CN102934221B - 表面安装型电子部件 - Google Patents

Abstract

提供一种表面安装型电子部件，能确实地气密密封中空收纳部，能防止在回流焊接或导电性粘接剂的接合之际的加热时中空收纳部的内压上升。表面安装型电子部件(1)通过嵌入成型将树脂壳体(2)、和金属端子(4～6)以及密封用金属板(3)一体形成，在树脂壳体(2)形成有：树脂壳体(2)的中空收纳部(2a)、和从树脂壳体(2)内的中空收纳部(2a)到达树脂壳体(2)的外表面的贯通孔(2b)，密封用金属板(3)封堵贯通孔(2b)，密封用金属板(3)的线膨胀系数与树脂壳体(2)的线膨胀系数不同，使得进行加热时变形以解除贯通孔(2b)的密封。

Description

表面安装型电子部件

技术领域

本发明涉及表面安装于基板等上的表面安装型电子部件，更详细地，涉及具有通过嵌入成型将具有中空收纳部的树脂壳体、和金属端子一体地形成的构造的表面安装型电子部件。

背景技术

伴随着电子设备的高密度化，各种表面安装型电子部件得到使用。另外，存在需要相对于周围而气密密封的电子部件元件。为了收纳这样的电子部件元件，现有技术中，使用了具有中空的收纳部的树脂壳体的表面安装型电子部件得到应用。

图8是表示下述的专利文献1所记载的表面安装型电子部件的安装构造的立体图。表面安装型电子部件1001安装在基板1002上。在基板1002上形成有电极1003、1004。表面安装型电子部件1001的金属端子1005、1006通过回流焊接法，介由焊料1007、1008而与电极1003、1004接合。

在表面安装型电子部件1001中，盖材1010介由接合材料1011而接合在具有开向上方的开口的壳体主体1009上。由此，形成在内部具有中空收纳部的壳体。在该中空收纳部内收纳有未图示的电子部件元件。电子部件元件与上述金属端子1005、1006连接。

但是，在通过回流焊接法将表面安装型电子部件1001安装到基板1002上的情况下，将焊料加热到焊料的熔点温度，例如260程度。为此，表面安装型电子部件1001的内压上升。为了防止该内压上升造成的壳体的破坏等，如图9所示，设置贯通孔1012。贯通孔1012贯通壳体主体1009的侧壁。金属端子1005按照从该贯通孔1012内经过壳体主体1009的侧面而直至下表面 的方式形成。若由于回流焊接时的加热而内压变高，则内部的空气从贯通孔1012泄漏到外部。因此，能防止壳体内的内压的上升。在回流焊接时的加热后，在温度降低到常温时，熔解的焊料1007硬化。由此，如图9所示，金属端子1005与电极1003接合。另外，由于熔解的焊料也会进入到贯通孔1012内，因此会由于硬化而将贯通孔1012封堵。因此，在回流焊接之后，壳体内再度成为气密密封。

先行技术文献 

专利文献

专利文献1：JP特开2006-294757号公报

发明的概要 

发明要解决的课题

在专利文献1所记载的表面安装型电子部件1001中，在回流焊接时的加热后温度回到常温时，内部的中空收纳部的压力成为负压。由此，熔解的焊料1007不仅会到达贯通孔1012内，还有可能侵入到中空收纳部内。若焊料1007到达中空收纳部内，就有可能会附着在内部的电子部件元件和布线等上。由此，变得无法得到期望的电特性，存在合格品率降低的问题。

另外，在取代焊料、使用因加热而硬化的导电型粘接剂的情况下，也有同样的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面安装型电子部件，能确实地实现中空收纳部的气密密封，并且难以发生在对基板的安装后焊料或导电型粘接剂侵入中空收纳部中的情况。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的表面安装型电子部件，具备：树脂壳体，其具有中空收纳部；金属端子，其通过嵌入成型与所述树脂壳体一体地形成，从所述中空收纳部引出到树脂壳体外；和密封用金属板，其通过嵌入成型与所述树脂壳体一体地形成。在本发明中，在所述树脂壳体按照从所述树脂壳体的所述中空收纳部到达外表面的方式形成有贯通孔，所述密封用金属板封堵所述贯通孔，所述密封用金属板的线膨胀系数与所述树脂壳体的线膨胀系数不同，使得在进行加热时变形以解除所述贯通孔的封堵。

