図１５に示すように厚さ方向一方の面が導電部材１側に臨むように隣り合う２つの導電部材１に亘って載置し、図１６に示すように補強チップ６の一方の接続部６ｂを一方の導電部材１にハンダ付けにより接続するとともに、補強チップ６の他方の接続部６ｂを他方の導電部材１にハンダ付けにより接続する。
これにより、チップ部品２及び導電部材１はそれぞれ補強チップ６の同一の面（厚さ方向一方の面）に配置され、チップ部品２は隣り合う２つの導電部材１の間に配置されるので、接続後の導電部材１、チップ部品２及び補強チップ３の全体の高さ寸法を小さくすることができ、樹脂部４を上下方向に小型化することができる。
この場合、図１７乃至図１８の第４の実施形態に示すように、第２の実施形態と同様、導電部材１に設けた凹部１ａに補強チップ６を厚さ方向に係合し、導電部材１と補強チップ６とを接続するようにすれば、接続後の導電部材１、チップ部品２及び補強チップ６の全体の高さ寸法をより一層小さくすることができ、樹脂部４を上下方向に小型化する上で極めて有利である。この場合、第２の実施形態と同様、補強チップ６と凹部１ａとの係合により、補強チップ６を導電部材１に対して正確に位置決めすることもできる。
尚、前記第３及び第４の実施形態は、補強チップの変形例を示すものであり、その他の構成及び樹脂部４のインサート成形方法については、前記第１の実施形態と同様である。
また、前記第１乃至第４の実施形態では、チップ部品２及び補強チップ３を互いに厚さ方向に重なり合うように接続したものを示したが、図１９の第５の実施形態及び図２０の第６の実施形態に示すように、チップ部品２及び補強チップ３を導電部材１の長手方向に隣接するように並べて配置するようにしてもよい。この場合、第５の実施形態のように１つのチップ部品２の前後方向一方に１つの補強チップ３を配置したり、或いは第６の実施形態のように１つのチップ部品２の前後方向両側に２つの補強チップ３を配置するようにしてもよい。
尚、前記第５及び第６の実施形態では、第１の実施形態と同様の補強チップ３を用いたものを示したが、第３の実施形態と同様の補強チップ６を用いるようにしてもよい。この場合、第２または第４の実施形態と同様、導電部材１にチップ部品２及び補強チップ３（６）が係合する凹部を設けるようにしてもよい。
また、前記各実施形態では、３本の導電部材１のうち、隣り合う２つの導電部材１ごとに亘って固定される補強チップ３（６）を示したが、図２１及び図２２の第７の実施形態に示す補強チップ７のように、３本の導電部材１に亘るように幅方向に延びる絶縁性の補強部材７ａと、補強部材７ａの幅方向一端側、他端側及び中央側にそれぞれ設けられた複数の接続部７ｂとから形成されたものを３本の導電部材１の全てに接続するようにしてもよい。
更に、前記各実施形態では、各導電部材１のうち互いに隣接する２つの導電部材１にそれぞれチップ部品２を１つずつ接続するようにしたものを示したが、図２３乃至図２５の第８の実施形態に示す補強チップ８のように、幅方向両端に配置される２つの導電部材１に一方のチップ部品２を接続するようにしてもよい。この場合、幅方向一端側と中央側に配置される２つの導電部材１には、他方のチップ部品２が第１の実施形態と同様の補強チップ３を用いて接続される。
本実施形態の補強チップ８は、３本の導電部材１に亘るように幅方向に延びる絶縁性の補強部材８ａと、補強部材８ａの幅方向一端側の上面、側面及び下面に亘って設けられた第１の接続部８ｂと、補強部材８ａの幅方向中央側から他端側に亘る上面、幅方向他端側の側面及び下面に亘って設けられた第２の接続部８ｃと、補強部材８ａの幅方向中央側の下面に設けられた第３の接続部８ｄとからなる。
