JP2008021919A - 封止型電子機器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 封止時の電子部品に対する可塑化溶融封止材の流動圧力や熱の影響を軽減し、電子部品へのダメージをなくし得るとともに量産性を可能にした封止型電子機器を提供する。
【解決手段】 導入通路１６の空間１６ａに可塑化溶融封止材を充填するとともに収容部１２内の空間１２ａには導入通路１６から分岐開口１７を通して可塑化溶融封止材を充填し固化することで、電子部品１３をケース体１１の収容部１２内に封入する封止カバー１８を形成するようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、各種の電子部品を射出成形により封止してなる封止型電子機器及びその製造方法に関し、特に封止時の電子部品へのダメージを軽減できるようにした封止型電子機器及びその製造方法に関するものである。

近年、商品や製品の識別や履歴などの情報を記録し、これら情報を外部からアクセスして自由に読み書きできるようにしたＩＣタグが知られている。また、この種のＩＣタグにおいては、これを構成するアンテナコイルやＩＣチップなどの電子部品を、水や油、熱または外力などの外部環境から保護し安定した機能及び特性が得られるように、電子部品を樹脂等からなる封止材により密封するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

従来、電子部品を封止する方法としては、電子部品の外形形状に対応した成形した薄いトレー状の樹脂製ケースに電子部品を収納し、この電子部品を含む樹脂製ケースを射出成形機にセットした金型内に設置し、型締め過程を経た後、射出成形機の加熱部で可塑化溶融した封止材料をノズルからゲートを通して金型のキャビティ内に流入し充填する。これにより、樹脂製ケース内に収納した電子部品を密閉状態に封止することができる。
特開２００２−１６３６２７号公報

ところで、可塑化溶融された封止材料が射出成形機のノズルからゲートを通して金型のキャビティ内に流入される時の溶融封止材料の温度（例えば１９０℃〜２３０℃）及び充填圧力（例えば５０〜１００ＭＰａ：ノズル先端での圧力）は、金型キャビティへの溶融封止材料の充填終了と同時に急速に低下されるが、この圧入時の溶融封止材料の温度と充填圧力は電子部品に対し無視できない影響を及ぼす。
すなわち、従来における電子部品の樹脂封止にあっては、溶融封止材料がゲートから金型のキャビティに短時間（例えば０．５ｓｅｃ〜１．０ｓｅｃ）に直接圧入されるため、充填時の溶融封止材料の流動圧力及び熱が電子部品に直接作用し、その結果、電子部品を変形させたり、電子部品の配置位置を変化させたり、あるいは電子部品を破損したりする不具合が発生するほか、電子部品の特性などが熱によって変化されてしまうなどの問題があった。

本発明は上記のような従来の問題を解決するためになされたもので、封止時の電子部品に対する可塑化溶融封止材の流動圧力や熱の影響を軽減し、電子部品へのダメージをなくし得るとともに量産性を可能にした封止型電子機器及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明の封止型電子機器は、扁平な収容部を有するケース体と、前記収容部内に収容された複数の電子部品とを備え、前記ケース体は前記収容部を囲むようにエンドレスに形成された所定高さの隔壁を有し、前記隔壁の外側に位置する前記ケース体の周縁寄り部分に可塑化溶融された封止材の導入通路が前記隔壁の全長に亘り設けられ、前記隔壁の長手方向の複数箇所に前記導入通路に流入された可塑化溶融封止材の熱と充填圧力を低減して前記収容部に流入させる分岐開口が形成され、前記導入通路内に可塑化溶融封止材を充填するとともに前記導入通路から前記分岐開口を通して前記収容部内の空間に可塑化溶融封止材を充填し固化することにより前記収容部内の電子部品を封止する封止カバーが形成されることを特徴とする。

また、本発明は、複数の電子部品を射出成形により封止してなる電子機器の製造方法であって、前記複数の電子部品を収容する扁平な収容部を有するケース体と、前記電子部品が収容された前記ケース体がセットされた金型を設け、前記ケース体は前記収容部を囲むようにエンドレスに形成された所定高さの隔壁を有し、前記隔壁の外側に位置する前記ケース体の周縁寄り部分に可塑化溶融された封止材の導入通路が前記隔壁の全長に亘り設けられ、前記隔壁の長手方向の複数箇所に前記導入通路に流入された可塑化溶融封止材の熱と充填圧力を低減して前記収容部に流入させる分岐開口が形成され、前記金型に前記電子部品を含む前記ケース体をセットして型締めした際に前記金型と前記導入通路により形成される空間内に可塑化溶融封止材を充填するとともに前記金型と前記収容部により形成される空間内に前記導入通路から前記分岐開口を通して可塑化溶融封止材を充填し固化することにより前記電子部品を前記収容部内に封入する封止カバーを形成することを特徴とする。

