JP6166413B1 - 回路装置の製造方法及び回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を低減させ簡易な構造で樹脂の流れを制御でき、回路装置の信頼性を高めることができる技術を提供することを課題とする。【解決手段】下型１１と上型１２を含んで構成されたトランスファーモールド用の金型１０である。下型１１と上型１２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１３と、このキャビティ１３へ樹脂を供給するゲート２１とを有する金型である。ゲート２１は、２つの型が型締めされる分割面１４を挟んで両側に形成されている。【効果】ゲートは２つの型が型締めされる分割面を挟んで両側に形成されているので、キャビティの上側及び下側に、樹脂を同時に且つ均等に充填することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、回路装置の基板及び電子部品を樹脂で封止する回路装置の製造方法及び回路装置に関する。

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覆う技術が実用化されている。このような技術において、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用の金型が知られている（例えば、特許文献１（図２）参照。）。

特許文献１に開示されている技術の基本原理を図４に基づいて説明する。
図４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、電子部品１０４を実装した基板１０５が配置されている。基板１０５は、下型１０２に配置されたヒートシンク１０６にリードフレーム１０７及び支持ピン１０８を介して支持されており、基板１０５の下方に電子部品１０４が配置されている。

溶融した樹脂をゲート１０８からキャビティ１０３内に注入することで、キャビティ１０３に樹脂が充填される。ゲート１０８から流入した溶融樹脂は、基板１０５の下方と上方に分かれて流動する。

回路装置の信頼性を高めるには、樹脂による封止品質の向上が求められる。これには、ゲート１０８から流入した樹脂が、基板１０５の下方と上方を均等に流れてガスベント（分割面）１０９の近傍で合流することで、キャビティ１０３内の空気がガスベント（分割面）１０９から抜けることが好ましい。

溶融樹脂は広い流路の方を流れ易いため、特許文献１の技術は、基板１０５の下方と上方に分かれた樹脂を均等に流すために、広い流路である基板１０５の上側に障害部材１１０を設けることで樹脂の流れを制御している。
しかし、基板１０５に障害部材１１０を設けることで不要な部品点数が多くなる上、回路装置が大型になる。そのため、部品点数を低減させ簡易な構造で樹脂の流れを制御でき、回路装置の信頼性を高めることができる技術が求められている。

特開２０１１−１９９１４６号公報

本発明は、部品点数を低減させ簡易な構造で樹脂の流れを制御でき、回路装置の信頼性を高めることができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、２つの型を含んで構成され、これらの２つの型が、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と、このキャビティへ樹脂を供給するゲートとを有する金型を用いた回路装置の製造方法であって、ゲートは、２つの型が型締めされる分割面を挟んで両側に形成し、２つの型におけるキャビティを挟んでゲートの反対側にのみ形成された基板挟持部が、キャビティに配置されて両面にそれぞれ複数の電子部品が実装された基板の端部を挟持するように、２つの型を互いに型締めし、ゲートからキャビティへ樹脂を供給して、基板と複数の電子部品とを封止することを特徴とする。

請求項２に係る発明では、ゲートは、分割面を挟んで面対称に形成されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、金型内に形成され、ゲートに至る流路を、樹脂の流れに沿って上流部、下流部と区分したときに、上流部は、２つの型の一方のみに形成されるとともに、分割面に露出していることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、金型内に形成され、ゲートに至る流路を、樹脂の流れに沿って上流部、下流部と区分したときに、下流部がゲートにつながっているときに、下流部は、流路の上面が流路の下面に平行であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１記載の回路装置の製造方法により製造された回路装置であって、分割面の位置にバリが残っていることを特徴とする。

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２つの型が、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と、このキャビティへ樹脂を供給するゲートとを有する金型を用いた回路装置の製造方法であって、ゲートは、２つの型が型締めされる分割面を挟んで両側に形成し、２つの型におけるキャビティを挟んでゲートの反対側にのみ形成された基板挟持部が、キャビティに配置されて両面にそれぞれ複数の電子部品が実装された基板の端部を挟持するように、２つの型を互いに型締めし、ゲートからキャビティへ樹脂を供給して、基板と複数の電子部品とを封止する。ゲートは２つの型が型締めされる分割面を挟んで両側に形成されているので、キャビティの上側及び下側に、樹脂を同時に且つ均等に充填することができる。

さらに、ゲートの開口サイズを調整することで、基板の上側及び下側への溶融樹脂の流入量を容易に調整できるので、キャビティ内にゲートの延び方向に沿って基板を配置しても、基板の上側及び下側に樹脂を同時に且つ均等に充填することができる。電子部品が設けられた基板のように、複雑な形状物をキャビティ内に配置しても、ゲートの開口サイズを調整することで、複雑な形状部の上側及び下側にバランス良く樹脂を充填することができる。このように、基板に不要な部品を設けることなく、部品点数を低減させ簡易な構造で樹脂の流れを制御でき、回路装置の信頼性を高めることができる技術を提供することができる。

