CN102800659A - 树脂密封型电子控制装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
将电路基板粘接固定到导热性底板,从而实现用模塑树脂将电路元件一体化后得到的树脂密封型电子控制装置的小型化。底板(20)包括第一露出部(21a)和第二露出部(21b)、以及与中间窗孔(22a)相邻接的邻接平坦部(22b),且高度较高的低发热元件、即第一电路元件(31)配置在中间窗孔(22a)中,高度较低的高发热元件、即第二电路元件(32)配置在邻接平坦部(22b)中。由于高度较高的第一电路元件(31)的高度尺寸与底板(20)的厚度尺寸相重合,因此抑制了作为整体的厚度尺寸,并且由于分离地配置高发热元件和低发热元件,因此提高低发热元件的安装密度,能够抑制电路基板(30)的面积。
Description
技术领域
本发明涉及例如适用于车载电子控制装置的树脂密封型电子控制装置及其制造方法。
背景技术
在车用变速器的控制装置中,广泛使用将电子控制装置安装于变速器内部的机电一体化产品,上述车载电子控制装置通过如下步骤形成,即在由散热板构成的导热性底板上粘接有使用陶瓷基板的电路基板,用热固化性树脂将外部连接端子与除底板的一部分以外的整体成形为一体。
例如,下述专利文献的“电子电路装置”包括:电子电路组装体,该电子电路组装体具备包含半导体芯片的电子电路元件、以及装载有该电子电路元件且形成有电路图案的电路基板;底板,该底板上粘接有上述电子电路组装体、且在该电子电路组装体的装载区域的外侧设置有凸缘部;以及引线端子,该引线端子与上述电子电路组装体电连接、且由具有比上述底板要大的线膨胀系数的材料来构成。
而且,除了上述凸缘部和上述引线端子的一部分以外,上述电子电路组装体、上述底板、以及上述引线端子由线膨胀系数与上述底板大致相等的模塑树脂来一并进行模制,上述电路基板是陶瓷基板,上述底板具有在不胀钢的两个面上层叠有铜的构造,上述引线端子由铜或铜类的合金材料构成,且上述模塑树脂的上下方向的厚度中心线与上述电路基板的厚度中心线基本一致。
根据该电子电路装置,能够实现在模塑树脂和电路基板、底板、引线框之间没有因热应力而造成的界面剥离或树脂裂纹的、便宜的车用电子电路装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:第4283514号日本专利的说明书(权利要求1、第0268段)
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,上述电子电路装置具有如下结构,即在将电子电路元件与引线端子安装在单面侧的电路基板的相反面上粘接有底板,且利用模塑树脂将它们成形为一体,并且使得成形后的模塑材料的壁厚中心线与电路基板的壁厚中心线基本一致。
因而,如果电子电路元件是高度较高的元器件,则存在如下问题,即不能粘接电路基板、且在底板的非粘接面侧会附着有不需要的多余部分的模塑树脂。
此外,由于电路基板的一侧的基板面整体与底板相粘接,因此成为电子电路元件与引线端子集中安装于另一侧基板面上的单面基板,且还存在如下问题,即为了确保电路元件的安装面积,导致布线基板的面积变大。
另外,若布线基板的面积较大,还存在如下问题,即由于线膨胀系数的差异,随着温度的反复变化,容易与成形外包装材料部产生剥离。
本发明提供一种树脂密封型电子控制装置极其制造方法,该树脂密封型电子控制装置及其制造方法具有如下效果:即使电子电路元件是高度较高的元件,也能抑制产品整体的厚度尺寸,防止产生成形材料的多余部分,且通过提高电路基板的安装密度,抑制产品整体的投影面积等。
用于解决技术问题的技术方案
本发明涉及树脂密封型电子控制装置,该树脂密封型电子控制装置具有如下结构:即在装载有多个电路元件的电路基板上粘接有导热性底板,且连接有多个外部连接端子,并且整个所述电路基板与所述外部连接端子及底板的各自的一部分被作为外包装材料部的模塑树脂所覆盖以形成为一体,其特征在于,所述底板在中间部位中形成有中间窗孔,并且该底板具有露出到外部且被固定在被安装部上的第一露出部和第二露出部、以及与所述中间窗孔相邻接的邻接平坦部,所述电路基板具有:装载有配置于所述中间窗孔内的第一电路元件的第一基板面;以及作为该第一基板面的背面,且在与所述邻接平坦部相对的部位装载有第二电路元件的第二基板面,所述外部连接端子与设置于所述第二基板面上的端子连接电极相连接,且所述第二电路元件是比所述第一电路元件的高度要低的发热元件。
此外,本发明所涉及的树脂密封型电子控制装置的制造方法包括如下步骤:电路元件安装工序,在该电路元件安装工序中,将第一电路元件和第二电路元件装载到电路基板上;组装/连接工序,在该组装/连接工序中,将端子板之中的临时固定片临时固定到底板的第一露出部、第二露出部,其中所述端子板是经由连结板将外部连接端子和临时固定片形成为一体而得到的,并且在所述底板的一部分的表面上涂布具有热固化性或湿固化性的粘接材料,对通过所述电路元件安装工序安装有所述第一电路元件和所述第二电路元件的所述电路基板进行粘接固定,并对所述外部连接端子和所述端子连接电极之间进行电连接,从而得到组装体;树脂成形工序,在该树脂成形工序中,将所述组装体收纳在成形模具内,在预加热之后加压注入经过加热熔融后的热固化性的模塑树脂,在脱模后暂时维持加热;以及端子板切割工序,在该端子板切割工序中,对所述端子板进行切割,从而将所述临时固定片和所述连结板切割开,在厚度方向上将所述模塑树脂的整体厚度T10分割成均等的厚度T11=T10/2、T12=T10/2时的边界面,与所述底板和所述电路基板的粘接面相比,要位于更靠近所述底板的相反面的方向上。
