CN104973560A - 电子部件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够使向通过嵌件成形法形成的开口部的内部露出的金属导体的表面绝缘的电子部件。在金属模(20)的内部，在金属导体的板部(11)被支撑突出体(21)支撑的状态下，出射熔融树脂来形成基体(3)的底壁部(3a)。因此，在成形后，在底壁部(3a)形成有开口部(3d)。向开口部(3d)内部露出的板部(11)的表面(11a)被绝缘树脂层(31)覆盖。因此，即使向开口部(3d)的内部侵入水分等，也能够防止板部(11)电短路。

Description

电子部件

技术领域

本发明涉及在构成壳体等的合成树脂制的基体中嵌入有金属导体的电子部件。

背景技术

在电子部件的壳体或盒体中，大多使用埋设有金属导体的合成树脂制的基体，此种基体通过所谓的嵌件成形法制造而成。

在专利文献1记载的电子部件中，由通过嵌件成形的方式埋设有金属端子的盖体和壳体形成容纳室。在用于制造该盖体的嵌件成形工序中，在端子被推杆按压在金属模内的状态下，向金属模内出射树脂，借助树脂压防止端子在金属模内错位。在该成形工序中，在成形后的盖体上，形成有与上述推杆的形状对应的销孔。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平10-55906号公报

发明要解决的问题

在如专利文献1记载的那样通过嵌件成形法制造的盖体中，在上述销孔的内部，金属端子的一部分露出。因此，若水分进入销孔，则水分可能与端子接触而漏电，若在多个销孔中同时进入水分，则金属端子间可能短路。尤其，在微小尺寸的电子部件中，即使在附着有微小的量的水分时，该水分也同时进入多个销孔，易于产生上述短路的问题。

作为防止上述短路的对策，在形成盖体等后，考虑在上述销孔的内部填充粘接剂等绝缘性树脂，使端子的表面绝缘，但是在该对策中，增加了填充绝缘性树脂的作业工序。另外，在微小的电子部件中，由于销孔的开口尺寸极其小，所以向销孔中填充绝缘性树脂的作业困难。

发明内容

本发明是为了解决上述现有的问题而提出的，其目的在于提供一种能够使通过所谓嵌件成形工序形成的开口部的内部的金属导体绝缘的电子部件。

用于解决问题的手段

本发明的电子部件，在合成树脂制的基体的内部埋设有金属导体，在上述基体上以到达上述金属导体的表面的方式形成有开口部，在上述开口部的内部露出的上述金属导体的表面被绝缘树脂层覆盖。

在本发明中，上述基体通过嵌件成形而成，上述开口部是利用在金属模内支撑上述金属导体的支撑突出体而形成的。

本发明的电子部件，由于在金属导体的表面形成有绝缘树脂层，所以能够使在开口部的内部露出的金属导体的表面绝缘。另外，在形成基体后，不需要向开口部供给粘接剂等绝缘材料的作业。

本发明的电子部件，优选形成有上述绝缘树脂层的金属导体的表面被活化处理。

在上述结构中，绝缘树脂层牢固粘合在金属导体的表面上。

优选本发明的上述绝缘树脂层连续形成在向上述开口部露出的部分至被基体覆盖的周围区域。

在开口部的内部露出的金属导体的表面上所形成的绝缘树脂层在其周围连续延伸，在周围部分夹持在基体和金属导体之间，由此难于剥离在开口部的内部形成的绝缘性树脂层。

优选本发明的上述开口部具有从位于上述绝缘树脂层侧的内端朝向上述基体的外部截面积逐渐增大的部分。

在上述结构中，在与通过嵌件成形形成的金属导体碰触的支撑突出体的前部不具有边缘部，难于因该边缘部使绝缘树脂层受到损伤。

发明效果

本发明，即使通过嵌件成形工序，在基体上形成开口部且在其内部露出金属导体，也能够通过使金属导体的表面绝缘，来防止金属导体因水分等而短路。另外，在形成基体后，不需要向开口部供给粘接剂等的绝缘材料的作业。

