CN105578823A - 电子部件单元及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种电子部件单元(1)，包括：印制板(2)、具有被固定至印制板(2)的基部(31)的电子部件(3)、其中容纳印制板(2)和电子部件(3)的壳体(4)以及被注入壳体(4)中的泡沫树脂(5)。电子部件(3)的头部(32)通过泡沫树脂(5)被固定至壳体(4)。此外，泡沫树脂(5)封闭壳体(4)的孔部(41)。因此，可以减少电子部件单元(1)的重量，并且电子部件单元(1)具有极好的抗振性。

Description

电子部件单元及其制造方法

技术领域

本公开涉及电子部件单元及其制造方法，该电子部件单元包括其上具有电子部件的印制板以及其中容纳该印制板的壳体。

背景技术

近来，除了电子设备领域之外，包括其上安装有电子部件的印制板以及其中容纳该印制板的壳体的电子部件单元已经被用于诸如移动终端和车辆的各个技术领域中。在电子部件单元中，电子部件通过焊料或粘合剂固定至印制板(参见JP2009-88048A)。

发明内容

然而，其中仅电子部件的基部被固定至印制板的电子部件单元的抗振性是不够的。也就是说，存在下述可能性：未被固定电子部件的头部由于外部撞击而振动，结果连接部由于疲劳而被破坏。可以用树脂等将整个电子部件密封以提高抗振性。然而，在这种情况下，增加了电子部件单元的重量。

本公开的一个目的是提供一种轻便且具有极好抗振性的电子部件单元及其制造方法。

根据本公开的一方面，一种电子部件单元包括：印制板、具有被固定至该印制板的基部的电子部件、容纳该印制板和该电子部件的壳体，以及注入该壳体中的泡沫树脂。该壳体具有孔部。泡沫树脂通过泡沫树脂将该电子部件的头部固定至该壳体，并且封闭该壳体的孔部。

根据本公开的另一方面，一种电子部件单元的制造方法包括：将发泡树脂从孔部注入壳体中，该壳体容纳印制板和电子部件；以及使该壳体中的发泡树脂发泡并硬化。

在上述电子部件单元中，该电子部件的头部通过泡沫树脂固定至壳体。因此，即使当该电子部件是较高的部件时，该电子部件的头部也不太可能会由于外部撞击而剧烈地振动。因此，该电子部件的基部与印制板之间的连接部不太可能会由于振动而被损坏以及由于疲劳而被破坏。也就是说，该电子部件单元具有极好的抗振性。

例如，将具有相对小的比重的泡沫树脂用作将电子部件固定至壳体的泡沫树脂。此外，通过泡沫树脂来固定至少电子部件的头部。不需要用泡沫树脂覆盖整个电子部件。此外，不需要用泡沫树脂填充壳体的整个空间。因此，可以减少所需要的泡沫树脂的量。因此，可以减少电子部件单元的重量和材料的成本。

壳体具有孔部，并且在电子部件单元的制造期间，可以将泡沫树脂从孔部注入壳体中。壳体的孔部由泡沫树脂封闭。因此，异物不太可能从外部进入电子部件单元。因此，电子部件单元还具有极好的防尘性。

在电子部件单元的制造期间，将发泡树脂从孔部注入壳体中，该壳体容纳有印制板和电子部件。发泡树脂在该壳体中发泡并硬化。如此，可以制造使用泡沫树脂固定电子部件的头部并且封闭壳体的孔部的电子部件单元。

附图说明

根据以下参照附图所进行的详细描述，本公开的以上和其他目的、特征及优点将会变得更加明显，在附图中用相同的附图标记来表示相同的部分，并且在附图中：

图1是根据第一实施方式的电子部件单元的截面图；

图2是在根据第一实施方式的电子部件单元的电子部件与印制板之间的连接部的局部放大截面图；

图3A是示出了根据第一实施方式的电子部件单元的制造过程的示意图；

图3B是示出了根据第一实施方式的电子部件单元的制造过程的示意图；

图4是根据第二实施方式的电子部件单元的截面图；

图5是根据第一比较示例的电子部件单元的截面图；

图6A是根据第二比较示例的使用高粘度粘合剂的电子部件单元的截面图；以及

图6B是根据第二比较示例的使用低粘度粘合剂的电子部件单元的截面图。

具体实施方式

将要描述电子部件单元的实施方式。

电子部件单元包括：印制板、具有固定至印制板的基部的电子部件、其中容纳该印制板和该电子部件的壳体以及被注入该壳体中的泡沫树脂。泡沫树脂将该电子部件的头部固定至该壳体。该壳体形成有孔部，并且泡沫树脂封闭该壳体的孔部。

