JP2006140535A

JP2006140535A - 電子部品

Info

Publication number: JP2006140535A
Application number: JP2006028927A
Authority: JP
Inventors: Koji Aoike; 孝二青池; Naotaka Murakami; 直隆村上; Hiroki Takada; 裕樹高田; Osamu Yamato; 修山戸; Katsuhiko Onoda; 勝彦小野田
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Yazaki Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Yazaki Corp
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: DE19963705A1; JP2000208181A; JP4331172B2; JP2001189580A; DE19963705B4; US6302706B1

Abstract

【課題】各リード部の位置を正確に検出することができ、電子制御ユニットのコストを低くすることができるようにする。
【解決手段】樹脂製のパッド部、及びパッド部に埋設された複数の端子ユニットを有し、各端子ユニットは、互いに平行に、かつ、端子面を露出させて配設されたリード部４７を備え、端子面には、ボンディングワイヤとリード部４７とを接合するための接合部が形成されるようになっている。二つの線分から成るコーナ部が形成された端子面を備える少なくとも二つの端子ユニットと、二つの線分から成るコーナ部が形成されない端子面を備える端子ユニットとを有する。コーナ部に基づいてリード部４７の位置が認識されてワイヤボンディングが行われる。コーナ部は二つの線分から成るので、リード部４７の画像を読み取ったときに、読み取られた画像のコーナ部を正確に認識することができる。
【選択図】図１２

Description

本発明は、電子部品に関するものである。

従来、電子制御ユニットにおいては、回路基板を収容するケースとコネクタとが一体に形成され、前記回路基板側の複数の端子と前記コネクタ側の複数の端子ユニットとがワイヤボンディングによってそれぞれ接続される。

図２は従来の電子制御ユニットの断面図、図３は従来の電子制御ユニットのパッド部の要部斜視図である。

図において、１１は樹脂製のケースであり、該ケース１１は、上面を開口させて形成された本体部１３及びカバー１４から成り、回路基板１６を収容する。また、１２は前記ケース１１と一体に形成されたコネクタであり、該コネクタ１２に、帯板状のリード部１７及びピン１８を備えた複数の端子ユニット１９が、インサート成形によって、かつ、互いに隣接させて等ピッチで埋め込まれる。この場合、前記各リード部１７は、ケース１１のパッド部２２の上面、すなわち、樹脂面２２ａに沿って互いに平行に延び、上面、すなわち、端子面１７ａが露出させられる。また、前記ピン１８は、コネクタ１２と図示されないケーブルとを接続するためのソケット２１内に突出させられる。なお、前記ケース１１、コネクタ１２及び回路基板１６によって電子制御ユニットが構成される。

そして、前記回路基板１６に形成された図示されない複数の端子と前記端子ユニット１９とはワイヤボンディングによって電気的に接続される。そのために、アルミニウム線等から成るボンディングワイヤ２３の両端が、ボンディングツールによって前記回路基板１６の端子及びリード部１７に押し付けられた状態で高周波振動させられる。その結果、ボンディングワイヤ２３の両端と回路基板１６の端子及びリード部１７との間の圧接部の汚れ、酸化皮膜等が除去され、ボンディングワイヤ２３の両端と回路基板１６の端子及びリード部１７とが接合される。

ところで、前記回路基板１６の端子と前記端子ユニット１９とをワイヤボンディングによって接続するに当たり、ボンディングツールによってボンディングワイヤ２３の一端をリード部１７に押し付ける必要が生じる。その場合、ボンディングツールの位置決めを行うために、各リード部１７の画像を読み取り、読み取られた画像のエッジ部、コーナ部等を認識するとともに、認識結果に基づいて各リード部１７の位置を検出するようにしている。

しかしながら、前記従来の電子制御ユニットにおいては、前記端子面１７ａの周縁に樹脂が付着しているので、各リード部１７の画像を読み取ったときに、読み取られた画像のエッジ部、コーナ部等を正確に認識することができない。したがって、リード部１７の位置を正確に検出することができない。

