JP2001044335A - 端子付き電気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 端子付き電気装置において、温度上昇による
端子と回路基板との接続不良の発生を防ぐこと。 【解決手段】 枠体３０と、該枠体３０の底部３１を塞
ぐように該枠体３０に固定された回路基板１０と、該回
路基板１０に接続されるように該回路基板１０に固定さ
れた接続用端子２０と、前記回路基板１０の前記端子２
０が固定された側を被うように前記枠体３０内に形成さ
れたゲル状若しくはゴム状下層樹脂層３５と、該下層樹
脂層３５を封止するように前記枠体３０内に形成された
硬い上層樹脂層３６と、前記枠体３０の内部と外部とを
仕切る仕切壁３３とを具備し、前記端子２０は前記下層
樹脂層３５及び上層樹脂層３６を貫通し、前記仕切壁３
３のうち前記下層樹脂層３５に接する部分に前記仕切壁
３３を貫通する切欠３４若しくは孔が形成されている端
子付き電気装置１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は端子付き電気装置に
関し、特に、電子部品モジュール等の温度上昇による端
子と回路基板の電気的接続不良の発生を防ぐ技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品パッケージにおいて端子をハン
ダ付けした技術の一例が特開平５−９０４３１号公報に
開示されている。図２は特開平５−９０４３１号公報に
記載された半導体装置４０を開示している。この半導体
装置４０では、半導体素子４１が絶縁板４２に搭載され
ている。なお、図示しない配線が絶縁板４２に形成され
ている。絶縁板４２は放熱板４３上に配設されている。
放熱板４３が樹脂製ケース４４の底面を塞ぐように配設
されている。電極端子４６が半田付けにより絶縁板４２
の配線層に電気的に接続されかつ樹脂製蓋４５を貫通し
て外部に引き出されている。シリコンゲル４７が樹脂製
ケース４４の底部側に注入され、エポキシ樹脂４８がシ
リコンゲル４７の上に封入されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来例
では、温度が上昇すると、ゲル状シリコーン層４７の体
積が膨張するため、エポキシ樹脂４８がゲル状シリコー
ン層４７の膨張により図示上方へ圧力を受けて押し上げ
られる場合がある。そのとき、エポキシ樹脂層４８を貫
通している端子４６がエポキシ樹脂層４８から上向きに
応力を受けるので、このようなことが繰り返されると、
端子４６の半田付けがダメージを受け、端子４６と絶縁
基板４２の配線層との半田付けが外れて、端子４６の接
続不良が発生する場合がある。本発明はこのような点に
鑑みてなされたものであり、その課題は上述の従来例の
欠点をなくし、温度が上昇しても端子と回路基板との接
続が不良にならない端子付き電気装置を提供することで
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本願の第１の発明の構成は、請求項１記載の通りで
ある。

【０００５】上記第１の発明の構成の端子付き電気装置
により、回路基板が枠体の底部を塞ぐように該枠体に固
定され、接続用端子が該回路基板に接続されるように該
回路基板に固定され、ゲル状若しくはゴム状下層樹脂層
が前記回路基板の前記端子が固定された側を被うように
前記枠体内に形成され、硬い上層樹脂層が該下層樹脂層
を封止するように前記枠体内に形成され、仕切壁が前記
枠体の内部と外部とを仕切り、前記端子は前記下層樹脂
層及び上層樹脂層を貫通し、前記仕切壁のうち前記下層
樹脂層に接する部分に前記仕切壁を貫通する切欠若しく
は孔が形成されているので、温度上昇により前記下層樹
脂層が膨張するときには、前記下層樹脂層が前記仕切壁
を貫通する切欠若しくは孔から前記枠体の外方に膨張す
るので、前記下層樹脂層の膨張により前記上層樹脂層が
受ける圧力を緩和することができる。

【０００６】更に、本願の第２の発明の構成は、請求項
２記載の通りである。

【０００７】上記第２の発明の構成により、上記第１の
発明の構成による作用とともに、前記仕切壁は少なくと
も前記上層樹脂層の厚さ分に対応する範囲を有するの
で、前記仕切壁が前記上層樹脂層の端を支えることがで
きる。

【０００８】更に、本願の第３の発明の構成は、請求項
３記載の通りである。

【０００９】上記第３の発明の構成により、上記第１又
は第２の発明の構成による作用とともに、前記仕切壁が
前記枠体と一体に形成されているので、前記仕切壁を容
易に形成することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
を図面に基づいて説明する。図１は本願発明の実施の形
態の断面構造を示している。図１において、端子付き電
気装置としての電子部品モジュール１は、回路基板１
０、回路素子１４、１５、端子２０、枠体３０、下層樹
脂層となるゲル状シリコーン層３５及び上層樹脂層とな
る硬いエポキシ樹脂層３６を備えている。