发明效果
根据本发明所涉及的树脂密封型电子控制装置,在形成有中间窗孔且具有邻接平坦部和露出部的导热性底板的一侧的表面上粘接有电路基板,在该电路基板中,将配置于中间窗孔的高度较高的元件、即第一电路元件,和位于邻接平坦部的发热元件、即第二电路元件装载于互不相同的基板面上,且利用模塑树脂与外部连接端子一同来成形为一体。
因而,由于发热元件所发出的热量扩散到底板整体,经由露出部而高效地进行散热,并且该高度较高的电路元件配置于中间窗孔内,因此底板的厚度尺寸成为共用尺寸,从而能带来如下效果:抑制作为整体的厚度尺寸。
此外,与第一电路元件相分离地配置发热元件、即第二电路元件,因此高密度地配置第一电路元件,从而能带来如下效果:提高电路基板的安装密度。
此外,由于外部连接端子和不与底板面接触的第二基板面相连接,因此不需要在电路基板的周边设置从底板的轮廓外周范围露出的部分,从而能带来如下效果:抑制整体的平面面积。
此外,本发明所涉及的树脂密封型电子控制装置的制造方法包括:电路部件安装工序;电路基板、端子板和底板的组装/连接工序;树脂成形工序;连结外部连接端子的端子板的切割工序,模塑树脂的整体厚度的中心位置与底板和电路基板的粘接面相比,位于更靠近底板的相反面的方向上。
因而,由于使得模塑树脂的整体厚度的中心位置接近第一电路元件的高度尺寸、电路基板的厚度尺寸、和第二电路元件的高度尺寸的总和值的中间位置,因此,在另一方面,作为外包装材料部的壁厚从电路基板观察时均匀地成形为一体,从而节约模塑树脂材料。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的树脂密封型电子控制装置的俯视图。
图2是沿着图1的Z2-Z2线的向视剖视图。
图3是图1的底板的俯视图。
图4是在图3的底板上涂布有粘接层的俯视图。
图5是从第一基板面观察图1的电路基板时的俯视图。
图6是从第二基板面观察图1的电路基板时的俯视图。
图7是表示粘接有图1的电路基板、底板以及端子板的半组装体的俯视图。
图8是图7的半组装体的后视图。
图9是沿着图7的Z9-Z9线的向视剖视图。
图10是表示利用接合线将图7的电路基板和外部连接端子相连接的组装体的俯视图。
图11是表示对图10的组装体进行树脂成形时的成形模具的内部的俯视图。
图12是沿着图11的Z12-Z12线的向视剖视图。
图13中的图13(A)~13(C)是表示图11的成形模具的可动销的动作的成形模具的剖面图。
图14是表示利用模塑树脂将图10的组装体一体化后的半成品的俯视图。
图15是图10的主要部分放大图。
图16中,图16(A)是表示将端子板临时固定到底板的变形例的主要部分放大图,图16(B)是沿着图16(A)的A-A线的向视剖视图。
图17中,图17(A)是由模具形成突起之前的图,图17(B)是形成了突起时的图。
图18中,图18(A)是表示将端子板临时固定到底板的另一变形例的主要部分放大图,图18(B)是沿着图18(A)的B-B线的向视剖视图。
图19中,图19(A)是表示将端子板临时固定到底板的另一变形例的主要部分放大图,图19(B)是沿着图19(A)的C-C线的向视剖视图。
图20是图14的主要部分放大图。
图21是表示端子板的变形例的主要部分放大图。
图22是表示底板的被按压部的位置不相同的组装体的俯视图。
图23是表示本发明的实施方式2的电子密封型电子控制装置的制造方法的流程图。
具体实施方式
下面,基于附图来说明本发明的各实施方式,对各图中的相同或者相当的构件、部位,标注相同的标号来进行说明。
实施方式1
图1是本发明的实施方式1的树脂密封型电子控制装置10(以下,简称为电子控制装置)的俯视图,图2是沿着图1的Z2-Z2线的向视剖视图。
该电子控制装置10包括:底板20;粘接在该底板20的单面上的电路基板30;安装在该电路基板30上的第一电路元件31、第二电路元件32以及第三电路元件33;与电路基板30电连接的外部连接端子34a、34b、35a、35b;以及用模塑树脂覆盖电路基板30的外包装材料部11a、11b。
图3所示底板20是例如按顺序层叠有铜、不胀钢以及铜,且利用冲压来压接的导热性合板。对底板20使用铁和镍的合金、即不胀钢是为了使底板20的线膨胀系数与、外包装材料部11a和11b、电路基板30的各自的线膨胀系数大致一致。
底板20在中间部中形成有中间窗孔22a,并且该底板20包括:向外部露出、且被固定于被安装部的第一露出部21a和第二露出部21b;邻接平坦部22b和平行窗框部22c;以及从平行窗框部22c彼此向相反方向延伸的一对被按压部27A。
在第一露出部21a中形成有矩形状的连结切口23、连结细孔24a和25a、以及定位孔26a。
在第二露出部21b中也形成有连结细孔24b和25b、以及定位孔26b。
连结细孔24a、24b形成于底板20的长度方向的两侧,连结细孔25a形成于连结切口23的长度方向的两侧。
此外,将连结细孔25b设置在与连结切口23相对称的位置上,当相对于图9中下述的粘接夹具40来设置底板20时,设置在粘接夹具40一侧的定位销嵌入到定位孔26a、26b。
图4是对图3的底板20涂布了粘接材料28a、28b和28c的俯视图。
在第一露出部21a的长度方向的两侧涂布有粘接材料28a,在第二露出部21b的长度方向的两侧涂布有粘接材料28b。
在邻接平坦部22b和平行窗框部22c上涂布有粘接材料28c。
这些粘接材料28a、28b和28c采用在后面的加热成形加工时的高温环境中粘接力不会下降的粘接材料,例如为聚酯类的热固化性粘接材料、或者湿固化性的粘接材料。
