JP2013161843A - チップ部品の実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】接着強度が低下することを防止したチップ部品の実装構造を提供する。
【解決手段】チップ部品の実装構造は、フィラーを混入した樹脂からなる樹脂成形部２と、樹脂成形部２に設けられた接続端子９〜１１に接続した状態で、樹脂成形部２の部品搭載部７に搭載されるチップ部品１２とを備えている。部品搭載部７は、フィラーが凝集した状態で樹脂内に凹凸部が形成されることで粗面化された凹凸形状の搭載面７ａを有している。チップ部品１２は、接着剤を介して搭載面７ａに接着固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、チップ部品の実装構造に係り、特に、接着剤を介して部品搭載部に搭載するチップ部品の実装構造に関するものである。

車両のインテークマニホールド内の空気圧力を検出するための圧力センサが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この従来の圧力センサは、圧力検出部を設けた第１ケース部材と圧力導入ポートを設けた第２ケース部材とを備えている。

上記特許文献１記載の従来の圧力センサは、第１ケース部材の開口端部に形成された凹部と第２ケース部材の開口端部に形成された凸部とを全周にわたって接着剤により接着することで、気密性、接着強度、及び耐汚れ性を確保している。この第１ケース部材の凹部と第２ケース部材の凸部とを接着固定するにあたり、この凹凸部に対して洗浄処理又は脱脂処理などの前処理が実施される。

特開２００８−１１１７８７号公報

ところで、成形用金型の経時劣化や使用樹脂材料の種類などにより、成形後の樹脂の表面には、成形時に発生するガスなどが付着する場合がある。このガスが、第１ケース部材の凹部と第２ケース部材の凸部との微細部分に付着したままの状態では、ケース部材の凹凸部と接着剤との接着力が弱くなり、ケース部材の凹凸部の接着強度が低下してしまう。

本発明の目的は、接着強度が低下することを防止したチップ部品の実装構造を提供することにある。

［１］本発明は、フィラーを混入した樹脂からなる樹脂成形部と、前記樹脂成形部に設けられた接続端子に接続した状態で、前記樹脂成形部の部品搭載部に搭載されるチップ部品と、を備えており、前記部品搭載部は、前記フィラーが凝集した状態で前記樹脂内に凹凸部が形成されることで粗面化された凹凸形状の搭載面を有してなり、接着剤を介して前記搭載面に前記チップ部品を接着固定してなることを特徴とするチップ部品の実装構造にある。

［２］上記［１］記載の前記樹脂成形部は、成形用金型の前記樹脂を射出するゲート痕を有し、前記部品搭載部は、前記ゲート痕から最も遠い位置において前記樹脂成形部よりも薄肉の形状を有してなることを特徴とする。

［３］上記［１］記載の前記チップ部品は、磁気検出素子を有するセンサチップであることを特徴とする。

本発明によれば、部品搭載部の搭載面とチップ部品との密着強度を保つことが可能となり、信頼性の高いチップ部品の実装構造が得られる。

本発明の代表的な実施の形態に係る検出装置の構成部品の一部を模式的に示す斜視図である。 （ａ）は実施の形態に係る検出装置におけるチップ搭載部の樹脂表面を示す電子顕微鏡写真であり、（ｂ）はチップ搭載部以外の樹脂表面を示す電子顕微鏡写真である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

（検出装置の全体構成）
図１において、全体を示す符号１は、この実施の形態における典型的な検出装置である磁気センサを例示している。この磁気センサ１は、例えば検出対象とする外部の車載装置の位置や回転量等を検出する検出装置として用いられるものである。

この磁気センサ１は、図１に示すように、樹脂成形部であるセンサ本体２を備えている。このセンサ本体２には、扇形状に形成されたフランジ部３と、このフランジ部３の一面に楕円筒状に突出形成されたコネクタ部４とが設けられている。このフランジ部３の他面には、円柱状に突出形成された継ぎ手部５が設けられている。この継ぎ手部５には、板状に突出形成された端子搭載部６と、この端子搭載部６に板状に突出形成された部品搭載部であるチップ搭載部７とが階段状に設けられている。

このセンサ本体２のフランジ部３の中心側端部には、図１に示すように、外部の車載装置に固定するためのボルト挿通孔を有する金属リング８がインサート形成されている。このコネクタ部４は、外部の車載装置の制御装置等にワイヤリングされる接続手段としての機能を有する。

このコネクタ部４の内部には、図１に示すように、磁気センサ１のアース端子、入力端子、及び出力端子となる３本のリードフレーム９〜１１が露出している。このリードフレーム９〜１１は、コネクタ部４から継ぎ手部５を介して端子搭載部６の上面に露出した状態で延在しており、チップ搭載部７の搭載面７ａに搭載されるセンサチップ１２の表面に露出する図示しないパッドにボンディングワイヤにより電気的に接続されるようになっている。

