CN105874666A - 电子电路单元的外壳的成型方法 - Google Patents

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Abstract

电路板(10)置于模具(100)内部并且如下将外壳(20)注射成型：在利用按压部件(110)针对后表面侧按压成型排除部(10A)的前表面侧的面朝非空腔空间的至少一部分的同时，利用熔化的树脂填充模具的空腔。

Description

电子电路单元的外壳的成型方法
技术领域
本发明涉及一种在电子电路单元中的外壳成型方法，该电子电路单元应用到例如用于汽车的电子控制单元(ECU)等，特别地，在由成型树脂形成的外壳与电路板一体地形成的电子电路单元中。
背景技术
在其上安装电子元件的电路板(印刷布线板、汇流条布线板等)模块化为配备有连接器等的单独的电子电路单元的情况下，通常地，该电子电路单元已经通过将电路板并入到分开成型的树脂制成的硬质外壳中而构成(参见专利文献1)。
然而，在以这种方式配置的电子电路单元的情况下，元件的数量以及组装的成本变大。
从而，已经考虑将其上安装电子元件的电路板设定在模具中，并且根据插入成型而利用热塑性树脂形成外壳。在以这种方式根据插入成型而利用成型树脂形成外壳的情况下，不需要利用树脂单独地成型硬质外壳并且将电路板并入到硬质外壳中。结果，能够减少元件的数量，并且能够有效地消除组装操作。
引用列表
专利文献
[专利文献1]JP-A-2000-134766
发明内容
技术问题
然而，在将电路板设定在模具中并且成型外壳的情况下，不要求向电子元件(例如，电解质电容器、振荡器、滤波器等)施加压力，这些电子元件在成型时不能够承受树脂的压力(特别地，将树脂填充到模具中的压力)。
鉴于此，考虑了在成型时不能够承受树脂的压力的电子元件集中地布置在电路板上的指定部分处，然后在将该指定部分露出到模具外部的状态下将电路板设定在模具中，并且通过注射成型而形成外壳。
然而，如果以这种方式成型外壳，由于在成型时作用在露出的部分的后表面侧上的树脂的压力，而导致电路板可能变形，并且因此板的内层的导体布设图案等可能损坏。
鉴于前述情况而做出本发明，并且本发明目的是提供一种电子电路单元中的外壳成型方法，其能够抑制在通过注射成型而形成外壳时所引起的电路板和电子元件的损坏。
解决问题的方案
为了实现以上目的，本发明的电子电路单元中的外壳的成型方法特征在于以下(1)至(5)。
(1)一种电子电路单元中的外壳的成型方法，在所述电子电路单元中，成型排除部具有由成型树脂覆盖的后表面侧和从外壳露出的前表面侧，所述成型排除部设置在电路板的安装有电子元件并且被由所述成型树脂形成的所述外壳覆盖的板表面的一部分处，所述成型方法包括：
将所述电路板设定在模具中；
在利用按压部件朝着后表面侧按压所述成型排除部的所述前表面侧的面朝非空腔空间的至少一部分时，通过将熔化的树脂填充到所述模具的空腔中而将所述外壳注射成型。
(2)根据上述的(1)中电子电路单元中的外壳的成型方法，其中
在利用所述按压部件按压所述电路板中所述成型排除部上的具有相对低的弹性模量的部分时，进行所述注射成型。
(3)根据上述的(1)中电子电路单元中的外壳的成型方法，其中
所述按压部件设置在所述模具处。
(4)根据上述(1)至(3)中的任意一项的电子电路单元中的外壳的成型方法，其中
连接器壳体与所述外壳一体地成型。
(5)根据上述(1)至(4)中的任意一项的电子电路单元中的外壳的成型方法，其中
覆盖成型的所述成型排除部的盖部经由铰链而与所述外壳一体地成型。
根据(1)中描述的电子电路单元中的外壳成型方法，在外壳的注射成型时，利用按压部件朝着后表面侧按压成型排除部上的电路板的表面的至少一部分。从而，因为能够抑制由于在注射成型时树脂的压力导致的电路板的变形，所以能够分别抑制电路板和电子元件的损坏。
根据(2)中描述的电子电路单元中的外壳成型方法，按压部件能够按压成型排除部上的具有低的弹性模量的部分，即，能够易于变形的部分。从而，能够有效地抑制电路板和电子元件的各自的损坏。
根据(3)中描述的电子电路单元中的外壳成型方法，由于按压部件设置在模具处，所以能够通过闭合模具而自动地抑制在注射成型时电路板的变形。