可以将使用物理发泡剂或化学发泡剂来起泡的热固性树脂用作泡沫树脂。例如可以将聚氨酯树脂、环氧树脂、酚树脂、不饱和聚酯树脂或者蜜胺树脂(melamineresin)用作热固性树脂。

电子部件的基部被固定至印制板，并且电子部件的头部通过泡沫树脂固定至壳体。电子部件的基部是固定至印制板电子部件的一端，以及电子部件的头部是与基部相对的另一端。

可以在印制板上安装一个、两个或更多个电子部件。当安装有多个电子部件时，电子部件中的至少一个电子部件的头部通过泡沫树脂固定。优选的是，通过泡沫树脂固定满足关系H/W>0.5的较高的电子部件的头部，其中，H表示较高的电子部件的最大高度而W表示该电子部件的基部的端表面的最大宽度。在这样的较高的电子部件中，头部可能由于外部撞击而振动。因此，进一步增大了通过用泡沫树脂固定电子部件的头部所增强的抗振性。从同一角度出发，更优选的是，通过泡沫树脂固定满足关系H/W>1的电子部件的头部，以及进一步优选的是，通过泡沫树脂固定满足关系H/W>1.5的电子部件的头部。印制板的一部分可能暴露在壳体的外部。电子部件单元可能具有暴露在壳体外部的电子部件。

在电子部件单元中，至少电子部件的头部通过泡沫树脂固定。例如，泡沫树脂覆盖并且固定等于或小于电子部件的一半的电子部件的一部分，该部分是从电子部件的头部至下述部分：从头部起具有电子部件的一半高度的尺寸的部分。也就是说，可以用泡沫树脂来覆盖和固定电子部件的从头部起的一半或更少。在这样的情况下，可以减少泡沫树脂的量，同时确保电子部件单元的抗振性。因此，可以进一步减少重量和成本。此外，在这样的情况下，可以限制泡沫树脂在电子部件单元的制造期间从壳体泄漏。

可以任意地选择泡沫树脂的发泡倍率(foamingratio)和密度。具体地，例如可以通过调整发泡倍率来使泡沫树脂的密度保持在0.02kg/m³至0.5kg/m³的范围内。在这样的情况下，可以充分地增强电子部件单元的抗振性，并且可以充分地减小电子部件单元的重量。当在上面的范围内进一步减小泡沫树脂的密度时，可以进一步减少电子部件单元的重量。当进一步增大泡沫树脂的密度时，可以进一步限制异物从孔部进入壳体中。此外，提高了电子部件单元的防水性。

在下文中将参照附图进一步详细地描述电子部件单元的实施方式。

(第一实施方式)

如图1中所示，第一实施方式的电子部件单元1具有：印制板2、电子部件3、其中容纳印制板2和电子部件3的壳体4。电子部件单元1还具有被注入壳体4中的泡沫树脂5。壳体形成有孔部41。泡沫树脂5将电子部件3的头部32固定至壳体4并且封闭壳体4的孔部41。

本实施方式的电子部件单元1是将被装配至车辆的车载电子控制单元(ECU)。印制板2由普通玻璃环氧板制成。作为电子部件3，多个电子部件3a、3b、3c及3d被安装在印制板2的两个表面上。电子部件3a、3b及3c是安装在印制板上的电子部件，而电子部件3d是外部连接端子(连接器)。电子部件3a和电子部件3b是铝电解电容器，并且是相对高于其他电子部件的较高的部件。

电子部件3中的每个电子部件具有用焊料或粘合剂接合至印制板2的基部31。如图2中所示，印制板2具有树脂基板21以及由铜(Cu)制成并且形成在树脂基板21上的电路22。电子部件3与电路22电连接并且被固定至印制板2。