【００１１】回路基板１０はアルミニウム基板１１、絶
縁層１２及び配線層１３を備えている。アルミニウム基
板１１は放熱板を兼ねている。このため、電子部品モジ
ュール１を大きな電力消費のパワーモジュールにするこ
とができる。絶縁層１２はアルミニウム基板１１に積層
固着されるように配設され、配線層１３は絶縁層１２に
積層固着されるように配設されている。このため、配線
層１３とアルミニウム基板１１とは絶縁層１２により絶
縁されている。なお、絶縁層１２とアルミニウム基板１
１とをまとめてセラミック基板で置き換えてもよい。

【００１２】回路素子１４、１５は、トランジスタ、ダ
イオード、サイリスタ等の半導体素子、抵抗、コンデン
サ等である。なお、回路素子１４は後述する仕切壁部分
３３で仕切られた枠体３０の内部に配設され、回路素子
１５は該仕切壁部分３３で仕切られた枠体３０の外部に
配設されている。端子２０は導電性を有する接続用端子
であり、端子２０の基部２１は、配線層１３に接続され
ている。端子２０は導電性金属板を折り曲げたものであ
り、表面実装型のものである。このため、端子２０の基
部２１は、半田付け、導電性接着剤等により配線層１３
に固定されている。また、端子２０は後述するゲル状シ
リコーン層３５及びエポキシ樹脂層３６を貫通してい
る。なお、上記回路素子１４、１５及び配線層１３は、
図示しないボンディングワイヤや配線層により所定の電
子回路を形成するように接続されている。また、図示配
線層１３を延長して回路素子１４、１５を配線層１３上
に配設するようにしてもよい。

【００１３】端子２０の先端２２に図示しない配線用導
電線（例えば、他の部品の端子、バスバー等）がねじ止
め等により接続される。端子２０の先端２２に加わる種
々の応力は、エポキシ樹脂層３６及び枠体３０により受
け止められるので、端子２０の基部２１には加わらな
い。このため、端子２０の先端２２に加わる応力は、端
子２０の基部２１と配線層１３との接続に悪影響を与え
ない。更に、振動や熱膨張差（回路基板１０と枠体３０
との間等）による応力は、ゲル状シリコーン樹脂３５と
端子２０の折り曲げ形状により緩和される。

【００１４】枠体３０は、絶縁性合成樹脂製のものであ
り、例えば耐熱性があり、機械的強度があるポリフェニ
レンスルフィド製ケースの一部である。該ケースは、枠
体３０に隣接する別の枠体３９（回路基板１０を取り巻
く枠体である。）をも形成している。なお、枠体３９を
複数形成してもよい。アルミニウム基板１１は枠体３０
の底部３１に接着剤により固定されている。このため、
アルミニウム基板１１は枠体３０の底部３１を塞いでい
る。枠体３０の上面に四角形開口部３２が形成されてい
る。更に、枠体３０の図示左側部分に枠体３０の一部分
としての仕切壁部分３３が形成されている。仕切壁部分
３３は枠体３０の内部と外部とを仕切る壁である。

【００１５】この仕切壁部分３３は少なくとも後述する
エポキシ樹脂層３６の厚さ分に対応する範囲を有するの
で、該エポキシ樹脂層３６の端を支えることができる。
また、該仕切壁部分３３は枠体３０の一部分として枠体
３０と一体に形成されているので、仕切壁部分３３を容
易に形成することができる。この仕切壁部分３３の下側
部分（後述するゲル状シリコーン層３５に接する部分）
に仕切壁部分３３を貫通する切欠（通路）３４が形成さ
れている。

【００１６】回路基板１０に枠体３０、回路素子１４、
１５及び端子２０を配設した後に、ゲル状シリコーン層
３５を形成する。この場合、液状シリコーンを枠体３０
内に注入した後にこの液状シリコーンを１２０℃にて１
乃至２時間加熱するとゲル状シリコーン層３５が形成さ
れる。このようにして、ゲル状シリコーン層３５は、回
路基板１０の端子２０が固定された側を被うように枠体
３０内にポッティングされるように形成される。

