CN104979673B - 电子部件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够提高通过嵌件成形法形成的开口部的密封性的电子部件。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，形成基体(3)的底壁部(3a)。因此，在成形后，在底壁部(3a)形成开口部(3d)。在开口部(3d)的周围，存在由绝缘树脂层(31)和粘接树脂层(32)形成的连接树脂层(30)，粘接树脂层(32)与构成底壁部(3a)的合成树脂成为相溶状态。由于在开口部(3d、3e)的周围存在连接树脂层(30)，所以能够提高开口部(3d、3e)的周围部分的密封性。

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，形成有与所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：日本特开平10-55906号公报

发明要解决的问题

对于由金属板材形成的端子，通常在表面形成镀层，对该表面实施防腐处理等。因此，在嵌件成形的过程中，金属端子的表面与构成盖体的树脂之间的密合性不良好，保持由盖体和壳体形成的容纳室的气密性时存在上限(限制)。

尤其，如专利文献1记载的那样，在形成有从盖体的表面贯通至内部端子的销孔的结构中，在销孔的周围部分，金属端子与盖体的密合性低，易于损害销孔周围的密封性，很有可能从销孔的周围向容纳室中渗透液体。

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在通过所谓嵌件成形工序形成的开口部的周围提高金属导体与基体之间的密封性的电子部件。

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，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，在所述金属导体的表面中的至少包围所述开口部的全周区域形成有单层或多层的连接树脂层，所述连接树脂层的表面层与形成所述基体的合成树脂具有相溶性。

本发明的电子部件，由于在开口部的周围的全周区域，金属导体与基体之间被连接树脂层填埋，所以能够提高开口部的周围的密封性，能够提高由基体形成的壳体的内部的气密性。

在本发明中，所述基体被嵌件成形而成，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。

本发明的电子部件，优选所述连接树脂层的表面层和形成所述基体的所述合成树脂包括同一类的主要成分。例如，所述主要成分为聚酰胺树脂。

通过如上述那样由使用同一类树脂作为主要成分，能够进一步提高连接树脂层与基体的密合性。

在本发明中，优选所述连接树脂层的表面层具有比所述基体高的弹性。

若这样设定，即使在形成基体时的冷却工序等中构成基体的合成树脂收缩，连接树脂层也能够随其变形，能够维持连接树脂层与基体的密合性。

本发明的电子部件，优选形成有所述连接树脂层的金属导体的表面被进行了活化处理。

通过该活化处理，能够提高金属导体与连接树脂层的密合性。

优选本发明的所述金属导体由带状的金属板材形成，在所述金属板材的表面中，所述连接树脂层被形成在宽度方向上的整个区域。

在上述结构中，即使开口部的位置因公差而错位，也易于在开口部的整个周围配置连接树脂层。

发明的效果

本发明，在嵌件成形中基体形成有开口部的结构中，在开口部的整个周围，在金属导体与基体之间形成有连接树脂层，因此能够在开口部的整个周围提高密封性，例如，能够在通过基体形成壳体时提高壳体内的密闭度。

附图说明

图1A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1B是图1A的俯视图。

图2是图1A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

30 连接树脂层

31 绝缘树脂层

32 粘接树脂层

具体实施方式

图1A、图1B和图2所示的电子部件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，由立方体或长方体构成，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 ElectroMechanical 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1A、图1B、图2以及如图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。

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、第二板部12的左侧表面12a和内部端子部13的下侧表面13a形成有连接树脂层30。连接树脂层30包括与上述表面11a、12a、13a紧贴的绝缘树脂层31和层叠在上述绝缘树脂层31上的粘接树脂层32。上述粘接树脂层32是连接树脂层30的表面层。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仅形成有粘接树脂层32。

在区间(i)中，需要提高金属导体10的表面11a、12a、13a与成为连接树脂层30的下层的上述绝缘树脂层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。

构成连接树脂层30的上述绝缘树脂层31和粘接树脂层32能够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。

另外，优选粘接树脂层32具有比基体3高的弹性，即，成为弹性系数低的状态。若粘接树脂层32的弹性系数低于构成基体3的合成树脂，则在嵌件成形的冷却工序中，即使构成基体3的合成树脂产生热收缩，粘接树脂层32也随之变形，保持粘接树脂层32与基体3的相溶状态。

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。

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，在开口部3d、3e的周围，在连接树脂层30的表面层即粘接树脂层32和构成基体3的树脂成为相溶状态后硬化。因此，开口部3d、3e的整个周围成为被绝缘树脂层31和粘接树脂层32的2层结构构成的连接树脂层30填埋的结构，在其周围部分，在金属导体10和基体3之间不形成间隙，密封性变高。因此，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。

各个金属导体10为带状，图1B的左右方向为长度方向，上下方向为宽度方向。由于连接树脂层30形成在金属导体10的宽度方向上的整个区域，所以在金属模内支撑有金属导体10时，在支撑突出体21、22和金属导体10之间，即使在宽度方向(图1B的图示的上下方向)上位置因公差而错位，也易于成为在开口部3d、3e的整个周围存在连接树脂层30的状态。另外，如图5、图6所示，由于连接树脂层30形成在长度方向的很长的范围内，所以即使在支撑突出体21、22和金属导体10之间，在图1B的左右方向上位置因公差而错位，也易于构成在开口部3d、3e的整个周围存在连接树脂层30的状态。

此外，上述在实施方式中，至少在开口部3d、3e的周围部分形成绝缘树脂层31和粘接树脂层32的2层结构的连接树脂层30，但是可以在金属导体10的下侧表面11a和下侧表面13a形成仅具有粘接树脂层32的单层结构的连接树脂层。此时，在开口部3d、3e的整个周围，在金属导体10和基体3之间存在粘接树脂层32，该粘接树脂层32成为与构成基体3的合成树脂的相溶状态，因此能够提高开口部3d、3e的周围全周的密封性。此外，在上述实施方式中，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之外，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 (11)

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，在所述金属导体的表面的、至少包围所述开口部的全周区域形成有单层或多层的连接树脂层，所述连接树脂层的表面层与形成所述基体的合成树脂之间具有相溶性，

所述连接树脂层的表面层与形成所述基体的合成树脂是同类的合成树脂，

所述连接树脂层的表面层与所述基体成为相溶状态后硬化。

2.根据权利要求1所述的电子部件，其特征在于，所述基体被嵌件成形而成，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，所述同类的合成树脂为聚酰胺树脂。

4.根据权利要求2所述的电子部件，其特征在于，所述同类的合成树脂为聚酰胺树脂。

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，所述连接树脂层的表面层具有比所述基体高的弹性。

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，形成有所述连接树脂层的金属导体的表面被进行了活化处理。

7.根据权利要求5所述的电子部件，其特征在于，形成有所述连接树脂层的金属导体的表面被进行了活化处理。

8.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，所述金属导体由带状的金属板材形成，在所述金属板材的表面中，所述连接树脂层形成在宽度方向上的整个区域。

9.根据权利要求5所述的电子部件，其特征在于，所述金属导体由带状的金属板材形成，在所述金属板材的表面中，所述连接树脂层形成在宽度方向上的整个区域。

10.根据权利要求6所述的电子部件，其特征在于，所述金属导体由带状的金属板材形成，在所述金属板材的表面中，所述连接树脂层形成在宽度方向上的整个区域。

11.根据权利要求7所述的电子部件，其特征在于，所述金属导体由带状的金属板材形成，在所述金属板材的表面中，所述连接树脂层形成在宽度方向上的整个区域。