JP2010056186A - Electrical and electronic module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂封止構造を有する電気電子モジュールに関する。 The present invention relates to an electric / electronic module having a resin sealing structure.
自動車などに搭載される電気電子モジュールは、水や腐食性ガスの侵入を防止して電子回路基板を保護する構成であることが求められる。 Electrical and electronic modules mounted on automobiles and the like are required to have a configuration that protects an electronic circuit board by preventing intrusion of water or corrosive gas.
このような電気電子モジュールとしては、電子回路が搭載される電子回路基板と、この電子回路基板を搭載するための金属ベースとを備え、電子回路基板を樹脂により封止する構成のものが知られている(特許文献1等参照)。
As such an electric / electronic module, an electronic circuit board on which an electronic circuit is mounted and a metal base on which the electronic circuit board is mounted is known, and the electronic circuit board is sealed with a resin. (Refer to
上記従来技術の電気電子モジュールにおいては、金属ベースと封止樹脂の接着面に接着阻害物質(例えば機械油)が付着した場合、その接着阻害物質により金属ベースと封止樹脂の間の接着力が弱まり、接着面が剥離してしまうことが考えられる。このような接着面の剥離が電子回路基板と外部環境の間に連続して生じた場合には、電子回路基板が外部環境に接することになるため、水分の浸入による回路配線間の短絡、或いは、腐食性ガスの浸入による回路配線の断線等が発生する恐れがある。 In the above-described conventional electric / electronic module, when an adhesion inhibiting substance (for example, machine oil) adheres to the adhesion surface between the metal base and the sealing resin, the adhesion between the metal base and the sealing resin is caused by the adhesion inhibiting substance. It is considered that the adhesive surface is weakened and peels off. If such peeling of the adhesive surface occurs continuously between the electronic circuit board and the external environment, the electronic circuit board will be in contact with the external environment, so that a short circuit between the circuit wiring due to moisture penetration, or There is a risk of circuit wiring breakage due to the intrusion of corrosive gas.
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、電子回路基板の外部環境との接触を抑制することができる電気電子モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an electrical and electronic module capable of suppressing contact of an electronic circuit board with an external environment.
上記目的を達成するために、本発明は、電子回路基板と、この電子回路基板を取り付ける金属ベースとを備え、前記電子回路基板を封止樹脂で封止する電気電子モジュールにおいて、前記金属ベースは、前記封止樹脂との接着界面の外周部に対向する立ち上がり面を備え、前記封止樹脂と前記立ち上がり面の間に形成される凹部に樹脂組成物が充填されているものとする。 In order to achieve the above object, the present invention is an electrical and electronic module comprising an electronic circuit board and a metal base to which the electronic circuit board is attached, wherein the electronic base is sealed with a sealing resin. A rising surface facing the outer peripheral portion of the adhesive interface with the sealing resin is provided, and a resin composition is filled in a recess formed between the sealing resin and the rising surface.
電子回路基板の外部環境との接触を抑制することができる。 Contact of the electronic circuit board with the external environment can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態における電気電子モジュールを示す五面図であり、図1(a)〜図1(e)は、それぞれ、正面図、底面図、背面図、右側面図、平面図である。また、図2は、電気電子モジュールの全体を示す斜視図、図3は図1(e)におけるA−A線断面図であり、図4は樹脂による樹脂封止前の電気電子モジュールを示す斜視図、図5はその分解断面図である。 FIG. 1 is a five-side view showing an electric / electronic module according to the present embodiment. FIGS. 1A to 1E are a front view, a bottom view, a rear view, a right side view, and a plan view, respectively. It is. 2 is a perspective view showing the entire electric / electronic module, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 (e), and FIG. 4 is a perspective view showing the electric / electronic module before resin sealing with resin. FIG. 5 and FIG. 5 are exploded sectional views thereof.