第一露出部21a上所涂布的粘接材料28a、第二露出部21b上所涂布的粘接材料28b分别用于对图7中下述的端子板34、35的两端进行临时固定。
粘接材料28c用于将电路基板30粘接到底板20。
图5是表示电路基板30的第一基板面30a的俯视图,图6是表示电路基板30的第二基板面30b的俯视图。
电路基板30利用粘接材料28c将第一基板面30a粘接到底板20。
矩形状的电路基板30例如是陶瓷基板,且在第一基板面30a上装载有多个第一电路元件31。将该高度较高的低发热元件、即第一电路元件31配置在底板20的中间窗孔22a内。
此外,在第一基板面30a的背面、即第二基板面30b上,在与底板20的邻接平坦部22b相对的部位上,装载有多个高度较低的发热元件、即第二电路元件32。此外,在第二基板面30b上装载有薄型平面形状的电阻元件、即第三电路元件33。
此外,在第二基板面30b上,沿长度方向、在两个边缘部上,分别隔开规定间隔设置多个端子连接电极36。
另外,具体而言,第一电路元件31是设置于小功率信号电路的、以电阻或电容为主体的输入输出接口电路的结构元件,第二电路元件32是包含功率晶体管、功率二极管、微处理器的高密度集成电路元件等,第三电路元件33是负载电流的检测用电阻或对于输入传感器的泄漏电阻等。
第一和第二基板面30a、30b中的每一单位面积的功耗基本呈以下关系,即第一电路元件31的功耗最小值、第二电路元件32的功耗为最大值。
第一电路元件31<第三电路元件33<第二电路元件32
另外,第一电路元件31使用表面安装元件,第二电路元件32使用裸芯片元件,第三电路元件33使用印刷电阻。
因此,如果T0=电路基板30的厚度、T1=第一电路元件31的高度(最大值)、T2=第二电路元件32的高度(最大值)、T3=第三电路元件33的高度(最大值)、Tb=底板20的厚度,则作为彼此间的尺寸关系,公式(1a)和(1b)的关系成立。
T0+T2≤(T1、Tb)max………………………(1a)
T3≤T2<(T1、Tb)min<(T1、Tb)max……(1b)
其中,(T1、Tb)max是T1和Tb中较大的那一个的值、
(T1、Tb)min是T1和Tb中较小的那一个的值。
其结果为,在电路基板30上装载有第一电路元件31、第二电路元件32以及第三电路元件33的整体厚度T由公式(2)来表示。
T=(T1、Tb)max+T0+T2……………(2)
另一方面,如果将所有电路元件31、32、33装载于第二基板面30b上,则不仅电路基板30的面积变大,而且包含电路基板30的整体厚度TA会变成如公式(3)所示的较大的值。
TA=T0+T1+Tb=T+{(T1+Tb)-(T1、Tb)max}-T2
=T+(T1、Tb)min-T2>T…………(3)
多个外部连接端子34a、34b、35a、35b分别与第二基板面30b的端子连接电极36连接。
外部连接端子34a、34b、35a、35b如图1所示,外部连接端子34a、34b属于第一列R1,外部连接端子35a、35b属于第二列R2。
第一列R1和第二列R2相互平行,在第一列R1中,多个外部连接端子34a的第一组G1和多个外部连接端子34b的第二组G2之间空开一个外部连接端子的距离以分隔在左右两边。同样,在第二列R2中,多个外部连接端子35a的第一组G1和多个外部连接端子35b的第二组G2之间也空开一个外部连接端子的距离以分隔在左右两边。
外包装材料部11a、11b中,底板20的上侧的外包装材料部11a和下侧的外包装材料部11b通过形成在底板20上的连结切口23、连结细孔24a、24b、25a、25b以形成为一体,通过这样形成为一体,能够防止外包装材料部11a、11b在与底板20的界面发生剥离。
外包装材料部11a的与第三电路元件33相对应的部位中形成有薄壁的凹陷部12,第三电路元件33所发出的热量从凹陷部12高效地进行散热。
图7是表示电子控制装置10的制造过程中的半组装体的俯视图,图8是图7的背面图。
半组装体的结构为将底板20、电路基板30、第一端子板34和第二端子板35形成为一体。
第一端子板34包括:连结板34e;前端部从该连结板34e向电路基板30侧延伸的多个外部连接端子34a、34b;以及分别设置于连结板34e的两个端部且前端部向底板20侧延伸的临时固定片34c、34d。
第二端子板35包括:连结板35e;前端部从该连结板35e向电路基板30侧延伸的多个外部连接端子35a、35b;以及分别设置于连结板35e的两个端部且前端部向底板20侧延伸的临时固定片35c、35d。
临时固定片34c、34d、35c、35d与外部连接端子34a、34b、35a、35b形状相同,且在临时固定片34c、34d、35c、35d与相邻的外部连接端子34a、34b、35a、35b之间,间隔开能够配置4个外部连接端子34a、34b、35a、35b的距离。
利用粘接材料28a、28b,将该临时固定片34c、34d、35c、35d分别粘接到底板20的第一露出部21a、第二露出部21b各自的两个端部。
图9是沿着图7的Z9-Z9线的向视剖视图。
通过形成在底板20上的定位孔26a、26b将半组装体定位到粘接夹具40。通过向着置于粘接夹具40上的底板20按压电路基板30、第一端子板34和第二端子板35,来制造通过粘接材料28a、28b、28c而将底板20、电路基板30、第一端子板34和第二端子板35形成为一体的半组装体。
图10是在图7所示半组装体中,利用作为铝线的接合线37将设置于电路基板30的端子连接电极36和外部连接端子34a、34b、35a、35b的前端部连接后的组装体的俯视图。
