CN101404861B - 电路装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了电路装置及其制造方法。制造电路装置的方法包括：准备具有至少一个突起(33)的电子元件(3，3A，3B)；将所述电子元件(3，3A，3B)仅安装在电路板(2)的第一面(21)上，使得所述突起(33)与所述电路板(2)的第一面(21)基本上保持点接触，以在所述电路板(2)与所述电子元件(3，3A，3B)之间形成间隙；将所述电路板(2)放置于模具腔(104)中，使得所述电路板(2)的第二面(22)与所述腔(104)的内表面(102a)保持紧密接触。该方法还包括：通过用树脂材料(110)来填充所述腔(104)使得所述间隙充满树脂材料(110)，将所述电路板(2)封装在壳体(4)中。

Description

电路装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及电路装置以及制造所述电路装置的方法。 
背景技术
与JP-A-2006-303327对应的US2007/0161269披露了一种配置成电子匙收发器的电路装置。该电路装置包括电路板，该电路板具有彼此相对的第一面和第二面。仅在电路板的第一面上安装电子元件。电路板封装在壳体中，使得电路板的第二面暴露于壳体的外表面。这样，电路板的第二面限定壳体的外表面的一部分。 
一种制造电路装置的方法包括放置工艺及在该放置工艺之后的封装工艺。在放置工艺中，将电路板放置于模具(即模子)的腔内，使得电路板的第二面能够与腔的内表面保持紧密接触。在封装工艺中，在压力作用下将液体树脂材料注入到模具的腔中，然后使其固化(即使其凝固)。 
由于电路板与腔的内表面保持紧密接触，因此，能够防止电路板由于在封装工艺中施加于电路板的压力和热而显著变形。 
在上述方法中，当树脂材料被注入腔内后，可能会有空气陷于电子元件与电路板之间的间隙中。由于压力和热，陷于所述间隙中的空气会膨胀，从而导致在电路板的第二面上出现鼓胀(隆起等)。由于电路板的第二面是暴露于壳体的外表面的，因此，这种鼓胀会破坏电子匙收发器的外观。 
发明内容
鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种电路装置以及制造所述电路装置的方法，以便防止在电路板的暴露的表面上出现鼓胀。 
根据本发明的一个方面，一种制造电路装置的方法包括：准备具有突起的电子元件；将所述电子元件仅安装在电路板的第一面上，使得所述突起与所述电路板的第一面基本上保持点接触，以在所述电路板与所述电子元件之间形成间隙；以及将所述电路板放置于模具的腔中，使得所述电路板的第二面与所述腔的内表面保持紧密接触。所述第二面与所述第一面相对。所述方法还包括：通过用树脂材料来填充所述腔使得所述间隙充满树脂材料，将所述电路板与所述电子元件封装在壳体中。所述电路板的第二面暴露于所述壳体的外表面，以限定所述壳体的外表面的一部分。所述电子元件的突起大体为锥形。所述突起的顶点与所述电路板的第一面保持接触。所述至少一个突起包括大体上以规则的间隔排列的多个突起。
根据本发明的另一方面，一种电路装置包括：电路板，具有彼此相对的第一面和第二面；电子元件，具有突起，且仅安装在所述电路板的第一面(21)上，使得所述突起与所述电路板的第一面基本上保持点接触，以在所述电路板与所述电子元件之间形成间隙；树脂壳体，被配置成封装所述电路板和所述电子元件。所述电路板的第二面暴露于所述壳体的外表面，以限定所述壳体的外表面的一部分。所述间隙被所述壳体的一部分填充。所述电子元件的突起大体为锥形。所述突起的顶点与所述电路板的第一面保持接触。所述至少一个突起包括大体上以规则的间隔排列的多个突起。 
