JP2015174237A - 電子装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ターミナルが変形することを抑制でき、かつ、製造工程の簡略化を図る。【解決手段】内部にキャビティ１０４を有し、キャビティ１０４にゲート１０２ｂを介して樹脂が注入される金型１００を用意する。また、一面４０ｂ側にターミナル５０を搭載する保持部材４０を用意し、保持部材４０上にターミナル５０を搭載しつつ、ターミナル５０を挟んで保持部材４０がゲート１０２ｂと反対側に位置するように、ターミナル５０および保持部材４０をキャビティ１０４内に配置する。保持部材４０の一面４０ｂ側からゲート１０２ｂを介してキャビティ１０４に樹脂を注入する。【選択図】図６

Description

本発明は、外部回路と電気的に接続されるターミナルがインサート成形されたケースを備える電子装置およびその製造方法に関するものである。

従来より、ターミナルを保持したケースに電子部品が搭載され、ターミナルと電子部品とがワイヤ等を介して電気的に接続された電子装置が提案されている。このような電子装置は、ターミナルがインサート成形されたケースを用意し、当該ケースに電子部品を搭載した後にターミナルと電子部品とを電気的に接続することで製造される。

ターミナルがインサート成形されたケースを用意する方法としては、例えば、特許文献１に次の方法が提案されている。すなわち、まず、ターミナルを金型に配置した後に金型内のキャビティに樹脂を注入し、当該ターミナルがインサート成形された一次成形品を構成する。なお、この工程では、ターミナルのうちの樹脂に封止される部分に印加される樹脂圧が低くなるように各種の製造条件を設定して行う。次に、再び、この一次成形品を別の金型に配置した後に金型内のキャビティに樹脂を注入し、一次成形品（ターミナル）がインサート成形されたケースを構成する。

これによれば、ターミナルに印加される樹脂圧が低くなるように一次成形品を構成している。そして、この一次成形品を用いてターミナルがインサート成形されたケースを用意している。このため、樹脂圧によってターミナルが変形することを抑制できる。

特開２０００−３２６３５９号公報

しかしながら、上記のケースを用意する方法では、一次成形品を構成するためのインサート成形と、ケースを構成するためのインサート成形との少なくとも２回のインサート成形が必要になる。このため、製造工程が複雑になり易いという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、ターミナルが変形することを抑制でき、かつ、製造工程の簡略化を図ることのできる電子装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ターミナル（５０）がインサート成形されたケース（１０）と、ケースに搭載され、ターミナルと電気的に接続される電子部品（２０）とを備える電子装置の製造方法であって、以下の点を特徴としている。

すなわち、内部にキャビティ（１０４）を有し、キャビティにゲート（１０２ｂ）を介して樹脂が注入される金型（１００）を用意する工程と、一面（４０ｂ）側にターミナルを搭載する保持部材（４０）を用意する工程と、保持部材上にターミナルを搭載しつつ、ターミナルおよび保持部材をキャビティ内に配置する工程と、キャビティ内に樹脂を注入して硬化することにより、ターミナルがインサート成形されたケースを形成する工程と、を行い、配置する工程では、ターミナルを挟んで保持部材がゲートと反対側に位置するように、ターミナルおよび保持部材をキャビティ内に配置し、ケースを形成する工程では、保持部材の一面側からゲートを介してキャビティに樹脂を注入することを特徴としている。

これによれば、ゲートからキャビティに樹脂が注入されると、ターミナルのうちの保持部材の一面に搭載されている部分に最も大きな樹脂圧が印加されるが、当該樹脂圧はターミナルから保持部材に向かう方向に印加される。このため、この樹脂圧がターミナルに印加されたとしてもターミナルは保持部材によって保持されているため、当該樹脂圧によってターミナルが変形することを抑制できる。そして、このような製造方法では、インサート成形を１回行うのみでよいため、製造工程の簡略化を図ることができる。

この場合、請求項２に記載の発明のように、保持部材として、一面側に凹部（４３）が形成されると共に、凹部の底面に当該底面の法線方向に突出した突起部（４４）が形成されたものを用意し、ターミナルとして、突起部に対応する貫通孔（５０ａ）が形成されたものを用意し、配置する工程では、貫通孔に突起部が挿入されるようにターミナルを凹部に配置することにより、ターミナルを保持部材に固定することができる。これによれば、インサート成形する際に、ターミナルが変位することを抑制できる。

また、請求項４に記載の発明では、ターミナル（５０）がインサート成形されたケース（１０）と、ケースに搭載され、ターミナルと電気的に接続される電子部品（２０）と、を備え、ケースには、ターミナルと共に、ターミナルを保持する保持部材（４０）がインサート成形されていることを特徴としている。