また、前述されたように、各リード部１７の位置にばらつきが生じるので、すべてのリード部１７の位置を読み取る必要がある。したがって、作業が煩わしいだけでなく、電子制御ユニットのコストが高くなってしまう。

本発明は、前記従来の電子制御ユニットの製造装置の問題点を解決して、各リード部の位置を正確に検出することができ、電子制御ユニットのコストを低くすることができる電子部品を提供することを目的とする。

そのために、本発明の電子部品においては、樹脂製のパッド部、及び該パッド部に埋設された複数の端子ユニットを有し、該各端子ユニットは、互いに平行に、かつ、端子面を露出させて配設されたリード部を備え、前記端子面には、ボンディングワイヤとリード部とを接合するための接合部が形成されるようになっている。

そして、二つの線分から成るコーナ部が形成された端子面を備える少なくとも二つの端子ユニットと、二つの線分から成るコーナ部が形成されない端子面を備える端子ユニットとを有する。また、二つの線分から成るコーナ部に基づいて前記リード部の位置が認識されてワイヤボンディングが行われる。

本発明の他の電子部品においては、さらに、前記リード部の端子面における所定の部分に突起が形成される。そして、前記コーナ部は、前記突起によって形成された線分、及び端子面における他の部分によって形成された線分が交差することによって形成される。

本発明の更に他の電子部品においては、さらに、前記コーナ部において、前記端子面と前記樹脂面とがオフセットさせられる。

本発明の更に他の電子部品においては、さらに、前記コーナ部は、前記端子ユニットの複数のリード部のうちの両端に配設されたリード部の端子面に形成される。

本発明の更に他の電子部品においては、さらに、前記パッド部における複数のリード間に凹部が形成される。

本発明の更に他の電子部品においては、さらに、前記凹部は、前記端子ユニットを樹脂に埋め込む際に、金型に形成された複数の凸部によって形成される。

本発明の更に他の電子部品においては、さらに、前記コーナ部の二つの線分のうちの一方の線分は、前記パッド部に形成された凹部に沿って形成される。

本発明によれば、電子部品においては、樹脂製のパッド部、及び該パッド部に埋設された複数の端子ユニットを有し、該各端子ユニットは、互いに平行に、かつ、端子面を露出させて配設されたリード部を備え、前記端子面には、ボンディングワイヤとリード部とを接合するための接合部が形成されるようになっている。

この場合、コーナ部は二つの線分から成るので、リード部の画像を読み取ったときに、読み取られた画像のコーナ部を正確に認識することができる。したがって、前記リード部の位置を正確に、かつ、容易に検出することができる。

この場合、コーナ部は、突起によって形成された線分、及び端子面における他の部分によって形成された線分が交差することによって形成されるので、リード部の画像を読み取ったときに、読み取られた画像のコーナ部を正確に認識することができる。したがって、前記リード部の位置を正確に、かつ、容易に検出することができる。

この場合、コーナ部において、端子面と樹脂面とがオフセットさせられるので、オフセットさせられた部分においてキャビティ空間に充填された樹脂がコーナ部に付着して端子面を汚すことがなくなる。したがって、リード部の画像を読み取ったときに、読み取られた画像のコーナ部を正確に認識することができる。その結果、前記リード部の位置を正確に、かつ、容易に検出することができる。

この場合、複数のリード部のうちの両端に配設されたリード部についてだけ、コーナ部を認識し、両端のリード部の位置の座標を算出することによって、両端のリード部間に配設されたリード部の位置を算出することができる。したがって、各リード部の位置を正確に、かつ、容易に検出することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図６は本発明の実施の形態における電子制御ユニットの概略図、図７は本発明の実施の形態における電子制御ユニットの断面図、図８は本発明の実施の形態におけるコネクタの平面図、図９は本発明の実施の形態におけるコネクタの断面図、図１０は本発明の実施の形態におけるコネクタの要部断面図である。