附图说明

图1是表示通过本发明的制造方法制造的电子部件的一个例子的立体图。

图2使图1所示的电子部件的II-II线的剖视图。

图3是表示图2的一部分的放大剖视图。

图4是图3的IV部的局部放大剖视图。

图5是图3的V部的局部放大剖视图。

图6是图3的VI部的局部放大剖视图。

图7是表示粘接树脂层被进行热处理时的性质的线图。

图8是表示金属导体与基体之间的接合部的截面照片。

附图标记说明

1  电子部件

2  壳体

3  基体

3a  底壁部

3d、3e  开口部

5  容纳空间

6  检测元件

10  金属导体

11  第一板部

11a  下侧表面

11b  上侧表面

12  第二板部

12a  左侧表面

12b  右侧表面

13  内部端子部

13a  下侧表面

13b  上侧表面

14  外部端子部

15  弯曲部

20  金属模

21、22  支撑突出体

31  绝缘树脂层

32  粘接树脂层

具体实施方式

图1和图2的电子部件1具有壳体2。壳体2包括基体3和盖体4。盖体4由能够挠性变形的合成树脂材料形成。基体3由合成树脂形成，具有底壁部3a和4个侧壁部3b。基体3具有由侧壁部3b的上端包围而成的开口部，该开口部被盖体4封闭，在壳体2的内部形成密闭空间即容纳空间5。壳体2为微小的结构，立方体或长方体，1个边的最大值为5mm以下，甚至为2mm以下。

在壳体2的容纳空间5的内部容纳有检测元件6。检测元件6为MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微电子机械系统)元件，主体由硅基板构成。检测元件6为力传感器，变形部因外部的压力而挠曲，其挠曲量基于电荷的变化而被检测出。由于盖体4由可挠性的树脂材料形成，所以盖体4随着外部的压力而变形，通过检测元件6检测此时的容纳空间5的内部压力的变化。因此，需要容纳空间5为与外部空气隔绝的气密空间。

如图1、图2以及图3所示，在基体3的底壁部3a的内部通过所谓嵌件成形法埋设固定有4个金属导体10。

如图2和图3所示，各个金属导体10分别具有第一板部11和第二板部12。第一板部11与底壁部3a的底面3c平行地延伸，第二板部12从第一板部11大致垂直地弯折，且与底面3c垂直地向上延伸。第一板部11与第二板部12的交界处为弯曲部15。在金属导体10上一体形成有与第一板部11连续的外部端子部14和与第二板部12连续的内部端子部13。内部端子部13从第二板部12大致垂直的弯折，且与底面3c大致平行地延伸。

金属导体10的第一板部11和第二板部12埋设在基体3的底壁部3a的内部。外部端子部14向基体3的侧方突出。对于内部端子部13，其上侧表面13b在容纳空间5内露出，其余的部分埋设在底壁部3a中。4个金属导体10的内部端子部13的上侧表面13b在容纳空间5的内部露出。在检测元件6上，在4处形成有电极，各个电极和各个内部端子部13以一对一的关系通过焊锡角焊(solder fillet)7连接。

如图2和图3所示，在基体3的底壁部3a，从底面3c朝向第一板部11的下侧表面11a形成有第一开口部3d，从底面3c朝向内部端子部13的下侧表面13a形成有第二开口部3e。

在用于制造基体3的嵌入形成工序中，在图5和图6中示出一部分的金属模20的内部设置有金属导体10。此时，在如图5所示，第一板部11被设置在金属模20内的支撑突出体21支撑，如图6所示，内部端子部13被支撑突出体22支撑的状态下，向金属模20的内部出射熔融树脂。由于通过支撑突出体21、22支撑金属导体10，所以能够在金属模20的腔内正确地将金属导体10定位的情况下，进行基体3的出射成形工序。

在向金属模20内出射的熔融树脂冷却硬化时，在金属模20内使支撑突出体21、22后退，并从底壁部3a拔出，另外，使金属模20分离，取出成形后的基体3。对于基体3，在拔出支撑突出体21的位置形成第一开口部3d，在拔出支撑突出体22的位置形成第二开口部3e。

图5所示的支撑突出体21，在与金属导体10碰触的前端部21a的周围形成倾斜面(锥面)，在前端部形成矩形截面的边缘。同样，在图5所示的支撑突出体22的前端部22a的周围也形成倾斜面。上述前端部21a、22a的周围的倾斜面，在观察截面时，可以是凸曲线，也可以直线状倾斜。通过使用该支撑突出体21、22，第一开口部3d和第二开口部3e形成为在位于绝缘树脂层31侧的孔内端截面积最小，越朝向基体3的底面3c的开口端截面积越大的开口形状。

如图3所示，对于金属导体10，根据位置的不同，表面处理的条件也不同。对应于不同的条件，能够将金属导体10分为区间(i)、(ii)、(iii)、(iv)。

在图3所示的区间(i)中，对第一板部11的下侧表面11a、第二板部12的左侧表面12a和内部端子部13的下侧表面13a进行相同的表面处理。

图4、图5、图6放大表示图3的IV部、V部、VI部。如这些各图所示，在区间(i)中，在第一板部11的下侧表面11a及第二板部12的左侧表面12a和内部端子部13的下侧表面13a形成有绝缘树脂层31，在绝缘树脂层31上形成有粘接树脂层32。如图4和图5所示，在区间(ii)中，在第一板部11的上侧表面11b和第二板部12的右侧表面12b形成有粘接树脂层32。

