JP2006114644A - 樹脂成型体 - Google Patents

Abstract

【課題】 板材に樹脂が成型されてなる樹脂成型体において樹脂部の顫動を防止する。
【解決手段】 本発明は、複数の貫通孔を有する板材と、該貫通孔内に一部が延在した樹脂部とを有する樹脂成型体であって、樹脂部は、板材の少なくとも一方の主面の側に開口する凹部を有し、貫通孔を含み板材の主面に垂直な第一の断面において、板材は、樹脂部に包囲される第一の部位１０７と、該第一の部位１０７の延伸方向に、その第一の部位１０７に対向する第二の部位１０８とを有し、板材の主面に垂直な第二の断面において、板材は、樹脂部に貫通して配される第三の部位１０９とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、平板状フレームに一体成型される樹脂成型体に関する。

発光素子や受光素子などの半導体素子は、パッケージと呼ばれる樹脂成型体に固定保持される。これにより、半導体素子は外部環境から保護される。このようなパッケージは、樹脂材料の射出成型により一体的に成型される。例えば、特開平７−２８３４４１号公報に開示される樹脂成型体は、打ち抜き加工された金属プレートの貫通孔に、凹部を有する複数の樹脂部が配されている。このような樹脂成型体は、打ち抜き加工により貫通孔が設けられた金属プレートに対し、樹脂部が樹脂材料にて射出成型されることにより形成される。

特開平７−２８３４４１号公報。

しかしながら、金属プレートに対して樹脂部を一体成型することにより形成される樹脂成型体は、成型される樹脂の硬化時における収縮が無視できなくなることがある。例えば、樹脂部として成型される樹脂材料の種類によっては、硬化時における収縮によって金属プレートの縁と樹脂部との間に隙間が生じ、樹脂成型体の使用時に樹脂部がズレ動くことがある。

また、樹脂成型体を成型するための型内に注入された樹脂材料は、まず、注入方向にある型の表面付近で硬化が促進される。そのため、樹脂材料は、均一に硬化することなく、硬化ムラが生じ、樹脂部の表面が荒れる。このような樹脂成型体を発光ダイオードのパッケージとして利用するとき、発光ダイオードの光学特性に悪影響を及ぼすこととなる。そこで、本発明は、これらの課題を解決し、高品位な樹脂成型体を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するために本発明に係る樹脂成型体は、複数の貫通孔を有する板材と、該貫通孔内に一部が延在した樹脂部とを有する樹脂成型体であって、上記貫通孔を含み上記板材の主面に垂直な第一の断面において、上記板材は、上記樹脂部に包囲される第一の部位と、該第一の部位の延伸方向に、その第一の部位に対向する第二の部位とを有し、上記板材の主面に垂直な第二の断面において、上記板材は、上記樹脂部に貫通して配される第三の部位とを有する。これにより、樹脂部は、板材の主面方向および側面方向に顫動することがなくなり、より高品位な樹脂成型体とすることができる。

また、上記第二の部位は、上記樹脂部内に延在する。これにより、樹脂部は、板材の主面方向および側面方向に顫動することがなくなり、さらに高品位な樹脂成型体とすることができる。

本発明は、板材に樹脂が一体成型されてなる樹脂部の顫動を防止することができる。したがって、高品位な樹脂成型体を提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための樹脂成型体を例示するものであって、本発明は樹脂成型体を以下に限定するものではない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。なお、本形態における「主面」とは、樹脂成型体を構成するリード電極や金属プレートのような各部材について、幅広な面をいうものとし、「裏面」とは、その主面に対向する反対側の面のことをいうものとする。以下、本願発明を実施するための最良の形態および各構成部材について詳述する。