图11是表示对图10的组装体进行树脂成形时的成形模具51、52的内部的俯视图,图12是表示沿着图11的Z12-Z12线的向视俯视图。
成形模具51、52设置有前端部面向连结切口23的注入口53,从该注入口53加压注入加热熔融后的模塑树脂11,由此来形成外包装材料部11a、11b。
成形模具51、52还具备图13(A)~图13(C)所示的可动销54、55。该可动销54、55对图3所示的被按压部27A、以及图22中下述的被按压部27B进行按压夹持,从而防止底板20的变形。
从图13(A)经过13(B)以完成模塑树脂11的注入的时刻,拔去该可动销54、55,如图13(C)所示,在拔去后的空间部中,填埋加热熔融后的模塑树脂11。
图14是表示从成形模具51、52取出后的半成品的俯视图。
从第一露出部21a的切断部位21aa、第二露出部21b的切断部位21bb、以及各外部连接端子34a、34b、35a、35b的前端部,对该半成品进行切断,从而从第一端子板34除去连结板34e,从第二端子板35除去连结板35e,由此从第一端子板34和第二端子板35仅剩下外部连接端子34a、34b、35a、35b。
另外,可动销孔印13a、13b是在图13(C)中向拔去可动销54、55后的空间部中填充了熔融的模塑树脂11时所形成的孔印。
上述实施方式所涉及的电子控制装置10中,将导热性的底板20粘接到装载有多个电路元件31、32的电路基板30,并且电路基板30与多个外部连接端子34a、34b、35a、35b相连接,且利用作为外包装材料部11a、11b的模塑树脂11来覆盖电路基板30的整体和外部连接端子34a、34b、35a、35b以及底板20的各自的一部分,从而一体地形成树脂密封型电子控制装置10。
而且,底板20在中间部位形成有中间窗孔22a,并且底板20包括:向外部露出且固定于被安装部的第一露出部21a和第二露出部21b;以及与中间窗孔相邻接的邻接平坦部22b,电路基板30包括:配置于中间窗孔22a内且装载有第一电路元件31的第一基板面30a;以及作为该第一基板面30a的背面且在与邻接平坦部22b相对的部位装载有第二电路元件32的第二基板面30b,外部连接端子34a、34b、35a、35b与设置于第二基板面30b的端子连接电极36相连接,第二电路元件32是高度比第一电路元件31要低的发热元件。
由此,在形成有中间窗孔22a并在具有邻接平坦部22b和露出部21a、21b的导热性的底板20一侧的表面上粘接电路基板30,将配置于中间窗孔22a的高度较高的元件、即第一电路元件31和位于邻接平坦部22b的发热元件、即第二电路元件32分别装载于该电路基板30的互不相同的基板面30a、30b上,且利用模塑树脂11与外部连接端子34a、34b、35a、35b一同进行一体成形。
因而,作为发热元件的第二电路元件32所产生的热量被导热扩散到底板20的整体,且能够经由向外部露出的露出部21a、21b高效地进行散热,并且将高度较高的元件、即第一电路元件31配置在中间窗孔22a内,因此底板20的厚度成为共有尺寸,从而能够抑制作为整体的厚度尺寸。
此外,作为发热元件的第二电路元件32与第一电路元件31分离地进行配置,因此能够高密度地配置作为低发热元件的第一电路元件31,从而能够提高电路基板30的安装密度。
此外,由于外部连接端子34a、34b、35a、35b和不与底板20面接触的第二基板面30b相连接,因此不需要在电路基板30的周边设置从底板20的轮廓外周范围露出的部分,能够抑制整体的平面面积。
此外,电路基板30的基板厚度尺寸T0和第二电路元件32的高度尺寸T2的总和值T0+T2是在底板20的厚度尺寸Tb和第一电路元件31的高度尺寸T1中较大的那一个的尺寸(Tb、T1)max以下的尺寸,第一电路元件31是在第一基板面30a内与电路基板30电连接的表面安装元件,第二电路元件32是在第二基板面30b内与电路基板30电连接的裸芯片构造的薄型发热元件,在与第一电路元件31的背面位置相对应的第二基板面30b上,装载有比第二电路元件32高度要低的第三电路元件33。
由此,将高度较低的第二、第三电路元件32、33,与尽管高度较高但高度尺寸与底板20的厚度尺寸共用的第一电路元件31分别安装在互不相同的第一和第二基板面30a、30b上,将第三电路元件33装载到第一电路元件31的背面位置上。
因而,不仅能减小产品整体的厚度尺寸,且通过在两个面上分别安装第一和第三电路元件31、33,还能减小电路基板30的面积。
此外,电路基板30由陶瓷基板构成,第三电路元件33是薄型平面形状的电阻元件。
因而,电阻元件所产生的热量不会集中在局部,会经由导热性良好的陶瓷基板而导热扩散到底板20,并且经由外包装材料部11a、11b高效地向外部大气散热。
此外,将多个外部连接端子34a、34b、35a和35b与中间窗孔22a和邻接平坦部22b的排列方向相平行地配置,此外,将外部连接端子34a、34b、35a和35b分成第一列R1的外部连接端子34a、34b和第二列R2的外部连接端子35a、35b以进行配置,其中,第一列R1的外部连接端子34a、34b被分割成第一组G1的外部连接端子34a和第二组G2的外部连接端子34b,第二列R2的外部连接端子35a、35b被分割成第一组G1的外部连接端子35a和第二组G2的外部连接端子35b。
此外,在底板20上,在中间窗孔22a的周边部有与外部连接端子34a、34b、35a、35b相平行的平行窗框部22c,在第一组G1和第二组G2之间设置有被按压部27A,当向成形模具51、52内注入模塑树脂11以对外包装材料部11a、11b进行成形时,利用成形模具51、52来对该被按压部27A进行按压夹持。