根据(4)中描述的电子电路单元中的外壳成型方法，由于连接器壳体与外壳一体地成型，所以不需要连接器单独地组装。
根据(5)中描述的电子电路单元中的外壳成型方法，由于覆盖成型排除部的盖部经由铰链而与外壳一体地成型，所以盖部能够保护成型排除部，而不需要增加部件的数量。
发明的有益效果
根据本发明，在外壳的注射成型时，利用按压部件朝着后表面侧按压成型排除部上的电路板的表面的至少一部分。从而，由于能够抑制由于在注射成型时树脂的压力导致的电路板的变形，所以能够分别抑制电路板和电子元件的损坏。
以上简要地描述了本发明。通过参考附图充分地阅读下面描述的用于执行本发明的方式(后文中，称为“实施例”)，本发明的细节将进一步清晰。
附图说明
图1是通过实施根据本发明的实施例的成型方法而形成外壳的电子电路单元的外部透视图。
图2A是图示出电子电路单元的配置的顶视图。
图2B是图示出电子电路单元的配置的侧视图。
图2C是图示出电子电路单元的配置的底视图。
图3是图示出在根据实施例的成型方法而进行插入成型的情况下，模具、外壳以及电路板之间的关系的图，其中，该图为与沿着图2A中的线III-III截取的截面相对应的部分的截面图。
图4是示出构成电路板的内层的导体布线图案的铜箔的残存率与电路板的弹性模量之间的关系的特性图。
参考标记列表
1 电子电路单元
10 电路板
10A 成型排除部
11 电子元件
20 外壳
20B 成型排除部的后表面侧部
23 连接器壳体
30 盖部
31 铰链
100 模具
110 按压部件
具体实施方式
后文中，将参考附图说明根据本发明的实施例。
图1是通过实施根据实施例的成型方法而形成外壳的电子电路单元的外部透视图。图2A至2C是电子电路单元的配置图，其中，图2A、2B和2C分别为该单元的顶视图、侧视图和底视图。
首先，先于说明成型方法，将说明作为制备对象的电子电路单元1。
如图1至2C所示，作为根据本实施例的制备对象的电子电路单元1以如下方式配置：成型排除部10A设置在矩形电路板10的其上安装了电子元件11的板表面的一部分处，并且其整个外周都由成型树脂形成的外壳20覆盖。在成型排除部中，后表面侧由成型树脂覆盖，而前表面侧不由成型树脂覆盖而是从外壳20露出。
构成连接器2的连接器壳体23与电子电路单元1的外壳20一体地形成。连接器壳体23在与电路板10垂直的方向上从电路板10的前表面侧突出。此外，外壳20设置有盖部30，该盖部30定位为远离连接器2，并且经由薄铰链31而自由地打开和闭合，从而一体地覆盖成型排除部10A。
电路板10的成型排除部10A是布置在电路板10的集中地布置了电子元件(例如，电解电容器、振荡器、滤波器等)的前表面侧上的一部分处的部分。这些电子原件的每个电子元件在成型时都不能够承受树脂的压力，换句话说，优选地在通过注射成型而形成外壳20时不施加压力。成型排除部安置为靠近盖部30。在生产阶段，成型排除部10A从设置在外壳20处的开口20A露出到外部。开口20A的外周缘悬挂在电路板10的前表面侧上，并且形成为嵌合框架22，设置在盖部30的内表面处的凸框架32嵌合到嵌合框架22中。
成型排除部10A的后表面侧由构成外壳20的后表面壁的成型树脂覆盖。像构成后表面壁的其它部分一样，外壳20的后表面壁上的定位在成型排除部10A的后表面处的部分20B(以下也称为“成型排除部的后表面壁”)由热塑性树脂构成。
作为在该情况下的热塑性树脂的实例，使用聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)作为工程塑料，其作为工业产品能够产生高的刚度和耐热性，并且能够以低的成本获得。当然，可以使用能够产生相似的性能的其它工程塑料。
接合部28分别设置在外壳20的开口20A的外周的适当的多个部分处。当开口20A由盖部30闭合以在闭合位置处锁定盖部30时，这些接合部分别与盖部30侧的锁定部38接合。此外，例如，在大的高度的电子元件11将安装在电路板10上的情况下，盖部30设置有元件容纳部35，其能够容纳电子元件的头部。由此，能够使得盖部30的整体安装高度降低。
图3是图示出在根据实施例的成型方法而进行插入成型的情况下，模具、外壳以及电路板之间的关系的图。该附图是与沿着图2A中的线III-III截取的截面相对应的部分的截面图。