図において、３５は樹脂製のケースであり、該ケース３５は、上面を開口させて形成された本体部３６及びカバー３７から成り、回路基板１６を収容する。前記本体部３６は、ケース３５を図示されない車両等の適宜の部位に取り付けるための一対のフランジ３６ａ、３６ｂを備える。

前記回路基板１６は、セラミック基板等の上に、図示されない回路パターンを導体によって印刷することにより形成される。そして、前記回路基板１６上にマイクロコンピュータ、各種の回路素子等を配置することによって電子回路が形成される。前記回路基板１６の両縁部には、各種の信号を送受信したり、電流を供給したりするために複数の端子４４が形成される。

また、３８は前記ケース３５の両縁に取り付けられた電子部品としてのコネクタであり、該コネクタ３８は樹脂製の本体部３８ａを備え、該本体部３８ａに、帯板状のリード部４７、ピン４８及びリード部４７とピン４８とを接続する連結部４１を一体に備えた複数の端子ユニット４９が、インサート成形によって、互いに隣接させて等ピッチで埋め込まれる。この場合、前記各リード部４７は、前記本体部３８ａに形成されたパッド部４３の上面、すなわち、樹脂面４３ａに沿って互いに平行に延び、所定部分が露出させられ、上面、すなわち、端子面４７ａを形成する。また、前記ピン４８は、コネクタ３８と図示されないケーブルとを接続するためのソケット５６内に突出させられる。そして、前記樹脂面４３ａにおける各リード部４７間の中央には、パッド部４３の長手方向に延びる不連続な帯状の溝６１が形成される。なお、前記各リード部４７は、パッド部４３の部分において一列に数十本並べられ、ピン４８は、ソケット５６内において、立体的に並べられる。また、前記ケース３５、コネクタ３８及び回路基板１６によって電子制御ユニットが構成される。

そして、前記各端子４４と前記端子ユニット４９とはワイヤボンディングによって電気的に接続される。そのために、アルミニウム線等から成るボンディングワイヤ５３の両端が、図示されないボンディングツールによって前記端子４４及びリード部４７に押し付けられた状態で高周波振動させられる。その結果、ボンディングワイヤ５３の両端と端子４４及びリード部４７との間の圧接部の汚れ、酸化皮膜等が除去され、ボンディングワイヤ５３の両端と端子４４及びリード部４７とが接合される。

この場合、前記パッド部４３は、各ボンディングワイヤ５３の一端と端子ユニット４９とが最短距離で接続されるように、各端子４４と隣接させて形成される。

ところで、前述されたように、前記リード部４７の所定部分に端子面４７ａが形成されるが、リード部４７における前記端子面４７ａが形成される部分の両側には、パッド部４３内において直角に折り曲げられ、鉛直方向に延びる第１の埋設部分４７ｂ、４７ｃが形成され、該第１の埋設部分４７ｂ、４７ｃの先端がパッド部４３内において直角に折り曲げられて、水平方向に延びる第２の埋設部分４７ｄ、４７ｅが形成される。

したがって、ボンディングツールによってボンディングワイヤ５３の両端を高周波振動させたとき、リード部４７は、縦方向及び横方向に移動しようとするが、前記第１、第２の埋設部分４７ｂ〜４７ｅがパッド部４３の樹脂に埋設され、しかも、コネクタ３８はケース３５に固定されているので、移動するのが阻止される。その結果、各ボンディングワイヤ５３の一端の高周波振動が減衰するのを防止することができるので、各ボンディングワイヤ５３の一端とリード部４７とを良好に接合することができる。

また、各端子４４と端子ユニット４９とがボンディングワイヤ５３によって接続された後、ボンディングワイヤ５３に外力が加わると、リード部４７は図１０における上方に引き上げられるような力を受ける。ところが、第２の埋設部分４７ｄ、４７ｅがパッド部４３の樹脂に埋設されているので、該樹脂が、リード部４７を上方に引き上げようとする力に対して抵抗力を発生する。したがって、リード部４７が上方に引き上げられることはない。