如图1中所示，印制板2和电子部件3a、3b及3c被容纳在壳体4中。电子部件3d的端部暴露在壳体4外。在容纳在壳体4中的电子部件中，较高的电子部件3a和电子部件3b具有覆盖有泡沫树脂5的头部32。较高的电子部件3a和电子部件3b沿与印制板2的安装表面20垂直的方向具有相对大的尺寸(高度)。电子部件3a和电子部件3b通过泡沫树脂5固定至壳体4。泡沫树脂5从孔部41被注入壳体4中。泡沫树脂5对电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32进行固定，并且封闭孔部41。泡沫树脂5由聚氨酯泡沫树脂制成。壳体4的空间没有完全填充有泡沫树脂5。在壳体4中存在没有填充有泡沫树脂5的空间40。

接下来，将要描述本实施方式的电子部件单元1的制造方法。如图3A中所示，其上安装有多个电子部件3的印制板2容纳在壳体4中。壳体4由两个构件(未示出)组成。如图3A中所示，通过在将电子部件3d置于两个构件之间的状态下接合两个构件以将印制板2容纳在壳体4中。在壳体4中，电子部件3的基部31被固定至印制板2。反之，电子部件3的头部32是没有接合至印制板2和壳体4的内壁的自由端。在电子部件3的头部32与壳体4的内壁之间存在间隙。虽然可以任意地选择间隙的大小，但是从减小电子部件单元1的大小的角度出发，更好的是尽可能地减小间隙的大小。在电子部件3中，电子部件3a和电子部件3b满足关系H/W>1.5，其中，W表示基部31的端表面的最大宽度而H表示最大高度，该最大高度是在沿与安装表面20垂直的方向上电子部件3从印制板2的安装表面20起的长度。

如图3A中所示，壳体4具有孔部41，该孔部41处于从电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32起沿垂直于印制板2的安装表面20的方向——即，测量电子部件3a和3b的高度H的方向——延伸的延长线L上。在本实施方式中，孔部41分别位于从两个较高的电子部件3a和电子部件3b延伸的延长线L上。

接下来，如图3B中所示，发泡树脂50从孔部41被注入壳体4中。发泡树脂50由例如包含树脂成分和发泡剂的材料制成，并且发泡树脂50通过发泡被转化成泡沫树脂。为了获得如本实施方式的由聚氨酯泡沫树脂制成的泡沫树脂，可以使用例如包括多元醇源和异氰酸酯源的双液混合型材料。发泡树脂50从孔部41被注入壳体4中并且在壳体4中被发泡和硬化。因此，电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32被泡沫树脂5覆盖，并且壳体4的孔部41被泡沫树脂5填充和封闭(参见图1)。在这种情况下，相对较高的电子部件3a的头部32和相对较高的电子部件3b的头部32可以被泡沫树脂5覆盖，并且可以通过调节发泡树脂50的注入量和/或发泡树脂50的发泡倍率来充分确保壳体4中未被泡沫树脂5填充的空间40。

接下来，将参照附图来描述本实施方式的电子部件单元1的效果。如图1中所示，在本实施方式的电子部件单元1中，较高的电子部件3a的头部32和较高的电子部件3b的头部32通过泡沫树脂5被固定至壳体4。因此，电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32不太可能由于外部撞击而剧烈地振动。因此，可以防止印制板2与电子部件3a和电子部件3b的基部31之间的连接部受到损坏。也就是说，电子部件单元1具有极好的抗振性。如在本实施方式中，优选的是，将基部31的端表面的最大宽度W和最大高度H满足关系H/W>1.5的较高的电子部件3a的头部32和较高的电子部件3b的头部32通过泡沫树脂5固定至壳体4(参见图1、图3A和图3B)。如果不存在泡沫树脂5，则电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32可能会由于外部撞击而振动。如上所述，当通过泡沫树脂5固定电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32时，增大了提高抗振性的效果。如在本实施方式中，在泡沫树脂5由聚氨酯泡沫树脂制成的情况下，泡沫树脂5具有极好的弹性，并且因此，进一步增加了电子部件单元1的抗振性。