在区间(i)中，需要提高金属导体10的表面11a、12a、13a与上述绝缘树脂层31之间的密合性，在区间(ii)中，需要提高金属导体10的表面11b、12b与上述粘接树脂层32之间的密合性。因此，在形成上述树脂层31、32前的工序对区间(i)中的表面11a、12a、13a和区间(ii)中的表面11b、12b进行活化处理。

对于实施方式中的金属导体10，在磷青铜板的两表面镀银，然后在银镀层的表面，涂敷氟类的防硫化剂或防锈剂等各种保护剂。作为上述活化处理，向用于形成金属导体10的金属板材的表面照射真空紫外线。作为真空紫外线的光源优选封入有氙气的准分子紫外线灯(波长172nm)等。因为真空紫外线在大气中的衰减快，所以使金属导体10与灯之间的距离接近至数mm至十数mm来进行照射。在照射真空紫外线时，低波长的紫外线切断金属导体10表面的有机物的键，另外，灯与金属导体10之间的空气中的氧分解形成臭氧等，来除去表面的上述保护剂。与此同时，促进金属导体10的表面的极化，提高表面自由能，提高沾润性。

在上述绝缘树脂层31和粘接树脂层32的成形工序中选择使用相互具有亲和性的树脂材料。另外，在形成绝缘树脂层31后，向其表面照射真空紫外线，在提高了绝缘树脂层31的表面自由能后，在其上形成粘接树脂层32，由此能够提高绝缘树脂层31与粘接树脂层32的密合性。

粘接树脂层32与构成基体3的合成树脂具有相溶性，作为粘接树脂层32和构成基体3的合成树脂选择使用同类的树脂。在实施方式中，构成基体3的合成树脂为聚酰胺类，使用作为所谓工程塑料的1种的尼龙9T。粘接树脂层32能够使用两液混合型的粘接用树脂。对于实施方式中的粘接用树脂，混合尼龙类的主剂和异氰酸盐类的硬化剂来形成聚酰胺树脂，并通过热处理产生交联反应。

在图7中示出尼龙类的上述粘接用树脂的温度上升与状态变化之间的关系。横轴为加热温度，纵轴为热变化，纵轴的正侧表示发热反应，负侧表示吸热反应。

图7所示的(a)的范围是使粘接用树脂干燥的过程，粘接用树脂为所谓热熔状态。若加热至109℃附近而溶剂蒸发，则进入(b)的范围变为干燥状态，温度一边上升一边开始进行交联反应。另外，若温度超过150℃或160℃而变为(c)的范围，则促进三维交联，变为非水溶性。

将粘接用树脂涂敷在构成金属导体10的金属板材的表面，在以图7的(b)所示的范围的温度条件进行加热后，用作上述粘接树脂层32。即在以110℃～150℃或110～160℃的加热条件下使粘接用树脂干燥后的状态，即没有成为完全交联状态的假硬化状态即部分交联状态下使用。在嵌件成形法中，通过与出射至金属模内的熔融树脂接触来加热且熔融粘接树脂层32，粘接树脂层32和构成基体3的合成树脂成为相溶状态。因此，成形后的基体3与金属导体10粘合。

如上所述，上述绝缘树脂层31和粘接树脂层32由相互具有亲和性且密合性良好的树脂材料形成。在实施方式中，绝缘树脂层31由聚氨酯树脂形成，在硬化剂中使用异氰酸盐。众所周知，能够形成粘接树脂层32的尼龙树脂和聚氨酯树脂的化学结构近似，而且在绝缘树脂层31和粘接树脂层32中使用相同的异氰酸盐类的硬化剂。通过选择上述树脂，绝缘树脂层31和粘接树脂层32的树脂层间的密合性变优良。

绝缘树脂层31不形成为粘接树脂层32那样的假硬化状态，而促进三维交联形成大致不溶性的状态。即，上述粘接树脂层32形成为交联程度低的硬化状态，而绝缘树脂层31使用与粘接树脂层32相比促进了三维交联的树脂。因此，以比粘接树脂层32高的温度对绝缘树脂层31进行加热处理后来使用。优选绝缘树脂层31的加热处理温度例如为180℃以上。在嵌件成形法中，如上所述，粘接树脂层32成为与构成基体3的合成树脂相溶的状态，而绝缘树脂层31为难于与构成基体3的合成树脂完全相溶的状态，绝缘树脂层31残留在金属导体10的表面上。