【００１７】更に、ゲル状シリコーン層３５を被うよう
に枠体３０の開口部３２から液状エポキシ樹脂を注入
し、この注入した液状エポキシ樹脂を９０℃にて３０分
間加熱して硬化せしめ硬いエポキシ樹脂層３６を形成す
る。このため、枠体３０内にポッティングされるように
形成された硬いエポキシ樹脂層３６の周辺部は枠体３０
の開口部３２の縁３２ａに固着するので、該エポキシ樹
脂層３６は枠体３０（仕切壁部分３３を含む。）の開口
部３２内のシリコーンゲル層３５を封止するとともに、
端子２０を固定する部材となる。なお、上記１２０℃１
乃至２時間の加熱及び９０℃３０分の加熱は、回路素子
１４、１５の特性に何ら影響を与えないものである。

【００１８】上記ゲル状シリコーン層３５は、耐熱性、
耐湿性、耐候性、耐薬品性に優れているので、回路素子
１４、１５を保護することができる。また、ゲル状シリ
コーン層３５は柔らかいので、回路素子１４、１５がゲ
ル状シリコン層３５により悪影響を受けないようにする
ことができる。更に、温度上昇によりゲル状シリコーン
層３５が膨張した場合には、ゲル状シリコーン層３５が
仕切壁部３３の切欠３４から矢印３７方向に膨張し変形
するので、ゲル状シリコ−ン層３５の膨張によりエポキ
シ樹脂層３６が受ける矢印３８方向の圧力を緩和するこ
とができる。このため、温度上昇によりゲル状シリコー
ン層３５が膨張しても、該膨張によりエポキシ樹脂層３
６が押し上げられ、エポキシ樹脂層３６に固定された端
子２０が矢印３８方向に引張られることにより端子２０
の基部２１が配線層１３から剥がれるという不具合を防
ぐことができる。

【００１９】なお、上記実施の形態において、仕切壁部
分３３の切欠３４の代わりに、仕切壁部分３３を貫通
し、切欠３４とほぼ同じ位置にあり、ゲル状シリコーン
層３５に接する孔を形成してもよい。また、ゲル状シリ
コーン層３５の代わりにに絶縁性ゴム状物質を使用して
もよい。更に、仕切壁部分３３を枠体３０とは別個に形
成した仕切壁で置き換え、該仕切壁を枠体３０に固定す
るようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】本願の第一の発明によれば、端子付き電
気装置の下層樹脂層の温度上昇による膨張により上層樹
脂層が押し上げられることを防ぐことができる。このた
め、前記端子が回路基板から剥がれ、前記端子と前記回
路基板との接続が不良になることを防ぐことができ、本
願発明に係わる端子付き電気装置の耐久性及び信頼性を
向上させることができる。このため、本願発明に係わる
端子付き電気装置は振動などが懸念される自動車に積載
される電子回路等に適したものになる。

【００２１】更に、本願の第２の発明により、上記第１
の発明による効果とともに、前記仕切壁は少なくとも前
記上層樹脂層の厚さ分に対応する範囲を有するので、前
記仕切壁が前記上層樹脂層の端を支えることができる。
このため、前記上層樹脂層を熱硬化性樹脂（例えばエポ
キシ樹脂）で形成することが容易になる。

【００２２】更に、本願の第３の発明により、上記第１
又は第２の発明による効果とともに、前記仕切壁が前記
枠体と一体に形成されているので、前記仕切壁を容易に
形成することができる。このため、本願発明に係わる端
子付き電気装置を形成することが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態を示す断面図である。

【図２】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 電子部品モジュール １０ 回路基板 ２０ 端子 ３０ 枠体 ３１ 枠体の底部 ３２ 枠体の開口部 ３３ 枠体の仕切壁部分 ３４ 仕切壁部分の切欠 ３５ ゲル状シリコーン層 ３６ エポキシ樹脂層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枠体と、該枠体の底部を塞ぐように該枠
   体に固定された回路基板と、該回路基板に電気的に接続
   されるように該回路基板に固定された接続用端子と、前
   記回路基板の前記端子が固定された側を被うように前記
   枠体内に形成されたゲル状若しくはゴム状下層樹脂層
   と、該下層樹脂層を封止するように前記枠体内に形成さ
   れた硬い上層樹脂層と、前記枠体の内部と外部とを仕切
   る仕切壁とを具備し、 前記端子は前記下層樹脂層及び上層樹脂層を貫通し、前
   記仕切壁のうち前記下層樹脂層に接する部分に前記仕切
   壁を貫通する切欠若しくは孔が形成されていることを特
   徴とする端子付き電気装置。
2. 【請求項２】 前記仕切壁は少なくとも前記上層樹脂層
   の厚さ分に対応する範囲を有することを特徴とする請求
   項１記載の端子付き電気装置。
3. 【請求項３】 前記仕切壁が前記枠体と一体に形成され
   ていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の端
   子付き電気装置。