如图3所示，由铜箔形成的多层(虽然图3中示意性示出了两层，但是层数是可选的)导体布线图案12设置在电路板10的内层中(如果需要，还包含板的前表面层)。安装在电路板10的前和后表面侧上的电子元件(其中一个由标号11示出)的各个端子电连接到预定的导体布线图案12。
此外，在电路板10的预定部分处，向与电路板10交叉的方向(向电路板10的前表面侧)延伸的连接器端子15的各个基端连接到预定的导体布线图案12。在这种情况下，例如，使用压嵌端子作为各个连接端子15，该压嵌端子能够通过被按压到电路板10内而容易地连接到导体布线图案12。
在成型电子电路单元1的外壳20的情况下，连接器端子15提前装接到电路板10的预定部分，而后将电路板10设定在模具100内。此时，成型排除部10A从模具100的开口100A露出到外部(或者处于即使在模具100内部也确保不被树脂填充的空间的非空腔空间中)。然后，熔化的树脂填充到模具100内的空腔中(在图3中填充构成外壳20的树脂的空间)，以形成外壳20。
由于成型排除部10A的后表面侧意在由树脂覆盖，所以熔化的树脂也填充到构成该部分(成型排除部的后表面壁20B)的空腔中。然而，熔化的树脂不填充在成型排除部10A的前表面侧上。
从而，由于电路板10的前表面侧与后表面侧的力的不均衡，在填充熔化的树脂时，从后表面侧朝向前表面侧的力P由于树脂的压力而作用在成型排除部10A的电路板10上。如果该力P过度地作用，则电路板10变形，并且从而可能损坏在电路板10的内层处的导体布线图案12。
鉴于此，根据实施例的成型方法，在注射成型时(尤其，在填充熔化树脂时)，利用按压部件110朝着后表面侧按压成型排除部10A的电路板10的面朝模具100的外侧的表面的至少一部分。由此，在抑制在注射成型时由于树脂的压力而导致电路板10的变形的同时，进行注射成型。
在这种情况下，从效率的角度考虑，按压部件110优选地按压成型排除部10A上的电路板10的具有相对低的弹性模量的部分，换句话说，具有比成型排除部10A上的其它部分低的弹性模量的部分。
如图4所示，电路板10的弹性模量与构成导体布线图案12的铜箔的残存率(例如，铜箔通过蚀刻处理而留存为布线图案的部分与整个面积的比率)成比例。从而，理解为不留存导体布线图案12的区域或者导体布线图案12的密度低的区域(具有窄的铜箔的部分、具有薄的铜箔的部分等)易于变形。针对这些区域而按压按压部件110。或者，由于随着温度增加弹性模量减小，所以针对在成型时热量很可能被限制的区域而按压按压部件110。
在这个方面，由于模具100牢固地装接到成型排除部10A的外周，并且将按压力施加于此，因此，针对在成型排除部10A的中央区域中具有低的弹性模量的部分，按压所述按压部件110。由此，能够有效地防止电路板10的变形，并且能够避免导体布线图案12的损坏。
通过以这种方式成型，如图1至图2C所示，能够形成在将成型排除部10A露出到外壳20的外侧的状态下的电子电路单元1。
此外，通过利用筒状连接壳体23包围连接器端子15的外周而构成连接器2。在这种情况下，如图3所示，用于固定连接器端子15的基端的内壁24形成在用于固定于筒状连接器壳体23内的匹配连接器的嵌合空间2A的内部。由此，即使在压嵌端子用作连接器端子15的情况下，连接器端子15也能够牢固地被保持且固定。从而，即使在嵌合匹配连接器时杠杆力作用在连接器端子15上，连接器端子也能够实现高的耐久性。
如上所述，根据实施例的成型方法，在外壳20的注射成型时，利用按压部件110朝着后表面侧按压成型排除部10A上的电路板10的表面的至少一部分。从而，由于能够抑制由于在注射成型时树脂的压力导致的电路板10的变形，所以能够分别抑制电路板10和电子元件11的损坏。
特别地，按压部件110按压成型排除部10A上的具有低的弹性模量的部分，即，能够易于变形的部分。从而，能够有效地抑制电路板10和电子元件11的各自的损坏。
此外，根据实施例的成型方法，由于连接器壳体23与外壳20一体地成型，所以不需要连接器单独地组装。
此外，由于覆盖成型排除部10A的盖部30经由铰链31而与外壳20一体地成型，所以盖部30能够保护成型排除部10A，而不需要增加部件的数量。
