JP2010177359A - 電子回路装置の製造方法、電子回路装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回路基板21にラジアル形電子部品22をそのパッケージ部22aが回路基板21から張り出す張出部22dを形成するようにオフセットして実装した電子部品付き基板20をケース10の基板収容凹所11に収容し、電子部品付き基板を封止する樹脂部を形成するための液状樹脂材料Rをラジアル形電子部品22の張出部22dに当てるようにして基板収容凹所11内に注入して充填し硬化させて樹脂部を形成する電子回路装置の製造方法、電子回路回路装置を提供する。
【選択図】図2
Description
このため、前記樹脂部を形成するための液状樹脂材料133をケース134に流し込む際に、ラジアル形電子部品と回路基板との間からエアを効率良く排出することができ、気泡の残存量を減少(あるいは解消)することができる技術の開発が求められていた。
第1の発明は、回路基板に電子部品を実装してなる電子部品付き基板を、回路基板を収容するためのケースに形成された基板収容凹所に収容した後、前記基板収容凹所内に液状樹脂材料を充填して硬化させることで、前記液状樹脂材料が硬化してなる樹脂部中に前記電子部品付き基板が埋め込まれた構成の電子回路装置を製造する方法であって、前記電子部品付き基板として、ラジアル形電子部品をそのパッケージ部の一部が前記回路基板の外周から張り出す張出部を形成するようにして前記回路基板に実装したものを採用し、この電子部品付き基板を前記ラジアル形電子部品が前記回路基板に対して前記ケースの前記基板収容凹所の開口部とは反対側となる向きで前記ケースの前記基板収容凹所に収容する基板収容工程を行った後、前記液状樹脂材料を前記基板収容凹所の開口部を介して前記電子部品付き基板における前記ラジアル形電子部品の前記パッケージ部の前記張出部に当てるように前記基板収容凹所内に注入して充填し硬化させることで前記樹脂部を形成する樹脂部形成工程を行うことを特徴とする電子回路装置の製造方法を提供する。
第2の発明は、前記電子部品付き基板として、前記回路基板において前記ラジアル形電子部品のパッケージ部と対面する領域であるオフセット部品実装領域から前記ケースの前記基板収容凹所の開口部内周面に対面される前記回路基板の端部とは反対側の位置に、前記ケースの前記基板収容凹所に注入した前記液状樹脂材料によって前記回路基板の前記オフセット部品実装領域と前記ラジアル形電子部品の前記パッケージ部との間から移されるエアを排出するためのエア抜き孔が形成されているものを用いることを特徴とする請求項1の発明の電子回路装置の製造方法を提供する。
第3の発明は、前記エア抜き孔が、前記回路基板に、前記オフセット部品実装領域の外周に沿って延在する長孔状に形成されていることを特徴とする第2の発明の電子回路装置の製造方法を提供する。
第4の発明は、回路基板を収容するためのケースに形成された基板収容凹所内に、回路基板に電子部品を実装してなる電子部品付き基板を有し、前記電子部品付き基板を、前記基板収容凹所に充填した液状樹脂材料を硬化させて形成した樹脂部によって埋め込んで構成される電子回路装置であって、前記電子部品付き基板は、ラジアル形電子部品をそのパッケージ部の一部が前記回路基板の外周から張り出す張出部を形成するようにして前記回路基板に実装したものであり、前記ラジアル形電子部品が前記回路基板に対して前記ケースの前記基板収容凹所の開口部とは反対側となる向きで前記ケースの前記基板収容凹所に収容されており、前記液状樹脂材料を前記基板収容凹所内に充填する際に、前記基板収容凹所に前記電子部品付き基板が収容された状態にて、前記液状樹脂材料を前記基板収容凹所の開口部を介して前記電子部品付き基板における前記ラジアル形電子部品の前記パッケージ部の前記張出部に当てるようにして前記基板収容凹所内に注入し、充填後、硬化させることにより前記樹脂部を形成してなることを特徴とする電子回路装置を提供する。
第5の発明は、前記電子部品付き基板は、前記回路基板において前記ラジアル形電子部品のパッケージ部と対面する領域であるオフセット部品実装領域から前記ケースの前記基板収容凹所の開口部内周面に対面される前記回路基板の端部とは反対側の位置に、前記ケースの前記基板収容凹所に注入した前記液状樹脂材料によって前記回路基板の前記オフセット部品実装領域と前記ラジアル形電子部品の前記パッケージ部との間から移されるエアを排出するためのエア抜き孔が形成されていることを特徴とする第4の発明の電子回路装置を提供する。