この磁気センサ１は、接着剤を介してセンサチップ１２をチップ搭載部７の搭載面７ａに搭載する実装構造となっている。このセンサチップ１２は、特に限定されるものではないが、例えばベアチップ状態のセンサチップであり、磁気抵抗素子からなる磁気検出素子、及び電気信号を処理する処理回路等が一体に集積化された構成となっている。

この磁気センサ１のセンサ本体２には、センサチップ１２の磁気検出素子に磁界を付与する図示しない磁石が備えられる。この磁石は、例えば筒状に形成されており、センサチップ１２を搭載するチップ搭載部７を覆う態様で配置される。この磁石による磁界の変化を検出することで、外部の車載装置の動作態様に応じた電気信号を出力するようになっている。

このセンサ本体２は、フィラーが添加されたモールド樹脂からなる。このモールド樹脂は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの樹脂とガラスフィラーとを主成分として構成されている。このフィラーの材質、形状、及び大きさなどは、特に限定しないが、センサ本体２の樹脂材料、形状や大きさなどを考慮して適宜決定すればよい。

（センサチップの実装方法）
このセンサチップ１２を実装するにあたり、定法に従い、リードフレーム９〜１１を成形用金型内にセットし、所定の割合でガラスフィラーを含有したモールド樹脂材料を成形用金型内に射出注入することでモールド成形を行う。リードフレーム９〜１１をインサートした状態でセンサ本体２が形成される。

モールド成形後、定法に従い、チップ搭載部７の搭載面７ａに接着剤を塗布し、その接着剤上にセンサチップ１２を搭載する。センサチップ１２のパッドとリードフレーム９〜１１とをボンディングワイヤにより電気接続する。接着剤としては、例えばシリコン系ペースト等の絶縁性接着剤あるいは銀系ペースト等の導電性接着剤などが用いられる。

（センサチップの実装構造）
ところで、成形用金型の経時劣化やモールド樹脂材料の種類などにより、成形後のチップ搭載部７の搭載面７ａに、成形時に発生するガスなどが付着すると、チップ搭載部７の搭載面７ａと接着剤との接着力が弱くなり、チップ搭載部７の搭載面７ａとセンサチップ１２との接着強度が低下してしまう。

そこで、この実施の形態に係る磁気センサ１は、補強材としてのフィラーを利用して、チップ搭載部７の搭載面７ａがアンカー効果を有する凹凸形状に形成されたことを主要な構成としている。従って、上記のように構成された磁気センサ１の全体構成は、図示例に限定されるものではない。

このセンサ本体２を形成する成形金型のキャビティにあっては、チップ搭載部７を形成する成形金型のキャビティが、フランジ部３、コネクタ部４、継ぎ手部５、及び端子搭載部６を形成する成形金型のキャビティの容積よりも小さく設定されている。このフランジ部３は、図１に示すように、成形金型のゲート設置領域Ｇに最も近い部分のキャビティ内で形成される。一方、チップ搭載部７は、成形金型のゲート設置領域Ｇから最も遠い部分のキャビティ内で形成される。

このセンサ本体２にあっては、図１に示すように、成形金型のゲートからの近距離部と遠距離部とにわたり、継ぎ手部５の肉厚、端子搭載部６の肉厚、及びチップ搭載部７の肉厚が段階的に薄肉に形成されている。このチップ搭載部７の肉厚は、継ぎ手部５の肉厚、及び端子搭載部６の肉厚よりも、最も小さく設定されている。このチップ搭載部７は、モールド樹脂材料に混入する複数のガラスフィラーの表面が露呈されることなく、例えばモールド樹脂材料中において方向の異なる複数のガラスフィラーが凝集する状態で乾燥固定される厚みとされる。

このガラスフィラーの含有量としては、特に限定するものではないが、例えばモールド樹脂に対して３０〜５０体積％程度が好適である。ガラスフィラーの含有量が少なくなり過ぎると、ガラスフィラーの凝集が抑制され、チップ搭載部７の搭載面７ａが粗くならないので好ましくない。一方、ガラスフィラーの含有量が５０体積％を越えると、ガラスフィラーがチップ搭載部７の搭載面７ａから浮き上がった状態で露出されるので好ましくない。

チップ搭載部７を形成する成形金型のキャビティは、フランジ部３、コネクタ部４、継ぎ手部５、及び端子搭載部６を形成する成形金型のキャビティの容積よりも、小さく設定されており、ゲート設置領域Ｇ付近よりもモールド樹脂材料の流動性が低下する。チップ搭載部７を形成する成形金型のキャビティ内には、モールド樹脂材料に混入する複数のガラスフィラーが凝集するように侵入し、モールド樹脂材料中には方向の異なる複数のガラスフィラーが互いに重なり合った状態で配置される。