图8是拍摄嵌入有金属导体10的基体3的一部分截面的电子显微镜照片。对于金属导体10，通过真空紫外线照射对其表面进行活化处理后形成绝缘树脂层31，然后通过真空紫外线照射使绝缘树脂层31的表面活性化后形成粘接树脂层32。该照片被放大50000倍。在图8中，10为金属导体，10a为镀层。示出在镀层10a的表面紧贴有绝缘树脂层31，而且粘接树脂层32与基体3的合成树脂成为相溶状态的结构。

在嵌件成形后的基体3中，在金属导体10的第一板部11的2个表面11a、11b上形成的粘接树脂层32与构成基体3的合成树脂成为相溶状态，在第二板部12的2个表面12a、12b上形成的粘接树脂层32与构成基体3的合成树脂成为相溶状态。因此，在金属导体10与基体3的底壁部3a之间的密合部上难于形成间隙，能够提高图2所示的壳体2的内部的容纳空间5的气密性。结果，能够降低从上述间隙向容纳空间5的内部渗透水分或熔化物(flux)等溶剂或其它液体的可能性。

在金属导体10中，由于在第一板部11和第二板部12的交界处的弯曲部15的两面上也形成有粘接树脂层32，所以在该弯曲部15也能够牢固地将金属导体10和构成基体3的合成树脂粘合。

在使用具有弯曲部15的金属导体10的嵌件成形法中，由于在弯曲部15的周围熔融树脂的流动差，所以在树脂被冷却而硬化时，在弯曲部15的周围易于产生称为收缩(对应日文：ヒケ)的变形。另外，若底壁部3a薄，则在埋设有弯曲部15的部分，树脂强度变得低下。但是，由于在位于弯曲部15的两侧的第一板部11和第二板部12的两面上设置粘接树脂层32，而且在弯曲部15的表面也设置有粘接树脂层32，所以在包含弯曲部15的区域，金属导体10和基体3牢固地粘合，难于产生收缩的问题或强度低下的问题。

如图4所示，在从基体3向外部端子部14突出的部分上，形成在第一板部11的2个表面11a、11b上的粘接树脂层32与构成基体3的树脂成为相溶的状态，第一板部11与基体3牢固地粘合。因此，在外部端子部14的突出基部，在金属导体10与基体3之间不形成间隙，能够将容纳空间5的气密性保持为高的状态。而且能够提高在外部端子部14的突出基部的周围的基体3的强度。

由于金属导体10是从在2个表面形成有绝缘树脂层31和粘接树脂层32的金属板材(所谓原材料)剪切而成的，所以虽然金属导体10在朝向下侧的表面11a、12a、13a形成有绝缘树脂层31和粘接树脂层32，在朝向上侧的表面11b、12b形成有粘接树脂层32，但是在进行剪切加工时的成为切截面的侧面(板厚的侧面)上不形成任意一种树脂层。但是，在嵌件成形工序中，由于金属导体10被加热，所以形成在板部11的2个表面11a、11b和板部12的2个表面12a、12b以及板部13的表面13a上的粘接树脂层32被加热而成为熔融状态，借助出射成形时的熔融树脂的压力使成为熔融状态的粘接树脂层32的一部分绕进金属导体10的侧面。由此，在金属导体10的侧面和基体3的底壁部3a之间，在至少一部分存在粘接树脂层32，从而难于在金属导体10的侧面和底壁部3a之间形成间隙，能够提高壳体2的内部的容纳空间5的气密性。

图3所示的区间(iii)中，使内部端子部13的下侧表面13a通过粘接树脂层32与构成基体3的合成树脂粘合。另一方面，如图6所示，内部端子部13的上侧表面13b从底壁部3a露出。在该上侧表面13b不形成有绝缘树脂层31或粘接树脂层32，在实施使用真空紫外线的上述活化处理的状态下，银镀层被防硫化剂等保护剂覆盖。

在区间(iv)中，外部端子部14向基体3的侧方突出，在外部端子部14的上侧表面14a和下侧表面14b也没有形成绝缘树脂层31或粘接树脂层32，也没有实施使用真空紫外线的上述活化处理。因此，表面14a、14b的银镀层被防硫化剂等保护剂覆盖。