在本发明所涉及的表面安装型电子部件中，密封用金属板的线膨胀系数大于所述树脂壳体的线膨胀系数。

另外，在本发明中，密封用金属板的线膨胀系数小于所述树脂壳体的线膨胀系数。

即，通过着眼于密封用金属板以及贯通孔的形状以及构造，不管在密封用金属板的线膨胀系数大于树脂壳体的线膨胀系数的情况下，还是在小于树脂壳体的线膨胀系数的情况下，都能通过线膨胀系数差来使密封用金属板以及贯通孔变形，由此解除贯通孔的封堵。

在本发明所涉及的表面安装型电子部件的其它的特定局面下，所述贯通孔具有：第1贯通孔部，其位于所述中空收纳部侧；和第2贯通孔部，其与所述第1贯通孔部相连、且位于比所述第1贯通孔部更靠所述树脂壳体的外表面侧的位置，所述第2贯通孔部或所述第1贯通孔部的第1贯通孔部侧或第2贯通孔部侧的开口面积大于所述第1贯通孔部或第2贯通孔部的第2贯通孔部侧或第1贯通孔部侧的开口面积，在所述第11贯通孔部、第2贯通孔部之间，设置由在与所述贯通孔的延伸方向交叉的方向上延伸的卡止面构成的台阶部。这种情况下，通过使金属板的停止面与卡止面抵接，在第1贯通孔部和第2贯通孔部之间，能确实地封堵贯通孔。因此，优选地，上述金属板的停止面与上述卡止面抵接。

在本发明所涉及的表面安装型电子部件的再其它的特定局面下，密封用金属板兼作所述金属端子。如此，密封用金属板也可以兼作表面安装型电子部件的金属端子，这种情况下，不需要准备另外的部件来作为密封用金属板。因此，能谋求降低部件数量。

在本发明所涉及的表面安装型电子部件的再其它的特定局面下，表面安装型电子部件还具备收纳在所述中空收纳部中的电子部件元件。因此，通过选择各种电子部件元件，通过本发明，能提供具有各种电特性、且合格品率高的表面安装型电子部件。

发明的效果 

根据本发明所涉及的表面安装型电子部件，由于密封用金属板封堵设于树脂壳体的贯通孔，因此能气密密封中空收纳部。并且，由于密封用金属板的线膨胀系数与树脂壳体的线膨胀系数不同，因此，在回流焊接、或基于通过加热而硬化的导电性粘接剂的表面安装时，能降低中空收纳部内的压力。因此，难以产生树脂壳体的破坏等。另外，若在加热后温度降低，则密封用金属板恢复到再度封堵贯通孔的状态。因此，能确实地密封安装后的表面安装型电子部件的中空收纳部。

附图说明

图1(a)是本发明的一个实施方式所涉及的表面安装型电子部件的正视截面图，(b)是其底视图。

图2用于说明本发明的一个实施方式的主要部分的、在表面安装型电子部件中密封用金属板封堵贯通孔的状态的图1(a)的II所示的部分的局部切取放大主视截面图。

图3是用于说明在本发明的一个实施方式中，在回流焊接时的加热时，密封用金属板变形而解除贯通孔的封堵的状态的局部切取放大主视截面图。

图4是用于说明在本发明的一个实施方式的变形例中，在回流焊接时的加热时，密封用金属板变形而解除贯通孔的封堵的状态的局部切取放大主视截面图。

图5是本发明的第2实施方式所涉及的表面安装型电子部件的主视截面图。

图6是用于说明在第2实施方式的表面安装型电子部件中，密封用金属板封堵贯通孔的状态的局部切取放大主视截面图。

图7是用于说明在第2实施方式的表面安装型电子部件中，密封用金属板解除贯通孔的封堵的状态的局部切取放大主视截面图。

图8是表示现有技术的表面安装型电子部件安装在基板上的状态的概略的立体图。

图9是表示现有技术的表面安装型电子部件安装在基板上的构造的主要部分的局部切取放大侧视截面图。

具体实施方式

下面，通过参照附图并说明本发明的具体的实施方式，来明确本发明。

图1(a)是本发明的第1实施方式所涉及的电子部件的主视截面图，(b)是其底视图。

表面安装型电子部件1具有树脂壳体2。树脂壳体2是具有中空收纳部2a的树脂铸型体。构成树脂壳体2的树脂并没有特别的限定，例如能使用PPS(聚苯硫醚树脂)等的耐热工程塑料等，在本实施方式中，使用LCP(液晶聚合体)。