第6の発明は、前記エア抜き孔が、前記回路基板に、前記オフセット部品実装領域の外周に沿って延在する長孔状に形成されていることを特徴とする第5の発明の電子回路装置を提供する。
まず、電子回路装置について説明する。
ここで説明する電子回路装置は、自動車、自動二輪車等に使用されるパワートランジスタモジュールやスイッチング電源モジュールといった大電力電子部品モジュールとして用いられるものである。
図2(b)に示すように、前記電子回路装置1は、回路基板を収容するためのケース10と、回路基板21に電子部品を実装してなり前記ケース10に形成された基板収容凹所11に収容された電子部品付き基板20とを具備し、前記電子部品付き基板20が前記基板収容凹所11に充填された樹脂部30中に埋め込まれた概略構成になっている。
図1、図2(a)は、前記ケース10の前記基板収容凹所11に液状樹脂材料Rを充填する前の状態を示す図であって、前記電子部品付き基板20を前記ケース10の前記基板収容凹所11に収容して組み立てたアセンブリ体2を示す。前記電子回路装置1は、アセンブリ体2のケース10の基板収容凹所11に液状樹脂材料Rを充填し、この液状樹脂材料Rを硬化させて樹脂部30を形成することで得られる。
まず、前記アセンブリ体2及び該アセンブリ体2を構成するケース10、電子部品付き基板20について、図1、図2(a)を参照して説明する。なお、本発明に係る電子回路装置の製造方法については後に詳述する。
回路基板21に実装されるラジアル形電子部品22以外の電子部品を、以下、非ラジアル形電子部品(図中符号25を付す)とも言う。
パッケージ部22aは、その底側の端部にゴム等の弾性材からなるシート状の防振材22eを具備しており、この防振材22eによってパッケージ部22aの底側端面22cが形成されている。前記防振材22eには前記底側端面22cから窪む溝22fが形成されている。前記溝22fは、回路基板21と該回路基板21に実装したラジアル形電子部品22のパッケージ部22aとの間に、電子回路装置1の樹脂部30を形成するためにケース10の基板収容凹所11に流し込む液状樹脂材料Rを流通させる流路を確保する機能を果たす。前記溝22fを、以下、樹脂材料流通溝とも言う。図1に例示したラジアル形電子部品22の前記樹脂材料流通溝22fはパッケージ部22aの底側端面22cの中央部から四方に延在する十字状に形成されている。
つまり、前記ラジアル形電子部品22の回路基板21に対する実装位置は、パッケージ部22aの底側端面22cに、前記回路基板21と対面する領域と回路基板21の外周から外側に位置して回路基板21と対面していない領域とが確保されるようにしてオフセットされている。
また、前記回路基板21において、前記ラジアル形電子部品22のパッケージ部22a(詳細には底側端面22c)と対面する領域を、以下、オフセット部品実装領域21dと称する。
また、図示例の電子部品付き基板20にあっては、回路基板21にラジアル形電子部品22を複数(具体的には2つ)実装している。複数のラジアル形電子部品22は、回路基板21の前記電子部品オフセット側縁211に沿う複数箇所に互いに間隔をあけて実装されている。複数のラジアル形電子部品22は、それぞれ、そのパッケージ部22aが回路基板21の電子部品オフセット側縁211から張り出された張出部22dを有するように回路基板21に対してオフセットして実装されている。
図1に例示したラジアル形電子部品22の前記樹脂材料流通溝22fは、パッケージ部22aの底側端面22cの中央部から四方に延在する4本の枝溝22gによって構成されている。4本の枝溝22gのうち3本はその全体が回路基板21のオフセット部品実装領域21dと対面する位置にある。残りの1本の枝溝22gは、パッケージ部22aの底側端面22cの中央部から前記張出部22dに延在している。この枝溝22gに図中符号22g1を付し、以下、張出部溝とも言う。
また、ラジアル形電子部品22の2本のリード線22bは、張出部溝22g1及び溝連通部22hから前記張出部溝22g1とは反対側に延在する枝溝22g(図1中符号22g2の枝溝)を除く2本の枝溝22gの底面22f1から延出されている。以下、前記リード線22bが延出されている枝溝22gをリード線延出溝とも言う(図中、符号22g3を付す)。
アセンブリ体2において前記電子部品付き基板20は前記回路基板21が前記平面15と平行、前記ラジアル形電子部品22(詳細にはそのパッケージ部22a)が前記回路基板21に対して前記ケース10の前記基板収容凹所11の開口部12とは反対側となる向きで基板収容凹所11内に収容される。