複数の貫通孔を有する板材と、該貫通孔内に一部が延在した樹脂部とを有する樹脂成型体において、本発明者は、種々の検討を重ねた結果、板材が以下の特徴を有することによって上述したような課題を解決するに至った。すなわち、本願発明にかかる樹脂成型体は、板材の少なくとも一方の主面の側に開口する凹部を有する樹脂部を備え、貫通孔を含み板材の主面に垂直な第一の断面において、板材は、樹脂部に包囲される第一の部位と、該第一の部位の延伸方向に、その第一の部位に対向する第二の部位とを有し、板材の主面に垂直な第二の断面において、樹脂部に貫通して配される第三の部位とを有する。

例えば、フッ素系樹脂を材料として金属フレームに一体成型を行うことにより樹脂成型体を形成すると、金属フレームの縁と樹脂部との間に隙間が生じる。したがって、成型された樹脂部が顫動してしまい、より高品位な樹脂成型体とすることができない。

そこで、本願発明は、成型される樹脂部が強固に固定されるような部位を板材に予め形成させておく。また、その部位の周囲に、成型すべき樹脂材料の一部を延在させるための複数の孔が板材に貫通されている。

このように構成することにより、樹脂部は、その主面方向および側面方向に顫動することがなくなり、より高品位な樹脂成型体とすることができる。

図１は、本形態にかかる樹脂成型体の構成部材である板材を主面方向から見た模式的な上面図を示す。また、図２は、本形態にかかる樹脂成型体を樹脂部に形成させた凹部の方向から見た模式的な上面図である。ここで、板材に形成された貫通孔の形状を点線で示す。また、図３は、図２のＡ−Ａにおける模式的な断面図である。また、図４は、図２のＢ−Ｂにおける模式的な断面図である。

以上図示されるように、本形態にかかる樹脂成型体１００は、収納すべき部材の形状に対応した凹部１０６を有する樹脂部１０５が板材１０１に射出成型されてなる。板材１０１は、その主面方向から見て、板材１０１の主要部とは別に、島状に形成させた部位（以下、「島状部」と呼ぶこととする。）を有する。さらに、その島状部１０３の周囲に四つの貫通孔１０２を形成させてある。各貫通孔の形状は、板材１０１の主面に垂直な方向から見て、島状部１０３の外縁を形成する第一の円弧１０２ａと、その第一の円弧１０２ａに対向し第一の円弧１０２ａより大きい第二の円弧１０２ｂと、それらの円弧を結ぶ直線状の辺１０２ｃとからなる。また、四つの貫通孔は、島状部１０３の中心に対して略対称となるように配列させてある。また、上記円弧を結ぶ直線状の二辺とからなる部位１０４は、板材１０１の主要部と島状部１０３とを連結させている。このように島状部１０３を有する樹脂成型体１００は、貫通孔１０２を含み板材の主面に垂直な第一の断面Ａ−Ａをとると、板材１０１は、樹脂部１０５に包囲される第一の部位１０７と、該第一の部位１０７の延伸方向に、その第一の部位１０７に対向する第二の部位１０８とを有することとなる。また、板材１０１の主面に垂直な第二の断面Ｂ−Ｂにおいて、板材１０１は、樹脂部１０５に貫通して配される第三の部位１０９とを有することとなる。ここで、第一の部位１０７は、島状部の断面であり、第三の部位１０９は、島状部および板材の主要部と島状部とを連結する部位１０４を含む断面である。

なお、本発明は、図示される形状に限定されることなく、貫通孔１０２の形状を円、楕円、多角形など種々の形状あるいはそれらの形状の組み合わせとすることができることは言うまでもない。また、貫通孔の配列のパターンは、図示されるものに限定されることなく、島状部の周囲に複数列に配列させることもできる。

例えば、フッ素系の樹脂は、エポキシ樹脂等と比較して硬化時における収縮が大きい。従って、フッ素系樹脂を材料として金属フレームに一体成型を行うことにより樹脂成型体を形成すると、金属フレームの縁と成型された樹脂部との間に隙間が生じる。しかしながら、フッ素系樹脂は、上述した島状の部位の方向に全体的に収縮して硬化されて固定されるため、樹脂部は金属フレームに強固に固定されることとなる。したがって、樹脂部は、その主面方向および側面方向に顫動することがなくなり、より高品位な樹脂成型体とすることができる。