附图说明
根据下文中参考附图进行的详细描述，本发明的以上及其他目的、特征和优点将会变得明显。在附图中： 
图1是示出根据本发明一个实施例的电子匙收发器的电路板的俯视图的图； 
图2是示出用于制造电子匙收发器的方法中的放置工艺的截面图的图； 
图3是示出用于制造电子匙收发器的方法中的封装工艺的截面图的图； 
图4是示出用于制造电子匙收发器的方法中的去除工艺的截面图的图； 
图5是示出电子匙收发器的截面图的图； 
图6A是示出用于制造电子匙收发器的方法中的间隙形成工艺的截面图的图；而图6B是示出封装在电子匙收发器的壳体中的电子元件的截面图的图； 
图7是示出根据所述实施例的一个变型的电子匙收发器的电子元件的截面图的图；以及 
图8是示出根据所述实施例的另一变型的电子匙收发器的电子元件 的截面图的图。 
具体实施方式
下文参考图1-6B来描述根据本发明一个实施例的电子匙收发器1。图5示出作为成品的电子匙收发器1。电子匙收发器1包括电路板2、安装在电路板2上的电子元件3和由树脂材料制成的壳体4。举例而言，电子匙收发器1可以用于交通工具电子匙系统，并可以设计成由驾驶员携带。 
如图1所详示的，正端子和负端子5、6被焊接到电路板2。电路板2、电子元件3以及在正端子和负端子5、6中的每个与电路板2之间的焊料接合部封装在壳体4中。 
例如，可以通过在电绝缘基板(如玻璃环氧板)上形成导电线路图案(即铜箔)来制造电路板2。在该实施例中，电路板2采用玻璃加强的环氧板作为基板。替选地，电路板的基板可以是与玻璃加强的环氧板不同的板。 
电路板2具有彼此相对的第一面和第二面21、22。仅在电路板2的第一面21上安装电子元件3，使得电路板2的第二面22能够是平坦的。例如，电子元件3可以是电阻器、电容器、二极管、晶体管、集成电路(IC)模块或天线等。 
电路板2具有切除部23，该切除部23限定用于容纳电池(未示出)的电池空间。例如，电池可以是纽扣型电池。正端子5跨过切除部23，并在其每一端被焊接到电路板2的线路图案。同样，负端子6也跨过切除部23，并在其每一端被焊接到电路板2的线路图案。当电池被容纳在电池空间中时，电池的正极和负极分别与正端子5和负端子6接触。这样，可以通过电池空间中容纳的电池为电子匙收发器1供电。 
通过利用图2所示的模具100(即模子)来制造电子匙收发器1的壳体4。将安装了电子元件3和正负端子5、6的电路板2放置于模具100的腔104中，使得电路板2的第二面22与腔104的内表面保持紧密接触。 
模具100包括上模具101、下模具102和滑动芯(未示出)。滑动芯有时也称作“侧模芯”。滑动芯覆盖正负端子5、6的中间部分，以形成电池空间。上模具和下模具101、102固定于模塑机(未示出)的活动或固定压盘。
模具100的上模具101具有铸道(即浇道)107。在铸道107的上游侧上设置罐状区105，而在铸道107的下游侧设置门108。模塑机的柱塞(即活塞)106位于罐状区105的上方，使得柱塞106能够进出罐状区105。将作为固体树脂材料的片材110装入罐状区105中，然后使柱塞106进入罐状区105。这样，片材110能够变成液体树脂材料。液体树脂材料从罐状区105通过铸道107和门108流到腔104中。 
模具100的下模具102具有暴露于表面102a的抽吸孔109。抽吸孔109通过管道耦接到外部抽吸源(未示出)，如真空泵。 
下面参考附图2-6B来描述用于制造电子匙收发器1的方法。该方法包括如图6A和6B所示的间隙形成工艺、如图2所示的在所述形成工艺之后的放置工艺、如图3所示的在所述放置工艺之后的封装工艺以及如图4所示的在所述封装工艺之后的去除工艺。 