前記囲繞壁14を構成する3つの側壁部141、142、143及びコネクタ部144の内、基板収容凹所11を介して対向する一対の側壁部141、142は互いに平行に形成されている。また、前記コネクタ部144は基板収容凹所11を介して符号143の側壁部と対向する位置に設けられており、基板収容凹所11を介して対向する一対の側壁部141、142の間隔方向(図1において上下方向。以下、ケース幅方向とも言う)に沿って延在している。前記側壁部143もケース幅方向に沿って延在するように形成されている。
なお、図示例のケース10は、具体的には、主壁部13とコ字状側壁部14bとによって構成されたケース本体16に該ケース本体16とは別体のコネクタ部144を固定した構成になっている。
また、図示例のアセンブリ体2は、ケース縦方向において、回路基板21の電子部品オフセット側縁211が側壁部143側、電子部品オフセット側縁211とは反対側の側縁212がコネクタ部144側となる向きで、電子部品付き基板20を基板収容凹所11内に収容した構成になっている。
但し、液状樹脂材料Rは、例えば図2(a)に示すように注入用ノズル41を用いて、ケース10の基板収容凹所11の開口部12からラジアル形電子部品22のパッケージ部22aの張出部22dに当てるようにして注入して基板収容凹所11に充填する。
このエア抜き孔26は、ラジアル形電子部品22のパッケージ部22aの張出部22dに当てるようにして基板収容凹所11に注入された液状樹脂材料Rによって前記樹脂材料流通溝22fから該樹脂材料流通溝22fの外に移されるエアを回路基板21の第1主面21a側から第2主面21b側(すなわち基板収容凹所11の開口部12側)に効率良く排出するために設けられるものであり、オフセット部品実装領域21dの近傍に形成される。
なお、エア抜き孔としては、図示例のものに限定されず、例えば丸孔状や角孔状等であっても良い。丸孔状や角孔状のエア抜き孔についても、電子部品オフセット側縁211に沿う方向の寸法が、隣り合うオフセット部品実装領域21d間の距離よりも大きい孔であることが好ましい。
ここで説明する製造方法は、前記電子部品付き基板20をケース10に収容してアセンブリ体2を組み立てる基板収容工程と、この基板収容工程の完了後、ケース10の基板収容凹所11内に液状樹脂材料Rを注入して充填し、硬化させることで樹脂部30を形成し、前記樹脂部30中に電子部品付き基板20を埋め込み状態とする(図2(b)参照)樹脂部形成工程とを具備する。
ここで説明する実施形態では、ケース10の基板収容凹所11内への液状樹脂材料Rの注入は、既述のように注入用ノズル41(図2(a)参照)を用いて、液状樹脂材料Rを、ケース10の基板収容凹所11の開口部12からラジアル形電子部品22のパッケージ部22aの張出部22dに当てるようにして注入する。
図1では、回路基板21に対してオフセットして実装した2つのラジアル形電子部品22の張出部22dに対応して使用する2つの注入用ノズル41の位置を仮想線で示した。
なお、樹脂部30の形成樹脂としては熱硬化性樹脂に限定されず、例えば、2液形、3液形等の複数液の混合によって反応硬化する反応硬化型のもの、湿気硬化型樹脂等も採用可能である。
上述のように基板収容凹所11内の液状樹脂材料Rの液面の高さが基板収容凹所11内の電子部品付き基板20の回路基板21の下面(第1主面21a)と同じあるいは前記下面よりも上側になったとき、電子部品付き基板20の回路基板21の下側にて互いに隣り合うラジアル形電子部品22のパッケージ部22aの間に位置する領域S(以下、パッケージ間領域とも言う)に、該パッケージ間領域Sの両側のラジアル形電子部品22の一方又は両方のパッケージ部22aの樹脂材料流通溝22fから移された気泡(リード線延出溝22g3から流れ出る液状樹脂材料R中に混入している気泡)は、基板収容凹所11内に形成される液状樹脂材料Rの流れに乗ってパッケージ間領域Sからコネクタ部144側へ移動する。
樹脂部30の形成が完了することで、電子回路装置1が得られる。
その結果、温度サイクルに伴う残存気泡の膨張収縮に起因してラジアル形電子部品22のリード線22bに作用する応力を緩和あるいは解消することができる。これにより、前記応力によるリード線22bの断線や、リード線22bと回路基板21の回路配線との接続部の破壊等といった不具合を防止することができ、前記不具合の発生による電子回路装置の寿命短縮を回避できる。