このような電子装置では、ターミナルがインサート成形されたケースを用意する際、ターミナルのうちの保持部材の一面に搭載されている部分に保持部材に向かう方向に樹脂圧が印加されるようにすることにより、ターミナルが変形することを抑制できる。そして、このようなケースは、インサート成形を１回行うのみでよいため、製造工程の簡略化を図ることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における圧力センサの断面図である。 図１に示す圧力センサの別の断面図である。 図１中の二点鎖線で囲まれた領域Ａの拡大図である。 保持部材の斜視図である。 ターミナルの斜視図である。 ターミナルをインサート成形する際の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の電子装置を圧力センサに適用した例について説明する。なお、この圧力センサは、例えば、車両のドア内のスペースに取り付けられ、車両のドア内の圧力を検出する圧力センサとして用いられると好適である。

図１および図２に示されるように、圧力センサはケース１０を備えている。このケース１０は、例えば、樹脂材料を型成形することにより作られた略円柱状とされている。そして、一端部（図１中紙面上側の端部）側に凹部１１が形成されていると共に、他端部（図１中紙面下側の端部）側に開口部１２が形成されている。

また、ケース１０には、凹部１１内の空間と外部空間とを連通し、測定媒体を外部空間から導入するための圧力導入孔１３が形成されている。本実施形態では、この圧力導入孔１３は、測定媒体を導入するための開口部がケース１０のうちの一端部と他端部との間の側面に形成されている。なお、図１では、圧力導入孔１３として測定媒体が通過する経路が屈曲する形状のもの示しているが、測定媒体が通過する経路が屈曲しない形状とされていてもよい。

そして、ケース１０の凹部１１には、図３に示されるように、本発明の電子部品に相当するセンサユニット２０が配置されている。センサユニット２０は、一面２１ａおよび他面２１ｂを有し、配線パターンやビア等を介して一面２１ａと他面２１ｂとの間が電気的に接続されるセラミック基板やプリント基板等の配線基板２１を有している。そして、配線基板２１の一面２１ａには、センサチップ２２や回路チップ２３が搭載され、これらセンサチップ２２および回路チップ２３はボンディングワイヤ２４を介して配線基板２１と電気的に接続されている。また、配線基板２１の他面２１ｂには、コンデンサ２５が図示しない導電性接着剤等を介して搭載されている。

センサチップ２２は、測定媒体の圧力に応じたセンサ信号を出力するものである。本実施形態では、ダイヤフラムにブリッジ回路を構成するようにゲージ抵抗が形成され、ダイヤフラムに圧力が印加されるとゲージ抵抗の抵抗値が変化してブリッジ回路の電圧が変化し、この電圧の変化に応じたセンサ信号を出力する半導体ダイヤフラム式のものが用いられる。

回路チップ２３は、センサ信号に対して所定の処理を行う信号処理機能等を有するものが用いられる。

また、センサユニット２０は、樹脂材料を型成形することにより作られた接続部材２６を有している。この接続部材２６は、本実施形態では、配線基板２１の外縁に沿った枠状とされ、一端部（図１中紙面上側の端部）と他端部（図１中紙面下側の端部）との間の部分に内側に突出した突出部２６ａを有している。そして、一端部側が配線基板２１の側面に沿って配置されると共に、他端部側が配線基板２１の一面２１ａから突出するように、突出部２６ａのうちの一端部側の部分が配線基板２１の一面２１ａのうちの外縁部に接着剤２７を介して接合されている。

また、配線基板２１の一面２１ａ側には、接続部材２６で囲まれる空間に、センサチップ２２や回路チップ２３、ボンディングワイヤ２４を封止するように、保護部材２８が配置されている。つまり、接続部材２６は、保護部材２８が濡れ広がることを抑制するダムとしての機能を有している。なお、保護部材２８としては、例えば、シリコーンゲルやフッ素ゲル等の耐腐食性や耐薬品性等に優れたものが用いられる。

以上がセンサユニット２０の構成である。そして、図１および図２に示されるように、このセンサユニット２０は、凹部１１の底面に形成された圧力導入孔１３の開口部を閉塞するように、凹部１１に搭載されている。具体的には、配線基板２１の一面２１ａが凹部１１の底面と対向するように、接続部材２６の他端部側が凹部１１の底面に接着剤２９を介して搭載されている。

また、ケース１０には、ボルト３０、保持部材４０、ターミナル５０が備えられている。これらボルト３０、保持部材４０、ターミナル５０は、インサート成形によりケース１０と一体に成形されることによってケース１０に保持されている。

具体的には、ボルト３０は、頭部３０ａおよびネジ部３０ｂを有する一般的なものが用いられ、ネジ部３０ｂが圧力導入孔１３の開口部が形成される側面と反対側の側面から突出するように、ケース１０に保持されている。

保持部材４０は、図１および図４に示されるように、樹脂材料が型成形されることによって作られたものであり、外形がボルト３０の頭部３０ａに対応する形状とされた略板状とされてボルト３０の頭部３０ａ上に配置されている。詳述すると、保持部材４０は、ボルト３０側の一面４０ａの外縁部に当該一面４０ａから突出する枠状の突出部４１が形成されており、この突出部４１がボルト３０の頭部３０ａに嵌め込まれることによってボルト３０に固定されている。また、保持部材４０には、ボルト３０側の一面４０ａと反対側の一面４０ｂに、溝部４２が一方向に延設されていると共に、当該溝部４２を挟んで２つの凹部４３が溝部４２に沿って延設されている。なお、溝部４２および凹部４３は、一面４０ｂと連結される側面に達するように形成されている。そして、凹部４３の底面には、当該底面に対する法線方向に突出する突起部４４が形成されている。