ここで、第１の埋設部分４７ｂ、４７ｃは、プレス加工によって折り曲げることにより形成されるので、各リード部４７の両端の折り曲げ部分に、アールが形成され、樹脂が付着する。これに対して、後述されるように、各リード部４７の中央部分においては、両側に溝６１が形成されるので、端子面４７ａの周縁に樹脂が付着することはない。したがって、リード部４７において、両端が樹脂によって保持されるので、中央部分が樹脂によって保持されなくても、リード部４７を樹脂に確実に固定することができる。

次に、従来の電子制御ユニットの製造装置について説明する。

図４は従来の電子制御ユニットの製造装置の断面図、図５は従来の端子ユニットのリード部の端子面の状態を示す図である。

図において、３０は下金型、３１は上金型であり、前記下金型３０及び上金型３１のうちのどちらか一方は、移動自在に配設され、図示されない型締装置によって前進させられて型閉じを、型締め力が加えられて型締めを、後退させられて型開きを行う。

そして、型閉じが終了した時点で前記上金型３１と下金型３０との間には、図示されない樹脂を充填（てん）するためのキャビティ空間Ｃが形成され、該キャビティ空間Ｃ内において、端子ユニット１９（図２）が図示されない保持具によって保持される。

次に、図示されないゲートを介して前記キャビティ空間Ｃに溶融させられた樹脂を充填し、冷却すると、樹脂に端子ユニット１９が埋め込まれた状態のコネクタ１２を得ることができる。

この場合、パッド部２２の樹脂面２２ａにおいて端子面１７ａを露出させる必要がある。そこで、上金型３１の下面３１ａが平坦（たん）にされるとともに、型締めが行われるときに、下面３１ａと前記端子面１７ａとが密着するように端子ユニット１９が前記保持具によって保持される。

ところが、前記構成の電子制御ユニットの製造装置においては、キャビティ空間Ｃに充填された樹脂の圧力によってリード部１７が押され、各リード部１７の位置にばらつきが生じ、各リード部１７間の距離ｐ１、ｐ２、…が異なってしまう。

また、キャビティ空間Ｃに充填された樹脂が、リード部１７と上金型３１との間に進入し、図５に示されるように、端子面１７ａの周縁に付着して端子面１７ａを汚してしまう。

したがって、前記回路基板１６の端子と前記端子ユニット１９とをワイヤボンディングによって接続しようとするときに、端子面１７ａの周縁に付着した樹脂がボンディングワイヤ２３とリード部１７との間に介在していると、接続不良が発生してしまう。

そこで、前記コネクタ３８の製造装置について説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるコネクタの製造装置の断面図、図１１は本発明の実施の形態における上金型の斜視図、図１２は本発明の実施の形態における端子ユニットのリード部の端子面の状態を示す図である。

図において、３０は第１の金型としての下金型、７１は第２の金型としての上金型であり、前記下金型３０及び上金型７１のうちのどちらか一方、例えば、上金型７１は、移動自在に配設され、図示されない型締装置によって前進させられて型閉じを、型締め力が加えられて型締めを、後退させられて型開きを行う。

そして、型閉じが終了した時点で前記上金型７１と下金型３０との間には、樹脂を充填するためのキャビティ空間Ｃが形成され、該キャビティ空間Ｃ内において、端子ユニット４９（図９）が図示されない保持具によって保持される。

したがって、図示されないゲートを介して前記キャビティ空間Ｃに溶融させられた樹脂を充填し、冷却すると、樹脂に端子ユニット４９が埋め込まれた状態のコネクタ３８を得ることができる。

この場合、樹脂面４３ａにおいて端子面４７ａを露出させる必要がある。そこで、該端子面４７ａと樹脂とが接触することがないように、上金型７１における下金型３０と対向する面、すなわち、下面７１ａには、各リード部４７の中央部分に対応させて帯状の第１の領域ＡＲ１が、該第１の領域ＡＲ１の両側に第２、第３の領域ＡＲ２、ＡＲ３がそれぞれ設定され、前記第２、第３の領域ＡＲ２、ＡＲ３には平坦部Ｋ１、Ｋ２が形成される。そして、型締めが行われるときに、平坦部Ｋ１、Ｋ２と前記端子面４７ａとが密着するように端子ユニット４９が前記保持具によって保持される。