但し、樹脂材料流通溝としては、パッケージ部の張出部に延在する張出部溝を有すること、パッケージ部の全てのリード線がパッケージ部の底側端面における樹脂材料流通溝(詳細には張出部溝以外の枝溝)の溝底から延出されかつ樹脂材料流通溝のリード線が通された箇所について液状樹脂材料を流すためのクリアランスが確保されていることが好ましい。
図3は、エア抜き孔の変形例を示す。
図3中符号21Aの回路基板は、既述の回路基板21についてエア抜き孔26にかえて、符号27のエア抜き孔を形成したものである。回路基板21Aのエア抜き孔27以外の構成は既述の回路基板21と同様である。
例えば、ケースの具体的形状、ケースのコネクタ部の具体的構成、コネクタ部と回路基板の回路配線との電気的接続のための具体的構成等は適宜変更可能である。
Claims (6)
- 回路基板に電子部品を実装してなる電子部品付き基板を、回路基板を収容するためのケースに形成された基板収容凹所に収容した後、前記基板収容凹所内に液状樹脂材料を充填して硬化させることで、前記液状樹脂材料が硬化してなる樹脂部中に前記電子部品付き基板が埋め込まれた構成の電子回路装置を製造する方法であって、
前記電子部品付き基板として、ラジアル形電子部品をそのパッケージ部の一部が前記回路基板の外周から張り出す張出部を形成するようにして前記回路基板に実装したものを採用し、この電子部品付き基板を前記ラジアル形電子部品が前記回路基板に対して前記ケースの前記基板収容凹所の開口部とは反対側となる向きで前記ケースの前記基板収容凹所に収容する基板収容工程を行った後、前記液状樹脂材料を前記基板収容凹所の開口部を介して前記電子部品付き基板における前記ラジアル形電子部品の前記パッケージ部の前記張出部に当てるように前記基板収容凹所内に注入して充填し硬化させることで前記樹脂部を形成する樹脂部形成工程を行うことを特徴とする電子回路装置の製造方法。 - 前記電子部品付き基板として、前記回路基板において前記ラジアル形電子部品のパッケージ部と対面する領域であるオフセット部品実装領域から前記ケースの前記基板収容凹所の開口部内周面に対面される前記回路基板の端部とは反対側の位置に、前記ケースの前記基板収容凹所に注入した前記液状樹脂材料によって前記回路基板の前記オフセット部品実装領域と前記ラジアル形電子部品の前記パッケージ部との間から移されるエアを排出するためのエア抜き孔が形成されているものを用いることを特徴とする請求項1記載の電子回路装置の製造方法。
- 前記エア抜き孔が、前記回路基板に、前記オフセット部品実装領域の外周に沿って延在する長孔状に形成されていることを特徴とする請求項2記載の電子回路装置の製造方法。
- 回路基板を収容するためのケースに形成された基板収容凹所内に、回路基板に電子部品を実装してなる電子部品付き基板を有し、前記電子部品付き基板を、前記基板収容凹所に充填した液状樹脂材料を硬化させて形成した樹脂部によって埋め込んで構成される電子回路装置であって、
前記電子部品付き基板は、ラジアル形電子部品をそのパッケージ部の一部が前記回路基板の外周から張り出す張出部を形成するようにして前記回路基板に実装したものであり、前記ラジアル形電子部品が前記回路基板に対して前記ケースの前記基板収容凹所の開口部とは反対側となる向きで前記ケースの前記基板収容凹所に収容されており、
前記液状樹脂材料を前記基板収容凹所内に充填する際に、前記基板収容凹所に前記電子部品付き基板が収容された状態にて、前記液状樹脂材料を前記基板収容凹所の開口部を介して前記電子部品付き基板における前記ラジアル形電子部品の前記パッケージ部の前記張出部に当てるようにして前記基板収容凹所内に注入し、充填後、硬化させることにより前記樹脂部を形成してなることを特徴とする電子回路装置。 - 前記電子部品付き基板は、前記回路基板において前記ラジアル形電子部品のパッケージ部と対面する領域であるオフセット部品実装領域から前記ケースの前記基板収容凹所の開口部内周面に対面される前記回路基板の端部とは反対側の位置に、前記ケースの前記基板収容凹所に注入した前記液状樹脂材料によって前記回路基板の前記オフセット部品実装領域と前記ラジアル形電子部品の前記パッケージ部との間から移されるエアを排出するためのエア抜き孔が形成されていることを特徴とする請求項4記載の電子回路装置。
- 前記エア抜き孔が、前記回路基板に、前記オフセット部品実装領域の外周に沿って延在する長孔状に形成されていることを特徴とする請求項5記載の電子回路装置。
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