本発明にかかる封止型電子機器及びその製造方法によれば、導入通路の空間に可塑化溶融封止材を充填するとともに収容部内の空間には導入通路から分岐開口を通して可塑化溶融封止材を充填し固化することで電子部品を収容部内に封入する封止カバーを形成するようにしたので、射出成形機から導入通路内に流入された可塑化溶融封止材が導入通路から分岐開口を通過する間に可塑化溶融封止材の熱と充填圧力を低減することができ、これにより、封止時の電子部品に対する可塑化溶融封止材の流動圧力や熱の影響を軽減でき、電子部品へのダメージをなくし得るとともに封止型電子機器の量産性を向上できる。

（実施の形態１）
次に、本発明にかかる封止型電子機器及びその製造方法の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明の封止型電子機器及びその製造方法は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。

図１は本実施の形態における封止型電子機器の外観図、図２は本実施の形態における封止型電子機器の分解斜視図、図３は図１の３−３線に沿う拡大断面図、図４は図１の４−４線に沿う拡大断面図である。

この実施の形態における封止型電子機器１０は、図１〜図４に示すように、合成樹脂材からなる長方形状で扁平なケース体１１を備え、このケース体１１の上面には、ケース体１１の外形形状に相似な長方形状で扁平な収容部１２が形成されている。この収容部１２内には、ＩＣタグなどの電子機器を構成する複数の電子部品１３を実装した長方形状の支持基板１４が収容され、この支持基板１４は収容部１２の底面に接着剤などにより貼り付けられている。
また、ケース体１１の上面には、収容部１２を囲む所定高さの隔壁１５が収容部１２の周囲に沿ってエンドレス状に形成され、さらに、隔壁１５の外側に位置するケース体１１の周縁寄り部分には、可塑化溶融された封止材の導入通路１６が隔壁１５の全長に亘り設けられている。この導入通路１６は、図３及び図４に示すように、ケース体１１が金型２０内にセットされ、かつ型締めされた時に金型２０によって形成されるものであり、この導入通路１６の空間１６ａには、金型２０に設けたゲートを通して可塑化溶融封止材が圧入されるように構成されている。

前記隔壁１５には、図２に示すように、導入通路１６内に流入された可塑化溶融封止材の熱と充填圧力を低減して収容部１２に流入させるための複数の分岐開口１７が隔壁１５の長手方向の任意箇所に分散して形成されている。したがって、可塑化溶融封止材が図示省略の射出成形機のノズルから金型２０のゲートを通して導入通路１６の空間１６ａ内に流入されると、この空間１６ａ内は可塑化溶融封止材によって充填されるとともに、この可塑化溶融封止材は導入通路１６から分岐開口１７を通して収容部１２の空間１２ａに流入され充填される。そして、これら可塑化溶融封止材を冷却して固化することにより、収容部１２内の電子部品１３を支持基板１４ごと封止する封止カバー１８を形成する。

次に、図５及び図６を参照して、本実施の形態における封止型電子機器１０の製造方法について説明する。
まず、図５(ａ)に示すように、支持基板１４を含む電子部品１３を収容したケース体１１を射出成形機の金型２０内にセットし型締めする。次に、図６に示すように、図示省略の射出成形機からノズルを通して供給される可塑化溶融封止材を金型２０のゲート２０ａから導入通路１６の空間１６ａに圧入する。これに伴い、可塑化溶融封止材は図６の矢印６１に示す経路で導入通路１６内を流動するとともに、導入通路１６内に圧入された可塑化溶融封止材は、図５(ａ)及び図６の矢印６２に示すように、導入通路１６から複数の分岐開口１７を通して収容部１２の空間１２ａに収容部１２の周囲から流入される。ここで、可塑化溶融封止材が分岐開口１７を通して収容部１２の空間１２ａに流入する時、可塑化溶融封止材の熱と充填圧力は低減される。

例えば、封止材に耐熱性、耐薬品性、機械的強度に適したＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）を用いた場合、ノズル先端での溶融樹脂温度は２９０℃〜３２０℃であり、また、封止材に柔軟性、耐摩耗性、耐熱性、耐油性に適したＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）を用いた場合、ノズル先端での溶融樹脂温度は１９０℃〜２３０℃であるが、これらの樹脂温度は、導入通路１６への流入及び導入通路１６から分岐開口１７を通過する間に、電子部品１３の特性や機能を低下させることのない温度に低減させる。また、溶融樹脂のノズル先端での圧力は５０〜１００ＭＰａであるが、この充填圧力は、同様にして導入通路１６への流入及び導入通路１６から分岐開口１７を通過する間に、電子部品１３を変形させたり、破損したりすることのない充填圧力に低減される。
このようにして、導入通路１６の空間１６ａ及び収容部１２の空間１２ａは、可塑化溶融封止材により図５(ｂ)に示すように充填される。この時の可塑化溶融封止材の充填時間は０.５ｓｅｃ〜１.０ｓｅｃである。
導入通路１６の空間１６ａ及び収容部１２の空間１２ａへの可塑化溶融封止材の充填が終了した後、金型２０ごと１５秒程度冷却し、可塑化溶融封止材を固化して封止カバー１８を形成し、同時に電子部品１３をケース耐１１の収納部１２内に封入する。この時の封止材固化温度は１６０℃であり、また、封止材の圧力は０Ｐａとなる。
次に、型開きを行って、金型２０から製品、すなわち封止された型電子機器１０を金型から取り出す（図５(ｃ)）。