図1〜図5において、本実施の形態の電気電子モジュールは、電子部品が搭載・実装される電子回路基板5を搭載する金属ベース1と、金属端子3が組み付けられたコネクタ2と、電子回路基板5を封止する封止樹脂8とで概略構成されている。
1 to 5, the electrical and electronic module of the present embodiment includes a
金属ベース1の前面側(図3中左側等)には、コネクタ2に組み付けられた金属端子3を通すための開口部が設けられており、この開口部の周辺部にはコネクタ2を固定するための取付部1bが設けられている。コネクタ2は、コネクタ固定ネジ6や接着剤(図示せず)により取付部1bに固定される。コネクタ2が取付部1bに取り付けられると金属端子3は、金属ベース1の取付部1bと連なる立ち上がり部1aの内側に沿うように収容される。金属端子3の先端部(立ち上がり部1aの上部)には、金属端子3を通すためのガイド穴が設けられた端子整列板4が配置されており、金属端子3は、端子整列板4のガイド穴に挿入されて整列され、電子回路基板5に設けられた端子接続用穴への挿入が容易となる。
An opening for allowing the
電子回路基板5は、電子回路のパターンが配線され、その電子回路の機能に応じた各種電子部品が半田や銀ペースト接着剤(共に図示せず)により搭載・実装されるものであり、基板固定ネジ7や接着剤(図示せず)により金属ベース1に取り付け固定される。電子回路基板5には端子接続用穴が設けられており、電子回路基板5が金属ベース1に搭載される際に金属端子3と半田等により導電接続される。電子回路基板5の材料としては、例えば、セラミック、ガラエポ、金属が用いられる。
The
金属ベース1は、電気電子モジュールを取り付ける際の固定部材であるとともに、金属ベース1に固定された電子回路基板5から発生する熱の放熱部材としての働きがある。この金属ベース1には、例えば、アルミ、アルミ合金、銅、銅合金、鉄(表面をメッキ(加工)したものを含む)が材料として用いられ、ダイカスト、プレス、焼結、或いは切削加工などにより成形される。
The
コネクタ2は、電気電子モジュールの外部に設けられたハーネス(図示せず)と電子回路基板5を電気的に接続するための部品であり、電子回路基板5は、コネクタ2の金属端子3を介して、電源の供給を受けたり、外部センサ(図示せず)からの信号入力、或いは外部アクチュエータ(図示せず)への信号出力を行う。コネクタ2のハウジング材料としては、例えば、無機質フィラを含む熱可塑性樹脂(ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ナイロン(PA66)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)など)が用いられる。また、金属端子3の材料としては、例えば、錫めっき、或いは金めっきが施された黄銅材が用いられる。
The
封止樹脂8の材料としては、例えば、無機質フィラを含み40度以下において固形であるエポキシ樹脂(熱硬化樹脂)が用いられる。
As a material of the
エポキシ樹脂材料は、エポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤とから組成されている。このエポキシ樹脂としては、例えば、40度以下で固形のオルソクレゾール型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂などが用いられる。また、フェノール樹脂硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、オルソクレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するフェノール樹脂、ナフタレン骨格を有するフェノール樹脂などが用いられる。 The epoxy resin material is composed of an epoxy resin and a phenol resin curing agent. Examples of the epoxy resin include an orthocresol type epoxy resin solid at 40 degrees or less, an epoxy resin having a biphenyl skeleton, an epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton, an epoxy resin having a naphthalene skeleton, and a bisphenol A type epoxy resin. Used. Moreover, as a phenol resin hardening | curing agent, a phenol novolak resin, an ortho cresol novolak resin, a phenol resin which has a dicyclopentadiene skeleton, a phenol resin which has a naphthalene skeleton, etc. are used, for example.
エポキシ樹脂成形材料は低弾性率化を図るため、例えば、シリコーンゴム又はオイル系やブタジエン系のゴムなどの低応力化剤を含んでも良い。 The epoxy resin molding material may contain a stress reducing agent such as silicone rubber or oil-based or butadiene-based rubber in order to reduce the elastic modulus.