树脂壳体2与密封用金属板3以及金属端子4、5一起通过嵌入成型来一体形成。即，在金属模内配置密封用金属板3以及金属端子4、5，在该状态下注入构成树脂壳体2的树脂，由此进行嵌入成型。

在中空收纳部2a中收纳有电子部件元件7。作为电子部件元件7，在本实施方式中使用红外线传感器元件。另外红外线传感器元件以外的FET等的其它的电子部件元件也可以收纳在中空收纳部2a中。另外，在中空收纳部2a内也可以收纳多个电子部件元件。

金属端子4、5在图1(a)中未图示的部分与电子部件元件7电连接。因此，金属端子4、5形成为从中空收纳部2a内直到树脂壳体2的外表面。

虽然在图1(a)中金属端子5并未到达表面安装型电子部件1的下表面，但延伸到了图1(a)的纸背方向，如图1(b)所示，到达表面安装型电子部件1的下表面。另外，除了图1(a)所示的金属端子4、5以外，图1(a)未图示的其它的金属端子6同样地按照从中空收纳部2a到达表面安装型电子部件1的下表面的方式来设置。

通过上述多个金属端子4～6，用回流焊接或导电型粘接剂等的导电性接合材料将表面安装型电子部件1接合在基板上。

上述金属端子4～6由与后述的密封用金属板3相同的金属构成。在本实施方式中，金属端子4～6以及密封用金属板3由Cu合金构成，其线膨胀系数为18.2ppm/℃。

另外，金属端子4、5、6也可以用与密封用金属板3不同的金属材料来形成。

按照连结中空收纳部2a和树脂壳体2的下表面的方式来形成贯通孔2b。如图3所示，贯通孔2b具有：位于中空收纳部2a侧的第1贯通孔部2c、和与第1贯通孔部2c相连并位于树脂壳体2的下表面侧的第2贯通孔部2d。第1贯通孔部2c的第2贯通孔部2d侧的开口面积比第2贯通孔部2d的第1贯通孔部2c侧的开口面积小。因此，在第1贯通孔部2c和第2贯通孔部2d之间设有由卡止面2e构成的台阶部。

在本实施方式中，第1贯通孔部2c的横截面形状为圆形。另外也可以是圆形以外的四角形等。

另一方面，将第2贯通孔部2d的横截面形状设为矩形。另外，也可以是矩形以外的横截面形状。

另外，在本实施方式中，贯通孔2b按照从中空收纳部2a到达树脂壳体2的下表面的方式而设置，但也可以到达下表面以外的侧面或上表面等的其它的外表面部分来形成贯通孔2b。

密封用金属板3按照封堵上述贯通孔2b的方式而设置。更具体地，密封用金属板3如图2所示那样，密封用金属板3的前端部3a侧的部分到达贯通孔2b内，密封用金属板3的主面与前述的卡止面2e抵接。密封用金属板3的前端侧部分配置为封堵 第1贯通孔部2c的下方开口部。因此，密封用金属板3的宽度方向尺寸W大于上述第1贯通孔部2c的直径。另外，密封用金属板3的宽度方向的尺寸W是与朝向密封用金属板3的前端3a的方向进行正交的方向。

在本实施方式中，按照密封用金属板3的主面与卡止面2e抵接、且封闭上述第1贯通孔部2c的方式来进行配置。因此，在10℃～30℃程度的常温，中空收纳部2a内被确实地气密密封。

在本实施方式中，如上所述，密封用金属板3的线膨胀系数为18.2ppm/℃。另一方面，构成树脂壳体2的树脂即LCP(液晶聚合体)的线膨胀系数为16ppm/℃。因此，密封用金属板3的线膨胀系数大于树脂壳体2的线膨胀系数。

构成上述密封用金属板3的金属材料并不限于线膨胀系数大于树脂壳体2的线膨胀系数，并没有特别的限定。因此，除了Cu合金以外，例如还能使用线膨胀系数为24ppm/℃的铝、线膨胀系数为39ppm/℃的锌等。