首先，下面参考图2来描述放置工艺。在所述放置工艺中，将电路板2的第二面2放置在下模具102的表面102a上，使得能够将电路板2定位于抽吸孔109上。然后，将上模具101和下模具102组装并夹在一起，以形成腔104。这样，电路板2定位于模具100的腔104中。此时，抽吸孔109通过抽吸源而相对于腔104保持在负压，使得电路板2的第二面22能够与腔104的内表面保持紧密接触。 
然后，将作为用于壳体4的树脂材料的片材110装入模具100的罐状区105中。 
片材110可以是由热固树脂制成的。在本实施例中，片材110是由环氧树脂制成的。例如，将B阶段(即半固化的)的环氧树脂粉末压缩成片材110。使用片材110(即使用固体材料，而不是液体材料)可以改善电子匙收发器1的可制造性，并且还可以防止气泡陷在电子匙收发器1的壳体4中。在必要时，可在将片材110装入罐状区105之前对其进行预加热。 
需要对模具100的温度进行调节，以引起环氧树脂的固化反应。另外，由于电子元件3以及正负端子5、6是通过焊料而接合到电路板2的，因此，模具100的温度须小于焊料的熔化温度。在本实施例中，焊料的熔化温度为约240℃，而环氧树脂的固化反应温度为约170℃。因此，例如，模具100的温度可以设定为约200℃。 
如上所述，电子匙收发器1的壳体4是由环氧树脂制成的。由于环氧 树脂具有高的抗热性和高的抗机械性，因此，能够适度地保护电子匙收发器1免受损坏。这样，尽管驾驶员一直携带着电子匙收发器1，但是，仍然可以保证电子匙收发器1的可靠性。 
电子匙收发器1的壳体4的树脂材料可以是不同于环氧树脂的树脂材料，只要该树脂材料的固化反应温度小于焊料的熔化温度即可。例如，该树脂材料可以是酚醛树脂或非饱和聚酯树脂等。 
接下来，下文参考图3来描述在所述放置工艺之后的封装工艺。在封装工艺中，柱塞106向下移动并进入罐状区105，使得罐状区105中的片材110能够变成液体环氧树脂。液体环氧树脂通过铸道107和门108注入腔104中，使得腔104能够充满液体环氧树脂。腔104中的液体环氧树脂从模具100吸收热。热引起液体环氧树脂的固化反应。结果，液体环氧树脂固化并塑成壳体4。这样，电路板2被封装在由环氧树脂制成的壳体4中。 
接下来，下文参考图4来描述在所述封装工艺之后的去除工艺。在去除工艺中，将模具100打开，并利用模塑机的弹出机制(未示出)从模具100中去除封装在壳体4中的电路板2。然后，沿着门108切割壳体4，以去掉对应于罐状区105和铸道107的不必要的部分。这样，即可制成如图5所示的电子匙收发器1。由于在封装工艺中电路板2的第二面22与腔104的内表面保持紧密接触，因此，电路板2的第二面22如图5所示的那样暴露于壳体4的外表面。 
如果需要，可对电子匙收发器1的外表面进行表面处理，如涂抹(涂敷)。通过这种方法，电路板2的暴露表面(即第二面22)被涂敷，使得电子匙收发器1能够具有良好的外观。 
壳体4封装了安装在电路板2上的电子元件3、电路板2的第一面21和第二面22以及在正负端子5、6中的每个与电路板2之间的焊料接合部。由此，可将电子匙收发器1的电路封装在壳体4中，使得电子匙收发器1能够防水。 
电路板2的第二面22暴露于壳体4的外表面，并与壳体4的外表面结合形成连续的平坦表面。因此，电路板2的第二面33限定壳体4的外表面的一部分。 
在本实施例中，电子匙收发器1具有类似卡片的矩形形状。例如，除了厚度以外，电子匙收发器1的大小可以大体上满足ID-1的格式(85.60 ×53.98mm)。ID-1格式通常用于信用卡或银行卡等。 
最后，下文参见图6A来描述在放置工艺之前的间隙形成工艺。间隙形成工艺包括准备工艺和安装工艺。在准备工艺中，准备电子元件3。在安装工艺中，将电子元件3安装在电路板2上。 
