JP2008124185A - インジケータ付きモジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インジケータの位置に変更があっても効率よく製造可能であるインジケータ付きモジュールおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】電子素子２と、基板１と、端子３と、電子素子２の動作状態に応じて点灯するＬＥＤチップ４と、を備えた半導体リレーモジュールＡ１であって、ＬＥＤチップ４からの光を入射させる光入射部５ａ、およびこの光を出射させる光出射部５ｂを有する導光部材５と、電子素子２および導光部材５のうち光出射部５ｂ以外の部分を覆う樹脂コーティング６とを備えており、光出射部５ｂは、端子３が延びる方向とは異なる方向において基板１および電子素子２よりも突出しており、光出射部５ｂと樹脂コーティング６のうち光出射部５ｂを囲う部分とは、面一とされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえば電源モジュールまたは半導体リレーモジュールなど、動作状態を示すためのインジケータを有するモジュールおよびその製造方法に関する。

図８は、従来のインジケータ付きモジュールの一例を示している。同図に示されたリレーモジュールＸは、導通支持部材９１、電子素子９２、端子９３、ＬＥＤチップ９４、導光部材９５、およびカバー９６を備えている。リレーモジュールＸは、端子９３を用いてたとえば回路基板に実装される。ＬＥＤチップ９４および導光部材９５は、いわゆる砲弾型のＬＥＤモジュールを構成しており、リレーモジュールＸの動作状態を示すインジケータである。カバー９６は、導通支持部材９１および電子素子９２を覆っており、これらを保護するためのものである。

リレーモジュールＸを製造する際には、まず導通支持部材９１に電子素子９２、端子９３、ＬＥＤチップ９４、および導光部材９５が搭載される。次に、カバー９６は、導通支持部材９１および電子素子９２を十分に覆うことが可能な形状およびサイズとされる。また、カバー９６には、導光部材９５を適切に露出させる開孔が設けられる。この開孔の位置は、導通支持部材９１に対する導光部材９５の取り付け位置をもとに、正確に規定される必要がある。このため、リレーモジュールＸの機能や視認性を向上させるための小変更によって導通支持部材９１に対する導光部材９５の取り付け位置が変更されると、これに合わせて上記開孔の位置を変更することが強いられていた。また、インジケータ付きモジュールの他の形態としては、カバー９６に代えてモールド成形された樹脂パッケージを備えるものがある。この形態においては、導光部材９５の取り付け位置を変更しようとすると、上記樹脂パッケージを形成するための金型を作り直す必要があった。

特開平１０−２０８６００号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、インジケータの位置に変更があっても効率よく製造可能であるインジケータ付きモジュールおよびその製造方法を提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面によって提供されるインジケータ付きモジュールは、電子素子と、上記電子素子が搭載された導通支持部材と、上記導通支持部材から延びる端子と、上記電子素子の動作状態に応じて点灯する光源と、を備えたインジケータ付きモジュールであって、上記光源からの光を入射させる光入射部、およびこの光を出射させる光出射部を有する導光部材と、上記電子素子および上記導光部材のうち上記光出射部以外の部分を覆う樹脂コーティングとを備えており、上記光出射部は、上記端子が延びる方向とは異なる方向において上記導通支持部材および上記電子素子よりも突出しており、上記光出射部と上記樹脂コーティングのうち上記光出射部を囲う部分とは、面一とされていることを特徴としている。

このような構成によれば、上記光出射部は、上記インジケータ付きモジュールの外面にはっきりと露出したものとなる。このため、上記光出射部を透して上記光源が点灯しているか否かを適切に視認することが可能である。