顺便提及，本发明不限于上述实施例，并且例如能够适当地修改和改进。另外，不特别地限制在前述实施例中的各个构成部件的材料、形状、尺寸、数量、布置位置等，并且可以选择地设置，只要能够实现本发明即可。
例如，虽然在实施例中以设置按压部件110的方式做出了说明，但是按压部件110可以与模具100一体的设置。在这种情况下，由于成型排除部10A面朝设置在模具100处的非空腔空间(即使在模具内也能够确保不填充树脂的空间)，所以例如按压部件110可以从非空腔空间的壁突出。
在按压部件110以这种方式设置在模具100处的情况下，能够通过闭合模具100而自动地抑制在注射成型时电路板10的变形。
此外，虽然在实施例中不描述按压部件110的数量，但是可以设置多个按压部件110，使得各个按压部件110按压成型排除部10A的多个部分。
此外，按压部件可以大范围地按压成型排除部10A的空的部分(没有安装电子元件等并且不存在妨碍按压的部件的区域)。
此处将在下面(1)至(5)中简要总结并且列出根据本发明的电子电路单元中的外壳的成型方法的实施例的特征。
(1)一种电子电路单元中的外壳的成型方法，在所述电子电路单元中，成型排除部(10A)具有由成型树脂覆盖的后表面侧和从外壳露出的前表面侧，所述成型排除部设置在电路板(10)的安装有电子元件(11)并且由所述成型树脂形成的所述外壳(20)覆盖的板表面的一部分处，所述成型方法包括：
将所述电路板设定在模具(100)中；以及
在利用按压部件(110)朝着后表面侧按压所述成型排除部的所述前表面侧的面朝非空腔空间的至少一部分时，通过将熔化的树脂填充到所述模具的空腔中而将所述外壳注射成型。
(2)根据特征(1)中所描述的电子电路单元中的外壳的成型方法，其中
在利用所述按压部件按压所述电路板中的所述成型排除部上的具有相对低的弹性模量的部分时，进行所述注射成型。
(3)根据特征(1)中所描述的电子电路单元中的外壳的成型方法，其中
所述按压部件设置在所述模具处。
(4)根据特征(1)至(3)中的任意一项所描述的电子电路单元中的外壳的成型方法，其中
连接器壳体(23)与所述外壳一体地成型。
(5)根据特征(1)至(4)中的任意一项所描述的电子电路单元中的外壳的成型方法，其中
覆盖成型的所述成型排除部的盖部(30)经由铰链(31)而与所述外壳一体地成型。
虽然参考指定的示例性实施例具体说明了本发明，但是对于本领域的技术人员明显的是，在不背离本发明的精神或范围的情况下，能够做出各种改变和修改。
本发明基于2013年12月26日提交的日本专利申请(日本专利申请No.2013-269826)，其内容通过引用并且此处。
工业实用性
根据本发明，由于能够抑制在注射成型时由于树脂的压力而导致的电路板的变形，所以能够抑制电路板和电子元件的各自的损坏。实现这样的效果的本发明能够用于电子电路单元中的外壳成型方法，在该电子电路单元中，由成型树脂形成的外壳与电路板一体地形成。

Claims (5)

1.一种电子电路单元中的外壳的成型方法，在所述电子电路单元中，成型排除部具有由成型树脂覆盖的后表面侧和从外壳露出的前表面侧，所述成型排除部设置在安装有电子元件并且由所述外壳覆盖的电路板的板表面的一部分处，所述外壳由所述成型树脂形成，所述成型方法包括：
将所述电路板设定在模具中；以及
在利用按压部件朝着后表面侧按压所述成型排除部的所述前表面侧的面朝非空腔空间的至少一部分时，通过将熔化的树脂填充到所述模具的空腔中而将所述外壳注射成型。
2.根据权利要求1所述的电子电路单元中的外壳的成型方法，其中
在利用所述按压部件按压所述电路板中的所述成型排除部上的具有相对低的弹性模量的部分时，进行所述注射成型。
3.根据权利要求1或2所述的电子电路单元中的外壳的成型方法，其中
所述按压部件设置在所述模具处。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的电子电路单元中的外壳的成型方法，其中
连接器壳体与所述外壳一体地成型。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的电子电路单元中的外壳的成型方法，其中
盖部覆盖成型的所述成型排除部，该盖部经由铰链与所述外壳一体地成型。
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