また、前記第１の領域ＡＲ１には、前記平坦部Ｋ１、Ｋ２から突出させて複数の凸部Ｋ３が形成され、該各凸部Ｋ３間の距離Ｌは、前記各リード部４７間の距離ｐ３と等しくされる。そして、前記第１の領域ＡＲ１においては、各凸部Ｋ３間に凹部Ｋ４が形成される。

したがって、型閉じが終了した時点で、前記保持具によって保持された端子ユニット４９の各リード部４７間に前記各凸部Ｋ３が挿入され、各リード部４７と各凸部Ｋ３とが係合させられるので、キャビティ空間Ｃに充填された樹脂の圧力によってリード部４７が押されても、各リード部４７の位置にばらつきが生じることがなくなり、各リード部４７間の距離ｐ３が等しくなる。その結果、各リード部４７間が接近しすぎることによって短絡するのを防止することができる。

また、前記第２、第３の領域ＡＲ２、ＡＲ３においては、キャビティ空間Ｃに充填された樹脂が、リード部４７と上金型７１との間に進入し、端子面４７ａの周縁に付着して端子面４７ａを汚してしまうが、前記第１の領域ＡＲ１においては、各リード部４７間に凸部Ｋ３が配設され、前記端子面４７ａとキャビティ空間Ｃとの間が各凸部Ｋ３によって遮断されるので、樹脂が、端子面４７ａの周縁に付着することがなく、端子面４７ａを汚すことがなくなる。なお、前記パッド部４３には、各リード部４７間に凹部７３が形成され、前記樹脂面４３ａと端子面４７ａとの間がオフセットされる。そして、各凹部７３によって溝６１が形成される。

したがって、端子４４と前記端子ユニット４９とをワイヤボンディングによって接続しようとするときに、端子面４７ａにおける第１の領域ＡＲ１に対応する部分を接合部ｍ１として利用すると、樹脂がボンディングワイヤ５３の一端と端子面４７ａとの間に介在することがなくなるので、接合不良が発生するのを防止することができる。

さらに、第１の領域ＡＲ１において、型締め状態で上金型７１と前記各端子面４７ａとの間に間隙が形成されるので、端子面４７ａに傷、汚れ等が付くのを防止することができる。したがって、ワイヤボンディングによる接合力を大きくすることができる。

ところで、前記端子４４と前記端子ユニット４９とをワイヤボンディングによって接続するに当たり、ボンディングツールによってボンディングワイヤ５３の一端をリード部４７に押し付ける必要が生じる。その場合、ボンディングツールの位置決めを行うために、図示されない位置決め装置が配設される。

該位置決め装置は、ＣＣＤ等の画像読取部、画像認識部及び位置検出部から成り、リード部４７の画像を画像読取部によって読み取り、読み取られた画像のエッジ部、コーナ部等を画像認識部によって認識するとともに、認識結果に基づいて各リード部４７の位置を位置検出部によって検出するようにしている。この場合、各リード部４７の位置にばらつきが生じないので、すべてのリード部４７についてエッジ部、コーナ部等を認識する必要はない。そこで、前記画像認識部は、両端のリード部４７についてだけエッジ部、コーナ部等を認識するようにしている。そして、位置検出部は、認識結果に基づいて両端のリード部４７の位置の座標を算出するとともに、算出された座標、リード部４７の数、各リード部４７の幅ｗに基づいて各リード部４７の位置の座標を算出する。

この場合、前記接合部ｍ１には樹脂が付着しないので、各リード部４７の画像を読み取ったときに、読み取られた画像のうち接合部ｍ１のエッジ部等を正確に認識することができる。したがって、前記各リード部４７の位置を正確に、かつ、容易に検出することができる。