請求項２に係る発明では、ゲートは、分割面を挟んで面対称に形成されているので、キャビティの上側及び下側にバランス良く樹脂を充填することができ、ガスベント（分割面）への空気の排出を円滑に行うことができる。

請求項３に係る発明では、金型内に形成され、ゲートに至る流路を、樹脂の流れに沿って上流部、下流部と区分したときに、上流部は、２つの型の一方のみに形成されるとともに、分割面に露出しているので、一方の型の分割面のみを加工するだけで流路の上流部を形成することができる。

請求項４に係る発明では、金型内に形成され、ゲートに至る流路を、樹脂の流れに沿って上流部、下流部と区分したときに、下流部がゲートにつながっているときに、下流部は、流路の上面が流路の下面に平行であるので、ゲートの先端にポケット部を形成でき、このポケット部により、溶融樹脂の乱流を緩和でき、ボイドをより低減することができる。

請求項５に係る発明では、請求項１記載の回路装置の製造方法により製造された回路装置であって、分割面の位置にバリが残っているので、回路装置の製造方法により製造された回路装置であることを判別することができる。

本発明の実施例における金型の断面図である。 図１の要部拡大図である。 比較例の金型と実施例の金型の作用図及び回路装置の部分断面図である。 従来技術の基本構成を説明する図である。

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。

まず、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すように、トランスファーモールド用の金型１０は、固定型としての下型１１と、可動型としての上型１２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１１及び上型１２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１３と、このキャビティ１３へ溶融樹脂を供給するゲート２１と、キャビティ１３に配置される基板４１の端部を挟持する基板挟持部３１を有する。

キャビティ１３は、回路装置４０（図３（ｃ）参照）の樹脂部４３の外形形状を呈している。なお、実施例では、樹脂部４３を略直方体とし、キャビティ１３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４３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４３の形状に応じてキャビティ１３の形状を適宜変更しても差し支えない。

基板挟持部３１は、下型１１と上型１２が型締めされ接触する分割面１４の一部を窪ませることで形成されている。基板挟持部３１は、キャビティ１３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１１と上型１２との間、すなわち分割面１４にガスベントが形成されている。

基板４１の上面４１ａ及び下面４１ｂには、電子部品４２が実装されている。基板４１は平板状であり、断面視にて分割面１４に沿って配置されている。基板４１のうち基板挟持部３１の反対側の端部は、ゲート２１の前方に位置している。

図１（ｂ）に示すように、ゲート２１は、分割面１４を挟んで両側に形成されており、ゲート２１の正面視にて矩形状に形成されている。ゲート２１の幅方向端部２２は、キャビティ１３の幅方向端部１５から離れている。

図２に示すように、ゲート２１は、分割面１４を挟んで両側に形成されており、分割面１４より上側のゲート上部２１ａと、分割面１４より下側のゲート下部２１ｂとを有する。ゲート上部２１ａの上面を構成するゲート天井面２３ａは、ゲート２１の開口に向かって下方に傾斜しており、ゲート天井面２３ａと分割面１４とのなす角はθ１である。

ゲート下部２１ｂの下面を構成するゲート底面２３ｂは、ゲート２１の開口に向かって上方に傾斜しており、ゲート底面２３ｂと分割面のなす角はθ２である。ゲート２１は、分割面１４を挟んで面対称に形成されており、角θ１は角θ２に等しい。このため、キャビティ１３の上側及び下側にバランス良く樹脂を充填することができ、ガスベント（分割面）１４への空気の排出を円滑に行うことができる。

なお、実施例では、ゲート２１は、分割面１４を挟んで面対称に形成したが、これに限定されず、ゲート上部２１ａの開口の流路面積とゲート下部２１ｂの開口の流路面積を異なるように設定しても差し支えない。この場合、ゲート２１の開口サイズを調整することで、基板４１の上側及び下側への溶融樹脂の流入量を容易に調整できるので、キャビティ１３内にゲート２１の延び方向に沿って基板４１を配置しても、基板４１の上側及び下側に樹脂を同時に且つ均等に充填することができる。

加熱ポット（不図示）からゲート２１に至る溶融樹脂の流路２４の上流部２５は、下型１１のみに形成されるとともに、分割面１４に露出している。このため、下型１１の分割面１４のみを加工するだけで流路２４の上流部２５を形成することができる。