因此，内部端子部13的上侧表面13b和外部端子部14的下侧表面14a及上侧表面14b能够保持为银镀层难于被腐食的状态。

如图5和图6所示，在通过嵌件成形形成基体3的工序中，在金属模内，在第一板部11的下侧表面11a与支撑突出体21抵接被支撑突出体21支撑，内部端子部13的下侧表面13a与支撑突出体22抵接被支撑突出体22支撑的状态下，金属模以及支撑突出体21、22被加热。此时，在支撑突出体21、22所抵接的部分，假硬化状态的粘接树脂层32熔融，在支撑突出体21、22抵接的部分除去粘接树脂层32。另外，粘接树脂层32在图7所示的(b)的范围内被进行加热处理，与(a)的范围的热熔状态相比，粘接性降低。因此，熔融的粘接树脂层32难于附着在支撑突出体21、22的前端面等上。

另一方面，由于绝缘树脂层31形成为三维交联状态，所以不会由于金属模温度而熔化，即使在支撑突出体21、22所抵接的部分，金属导体10的表面也维持为被绝缘树脂层31覆盖的状态。

如图5、图6所示，虽然绝缘树脂层31向开口部3d、3e的内部露出，但是该绝缘层31向开口部3d、3e的外侧扩张，在开口部3d、3e的外周侧，绝缘树脂层31被金属导体10和基体3夹持。因此，能够在开口直径的整个区域使向开口部3d、3e的内端露出的金属导体10的表面绝缘。另外，在开口部3d、3e的内部形成的绝缘树脂层31难于被剥离。

另外，在支撑突出体21、22的前端部21a、22a的周围形成有倾斜面，没有形成边缘，因此在支撑突出体21、22的前端，绝缘树脂层31难于受到损伤。

在嵌件成形后的基体3中，如图2和图3所示，在基体3的底壁部3a，在多处形成有从底面3c通至金属导体10的开口部3d、3e。如图5、图6所示，因为在开口部3d、3e的周围，粘接树脂层32和构成基体3的树脂成为相溶状态然后硬化，所以在开口部3d、3e的整个周围，金属导体10和基体3紧贴粘合。因此，在该周围部分不形成间隙，能够进一步提高容纳空间5内的气密性。

另外，虽然在底壁部3a的底面3c开口的开口部3d、3e的内部露出有金属导体10，但是，如图5、图6所示，在开口部3d、3e的内部，金属导体10的表面被绝缘树脂层31覆盖，因此确保金属导体10绝缘。

由于壳体2是一边为5mm以下甚至2mm以下的微小的立方体或长方体，所以若在基体3的底面3c附着有液体(还包含熔化物等溶剂)，则液体易于同时进入多处的开口部3d、3e。但是，由于在开口部3d、3e的底部露出的金属导体10的表面被绝缘树脂层31覆盖而被绝缘，所以能够防止液体使金属导体10彼此短路。

此外，上述在实施方式中，说明了构成基体3的合成树脂为尼龙9T，构成粘接树脂层32的粘接用树脂为尼龙树脂，形成绝缘树脂层31的树脂为聚氨酯树脂的情况，但是只要这些树脂相互具有相溶性和亲和性，不限于上述的组合。例如，除了聚氨酯类-聚氨酯类、丙烯酸类-丙烯酸类、烯烃类-烯烃类、环氧类-环氧类、异氰酸盐类-异氰酸盐类等同一类的材料，还能够是环氧类-聚氨酯类、聚氨酯类-异氰酸盐类、环氧类-异氰酸盐类等的组合。另外，促进极化的活化处理不限于照射真空紫外线，还可以是等离子处理、UV臭氧处理、电晕处理、化成处理、火焰处理、加热处理、阳极氧化处理等。

Claims (7)

1.一种电子部件，在合成树脂制的基体的内部埋设有金属导体，其特征在于，

在所述基体上以到达所述金属导体的表面的方式形成有开口部，在所述开口部的内部露出的所述金属导体的表面被绝缘树脂层覆盖。

2.根据权利要求1所述的电子部件，其特征在于，所述基体通过嵌件成形而成，所述开口部是利用在金属模内支撑所述金属导体的支撑突出体而形成的。

3.根据权利要求1所述的电子部件，其特征在于，形成有所述绝缘树脂层的所述金属导体的表面被进行了活化处理。

4.根据权利要求2所述的电子部件，其特征在于，形成有所述绝缘树脂层的所述金属导体的表面被进行了活化处理。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子部件，其特征在于，从在所述开口部露出的部分至被所述基体覆盖的周围区域连续地形成有所述绝缘树脂层。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电子部件，其特征在于，所述开口部具有从位于所述绝缘树脂层侧的内端朝向所述基体的外部截面积逐渐增大的部分。

7.根据权利要求5所述的电子部件，其特征在于，所述开口部具有从位于所述绝缘树脂层侧的内端朝向所述基体的外部截面积逐渐增大的部分。