また、本実施の形態においては、両端のリード部４７において前記接合部ｍ１と隣接させて三角形の形状を有する突起ｍ２が外側に向けて突出させて形成され、図１２に示されるように、突起ｍ２によってコーナ部ｑが形成される。そして、該コーナ部ｑにおいて、前記樹脂面４３ａ、端子面４７ａ間がオフセットされる。また、コーナ部ｑは互いに直角の方向に延びる二つの線分ｑ１、ｑ２から成る。そして、一方の線分ｑ１は突起ｍ２によって形成され、他方の線分ｑ２は、端子面４７ａにおける突起ｍ２が形成されない他の部分によって形成される。したがって、前記コーナ部ｑを一層正確に認識することができる。

そして、すべてのリード部４７についてエッジ部、コーナ部等を認識する必要がないので、作業を簡素化することができるだけでなく、電子制御ユニットのコストを低くすることができる。

なお、本実施の形態においては、端子面４７ａにおける中央部分に接合部ｍ１と隣接させて三角形の形状を有する突起ｍ２を外側に向けて形成し、直角を成すコーナ部ｑを形成するようになっているが、端子面４７ａにおける任意の部分に、任意の形状を有する突起を任意の方向に向けて形成し、任意の角度を成すコーナ部を形成することができる。また、本実施の形態においては、両端のリード部４７についてだけエッジ部、コーナ部ｑ等を認識するようにしているが、任意の２箇所のリード部４７についてエッジ部、コーナ部等を認識することもできる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の実施の形態におけるコネクタの製造装置の断面図である。従来の電子制御ユニットの断面図である。従来の電子制御ユニットのパッド部の要部斜視図である。従来の電子制御ユニットの製造装置の断面図である。従来の端子ユニットのリード部の端子面の状態を示す図である。本発明の実施の形態における電子制御ユニットの概略図である。本発明の実施の形態における電子制御ユニットの断面図である。本発明の実施の形態におけるコネクタの平面図である。本発明の実施の形態におけるコネクタの断面図である。本発明の実施の形態におけるコネクタの要部断面図である。本発明の実施の形態における上金型の斜視図である。本発明の実施の形態における端子ユニットのリード部の端子面の状態を示す図である。

符号の説明

３０下金型
３８コネクタ
４３パッド部
４３ａ樹脂面
４７リード部
４７ａ端子面
４９端子ユニット
５３ボンディングワイヤ
７１上金型
Ｃキャビティ空間
Ｋ３凸部
ｍ１接合部
ｑコーナ部

Claims

樹脂製のパッド部、及び該パッド部に埋設された複数の端子ユニットを有し、該各端子ユニットは、互いに平行に、かつ、端子面を露出させて配設されたリード部を備え、前記端子面には、ボンディングワイヤとリード部とを接合するための接合部が形成された電子部品において、二つの線分から成るコーナ部が形成された端子面を備える少なくとも二つの端子ユニットと、二つの線分から成るコーナ部が形成されない端子面を備える端子ユニットとを有するとともに、二つの線分から成るコーナ部に基づいて前記リード部の位置が認識されてワイヤボンディングが行われることを特徴とする電子部品。
前記リード部の端子面における所定の部分に突起が形成され、前記コーナ部は、前記突起によって形成された線分、及び端子面における他の部分によって形成された線分が交差することによって形成される請求項１に記載の電子部品。
前記コーナ部において、前記端子面と前記樹脂面とがオフセットさせられる請求項１又は２に記載の電子部品。
前記コーナ部は、前記端子ユニットの複数のリード部のうちの両端に配設されたリード部の端子面に形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品。
前記パッド部における複数のリード間に凹部が形成される請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品。
前記凹部は、前記端子ユニットを樹脂に埋め込む際に、金型に形成された複数の凸部によって形成される請求項５に記載の電子部品。
前記コーナ部の二つの線分のうちの一方の線分は、前記パッド部に形成された凹部に沿って形成される請求項５に記載の電子部品。