また、エポキシ樹脂に添加する無機質フィラとしては、例えば、溶融シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、酸化マグネシウムなどの破砕状、又は球状のフィラがある。エポキシ樹脂に添加する場合は、1種類以上のフィラを添加することができる。 Examples of the inorganic filler added to the epoxy resin include crushed or spherical fillers such as fused silica, crystalline silica, alumina, and magnesium oxide. When adding to an epoxy resin, 1 or more types of fillers can be added.
以上のように構成した電気電子モジュールにおいて、封止樹脂8を除く構成(すなわち、樹脂封止前の組立体)をモジュールサブアッシ13と呼ぶ。
In the electric and electronic module configured as described above, a configuration excluding the sealing resin 8 (that is, an assembly before resin sealing) is referred to as a
本実施の形態における電気電子モジュールは、モジュールサブアッシ13をトランスファモールド成形方法により樹脂封止することにより得られる。
The electric / electronic module in the present embodiment is obtained by resin-sealing the
なお、本発明の特徴部分は、電気電子モジュールの金属ベース1における封止樹脂8との接着面の外周部分にあるが、図面が煩雑となるため図1〜図5においては図示を省略し、後に詳しく説明する。
In addition, although the characteristic part of this invention exists in the outer peripheral part of the adhesive surface with the
図6〜図8は、本実施の形態における電気電子モジュールのトランスファモールド成形方法の一例を示す図である。 6-8 is a figure which shows an example of the transfer mold shaping | molding method of the electrical / electronic module in this Embodiment.
本実施の形態におけるトランスファモールド成形方法においては、成形金型である上型14、下型15、及び成形樹脂タブレット8T等を用いてモジュールサブアッシ13の樹脂封止を行う。
In the transfer mold molding method according to the present embodiment, resin sealing of the
上型14及び下型15は、外形成形のために所望の封止樹脂形状に掘り込まれている。また、下型15には、常温で固形状態である成形樹脂タブレット8Tを装填するポット15aと、成形樹脂タブレット8Tをポット15aから金型内に押し出すプランジャ16とが設けられている。
The
以下、トランスファモールド成形方法の手順を説明する。 Hereinafter, the procedure of the transfer mold forming method will be described.
(手順1)上型14及び下型15は、170℃〜180℃に予め加熱されており、下型15にモジュールサブアッシ13をセットすると共に、成形樹脂タブレット8Tをポット15aに装填する(図6(1))。なお、モジュールサブアッシ13を予め規定の温度で予備加熱しておくことにより、サイクルタイムを短縮することができる。
(Procedure 1) The
(手順2)上型14と下型15を数十トンの力で型締めする(図6(2))。
(Procedure 2) The
(手順3)任意の速度で、プランジャ16を押し上げることにより(図6(3))、溶けた成形樹脂タブレット8T(封止樹脂8)が樹脂充填用の開口部(ゲート)を介して金型内(キャビティ)に充填される(図7(4))。
(Procedure 3) By pushing up the
(手順4)金型内に封止樹脂8が充填されたところで、数十kgf/cm2の成形圧力を印加し、約3分間その状態を保持する(図7(5))。
(Procedure 4) When the mold is filled with the
(手順5)成形金型(上型14、下型15)を開き、封止樹脂8による樹脂封止が施されたモジュールサブアッシ13を取り出す(図7(6)、図8(7))。
(Procedure 5) The molding die (
(手順6)電気電子モジュールとして余分な箇所であるカル18を除去する(図8(8))。
(Procedure 6)
本実施の形態における電気電子モジュールにおいては、トランスファモールド成形によりモジュールサブアッシ13を樹脂封止した後、金属ベース1と封止樹脂8との接着界面の外周部に形成される凹部9(後述)に樹脂組成物を充填する。以下、この点について図9〜図11を参照しつつ詳細に説明する。
In the electrical / electronic module according to the present embodiment, after the
図9及び図10は、樹脂組成物充填前の電気電子モジュールを示す図であり、図11は樹脂組成物充填後の電気電子モジュールを示す図である。図9は、図1(e)におけるB−B線に相当する位置での断面図であり、図10は図9におけるC部の拡大図である。また、図11は樹脂組成物充填後の電気電子モジュールにおける図9に対応する断面図である。 9 and 10 are diagrams showing the electric / electronic module before filling the resin composition, and FIG. 11 is a diagram showing the electric / electronic module after filling the resin composition. 9 is a cross-sectional view at a position corresponding to the line BB in FIG. 1E, and FIG. 10 is an enlarged view of a portion C in FIG. Moreover, FIG. 11 is sectional drawing corresponding to FIG. 9 in the electric and electronic module after resin composition filling.