由此,在设置于底板20的中间窗孔22a的窗框部22c中,设置有被按压部27A,其中,在进行成形加工时,利用上下的成形模具对该按压部27A进行按压夹持。
因而,即使由于形成了中间窗孔22a而降低了底板20的强度,但是能够利用被按压部27A来防止成形加工时底板20的变形。
此外,底板20在第一露出部21a和中间窗孔22a之间形成有连结切口23,并且在第二露出部21b和邻接平坦部22b之间形成有多个连结细孔24a、25b,外包装材料部的以底板20为边界的一侧的外包装材料部11a和另一侧的外包装材料部11b通过连结切口23、连结细孔24b、25b而相连结。
由此,在底板20中,连结切口23形成在中间窗孔22a的第一露出部21a侧,连结细孔24b、25b形成在邻接平坦部22b的第二露出部21b侧。
因而,利用连结切口23和连结细孔24b、25b将上下的外包装材料部11a、11b相互连结起来,从而使得剥离不容易发生。
此外,在第二露出部21b和邻接平坦部22b之间形成有多个连结细孔24b、25b,因此当装载于邻接平坦部22b的第二电路元件32所产生的热量被传导至第二露出部21b时,由于在传导通路的途中不存在空间面积较大且使热通路较窄的连结切口23,因此,由第二电路元件32所产生的热量能够顺利地传导至第二露出部21b。
此外,对第一端子板34进行如下设计成为,即使得图7中的临时固定片34c和相邻接的第一组G1的外部连接端子34a之间的间隔(间距:pitch)、第一组G1的外部连接端子34a和第二组G2的外部连接端子34b之间的间隔(间距)、以及临时固定片34d和相邻接的第二组G2的外部连接端子34b之间的间隔(间距)成为分别相邻接的外部连接端子34a、34b彼此的间隔(间距)的整数倍。
此外,对于第二端子板35,也适用与第一端子板34相同的设计。
此外,临时固定片34c、34d、35c、35d的形状与外部连接端子34a、34b、35a、35b的形状相同。
此外,在第一露出部21a、第二露出部21b中形成有切断部位21aa、21bb,临时固定片34c、34d、35c、35d在临时固定于切断部位21aa、21bb的状态下与端子连接电极36相连接,该端子连接电极36设置于外部连接端子34a、34b、35a、35b与电路基板30的两侧边缘部。
此外,利用粘接材料28a、28b将端子板34、35临时固定到底板20的切断部位21aa、21bb,粘接材料28a、28b和用于将电路基板30粘接固定到底板20上的粘接材料28c一同被涂布到底板20上。
因而,能够简单且同时地进行端子板34、35的临时固定以及电路基板30的粘接。
另外,上述实施方式的电子控制装置10中,如作为图14的主要部分放大图的图15所示,利用粘接材料28a、28b将第一端子板34和第二端子板35分别临时固定到底板20,然而也可以是如下所示的例子。
图16(A)是切断部位21aa的俯视图,图16(B)是沿着图16(A)的A-A线的向视剖视图。
在该例子中,将突起29松松地插入到临时固定片34c的定位孔34g,通过与粘接材料28a互相结合而将临时固定片34c临时固定到第一露出部21a的切断部位21aa。
该突起29如图17所示那样来形成,即在具有深且直径小的凹部61a的突起生成用上模61和具有浅且直径大的凸部62a的突起生成用下模62之间夹着底板20的切断部位21aa和21bb并进行按压(图17(A)),将被直径大的凸部62a按压的切断部位21bb填充到直径小的凹部61a中(图17(B))。
图18(A)是切断部位21aa的俯视图,图18(B)是沿着图18(A)的B-B线的向视剖视图。
在该例子中,通过将突起29嵌入并临时固定到定位孔34g,而不用粘接材料28a将第一端子板34的临时固定片34c固定到第一露出部21a恶切断部位21aa。
另外,图19(A)是切断部位21aa的俯视图,图19(B)是沿着图19(A)的C-C线的向视剖视图。
在该例子中,通过压碎突起29的前端面,将临时固定片34c临时固定到切断部位21aa。
在该例子中,第一端子板34的临时固定片34c、34d的形状与外部连接端子34a、34b的形状相同,此外,第二端子板35的临时固定片35c、35d的形状与外部连接端子35a、35b的形状相同,从长形端子板34、35切断并分离出连结板34e、35e,此外切除一部分的外部连接端子34a、34b、35a、35b,由此能够简单地获得所希望个数的外部连接端子34a、34b、35a、35b。
此外,在上述实施方式1的电子控制装置10中,如作为图7的主要部分放大图的图20所示,从外部连接端子34a、34b、35a、35b的前端部的切割面160切除并分离出连结板34e、35e,然而也可如图21所示,切断位置可与图20的端子板34、35的切断位置不相同。
该例子的端子板34、35中,将连结板34f、35f设置在外部连接端子34a、35a的前端位置的内侧,连结板34f、35f的切割位置是沿着外部连接端子34a、34b、35a、35b的延伸方向的第一切割面161和第二切割面162。
另外,如同连结板34e、35e,对端子板34、35进行冲压加工时对连结板34f、35f也形成必要的穿孔38。
此外,在上述实施方式1的电子控制装置10中,如图3所示,尽管形成有从沿着底板20的长度方向的边缘部向垂直外侧方向突出的被按压部27A、27A,然而不一定要特意设置该被按压部27A、27A,如图22所示,可将对电路基板30设置U字型的切槽以将底板20的平行窗框部22c露出的部位作为被按压部27B、27B。