如图6A所示，电子元件3包括外壳32和引线端子31。例如，外壳32可以由环氧树脂或液晶聚合物等制成。外壳32具有与外壳32形成为一体的突起33。在本实施例中，突起33为锥形。也就是说，突起33具有通过曲面与顶点接合的圆形底部。突起33的顶点比突起33的底部离外壳32远。 
通过将引线端子33电连接到焊盘341，将电子元件3安装在电路板2上，其中焊盘341通过焊料等接合到电路板2的线路图案。另外，电子元件3安装在电路板2上，使得外壳32的突起33的顶点能够与电路板2的第一面21保持接触。也就是说，电子元件3的突起33与电路板2的第一面21保持基本上点接触。 
“基本上点接触”可以表示外壳32的突起33的顶点可以具有微小的平面部分，使得突起33与电路板2之间的接触面积能够非常小。 
由于电子元件3的突起33的顶点与电路板2接触，因此，在电路板2与电子元件3之间形成了间隙。间隙的宽度由突起33的长度来决定。突起33的长度是顶点与底部之间的距离。调整突起33的长度，使得在封装工艺中注入腔104的液体树脂材料能够进入间隙并填充间隙。 
如果突起33的长度小于0.1毫米，则间隙太窄，使得液体树脂材料不能进入间隙并填充间隙。如果突起33的长度大于0.3毫米，则液体树脂材料能够顺利地进入间隙并填充间隙。但是，当突起33的长度更大时，电子匙收发器1的尺寸会变得较大。因此，优选的是，突起33的长度在0.1毫米到0.3毫米之间。在本实施例中，突起33的长度被设定为0.2毫米。 
通过在封装工艺之前进行间隙形成工艺，在封装工艺期间注入腔104的液体树脂材料会充满电路板2与电子元件3之间的间隙。也就是说，壳体4的一部分填充电路板2与电子元件3之间的间隙，以将空气从间隙中排出。 
当突起33的顶角大时，液体树脂材料可能不能到达突起的顶点，从而会使空气留在突起33的顶点周围。因此，为了用液体树脂材料完全充 满所述间隙，优选的是使突起33的顶角尽量小。换言之，为了用液体树脂材料完全充满所述间隙，优选的是使突起33的长度与突起33的底部直径的比尽量大。 
然而，如果突起33的长度与突起33的底部直径的比太大，则突起33会由于外力(如封装工艺中施加的压力)而变形。因此，在该实施例中，将突起33的长度设定为等于突起33的底部直径。 
突起33可以具有不同于正圆锥形的形状。例如，锥形的母面可以向内或向外弯曲。 
如上所述，根据该实施例，间隙形成工艺是在封装工艺之前执行的。在间隙形成工艺中，准备具有突起33的电子元件3。将电子元件3安装在电路板2上，使得突起33的顶点能够与电路板2保持接触。在这种方法中，电子元件3的突起33与电路板基本上保持点接触，使得能够在电路板2与电子元件3之间形成间隙。因此，壳体4的一部分填充电路板2与电子元件3之间的间隙，使得能够将空气从间隙中排出。 
根据该实施例，突起33的形状类似锥体，且仅突起33的顶点与电路板2接触。在这种方法中，树脂材料可以到达突起33的顶点附近，使得能够保证将空气从电路板2与电子元件3之间的间隙中排出。 
即使空气留在突起33的顶点附近，留在间隙中的空气量也很少。而且，由于突起33的锥形，空气会沿着与电路板2平行的方向膨胀。因此，能够降低膨胀的空气施加于电路板2的应力。 
这样，在封装工艺中，用壳体4的一部分来填充电路板2与电子元件3之间的间隙。由此，空气从间隙中排出，使得能够防止空气施加于电路板2的应力。因此，电路板2的暴露表面(即第二面)能够不起泡，使得电子匙收发器1能够具有良好的外观。 
突起33为锥形，这种形状相对简单。因此，能够容易地将突起33与电子元件3的外壳32形成为一体。 