図9〜図11において、金属ベース1は、封止樹脂8との接着界面の外周部に対向する立ち上がり面21を有する段差部20を備えている。
9 to 11, the
段差部20は、金属ベース1と封止樹脂8の接着界面10(説明の便宜上、点線10で示す)よりも上側(金属ベース1において、電子回路基板5が搭載され封止樹脂8により封止される側)に形成した段差面11(説明の便宜上、点線11で示す)を有しており、接着界面10と立ち上がり面21と段差面11とが連続して形成されている。すなわち、立ち上がり面21は接着界面10から上側に延びるように形成されている。
The
段差部20、立ち上がり面21は、トランスファモールド成形時における樹脂充填用の開口部(ゲート)を除いて、金属ベース1と封止樹脂8の接着界面(の外周)を囲むように設けられている。
The stepped
このように形成された段差部20の立ち上がり面21と封止樹脂8によって、凹部9が形成されており、その凹部9には、樹脂組成物12が充填されている(図11参照)。
A
樹脂組成物12の材料としては、例えば、シリコーン系又はポリイソブチレン系の液状ガスケット、或いは、シリコーン系又はエポキシ系の接着剤が用いられる。
As a material of the
以上のように構成した本実施の形態における効果を従来技術と比較しつつ説明する。 The effects of the present embodiment configured as described above will be described in comparison with the prior art.
電気電子モジュールにおいて、金属ベース1は、ダイカスト、プレス、焼結、或いは切削加工などにより成形されるため、成形の工程で用いられる機械油などが金属ベース1に付着・残留することが考えられる。
In the electric / electronic module, since the
従来技術の電気電子モジュールにおいては、電子回路基板を封止する封止樹脂と金属ベースは、これらの間に生じる接着力によって接着されている。したがって、金属ベースと封止樹脂の接着面(接着界面)に接着阻害物質(例えば機械油)が付着・残留した場合、その接着阻害物質により金属ベースと封止樹脂の間の接着力が弱まり、接着界面が剥離してしまう恐れがある。 In a conventional electric / electronic module, a sealing resin for sealing an electronic circuit board and a metal base are bonded together by an adhesive force generated between them. Therefore, when an adhesion inhibiting substance (for example, machine oil) adheres to or remains on the adhesion surface (adhesion interface) between the metal base and the sealing resin, the adhesion force between the metal base and the sealing resin is weakened by the adhesion inhibiting substance, There is a risk that the adhesive interface will peel off.
特に、内燃機関の制御回路を有する電子回路基板は大型の場合があり、時には100mm×100mmを超える大きさとなることもある。そのような電子回路基板を金属ベースに搭載して樹脂封止し、電気電子モジュールを形成する場合においては、金属ベースと封止樹脂の接着界面の外周の長さが長くなるため、製造上管理が困難な部品の欠陥(例えば、接着阻害物質の接着界面への付着)の影響を受けやすくなり、接着界面が剥離してしまう恐れがより大きくなる。 In particular, an electronic circuit board having a control circuit for an internal combustion engine may be large, sometimes exceeding 100 mm × 100 mm. When such an electronic circuit board is mounted on a metal base and resin-sealed to form an electrical / electronic module, the length of the outer periphery of the adhesive interface between the metal base and the sealing resin is increased, so that manufacturing management is possible. Are more susceptible to the influence of component defects (for example, adhesion of an adhesion-inhibiting substance to the adhesion interface), and the risk of the adhesion interface peeling off becomes greater.