このような本実施の形態によれば、導入通路１６の空間１６ａに可塑化溶融封止材を充填するとともに収容部１２内の空間１２ａには導入通路１６から分岐開口１７を通して可塑化溶融封止材を充填し固化することで電子部品１３をケース体１１の収容部１２内に封入する封止カバー１８を形成するようにしたので、射出成形機から導入通路１６内に流入された可塑化溶融封止材が導入通路１６から分岐開口１７を通過する間に可塑化溶融封止材の熱と充填圧力を、電子部品１３の特性や機能を低下させたり、電子部品１３を変形または破損したりすることのない熱と充填圧力に低減することができ、これにより、封止時の電子部品に対する可塑化溶融封止材の流動圧力や熱の影響を軽減でき、電子部品へのダメージをなくし得るとともに封止型電子機器の封止スピードが向上し、その量産性を大幅に向上することができる。

なお、本発明の封止方法は、ＩＣタグの封止に限らず、その他の電子機器の封止にも適用することができる。
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された封止型電子機器及び方法の要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。

本発明の実施の形態における封止型電子機器の外観図である。 本発明の実施の形態における封止型電子機器の分解斜視図である。 図１の３−３線に沿う拡大断面図である。 図１の４−４線に沿う拡大断面図である。 本発明の実施の形態における封止型電子機器の製造過程の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態における封止型電子機器の製造過程における可塑化溶融封止材の流動状態を示す説明図である。本実施の形態における試料収納容器の斜視図である。

符号の説明

１０ 封止型電子機器
１１ ケース体
１２ 収容部
１２ａ 空間
１３ 電子部品
１４ 支持基板
１５ 隔壁
１６ 導入通路
１６ａ 空間
１７ 分岐開口
１８ 封止カバー
２０ 金型

Claims (5)

1. 扁平な収容部を有するケース体と、前記収容部内に収容された複数の電子部品とを備え、前記ケース体は前記収容部を囲むようにエンドレスに形成された所定高さの隔壁を有し、前記隔壁の外側に位置する前記ケース体の周縁寄り部分に可塑化溶融された封止材の導入通路が前記隔壁の全長に亘り設けられ、前記隔壁の長手方向の複数箇所に前記導入通路に流入された可塑化溶融封止材の熱と充填圧力を低減して前記収容部に流入させる分岐開口が形成され、前記導入通路内に可塑化溶融封止材を充填するとともに前記導入通路から前記分岐開口を通して前記収容部内の空間に可塑化溶融封止材を充填し固化することにより前記収容部内の電子部品を封止する封止カバーが形成されることを特徴とする封止型電子機器。
2. 前記封止カバーを形成するための前記導入通路及び前記収容部の空間は、前記電子部品を含むケース体がセットされた金型によって形成されることを特徴とする請求項１記載の封止型電子機器。
3. 前記電子部品は支持基板上に配設され、前記支持基板は前記収容部内に貼り付けられていることを特徴とする請求項１または２記載の封止型電子機器。
4. 複数の電子部品を射出成形により封止してなる電子機器の製造方法であって、
   前記複数の電子部品を収容する扁平な収容部を有するケース体と、前記電子部品が収容された前記ケース体がセットされた金型を設け、
   前記ケース体は前記収容部を囲むようにエンドレスに形成された所定高さの隔壁を有し、前記隔壁の外側に位置する前記ケース体の周縁寄り部分に可塑化溶融された封止材の導入通路が前記隔壁の全長に亘り設けられ、前記隔壁の長手方向の複数箇所に前記導入通路に流入された可塑化溶融封止材の熱と充填圧力を低減して前記収容部に流入させる分岐開口が形成され、
   前記金型に前記電子部品を含む前記ケース体をセットして型締めした際に前記金型と前記導入通路により形成される空間内に可塑化溶融封止材を充填するとともに前記金型と前記収容部により形成される空間内に前記導入通路から前記分岐開口を通して可塑化溶融封止材を充填し固化することにより前記電子部品を前記収容部内に封入する封止カバーを形成することを特徴とする封止型電子機器の製造方法。
5. 前記電子部品は支持基板上に配設され、前記支持基板は前記収容部内に貼り付けられていることを特徴とする請求項４記載の封止型電子機器の製造方法。