一般に樹脂成型体は、金属プレートに対し、樹脂材料が射出成型されることにより形成されている。射出成型するとき、上型あるいは下型の所定の位置に設けられたゲート（樹脂材料の注入口）から樹脂材料が注入される。

しかしながら、型に注入された樹脂材料は、まず、注入方向の正面に位置する型の成型面に接触し硬化が促進される。一方、注入方向の正面以外の成型面において成型される樹脂材料は、型内が樹脂材料で満たされた後、徐々に硬化が進むこととなる。そのため、樹脂材料は、凹部の内壁面に相当する部位全体に渡って均一に硬化することなく、樹脂成型体の凹部の内壁面に硬化ムラが生じ、樹脂成型体の表面の光沢度が低下する。

そこで、本形態にかかる樹脂成型体は、板材の主面に略垂直な方向であって、島状部に対面する位置にゲートを配置させた上型および下型により射出成型される。まず、ゲートから注入された樹脂材料は、島状部にて流動を遮られ、その流速が弱められて貫通孔を通過し上型あるいは下型の成型面に接触することとなる。すなわち、注入された樹脂は、島状部付近においては硬化促進されるが、上型あるいは下型の成型面においては、その成型面の全面において緩やかに流動し徐々に硬化されることとなる。したがって、本形態にかかる樹脂成型体は、その樹脂部の表面に硬化ムラを有することがないため、高品質な樹脂成型体とすることができる。

（板材１０１）
本形態における板材とは、主面方向に開口する少なくとも二つの貫通孔を有し、射出成型された樹脂部が固定される平板状の部材である。また、樹脂部の一部は、貫通孔内に延在している。本形態における板材は、所望の板厚のステンレス、真鍮、アルミニウムや鉄入り銅からなる長尺金属板に対しプレスを用いた打ち抜き加工を行い、射出成型により形成された樹脂部の一部が延在することができる貫通孔を複数対有する。さらに、打ち抜き加工した長尺金属板に金属メッキを施すこともできる。

（樹脂部１０５）
本形態における樹脂部とは、板材に対し射出成型により形成された凹部を有する部材である。樹脂部を構成する具体的材料としては、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素系樹脂あるいはそれらの混合物などの耐久性に優れた樹脂や、ガラスなどが好適に用いられる。

以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。

図１は、本実施例にかかる樹脂成型体１００の構成部材である板材１０１を主面方向から見た模式的な上面図を示す。また、図２は、本実施例にかかる樹脂成型体１００を樹脂部１０５に形成させた凹部１０６の方向から見た模式的な上面図である。ここで、板材１０１に形成された貫通孔１０２の形状は、点線で示される。また、図３は、図２のＡ−Ａにおける模式的な断面図である。また、図４は、図２のＢ−Ｂにおける模式的な断面図である。

本実施例にかかる樹脂成型体１００は、四つの貫通孔１０２を有する板材と、該貫通孔１０２内に一部が延在した樹脂部１０５とを有する樹脂成型体１０１であって、樹脂部１０５は、板材１０１の少なくとも一方の主面の側に開口する凹部１０６を有する。さらに、貫通孔１０５を含み板材１０１の主面に垂直な第一の断面（Ａ−Ａ）において、板材１０１は、樹脂部１０５に包囲される第一の部位１０７と、該第一の部位１０７の延伸方向に、その第一の部位１０７に対向する第二の部位１０８とを有する。また、板材１０１の主面に垂直な第二の断面（Ｂ−Ｂ）において、板材１０１は、樹脂部に貫通して配される第三の部位１０９とを有する。また、第二の部位１０８は、樹脂部１０５の方向に突出し、樹脂部の側面方向から樹脂部内に延在している。