本発明の第２の側面によって提供されるインジケータ付きモジュールの製造方法は、導通支持部材に電子素子、端子、光源、および上記光源からの光を入射させる光入射部を有する導光部材を搭載する第１工程と、上記電子素子および上記導光部材を覆う樹脂コーティングを形成する第２工程と、を有しており、上記第１工程においては、上記導光部材のうち上記光入射部から離間した位置にある端部を、上記端子が延びる方向とは異なる方向において上記導通支持部材および上記電子素子よりも突出させ、上記第２工程の後に、上記導光部材の上記端部が突出する方向に垂直な方向に沿って上記導光部材および上記樹脂コーティングを切断することにより、上記導光部材に上記光源からの光を出射させる光出射部を形成する第３工程をさらに有することを特徴としている。

このような構成によれば、上記導光部材の上記基板に対する取り付け位置が変更されても、上記第２工程および上記第３工程における作業をほとんど変更必要がない。したがって、導光部材の取り付け位置を比較的高い頻度で変更するインジケータ付きモジュールや、導光部材の取り付け位置が互いに異なる複数種類のインジケータ付きモジュールを効率よく製造することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明に係るインジケータ付きモジュールの第１実施形態を示している。本実施形態の半導体リレーモジュールＡ１は、基板１、電子素子２、端子３、ＬＥＤチップ４、導光部材５、および樹脂コーティング６を備えている。半導体リレーモジュールＡ１は、たとえば回路基板に実装される電子部品であり、ある電気信号を受けることにより他の電気信号を制御するスイッチング機能を有する。半導体リレーモジュールＡ１のスイッチング動作状態は、ＬＥＤチップ４の点灯によって目視確認することができる。

基板１は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる絶縁基板であり、本発明で言う導通支持部材の一例である。基板１は、全体が矩形状とされており、切り欠き１ａが形成されている。切り欠き１ａは、ＬＥＤチップ４および導光部材５を設けるために利用される。基板１には、配線パターン（図示略）が形成されている。この配線パターンを介して、電子素子２、端子３、およびＬＥＤチップ４が適宜導通している。

電子素子２は、半導体リレーモジュールＡ１のスイッチング機能を実現するためのものであり、たとえばＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子である。電子素子２は、絶縁基板１の一面側に面実装されている。

端子３は、リレーモジュールＡ１が搭載されるたとえば回路基板との間で信号のやり取りを行うためのものである。端子３は、たとえばＣｕ、Ｎｉまたはこれらの合金からなり、基板１から突出するように設けられている。

ＬＥＤチップ４は、たとえば窒化ガリウムからなる半導体層が積層された半導体発光素子であり、本発明で言う光源の一例である。ＬＥＤチップ４は、導光部材５によって覆われている。ＬＥＤチップ４と導光部材５とは、本発明で言うインジケータの一例を構成しており、切り欠き１ａを利用して基板１に対して取り付けられている。導光部材５は、ＬＥＤチップ４からの光を透過可能なたとえばエポキシ樹脂からなり、略円柱形状である。導光部材５のうちＬＥＤチップ４の発光部を覆っている部分が、光入射部５ａとなっている。導光部材５には、光出射部５ｂが形成されている。光出射部５ｂは、光入射部５ａから入射した光を出射するための部分であり、平面状とされている。光出射部５ｂは、端子３が突出する方向とは反対側の方向において、基板１および電子素子２よりも突出している。

樹脂コーティング６は、基板１、電子素子２、および導光部材５のうち光出射部５ｂ以外の部分を覆っており、これらを保護するためのものである。樹脂コーティング６は、たとえば黒色の熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなる。樹脂コーティング６のうち光出射部５ｂを囲う部分は、光出射部５ｂと面一とされている。

次に、半導体リレーモジュールＡ１の製造方法について、図２から図４を参照しつつ以下に説明する。

まず、図２に示すように、電子素子２、端子３、ＬＥＤチップ４、および導光部材５’を実装する。電子素子２の実装は、たとえばリフローの手法を用いて行う。ＬＥＤチップ４および導光部材５’は、いわゆる砲弾型のＬＥＤモジュールを構成している。このＬＥＤモジュールを切り欠き１ａに沿わせた状態で、基板１にハンダ付けする。これにより、導光部材５’は、その端部５ｃが端子３とは反対の方向に突出する姿勢となる。以上により、本発明で言う第１工程が完了する。