实施方式2
接着,基于图23所示的流程图,对本发明的电子控制装置10的制造方法的一个例子进行说明。
按照电路基板制造工序110a、电路元件安装工序110b、组装/连接工序120、树脂成形工序130、以及端子板切割工序140的顺序来制造该电子控制装置10。
在电路基板制造工序110a中,对陶瓷基板生成电路图案来制造电路基板30。制造该电路基板30时,还烧成作为第三电路元件33的印刷电阻。
对该搬入的电路基板30单品,开始进行组装操作(步骤100)。
在电路元件安装工序110b中,对第一基板面30a涂布焊锡糊料,在所涂布的焊锡糊料上装载作为第一电路元件31的表面安装元件,通过加热熔融来进行焊接(步骤111,参照图5)。
接着,通过利用粘接材料将作为第二电路元件32的裸芯片元件装载到第二基板面30b并进行临时固定,利用接合线与设置于第二基板面30b的未图示的元件连接电极相连接(步骤112,参照图6)。
另外,当第二电路元件32具有作为宽度较大的电极的接地电极的情况下,对该接地电极和电路基板侧的电极之间进行焊接连接或利用导电性糊料进行粘接接合,从而进行临时固定。
在电路元件安装工序110b之后的组装/连接工序120中,搬入由冲压加工而形成有突起29(参照图17)的底板20,压碎该突起29的前端面,将端子板34、35临时固定到底板20(步骤121a,参照图19)。
接着,对底板20涂布粘接材料28c(步骤121b,参照图4)。
另外,在将临时固定片34c、35c粘接到露出部21a、21b的切断部位21aa、21bb的情况下,将粘接材料28a、28b涂布到切断部位21aa、21bb(参照图4)。
然后,将涂布有粘接材料28c的底板20装载到图9所示的粘接夹具40上(步骤122),接着将电路基板30和端子板34、35装载到底板20并进行加压粘接,从而制造半组装体(步骤123,参照图7和图8)。
然后,通过加热干燥使粘接材料28c固化之后(步骤124),利用作为铝细线的接合线37在外部连接端子34a、34b、35a、35b与设置在第二基板面30b上的端子连接电极36之间进行连接(步骤125,参照图10),将底板20、电路基板30和端子板34、35制造成一体的组装体。
在组装/连接工序120之后的树脂成形工序130中,在预先进行过预热的成形模具51、52中收纳组装体(步骤131),此后将作为经过热熔融的热固化性树脂的模塑树脂11加压注入到上下的成形模具51、52内,当注入结束就拔去可动销54、55(步骤132,参照图11~图13)。
接着,从成形模具51、52取出组装体,进行数十分钟的再加热,以实现成形材料的稳定化(步骤133)。
另外,确定组装体在模具51、52内的位置,以使所注入的模塑树脂11在上下方向上具有均匀的壁厚。
详细而言,组装体的整体厚度Tx是将电路基板30的厚度尺寸T0、第二电路元件32的高度尺寸T2、以及第一电路元件31的高度尺寸T1和底板20的厚度尺寸Tb中较大的那一个的尺寸(T1、Tb)max相加后得到的值,因此其一半的厚度由公式(4)来表示。
Tx/2={T0+(T1、Tb)max+T2}/2……(4)
另一方面,根据上述公式(1)可知T0+T2≤(T1、Tb)max,因此将其代入到公式(4)以获得公式(5)。
(T1、Tb)max≥Tx/2≥T0+T2…………(5)
因而,在厚度方向上将模塑树脂11的整体厚度T10分割成均等的厚度T11=T10/2、T12=T10/2时的边界面,与底板20和电路基板30之间的粘接面相比,位于更靠近底板20的相反面的方向,由此从电路基板30观察时,所进行的填充在厚度方向上是均匀的。
树脂成形工序130之后的端子板切割工序140中,装载到从成形结束后的组装体切割掉端子板34、35的切割夹具上(步骤141),切断并除去连结板34e、35e和临时固定片34c、34d、35c、35d(步骤142),完成图1所示的电子控制装置10(步骤150)。
上述各工序所涉及的电子控制装置10的制造方法,该制造方法包括:电路元件安装工序110b,在该电路元件安装工序110b中,将第一电路元件31和第二电路元件32装载到电路基板30;组装/连接工序120,在该组装/连接工序120中,将端子板34、35之中的临时固定片34c、34d、35c、35d临时固定到底板20的第一露出部21a、第二露出部21b,其中该端子板34、35是经由连结板34e、34f、35e、35f将外部连接端子34a、34b、35a、35b和临时固定片34c、34d、35c、35d形成为一体而得到的,并且在底板20的一部分的表面上涂布热固化性或湿固化性粘接材料28c,对通过电路元件安装工序110b安装有所述第一电路元件31和所述第二电路元件32的电路基板30进行粘接固定,对外部连接端子34a、34b、35a、35b和所述端子连接电极36之间进行电连接,从而形成组装体;树脂成形工序130,在该树脂成形工序130中,将该组装体收纳在成形模具51、52内,在预加热之后加压注入经过加热熔融后的热固化性的所述模塑树脂11,在脱模后暂时维持加热;以及端子板切割工序140,在该端子板切割工序140中,对端子板34、35进行切割,从而将所述临时固定片34c、34d、35c、35d和所述连结板34e、34f、35e、35f切割开。因此,在厚度方向上将模塑树脂11的整体厚度T10分割成均等的厚度T11=T10/2、T12=T10/2时的边界面,与底板20和电路基板30的粘接面相比,要位于更靠近底板20的相反面的方向上。