在本实施方式中，上述密封用金属板3在常温中确实地气密密封中空收纳部2a，另一方面，在回流焊接或导电性粘接剂的接合时的加热时，解除上述贯通孔2b的密封。参照图2以及图3对其进行更具体的说明。

在第1实施方式中，密封用金属板3的线膨胀系数比树脂壳体2的线膨胀系数高，从而如图3所示，在加热时，密封用金属板3的前端3a从卡止面2e离开，密封用金属板3能如箭头B所示那样使内部的空气泄漏地发生变形。

在加热前的常温，例如25℃程度的温度下，如图2所示，密封用金属板3封闭第1贯通孔部2c。因此，中空收纳部2a被气密密封。 

在通过回流焊料将表面安装型电子部件1安装到基板上时，加热到260℃～280℃程度的温度。这种情况下，由于加热而焊料熔解，将前述的金属端子4～6与基板上的电极连接。这种情况下，密封用金属板3也被加热到260℃～280℃程度的温度。如前述那样，密封用金属板3的线膨胀系数大于树脂壳体2的线膨胀系数。因此，如图3所示，按照到达密封用金属板3的贯通孔2b内的部分变长的方式发生变形。其结果，到达密封用金属板3的贯通孔2b内的部分伸长。密封用金属板3的前端3a由于与第2贯通孔部2d的内壁抵接，因此，若到达密封用金属板3的贯通孔2b内的部分变长，则如图3所示那样发生变形。即，成为到达密封用金属板3的贯通孔2b内的部分向第1贯通孔部2c侧凸起地变形，前端3a离开卡止面2e。其结果，在卡止面2e与密封用金属板3之间形成间隙A。通过间隙A，由于加热而压力变高的内部的空气如箭头B所示那样，从第1贯通孔部2c向第2贯通孔部2d侧泄漏。由此，能确实地降低树脂壳体2内的内压。

另一方面，在结束接合时的加热后，安装在基板上的树脂壳体2的温度向常温降低。这种情况下，密封用金属板3从图3所示的状态返回图2所示的初始状态。因此，在实际安装后，再度通过密封用金属板3封闭第1贯通孔部2c。因此，能确实地气密密封中空收纳部2a。

由此，能确实地降低树脂壳体2的加热时的内压，并能确实地实现安装前以及安装后的中空收纳部2a内的气密密封。

另外，在图1(a)中，贯通孔2b为了容易理解而具有相当大的直径。但是，由于利用的是树脂壳体2的线膨胀系数和密封用金属板3的线膨胀系数之差，因此密封用金属板3以及树脂壳体2的加热引起的变形量小到数μm程度。因此，贯通孔2b的直径实际上非常小，例如在树脂壳体2的该尺寸为2～10mm程度的情况下，将第1贯通孔部2c的直径设为0.5mm，将第2贯通孔部2d的开口面积设为0.6mm程度即可。

另外，在上述实施方式中，密封用金属板3的线膨胀系数低于树脂壳体2的线膨胀系数，反之，也可以密封用金属板3的线膨胀系数高于树脂壳体2的线膨胀系数。在图4所示的密封用金属板3中，密封用金属板3的线膨胀系数低于树脂壳体2的线膨胀系数，从而在加热时，能形成上述间隙C地发生变形。

这种情况下，若从图2所示的初始状态起加热，则密封用金属板3变形，成为图4所示的变形例那样，在密封用金属板3的前端3a的前端侧形成间隙C。因此，与上述实施方式同样地，能降低加热时的树脂壳体2内的内压。这种情况下，也是在加热后温度降低，则恢复到图2所示的状态。因此，能确实地实现安装前以及安装后的中空收纳部2a中的气密密封。

作为这样的线膨胀系数低于树脂壳体2的金属材料，能使用线膨胀系数为8ppm/℃的钛、线膨胀系数为9ppm/℃的铂等。

另外，由于树脂壳体2以及密封用金属板3的线膨胀系数的一者相对地越高越好，因此只要选择其中一者的线膨胀系数高的各种树脂材料以及密封用金属板用金属材料来使用即可。

另外，在本实施方式中，将密封用金属板3作为与金属端子4～6不同的部件来准备。但是，密封用金属板3也可以兼作金属端子。

例如，如图1(a)中一点划线II所示那样，也可以按照使密封用金属板3的下方部分达到树脂壳体2的下表面、且具有沿着树脂壳体2的下表面的端子部分3b的方式来形成密封用金属板3。并且，也可以使密封用金属板3与连接在树脂壳体2内的电子部件元件7上的布线电连接。这种情况下，密封用金属板3还兼作金属端子。这种情况下，不需要与金属端子分开来另行准备密封用金属板。因此，能实现部件数量的降低。