次に、図３に示すように、電子素子２、端子３、ＬＥＤチップ４、および導光部材５’が実装された基板１に対してディップモールドを施す。本実施形態においては、電子素子２などが実装された基板１をたとえば１５０℃程度に加熱した後に、基板１を粉末樹脂５１にディップする。このとき、端子３、または端子３が連結されたフレーム（図示略）を支持しながら、基板１全体をディップする。加熱された基板１などに触れた粉末樹脂５１は、溶融した後に基板１などに付着する。この作業を数回繰り返すことにより、図４に示す樹脂コーティング６’が形成される。樹脂コーティング６’は、基板１、電子素子２、端子３の一部、導光部材５’全体を覆っている。以上により、本発明で言う第２工程が完了する。

次に、図４に示す切断線ＣＬに沿って、導光部材５’および樹脂コーティング６’を切断する。この切断を行うには、たとえば回転刃を用いて導光部材５’および樹脂コーティング６’を切断してもよいし、研磨手段を用いて導光部材５’および樹脂コーティング６’のうち切断線ＣＬから突出する部分を削り落としてもよい。本実施形態においては、端子３を基準として、端子３から所定距離だけ離れた位置まで上記研磨手段によって削り落としている。この切断によって、砲弾型であった導光部材５’が、図１に示す光出射部５ｂを有する円柱状の導光部材５となる。また、樹脂コーティング６’が、光出射部５ｂと面一である部分を有する樹脂コーティング６となる。以上より、本発明で言う第３工程が完了し、半導体リレーモジュールＡ１が得られる。

次に、半導体リレーモジュールＡ１およびその製造方法の作用について説明する。

本実施形態によれば、基板１に対する導光部材５の取り付け位置が変更されても、樹脂コーティング６を形成する工程をほとんど変更する必要がない。このため、半導体リレーモジュールＡ１の仕様変更をする場合に、たとえばカバーの設計変更や金型の再製作に伴ってコストが増加することがない。したがって、導光部材５の取り付け位置に変更があっても半導体リレーモジュールＡ１を効率よく製造することができる。

導光部材５’は、その端部５ｃが端子３とは異なる方向に突出するように設けられる。このため、切断線ＣＬに沿って切断するときには、端子３を支持した状態で、切断に用いる研磨手段を端子３から所定距離まで接近させることにより、切断線ＣＬに沿って正確に切断することができる。

光出射部５ｂは、半導体リレーモジュールＡ１の外面にはっきりと露出したものとなる。このため、光出射部５ｂを透してＬＥＤチップ４が点灯しているか否かを適切に視認することが可能である。

図５〜図７は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図５は、本発明に係るインジケータ付きモジュールの第２実施形態を示している。本実施形態の半導体リレーモジュールＡ２は、端子３が突出する方向に対して、光出射部５ｂが向く方向が上述した実施形態とは異なっている。このような実施形態によれば、半導体リレーモジュールＡ２が回路基板に実装された状態で、この回路基板が広がる方向から半導体リレーモジュールＡ２の動作状態を確認することができる。また、本発明に係る製造方法によれば、光出射部５ｂの向きが互いに異なる半導体リレーモジュールＡ１，Ａ２を適切に製造することができる。

図６および図７は、本発明に係るインジケータ付きモジュールの第３実施形態を示している。本実施形態の半導体リレーモジュールＡ３は、ＬＥＤチップ４および導光部材５の構成が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、ＬＥＤチップ４は、基板１に直接実装されている。ＬＥＤチップ４の実装位置は、基板１の端縁から比較的離間した位置とされている。導光部材５は、ＬＥＤチップ４から基板１外に横たわるように搭載されている。導光部材５には、ＬＥＤチップ４を収容可能な凹部が形成されている。この凹部の底面が、光入射部５ａとされている。また、導光部材５には、傾斜面５ｄが形成されている。傾斜面５ｄは、光入射部５ａから入射した光を光出射部５ｂに向けて反射させるための面である。