因而,由于使得模塑树脂11的整体厚度的中心位置接近第一电路元件31的高度尺寸、电路基板30的厚度尺寸、和第二电路元件32的高度尺寸的总和值的中间位置,因此,在另一方面,作为外包装材料部的壁厚从电路基板30观察时均匀地成形为一体,从而节约模塑树脂材料11。
此外,在端子板34、35中,临时固定片34c、34d、35c、35d设置在连结板34e、34f、35e、35f的两个端部,并且所述临时固定片的形状与外部连接端子34a、34b、35a、35b的形状相同,临时固定片34c、34d、35c、35d在临时固定到第一露出部21a、第二露出部21b的两个端部的切断部位21aa、21bb的状态下,外部连接端子34a、34b、35a、35b与端子连接电极36相连接。
因此,对将多个外部连接端子进行了一体化而得到的长形端子板进行切断,切除一部分的外部连接端子,从而能够简单地获得排列在所希望的位置上的多个外部连接端子34a、34b、35a、35b。
此外,由于外部连接端子34a、34b、35a、35b被临时固定,因此能够简单地将其与端子连接电极36电连接。
此外,在电路元件安装工序110b中,第一电路元件31是焊接连接或利用导电性糊料接合到电路基板30的第一基板面30a上的表面安装元件,第二电路元件32在焊接连接或粘接接合第一电路元件31之后,通过粘接接合或焊接连接而固定到电路基板30的第二基板面30b上,且利用未图示的接合线在该第二电路元件32的电极和设置于电路基板30的第二基板面30b的未图示的元件连接电极之间进行连接。
这样,在连接或接合第一电路元件31之后,利用接合线将第二电路元件32与电路基板30相连接,因此,能够抑制裸芯片元件在焊接工程或接合工程中受到污染、或者发生接合线的摇动接触事故。
此外,在作为电路元件安装工序110b的前道工序的电路基板制造工序110a中,印刷并烧成电阻材料来生成印刷电阻以作为第三电路元件33。
由此,在第二基板面30b中形成有在电路基板30的制造工序中印刷烧成的印刷电阻,因此,印刷电阻在基板制造工序的电路图案生成过程中生成,在电路元件安装工序中不需要进行连接操作,且不需要对第二基板面30b进行焊接工序。
此外,在树脂成形工序130中,将可动销54、55可滑动地嵌入到上下的成形模具51、52中,可动销54、55对设置于构成底板20的中间窗孔22a的窗框部的被按压部27A、27B进行压接夹持,在模塑树脂11的加压注入完成的时刻,拔去可动销54、55,在进行模塑树脂11的加压注入的树脂成形工序130中,利用设置于上下的成形模具51、52的可动销54、55对底板20进行按压夹持,在加压注入完成的时刻,拔去可动销54、55。
因此,能够防止底板20由于所加压注入的模塑树脂11的压力而发生弯曲变形,并且熔融状态下的模塑树脂11填埋因拔去可动销54、55而生成的空白部,因此能够防止在外包装材料部上产生凹陷孔。
此外,在树脂成形工序130中,设置于上下的成形模具51、52中的任一个成形模具中的模塑树脂11的注入口53的前端部面向形成在第一露出部21a和中间窗孔22a之间的连结切口23。
因而,能够设置模塑树脂11的注入口,而不影响外部连接端子34a、34b、35a、35b或底板20的露出部分。
此外,在端子板切割工序140中,端子板34、35的连结板34f、35f构成外部连接端子34a、34b、35a、35b的一部分,沿着外部连接端子34a、34b、35a、35b的延伸方向分别切割并除去该连结板34f、35f。(参照图21)
因而,由于分别切割连结板34f、35f,与图20相比,废料减少,并且利用连结板34f、35f进行连结时,外部连接端子的后端部分的长度变短,从而难以发生弯曲变形。
标号说明
10 树脂密封型电子控制装置;11 模塑树脂;11a、11b 外包装材料部;20 底板;21a 第一露出部;21b 第二露出部;21aa、21bb 切断部位;22a 中间窗孔;22b 邻接平坦部;22c 平行窗框部;23 连结切口;25b 连结细孔;27A、27B 被按压部;28a~28c 粘接材料;30 电路基板(陶瓷基板);30a 第一基板面;30b 第二基板面;31 第二电路元件(表面安装元件);32 第二电路元件(裸芯片、薄型发热元件);33 第三电路元件(电阻元件/薄型平面形状);34 端子板;34a、34b 外部连接端子(第一列);34c、34d 临时固定片;34e、34f 连结板;35 端子板;35a、35b 外部连接端子(第二列);35c、35d 临时固定片;35e、35f 连结板;36 端子连接电极;37 接合线(铝线);51 成形模具(上模);52 成形模具(下模);53 注入口;54、55 可动销;110a 电路基板制造工序;110b 电路元件安装工序;120 组装/连接工序;130 树脂成形工序;140端子板切割工序;160 切断面;161 第一切断面;162 第二切断面;T0电路基板的厚度;T1 第一电路元件的高度;T2 第二电路元件的高度;T3 第三电路元件的高度;Tb 底板的厚度;T10 模塑树脂的整体厚度;T11 上部的厚度;T12 下部的厚度。
Claims (12)
1.一种树脂密封型电子控制装置,该树脂密封型电子控制装置具有如下结构:即在装载有多个电路元件的电路基板上粘接有导热性底板,且连接有多个外部连接端子,并且整个所述电路基板与所述外部连接端子及底板的各自的一部分被作为外包装材料部的模塑树脂所覆盖以成形为一体,其特征在于,
所述底板在中间部位中形成有中间窗孔,并且该底板具有露出到外部且被固定在被安装部上的第一露出部和第二露出部、以及与所述中间窗孔相邻接的邻接平坦部,