另外，具有上述端子部分3b的密封用金属板3也可以是不与电子部件元件7连接的屏蔽材料。这种情况下，成为实现电磁屏蔽的金属端子兼作密封用金属板3的情况。

图5是本发明的第2实施方式所涉及的表面安装型电子部件的正视截面图。与图1所示的第1实施方式不同之处在于，第1、第2贯通孔部2c、2d的直径与第1实施方式相反。即，与位于中空收纳部2a侧的第1贯通孔部2c的开口面积相比，第2贯通孔部2d的开口面积小。因此，通过密封用金属板3的主面抵接到卡止面2e，由密封用金属板3封闭第2贯通孔部2d的上方开 口端。如此，在贯通孔2b中，第1贯通孔部2c的开口面积也可以大于第2贯通孔部2d的开口面积。这种情况下，由于也是如图6所示，在常温下，由密封用金属板3封闭第2贯通孔部2d的上端开口，因此能气密密封中空收纳部2a。

这种情况下，密封用金属板3的线膨胀系数低于树脂壳体2的线膨胀系数，从而在加热时解除上述密封。因此，如图7所示，通过回流焊接或基于导电性粘接剂的接合时的加热，密封用金属板3的前端3a从卡止面2e离开，在前端3a的前端侧与图4同样地形成间隙C。由此，在加热时，能防止中空收纳部2a的内压的上升。在加热后，若温度降低，则恢复到图6所示的状态。因此，在安装前以及安装后，都能确实地气密密封中空收纳部2a。

符号的说明

1   表面安装型电子部件

2   树脂壳体

2a  中空收纳部

2b  贯通孔

2c、2d  第1、第2贯通孔

2e  卡止面

3   密封用金属板

3a  前端

3b  端子部分

4～6  金属端子

7   电子部件元件

Claims (7)

1.一种表面安装型电子部件，具备：

树脂壳体，其具有中空收纳部；

金属端子，其通过嵌入成型与所述树脂壳体一体地形成，从所述中空收纳部引出到树脂壳体外；和

密封用金属板，其通过嵌入成型与所述树脂壳体一体地形成，

在所述树脂壳体按照从所述树脂壳体的所述中空收纳部到达外表面的方式形成有贯通孔，

所述密封用金属板封堵所述贯通孔，

所述密封用金属板的线膨胀系数与所述树脂壳体的线膨胀系数不同，使得在进行加热时变形以解除所述贯通孔的封堵。

2.根据权利要求1所述的表面安装型电子部件，其中，

所述密封用金属板的线膨胀系数大于所述树脂壳体的线膨胀系数。

3.根据权利要求1所述的表面安装型电子部件，其中，

所述密封用金属板的线膨胀系数小于所述树脂壳体的线膨胀系数。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的表面安装型电子部件，其中，

所述贯通孔具有：

第1贯通孔部，其位于所述中空收纳部侧；和

第2贯通孔部，其与所述第1贯通孔部相连、且位于比所述第1贯通孔部更靠所述树脂壳体的外表面侧的位置，

所述第2贯通孔部的第1贯通孔部侧的开口面积大于所述第1贯通孔部的第2贯通孔部侧的开口面积，或所述第1贯通孔部的第2贯通孔部侧的开口面积大于所述第2贯通孔部的第1贯通孔部侧的开口面积，

在所述第1贯通孔部、所述第2贯通孔部之间，设置有由在与所述贯通孔的延伸方向交叉的方向上延伸的卡止面构成的台阶部。

5.根据权利要求4所述的表面安装型电子部件，其中，

所述金属板与所述卡止面抵接，以封堵所述第1贯通孔部或所述第2贯通孔部。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的表面安装型电子部件，其中，

所述密封用金属板兼作所述金属端子。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的表面安装型电子部件，其中，

所述表面安装型电子部件还具备收纳在所述中空收纳部中的电子部件元件。