このような接着面の剥離が電子回路基板と外部環境の間に連続して生じた場合には、電子回路基板が外部環境に接することになるため、水分の浸入による回路配線間の短絡、或いは、腐食性ガスの浸入による回路配線の断線等が発生する恐れがある。 If such peeling of the adhesive surface occurs continuously between the electronic circuit board and the external environment, the electronic circuit board will be in contact with the external environment, so that a short circuit between the circuit wiring due to moisture intrusion, or There is a risk of circuit wiring breakage due to the intrusion of corrosive gas.
これに対し、本実施の形態における電気電子モジュールにおいては、金属ベース1に、封止樹脂8との接着界面の外周部に対向する立ち上がり面21を有する段差部20を設け、その立ち上がり面21と封止樹脂8との間に形成される凹部9に樹脂組成物12を充填して構成したので、万一、封止樹脂8と金属ベース1の接着界面が剥離しても、接着界面の外周部が外部環境に接することが抑制され、電子回路基板5の外部環境への接触を抑制することができる。
On the other hand, in the electric and electronic module according to the present embodiment, the
また、立ち上がり面21が段差部20のみで形成されるよう構成したので、立ち上がり面21を設けることにより樹脂成形(トランスファモールド成形)に用いる金型構造が複雑となることを抑制することができる。
Further, since the rising
なお、以上においては、封止樹脂8と立ち上がり面21の立ち上がり部(接着界面10との境界部)の間に間隔が有る場合を例にとり説明したが、これに限られず、例えば、封止樹脂8と立ち上がり面21の立ち上がり部が接する構成としても良い。
In the above description, the case where there is a gap between the sealing
また、以上においては、樹脂組成物12を充填する凹部9を封止樹脂8と段差部20の立ち上がり面21により形成したが、これに限られず、例えば、立ち上がり面21を有するテーパ部、或いは、立ち上がり面21を有する凸部を金属ベース1の封止樹脂8との接着界面の外周部に設け、これらの立ち上がり面21と封止樹脂8により凹部9を形成して樹脂生物12を充填するよう構成しても良い。
Further, in the above, the
1 金属ベース
2 コネクタ
3 金属端子
4 端子整列板
5 電子回路基板
6 コネクタ固定ネジ
7 基板固定ネジ
8 封止樹脂
9 凹部
10 接着界面
11 段差面
12 樹脂組成物
13 モジュールサブアッシ
14 上型
15 下型
20 段差部
21 立ち上がり面
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記金属ベースは、前記封止樹脂との接着界面の外周部に対向する立ち上がり面を備え、
前記封止樹脂と前記立ち上がり面の間に形成される凹部に樹脂組成物が充填されていることを特徴とする電気電子モジュール。 In an electrical and electronic module comprising an electronic circuit board and a metal base to which the electronic circuit board is attached, and sealing the electronic circuit board with a sealing resin,
The metal base includes a rising surface facing an outer peripheral portion of an adhesive interface with the sealing resin,
An electrical and electronic module, wherein a recess formed between the sealing resin and the rising surface is filled with a resin composition.
前記樹脂組成物は、接着剤であることを特徴とする電気電子モジュール。 The electrical and electronic module according to claim 1.
The electric and electronic module, wherein the resin composition is an adhesive.
前記接着剤は、シリコーン系接着剤又はエポキシ系接着剤であることを特徴とする電気電子モジュール。 The electrical and electronic module according to claim 2,
The electrical and electronic module is characterized in that the adhesive is a silicone adhesive or an epoxy adhesive.
前記樹脂組成物は、液状ガスケットであることを特徴とする電気電子モジュール。 The electrical and electronic module according to claim 1.
The electric and electronic module, wherein the resin composition is a liquid gasket.
前記液状ガスケットは、シリコーン系液状ガスケット又はポリイソブチレン系液状ガスケットであることを特徴とする電気電子モジュール。 The electrical and electronic module according to claim 4.
The electrical and electronic module, wherein the liquid gasket is a silicone-based liquid gasket or a polyisobutylene-based liquid gasket.
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