在电子部件单元1中，使用比重小于例如不起泡树脂的比重的泡沫树脂5来将电子部件3a和电子部件3b固定至壳体4。此外，通过泡沫树脂5固定至少电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32。不需要用泡沫树脂5覆盖整个电子部件3a和整个电子部件3b。此外，不需要用泡沫树脂5填充壳体4的整个空间。因此，可以减少泡沫树脂5的量。因此，可以减少电子部件单元1的重量和材料的成本。可以在壳体4中设置未填充有泡沫树脂5的空间40。从减少重量或降低成本的视角出发，优选的是，泡沫树脂5占壳体4的空间体积的50％或更少，并且更优选的是，泡沫树脂5占壳体4的空间体积的30％或更少。换言之，优选的是，空间40占壳体4的体积的50％或更多，并且更优选的是，空间40占壳体4的体积的70％或更多。

壳体4具有孔部41。在电子部件单元1的制造期间，可以将发泡树脂50从孔部41注入壳体4中以形成泡沫树脂5。壳体4的孔部41被泡沫树脂5封闭。因此，异物不太可能从外部进入电子部件单元1。因此，电子部件单元1还具有极好的防尘性。此外，通过调节泡沫树脂的密度可以提供防水性。

孔部41优选地位于从通过泡沫树脂5固定的电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32延伸的延长线L上的位置处。在这样的情况下，在电子部件单元1的制造期间，通过从孔部41注入发泡树脂50可以用泡沫树脂5容易地固定电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32。具体地，如图3A和图3B中所示，在容纳有印制板2和电子部件3的壳体4被布置成使得电子部件3a和电子部件3b在垂直方向上位于孔部41的下方的情况下将发泡树脂50从孔部41注入。因此，发泡树脂50由于其自身重量而沿竖直方向向下膨胀并且硬化，并且形成泡沫树脂5。当作为发泡树脂50的入口的孔部41位于从电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32延伸的延长线L上时，电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32位于发泡树脂50膨胀的方向上(沿垂直方向向下)。因此，可以更牢固地固定电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32。并不总是需要每条延长线通过孔部41的每个中心。在这样的情况下，至少存在其中延长线L通过孔部41的一部分。例如，延长线L可以通过孔部41的外边缘。当头部32具有平的表面时，假定存在从头部32延伸的多条延长线。在这样的情况下，延长线L中的至少一条延长线通过孔部41。

虽然本实施方式的电子部件单元1用于装配至车辆，但是具有类似结构的电子部件单元利用其极好的抗振性和轻便性也适用于除了车载式电子设备以外的便携式设备等。电子部件单元1优选地用作车载式电子设备并且优选地装配至包括机动车、汽车等的车辆。在这样的用途下，电子部件单元1在较长的时间内持续地和间歇地接收在发动机中产生的振动或从轮胎传导的撞击。由于本实施方式的电子部件单元1对这样的振动或撞击具有极好的抗振性，因此可以强化如上所述的电子部件单元1具有极好的抗振性的效果。在燃油价格飞涨的情况下，需要对最新车辆的燃油消耗做出更大的改善。如上所述，由于可以减少电子部件单元1的重量，电子部件单元1可以有助于改善燃油消耗。此外，可以根据需要来增强电子部件单元1的防水性。在这样的情况下，这更适用于假定进水的车载电子设备。

如上所述，根据本实施方式，可以制造轻便且具有极好的抗振性的电子部件单元1。

(第二实施方式)

第二实施方式是具有壳体的电子部件单元的示例，其中，壳体具有肋部。

如图4中所示，本实施方式的电子部件单元1具有从壳体4的内部突出的肋部42。肋部42与壳体4一体地形成。被注入壳体4中的泡沫树脂5被肋部42阻挡。

虽然形成肋部42的位置是任意的，但是例如肋部42可以形成在距壳体4的孔部41预定距离的位置处。当肋部42形成在孔部41附近时，进一步限制了从孔部41注入的发泡树脂在发泡时的扩散。因此，即使当发泡树脂的量减少时，也可以通过泡沫树脂5牢固地固定电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32。由于可以限制泡沫树脂5扩散，因此可以进一步增大壳体4中的空间40的体积。因此，可以进一步减小电子部件单元1的重量。其他效果与第一实施方式的那些效果相似。在本实施方式、下面所描述的第一比较示例和第二比较示例中的相同的附图标记表示与第一实施方式相似的结构，并且参考以上描述。

(第一比较示例)