所述电路基板具有:装载有配置于所述中间窗孔内的第一电路元件的第一基板面;以及作为该第一基板面的背面、且在与所述邻接平坦部相对的部位装载有第二电路元件的第二基板面,
所述外部连接端子与设置于所述第二基板面上的端子连接电极相连接,且所述第二电路元件是比所述第一电路元件的高度要低的发热元件。
2.如权利要求1所述的树脂密封型电子控制装置,其特征在于,
所述电路基板的厚度尺寸T0和第二电路元件的高度尺寸T2的总和值T0+T2是在所述底板的厚度尺寸Tb和所述第一电路元件的高度尺寸T1中较大的那一个的尺寸(Tb、T1)max以下的尺寸,
所述第一电路元件是在所述第一基板面内与电路基板进行电连接的表面安装元件,
所述第二电路元件是在所述第二基板面内与电路基板进行电连接的裸芯片结构的薄型发热元件,
在与所述第一电路元件的背面位置相对应的所述第二基板面上,装载有比所述第二电路元件的高度要低的第三电路元件。
3.如权利要求2所述的树脂密封型电子控制装置,其特征在于,
所述电路基板由陶瓷基板构成,所述第三电路元件是薄型平面形状的电阻元件。
4.如权利要求1所述的树脂密封型电子控制装置,其特征在于,
将多个所述外部连接端子配置成与所述中间窗孔和邻接平坦部的排列方向相平行,
而且,将所述外部连接端子分成第一列R1的外部连接端子和第二列R2的外部连接端子来进行排列,其中所述第一列R1的外部连接端子被分割成第一组G1的所述外部连接端子和第二组G2的所述外部连接端子,所述第二列R2的外部连接端子被分割成第一组G1的所述外部连接端子和第二列G2的所述外部连接端子,
在所述底板中,在所述中间窗孔的周边部有与所述外部连接端子相平行的平行窗框部,在所述第一组G1和所述第二组G2之间设置有被按压部,
当向成形模具内注入所述模塑树脂而对所述外包装材料部进行成形时,利用成形模具对该被按压部进行按压夹持。
5.如权利要求1所述的树脂密封型电子控制装置,其特征在于,
在所述底板中,在所述第一露出部和所述中间窗孔之间形成有连结切口,且在所述第二露出部和所述邻接平坦部之间形成有多个连结细孔,
所述外包装材料部的以所述底板为边界的一侧的外包装材料部与另一侧的外包装材料部通过所述连结切口、所述连结细孔相连结。
6.一种树脂密封型电子控制装置的制造方法,该方法用于制造如权利要求1所述的树脂密封型电子控制装置,其特征在于,包括:
电路元件安装工序,在该电路元件安装工序中,将所述第一电路元件和所述第二电路元件装载到所述电路基板;
组装/连接工序,在该组装/连接工序中,将端子板之中的临时固定片临时固定到所述底板的所述第一露出部、所述第二露出部,其中所述端子板是经由连结板将所述外部连接端子和临时固定片形成为一体而得到的,并且在所述底板的一部分的表面上涂布具有热固化性或湿固化性的粘接材料,对通过所述电路元件安装工序安装有所述第一电路元件和所述第二电路元件的所述电路基板进行粘接固定,并对所述外部连接端子和所述端子连接电极之间进行电连接,从而得到组装体;
树脂成形工序,在该树脂成形工序中,将所述组装体收纳在成形模具内,在预加热之后加压注入经过加热熔融后的热固化性的所述模塑树脂,在脱模后暂时维持加热;以及
端子板切割工序,在该端子板切割工序中,对所述端子板进行切割,从而将所述临时固定片和所述连结板切割开,
在厚度方向上将所述模塑树脂的整体厚度T10分割成均等的厚度T11=T10/2、T12=T10/2时的边界面,与所述底板和所述电路基板的粘接面相比,要位于更靠近所述底板的相反面的方向上。
7.如权利要求6所述的树脂密封型电子控制装置的制造方法,其特征在于,
所述端子板的所述临时固定片设置在所述连结板的两端部,并且所述临时固定片的形状与所述外部连接端子的形状相同,
在所述临时固定片被临时固定到所述第一露出部、所述第二露出部的两端部的切断部位的状态下,所述外部连接端子与所述端子连接电极相连接。
8.如权利要求6或7所述的树脂密封型电子控制装置的制造方法,其特征在于,
在所述电路元件安装工序中,
所述第一电路元件是焊接连接或利用导电性糊料接合到所述电路基板的第一基板面上的表面安装元件,
所述第二电路元件在焊接连接或粘接接合所述第一电路元件之后,通过粘接接合或焊接连接而固定到所述电路基板的第二基板面上,
利用接合线在该第二电路元件的电极和设置于所述电路基板的第二基板面上的元件连接电极之间进行连接。
9.如权利要求6所述的树脂密封型电子控制装置的制造方法,其特征在于,
在作为所述电路元件安装工序的前道工序的电路基板制造工序中,
印刷并烧成电阻材料来生成印刷电阻,以作为所述第三电路元件。
10.如权利要求6、7或9中任一项所述的树脂密封型电子控制装置的制造方法,其特征在于,
在所述树脂成形工序中,
将可动销可滑动地嵌入到所述上下的成形模具中,所述可动销对按压部进行压接夹持,该按压部设置在构成所述底板的中间窗孔的窗框部,在模塑树脂的加压注入完成的时刻,拔去所述可动销。
11.如权利要求6、7或9中任一项所述的树脂密封型电子控制装置的制造方法,其特征在于,
在所述树脂成形工序中,
设置于所述上下的成形模具中的任一个成形模具中的模塑树脂的注入口的前端部面向连结切口,该连结切口形成在所述第一露出部和所述中间窗孔之间。
12.如权利要求6、7、9或11中任一项所述的树脂密封型电子控制装置的制造方法,其特征在于,
在所述端子板切割工序中,
所述端子板的连结板构成所述外部连接端子的一部分,沿着外部连接端子的延伸方向分别切割并除去该连结板。
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