本実施形態では、補強チップ８の上面（厚さ方向一方の面）にチップ部品２が配置される。この場合、チップ部品２の一方の電極２ｂは補強チップ８の第１の接続部８ｂに接続され、他方の電極２ｂは補強チップ８の第２の接続部８ｃに接続される。補強チップ８の第１の接続部８ｂは幅方向一端側の導電部材１に接続され、補強チップ８の第２の接続部８ｃは幅方向他端側の導電部材１に接続される。これにより、幅方向両端に配置される２つの導電部材１にチップ部品２が接続される。また、補強チップ８の第３の接続部８ｄは、幅方向中央側の導電部材１に接続される。この場合、第３の接続部８ｄはチップ部品２には接続されないが、幅方向中央側の導電部材１に固定されるので、各導電部材１同士の歪みを補強チップ８によって抑制する上で効果的である。尚、第３の接続部８ｄは、必要に応じて設けるようにしてもよい。
また、前記各実施形態では、各導電部材１、各チップ部品２及び各補強チップ３をハンダ付けにより接続するようにしたものを示したが、例えば銀ペースト等の導電性接着剤を用いて接続するようにしてもよい。
１…導電部材、２…チップ部品、３…補強チップ、３ａ…補強部材、３ｂ…接続部、４…樹脂部、５…ハンダ付け部、６…補強チップ、６ａ…補強部材、６ｂ…接続部、７…補強チップ、７ａ…補強部材、７ｂ…接続部、８…補強チップ、８ａ…補強部材、８ｂ…第１の接続部、８ｃ…第２の接続部、８ｄ…第３の接続部、Ａ…金型。

Claims (7)

  1. 互いに幅方向に間隔をおいて配置された複数の導電部材と、各導電部材に亘るように配置されるチップ部品と、各導電部材及びチップ部品を覆う樹脂部とを備え、各導電部材及びチップ部品を樹脂でインサート成形することにより樹脂部を形成するようにした樹脂成形品において、
    前記各導電部材に亘るように各導電部材に接続され、各導電部材同士を固定する補強チップを備え、
    補強チップを、各導電部材に亘って延びる絶縁性の補強部材と、各導電部材にそれぞれ接続される複数の接続部とから形成した
    ことを特徴とする樹脂成形品。
  2. 前記チップ部品と補強チップとを互いに厚さ方向に重なり合うように配置し、チップ部品を補強チップの接続部に接続した
    ことを特徴とする請求項１記載の樹脂成形品。
  3. 前記チップ部品を、補強チップの厚さ方向一方の面側に配置するとともに、補強チップの厚さ方向他方の面側を導電部材に接続した
    ことを特徴とする請求項２記載の樹脂成形品。
  4. 前記チップ部品を、補強チップの厚さ方向一方の面側に配置するとともに、チップ部品が各導電部材の間に位置するように、補強チップの厚さ方向一方の面側を導電部材に接続した
    ことを特徴とする請求項２記載の樹脂成形品。
  5. 前記各導電部材に補強チップが厚さ方向に係合する凹部を設けた
    ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の樹脂成形品。
  6. 互いに幅方向に間隔をおいて配置された複数の導電部材に、各導電部材に亘るようにチップ部品を配置し、各導電部材及びチップ部品を覆う樹脂部をインサート成形によって形成する樹脂成形品の製造方法において、
    前記各導電部材同士を固定する補強チップを各導電部材に亘るように配置するとともに、
    各導電部材、チップ部品及び補強チップをハンダ付けにより接続し、
    インサート成形用の金型内にハンダ付け部よりも溶融温度の高い樹脂を充填して各導電部材、チップ部品及び補強チップをインサート成形することにより樹脂部を形成する
    ことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
  7. 前記金型内に充填される樹脂の溶融温度と前記ハンダ付け部の溶融温度との温度差は９０℃以下である
    ことを特徴とする請求項６記載の樹脂成形品の製造方法。
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