第一比较示例是电子部件的基部被固定而头部是自由端的电子部件单元的示例。

如图5中所示，在本示例的电子部件单元8中，较高的电子部件3a的基部31和较高的电子部件3b的基部31被粘合剂81固定至印制板2。电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部3b没有被固定至电子部件单元8的任何地方而是自由端。由于不需要如第一实施方式那样将泡沫树脂从外部注入壳体4中，在壳体4上没有形成孔部。其他结构与第一实施方式的那些结构相似。

如上所述，在本示例的电子部件单元8中，较高的电子部件3a的头部32和较高的电子部件3b的头部32未被固定。因此，电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32会由于外部撞击而振动。因此，存在下述可能性：电子部件3a、3b与的印制板2之间在基部31的处连接部被损坏以及由于疲劳被破坏。反之，在第一实施方式的电子部件单元1和第二实施方式的电子部件单元1中，由于电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32通过泡沫树脂5固定至壳体4，减少了电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32的振动(参见图1和图4)。因此，可以限制由于疲劳而对电子部件单元1造成破坏。

(第二比较示例)

第二比较示例是试图用粘合剂固定电子部件的头部的电子部件单元的示例。

如图6A和图6B中所示，除了从壳体4的孔部41注入粘合剂91而不是注入泡沫树脂这点之外，本示例的电子部件单元9具有与第一实施方式的结构相似的结构。为了用粘合剂91固定电子部件3a的头部和电子部件3b的头部，需要检查粘合剂91的各种条件例如粘度、量和快速干燥特性。然而，利用从孔部41注入粘合剂91难以将电子部件3的头部32固定至壳体4。

例如，如图6A所示，当使用具有高粘度的粘合剂91时，存在粘合剂91不能扩散至电子部件3a的头部32的整个上表面和电子部件3b的头部32的整个上表面的可能性。另一方面，如图6B所示，当使用具有低粘度的粘合剂91时，存在粘合剂91从电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32向下流至印制板2的可能性。

如上所述，难以通过从壳体4的孔部41注入粘合剂91来对电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32进行固定以及封闭孔部41。反之，如在第一实施方式和第二实施方式中所述，当通过泡沫树脂5固定电子部件3a的头部32和电子部件3b的头部32时，可以固定头部32并且可以封闭孔部41。

虽然仅选择了所选择的示例实施方式和示例来例示本公开，但是根据本公开内容对本领域的技术人员将会明显的是，在不背离如在所附权利要求中所限定的本公开的范围的情况下可以进行各种改变和修改。此外，对根据本公开的示例实施方式和示例的先前的描述仅被提供用于例示，而非意在限制如由所附权利要求及其等同方式所限定的本公开。

Claims (6)

1.一种电子部件单元(1)，包括：

印制板(2)；

电子部件(3)，所述电子部件(3)具有被固定至所述印制板(2)的基部(31)以及与所述基部(31)相对的头部(32)；

其中容纳所述印制板(2)和所述电子部件(3)的壳体(4)；以及

被注入所述壳体(4)中的泡沫树脂(5)，其中，

所述壳体(4)具有孔部(41)，以及

所述泡沫树脂(5)通过所述泡沫树脂(5)将所述电子部件(3)的所述头部(32)固定至所述壳体(4)，并且封闭所述壳体(4)的所述孔部(41)。

2.根据权利要求1所述的电子部件单元(1)，其中，

所述壳体(4)的所述孔部(41)位于从所述电子部件(3)的所述头部(32)延伸的延长线(L)上。

3.根据权利要求1或2所述的电子部件单元(1)，其中，

所述壳体(4)具有从所述壳体(4)的内部突出的肋部(42)，以及

被注入所述壳体(4)中的所述泡沫树脂(5)被所述肋部(42)阻挡。

4.根据权利要求1或2所述的电子部件单元(1)，其中，

所述泡沫树脂(5)是聚氨酯泡沫树脂。

5.根据权利要求1或2所述的电子部件单元(1)，其中，

所述电子部件单元(1)用于装配至车辆。

6.一种根据权利要求1至5中任一项所述的电子部件单元(1)的制造方法，包括：

将发泡树脂(50)从所述孔部(41)注入所述壳体(4)中，所述壳体(4)其中容纳有所述印制板(2)和所述电子部件(3)，以及

使所述发泡树脂(50)在所述壳体(4)中发泡并硬化。