その結果、チップ搭載部７の搭載面７ａは、ガラスフィラーが凝集した状態となり、チップ搭載部７のモールド樹脂内に凹凸部が形成されることで、粗面化された凹凸形状に形成される。チップ搭載部７の搭載面７ａは、ガラスフィラーによる凹凸により微細な粗面となっていることから、接着面積が増大し、チップ搭載部７の搭載面７ａと接着剤との接着力が強くなり、チップ搭載部７の搭載面７ａとセンサチップ１２との間にアンカー効果が得られる。これにより、チップ搭載部７は、センサチップ１２の剥離を防止するようになっている。

一方、フランジ部３、コネクタ部４、継ぎ手部５、及び端子搭載部６では、ガラスフィラーがモールド樹脂材料の流動方向に散乱して、モールド樹脂材料中で互いに距離をもって配置されるため、チップ搭載部７よりも、ガラスフィラーの密度が低くなる。これにより、フランジ部３、コネクタ部４、継ぎ手部５、及び端子搭載部６は、ガラスフィラーが露出しない平滑な表面となっている。

図２を参照すると、図２（ａ）にはチップ搭載部７の搭載面７ａが示されている。（ａ）は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）として日立製作所社製Ｓ−４８００を用い、倍率１５０倍で観察した写真である。図２（ｂ）にはチップ搭載部７以外の樹脂表面が示されている。（ｂ）は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）として日立製作所社製Ｓ−４８００を用い、倍率１００倍で観察した写真である。

このチップ搭載部７の搭載面７ａを形成するモールド樹脂がガラスフィラーにより凹凸状に形成される理由は、成形後のモールド樹脂材料の収縮と、複数のガラスフィラーの配向による収縮の異方性のために、収縮の比率が異なることによると考えられる。実際に、コネクタ部４、継ぎ手部５、及び端子搭載部６においては、モールド樹脂材料中で、複数のガラスフィラーが互いに距離を置いて散乱した状態で配置されており、コネクタ部４、継ぎ手部５、及び端子搭載部６の樹脂材料を凹凸状に浮かせない平滑な表面となる。

（実施の形態の効果）
以上のように構成された実施の形態に係る磁気センサ１によれば、上記効果に加えて、次の効果が得られる。

（１）チップ搭載部７、及びセンサチップ１２の両方の樹脂に対してのアンカー効果による接着性を向上させることができるようになり、磁気センサ１の長寿命化を実現することができる。
（２）成形時に付着したガスの影響を減少させることで、チップ搭載部７の搭載面７ａとセンサチップ１２との接着強度の低下を抑制することができる。

以上の説明からも明らかなように、本発明におけるチップ部品の実装構造の代表的な構成例を実施の形態、及び図示例を挙げて説明したが、上記実施の形態、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが本発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

上記実施の形態、及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能である。上記実施の形態、及び図示例では、磁気抵抗素子を備えるセンサチップを用いた構成例を例示したが、これに限定されるものではなく、例えばホール素子やピックアップ素子等の磁気検出素子などを用いた構成であっても構わない。

上記実施の形態、及び図示例に係る磁気センサ１は、例えばバックル装置、シフト装置やコンビネーションスイッチ等の各種の車載機器に効果的に用いることができる。

１…磁気センサ、２…センサ本体、３…フランジ部、４…コネクタ部、５…継ぎ手部、６…端子搭載部、７…チップ搭載部、７ａ…搭載面、８…金属リング、９〜１１…リードフレーム、１２…センサチップ、Ｇ…ゲート設置領域

Claims (3)

1. フィラーを混入した樹脂からなる樹脂成形部と、
   前記樹脂成形部に設けられた接続端子に接続した状態で、前記樹脂成形部の部品搭載部に搭載されるチップ部品と、
   を備えており、
   前記部品搭載部は、前記フィラーが凝集した状態で前記樹脂内に凹凸部が形成されることで粗面化された凹凸形状の搭載面を有してなり、
   接着剤を介して前記搭載面に前記チップ部品を接着固定してなることを特徴とするチップ部品の実装構造。
2. 前記樹脂成形部は、成形用金型の前記樹脂を射出するゲート痕を有し、
   前記部品搭載部は、前記ゲート痕から最も遠い位置において前記樹脂成形部よりも薄肉の形状を有してなることを特徴とする請求項１記載のチップ部品の実装構造。
3. 前記チップ部品は、磁気検出素子を有するセンサチップであることを特徴とする請求項１記載のチップ部品の実装構造。