また、ゲート２１の直前に位置する流路２４の下流部２６は、流路の上面２６ａが流路の下面２６ｂに平行である。このため、溶融樹脂の流れを安定させボイドを低減することができる。さらに、ゲート２１の直前の位置で流路の上面２６ａを流路の下面２６ｂに平行とすることで、ゲート２１の先端にポケット部２７を形成でき、このポケット部２７により、溶融樹脂の乱流を緩和でき、ボイドをより低減することができる。

次に、以上に述べた金型１０の作用を比較例と較べて説明する。
図３（ａ）は比較例における金型２００の断面図であり、金型２００は下型２０１と上型２０２の分割面２０３に形成した基板保持部２０４に、電子部品２０５を備えた基板２０６を挟持している。

ゲート２０９は、下型２０１のみに形成されており、ゲート２０９の上面は分割面２０３で構成され、ゲート２０９の下面２０７はゲート２０９の開口に向かって上方に傾斜している。加熱ポットからの溶融樹脂は、傾斜した下面２０７によって矢印（１）のように基板２０６の上側へ多く流れ、矢印（２）のように基板２０６の下側へ少なく流れる。このため、キャビティ２０８内の空気がガスベントとしての分割面２０３から効率よく排出できず、ボイドが発生し易くなる。結果、樹脂による基板及び電子部品の封止が良好になり難い。

図３（ｂ）は実施例における金型１０の断面図であり、ゲート２１が分割面１４を挟んで両側に形成されているので、加熱ポットからの溶融樹脂が、矢印（３）（４）のように、基板４１の上側と基板４１の下側に均等に流れる。そして、溶融樹脂は基板挟持部３１の近傍で合流し、キャビティ１３内の空気がガスベントとしての分割面１４から良好に排出される。結果、樹脂による基板４１及び電子部品４２の封止を良好に行うことができる。

図３（ｃ）は実施例における回路装置４０であり、回路装置４０は、基板４１、電子部品４２及びこれらを封止する樹脂部４３から構成されている。樹脂部４０には、ゲート２１の位置にゲート跡４４があり、分割面１４の位置にバリ４５が残っている。なお、バリ４５は、除去された後のバリ跡であってもよい。ゲート２１は分割面１４を挟んで形成されているので、ゲート跡４４の上下中間位置にバリ４５が形成されている。これにより、本発明の金型１０によって成形された回路装置４０であることを判別することを容易にできる。

なお、大きさの異なる電子部品４２が複数設けられた基板４１のように、複雑な形状物をキャビティ１３内に配置しても、ゲート２１の開口サイズを調整することで、複雑な形状部の上側及び下側にバランス良く樹脂を充填することができる。このように、従来技術のように基板４１に不要な部品を設けることなく、本発明では部品点数を低減させ簡易な構造で樹脂の流れを制御でき、回路装置１０の信頼性を高めることができる。

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。

本発明は、基板及び電子部品を樹脂で封止するトランスファーモールド用の金型に好適である。

１０...金型、１１...下型、１２...上型、１３...キャビティ、１４...分割面（ガスベント）、２１...ゲート、２４...流路、２５...上流部、２６...下流部、４０...回路装置、４１...基板、４５...バリ（バリ跡）。

Claims (5)

1. ２つの型を含んで構成され、
   これらの２つの型が、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と、このキャビティへ樹脂を供給するゲートとを有する金型を用いた回路装置の製造方法であって、
   前記ゲートは、前記２つの型が型締めされる分割面を挟んで両側に形成し、
   前記２つの型における前記キャビティを挟んで前記ゲートの反対側にのみ形成された基板挟持部が、前記キャビティに配置されて両面にそれぞれ複数の電子部品が実装された基板の端部を挟持するように、前記２つの型を互いに型締めし、
   前記ゲートから前記キャビティへ前記樹脂を供給して、前記基板と複数の電子部品とを封止する、
   ことを特徴とする回路装置の製造方法。
2. 前記ゲートは、前記分割面を挟んで面対称に形成されていることを特徴とする請求項１記載の回路装置の製造方法。
3. 前記金型内に形成され、前記ゲートに至る流路を、前記樹脂の流れに沿って上流部、下流部と区分したときに、前記上流部は、前記２つの型の一方のみに形成されるとともに、前記分割面に露出していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回路装置の製造方法。
4. 前記金型内に形成され、前記ゲートに至る流路を、前記樹脂の流れに沿って上流部、下流部と区分したときに、前記下流部が前記ゲートにつながっているときに、前記下流部は、前記流路の上面が前記流路の下面に平行であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の回路装置の製造方法。
5. 請求項１記載の回路装置の製造方法により製造された回路装置であって、
   前記分割面の位置にバリが残っていることを特徴とする回路装置。

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