このような実施形態によれば、ＬＥＤチップ４を電子素子２とともにリフローの手法を用いて面実装することが可能であり、半導体リレーモジュールＡ３の製造効率を高めることができる。また、傾斜面５ｄを有する導光部材５を用いることにより、基板１の中央寄りに設けられたＬＥＤチップ４からの光を半導体リレーモジュールＡ３外へと適切に出射させることができる。

本発明に係るインジケータ付きモジュールおよびその製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るインジケータ付きモジュールおよびその製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明で言う光源は、ＬＥＤチップに限定されず、インジケータ付きモジュールの動作状態に応じて適宜点灯可能なものであればよい。本発明で言う導通支持部材は、基板に限定されず、たとえばリードフレームであってもよい。樹脂コーティングを形成する手段は、粉末樹脂を用いた手法に代えて、たとえば液体樹脂を用いる手法を用いてもよい。本発明に係るインジケータ付きモジュールは、半導体リレーモジュールに限定されず、電源モジュールなどその動作状態を目視確認することが必要とされる様々なモジュールを含む。

本発明に係るインジケータ付きモジュールの第１実施形態を示す一部断面正面図である。 図１に示すインジケータ付きモジュールの製造方法の一例における第１工程を示す正面図である。 図１に示すインジケータ付きモジュールの製造方法の一例における第２工程を示す正面図である。 図１に示すインジケータ付きモジュールの製造方法の一例における第３工程を示す一部断面正面図である。 本発明に係るインジケータ付きモジュールの第２実施形態を示す一部断面正面図である。 本発明に係るインジケータ付きモジュールの第３実施形態を示す一部断面正面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う要部断面図である。 従来のインジケータ付きモジュールの一例を示す正面図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２，Ａ３ 半導体リレーモジュール（インジケータ付きモジュール）
１ 基板（導通支持部材）
２ 電子素子
３ 端子
４ ＬＥＤチップ（光源）
５，５’ 導光部材
５ａ 光入射部
５ｂ 光出射部
５ｃ 端部
６，６’ 樹脂コーティング
５１ 粉末樹脂

Claims (2)

1. 電子素子と、
   上記電子素子が搭載された導通支持部材と、
   上記導通支持部材から延びる端子と、
   上記電子素子の動作状態に応じて点灯する光源と、
   を備えたインジケータ付きモジュールであって、
   上記光源からの光を入射させる光入射部、およびこの光を出射させる光出射部を有する導光部材と、
   上記電子素子および上記導光部材のうち上記光出射部以外の部分を覆う樹脂コーティングとを備えており、
   上記光出射部は、上記端子が延びる方向とは異なる方向において上記導通支持部材および上記電子素子よりも突出しており、
   上記光出射部と上記樹脂コーティングのうち上記光出射部を囲う部分とは、面一とされていることを特徴とする、インジケータ付きモジュール。
2. 導通支持部材に電子素子、端子、光源、および上記光源からの光を入射させる光入射部を有する導光部材を搭載する第１工程と、
   上記電子素子および上記導光部材を覆う樹脂コーティングを形成する第２工程と、を有しており、
   上記第１工程においては、上記導光部材のうち上記光入射部から離間した位置にある端部を、上記端子が延びる方向とは異なる方向において上記導通支持部材および上記電子素子よりも突出させ、
   上記第２工程の後に、上記導光部材の上記端部が突出する方向に垂直な方向に沿って上記導光部材および上記樹脂コーティングを切断することにより、上記導光部材に上記光源からの光を出射させる光出射部を形成する第３工程をさらに有することを特徴とする、インジケータ付きモジュールの製造方法。

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