本実施例にかかる樹脂成型体１００は、アルミニウムを主材料とする金属平板に打ち抜き加工を施して形成された板材１０１を有する。本実施例にかかる板材１０１は、その主面方向から見て、島状部１０３を有し、その島状部１０３の周囲に四つの貫通孔１０２を形成させてある。各貫通孔の形状は、板材１０１の主面に垂直な方向から見て、島状部１０１の外縁の一部を形成する第一の円弧（４分の１円周分）１０２ａと、その第一の円弧１０２ａに対向し第一の円弧より大きく略相似な第二の円弧１０２ｂと、それらの円弧を結ぶ直線１０２ｃとからなる。また、四つの貫通孔１０２は、島状部１０３を中心として略対称となるように同一円周上に配列させてある。また、島状部１０３は、上記円弧を結ぶ直線１０２ｃと、隣接する貫通孔の上記円弧を結ぶ直線１０２ｃとの二辺とからなる連結部１０４により、板材１０１の主要部と繋がっている。

本実施例において、樹脂部１０５は、フッ素系樹脂を材料として板材１０１に射出成型されている。樹脂部１０５は、板材１０１の一方の主面側に開口する凹部１０６を有し、凹部１０６の内壁面を成型面としている。

以下、本実施例にかかる樹脂成型体１００の形成方法について説明する。まず、上型および下型にて、上記貫通孔１０２を含む封止空間が形成されるように板材１０１を挟持する。このとき、フッ素系樹脂の注入方向の真正面に島状部１０３が位置するように配置する。次に、上型および下型からなる封止空間にフッ素系樹脂を充填する。充填されたフッ素系樹脂は、上述の貫通孔内にも延在される。フッ素系樹脂を硬化させた後、上型および下型を取り外し、樹脂成型体１００とする。

本実施例において、フッ素系樹脂を材料として板材に一体成型を行うことにより樹脂成型体１００を形成すると、フッ素系樹脂の収縮により、第二の円弧１０２ｂにより形成される貫通孔１０２の縁の一部と、成型された樹脂部１０５との間に隙間が生じている。その一方、フッ素系樹脂は、上述した島状部１０３の方向に全体的に収縮して硬化されており、樹脂部１０５は板材１０１に強固に固定されている。したがって、樹脂部１０５は、板材１０１の主面方向および側面方向に顫動することがなくなり、より高品位な樹脂成型体とすることができる。

本願発明にかかる樹脂成型体は、例えば、半導体素子を搭載することができるパッケージとして利用することができる。

図１は、本発明の一実施例にかかる板材の模式的な上面図である。 図２は、本発明の一実施例にかかる樹脂成型体の模式的な上面図である。 図３は、本発明の一実施例にかかる樹脂成型体の模式的な断面図である。 図４は、本発明の一実施例にかかる樹脂成型体の模式的な断面図である。

符号の説明

１００・・・樹脂成型体
１０１・・・板材
１０２・・・貫通孔
１０３・・・島状部
１０４・・・連結部
１０５・・・樹脂部
１０６・・・凹部
１０７・・・第一の部位
１０８・・・第二の部位
１０９・・・第三の部位

Claims (2)

1. 複数の貫通孔を有する板材と、該貫通孔内に一部が延在した樹脂部とを有する樹脂成型体であって、
   前記貫通孔を含み前記板材の主面に垂直な第一の断面において、前記板材は、前記樹脂部に包囲される第一の部位１０７と、該第一の部位１０７の延伸方向に、その第一の部位１０７に対向する第二の部位１０８とを有し、
   前記板材の主面に垂直な第二の断面において、前記板材は、前記樹脂部に貫通して配される第三の部位１０９とを有することを特徴とする樹脂成型体。
2. 前記第二の部位１０８は、前記樹脂部内に延在する請求項１に記載の樹脂成型体。
   
   

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