电路板2的第二面22限定壳体4的外表面的一部分。利用这种方法，可以减小电子匙收发器1的厚度。 
电路板2使用玻璃加强的树脂板。利用这种方法，电子匙收发器可以既具有硬度又具有韧性。 
可以用各种方式修改上述实施例。例如，如图7所示，电子元件3A 可以具有多个突起33。这些突起33可以排列成预定的图案。例如，突起33可以排列成矩阵。优选的是以规则的间隔来排列所述突起33。利用这种方法，施加于突起33的顶点的力可以均匀分布，使得能够在封装工艺中防止突起33的顶点变形。这样，在封装工艺中能够用树脂材料充满电路板2与电子元件3A之间的间隙。 
突起33可以具有不同于锥形的形状。例如，如图8所示，电子元件3B可以具有半球形的突起33。 
电子元件3、3A、3B可以是不同于双列直插式封装(DIP)元件的元件。例如，电子元件3、3A、3B可以是单列直插式封装(SIP)元件或表面安装封装的元件等。 
可以利用不同于传递模塑技术的模塑技术来制造壳体4。例如，可以利用注塑技术或压缩模塑技术等来制造壳体4。 
电子匙收发器(即壳体4)可以具有不同于卡片的形状。本发明可应用于不同于电子匙收发器的电路装置。 
应该理解，这种改变和修改在所附权利要求所限定的本发明的范围之内。

Claims (4)

1.一种制造电路装置的方法，包括：
准备具有至少一个突起(33)的电子元件(3，3A，3B)；
将所述电子元件(3，3A，3B)仅安装在电路板(2)的第一面(21)上，使得所述至少一个突起(33)与所述电路板(2)的第一面(21)保持点接触，以在所述电路板(2)与所述电子元件(3，3A，3B)之间形成间隙；
将所述电路板(2)放置于模具(100)的腔(104)中，使得所述电路板(2)的第二面(22)与所述腔(104)的内表面(102a)保持紧密接触，所述第二面(22)与所述第一面(21)相对；以及
通过用树脂材料(110)来填充所述腔(104)使得所述间隙充满树脂材料(110)，将所述电路板(2)与所述电子元件(3，3A，3B)封装在壳体(4)中，
其中，所述电路板(2)的第二面(22)暴露于所述壳体(4)的外表面，以限定所述壳体(4)的外表面的一部分，
其中，所述电子元件(3，3A，3B)的突起(33)为锥形，
其中，所述突起(33)的顶点与所述电路板(2)的第一面(21)保持接触，并且
其中，所述至少一个突起(33)包括大体上以规则的间隔排列的多个突起(33)。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述壳体(4)大体为卡片形。
3.一种电路装置，包括：
电路板(2)，具有彼此相对的第一面(21)和第二面(22)；
电子元件(3，3A，3B)，具有至少一个突起(33)，且仅安装在所述电路板(2)的第一面(21)上，使得所述至少一个突起(33)与所述电路板(2)的第一面(21)保持点接触，以在所述电路板(2)与所述电子元件(3，3A，3B)之间形成间隙；以及
由树脂材料制成的树脂壳体(4)，被配置成封装所述电路板(2)和所述电子元件(3)，
其中，所述电路板(2)的第二面(22)暴露于所述树脂壳体(4)的外表面，以限定所述树脂壳体(4)的外表面的一部分，
其中，所述间隙被制成所述树脂壳体(4)的所述树脂材料填充，
其中，所述电子元件(3，3A，3B)的突起(33)为锥形，
其中，所述突起(33)的顶点与所述电路板(2)的第一面(21)保持接触，并且
其中，所述至少一个突起(33)包括大体上以规则的间隔排列的多个突起(33)。
4.根据权利要求3所述的电路装置，
其中，所述树脂壳体(4)大体为卡片形。
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