なお、溝部４２は、一面４０ｂから底面までの距離が一面４０ｂから凹部４３の底面までの距離より長くなるように形成されている。言い換えると、溝部４２は、凹部４３よりも深く形成されている。

ターミナル５０は、図２および図５に示されるように、金属製棒状のものであり、一端部が凹部１１内に突出しており、他端部が開口部１２内に突出するようにケース１０に保持されている。そして、凹部１１内に突出している各ターミナル５０の一端部は、ボンディングワイヤ６０を介して配線基板２１と電気的に接続され、開口部１２内に突出している各ターミナル５０の他端部は、図示しない外部配線部材を介して外部回路と電気的に接続される。

また、ターミナル５０は、一端部と他端部との間に、保持部材４０に形成された突起部４４に対応する貫通孔５０ａが形成されている。そして、ターミナル５０は、貫通孔５０ａに保持部材４０の突起部４４が挿入されるように、一端部と他端部との間の中間部が凹部４３に配置されることによって保持部材４０に固定されている。

また、ケース１０には、凹部１１を閉塞するように、樹脂材料が型成形されることによって作られた蓋部７０が図示しない接着剤等を介して接合されている。

以上が本実施形態における圧力センサの構成である。次に、このような圧力センサの製造方法について説明する。

まず、図６に示されるように、下側金型１０１、上側金型１０２、下側金型１０１と上側金型１０２との間にスライド可能な状態で配置された一対のスライドブロック１０３を有し、これらの間（内部）にキャビティ１０４が構成される金型１００を用意する。

なお、下側金型１０１のうちの上側金型１０２と対向する一面１０１ａには、ボルト３０のうちのネジ部３０ｂが挿入される挿入孔１０１ｂが形成されている。上側金型１０２には、樹脂の流動経路であるスプル１０２ａおよび樹脂がキャビティ１０４内に射出される際の出口となるゲート１０２ｂが形成されている。

また、このような金型１００とは別に、上記構成のボルト３０、保持部材４０、ターミナル５０を用意する。なお、保持部材４０は、金型内に樹脂を流し込む単純な型成形で作られる。

そして、ボルト３０に保持部材４０を固定すると共に、保持部材４０にターミナル５０を固定する。詳述すると、保持部材４０の突出部４１をボルト３０の頭部３０ａにはめ込むことにより、ボルト３０に保持部材４０を固定する。また、貫通孔５０ａに突起部４４が挿入されるように凹部４３にターミナル５０を配置することにより、保持部材４０にターミナル５０を固定する。

そして、この状態のものを金型１００内に配置する。具体的には、ボルト３０のネジ部３０ｂを挿入孔１０１ｂに挿入して頭部３０ａを下側金型１０１の一面１０１ａに固定する。なお、保持部材４０は、ターミナル５０を挟んでゲート１０２ｂと反対側に位置するように、キャビティ１０４内に配置される。言い換えると、保持部材４０の一面４０ｂの上方にゲート１０２ｂが位置するように、金型１００が構成されている。

そして、ゲート１０２ｂを介してキャビティ１０４内に樹脂を注入する。つまり、保持部材４０の一面４０ｂの上方から樹脂を注入する。このとき、ゲート１０２ｂからキャビティ１０４に樹脂が注入されると、ターミナル５０のうちの保持部材４０に搭載されている部分（ゲート１０２ｂの直下に位置する部分）には、樹脂の注入方向（図６中紙面上下方向）に大きな樹脂圧が印加される。しかしながら、本実施形態では、ターミナル５０が樹脂圧によって変形しようとする方向に保持部材４０が配置されている。このため、樹脂圧によってターミナル５０が変形することを抑制できる。

そして、当該樹脂を硬化することにより、ボルト３０、保持部材４０、ターミナル５０がインサート成形されたケース１０を構成する。その後は、センサユニット２０をケース１０の凹部１１に搭載したり、配線基板２１とターミナル５０とをボンディングワイヤ６０を介して電気的に接続することにより、上記図１に示す圧力センサが製造される。

以上説明したように、本実施形態では、ターミナル５０を挟んでゲート１０２ｂと反対側に保持部材４０が位置するように、キャビティ１０４内に保持部材４０およびターミナル５０を配置している。このため、ゲート１０２ｂからキャビティ１０４内に樹脂が注入されると、ターミナル５０のうちの保持部材に保持されている部分（ゲート１０２ｂの直下に位置する部分）に最も大きな樹脂圧が印加されるが、当該樹脂圧はターミナル５０から保持部材４０に向かう方向に印加される。このため、この樹脂圧がターミナル５０に印加されたとしてもターミナル５０は保持部材４０によって保持されているため、当該樹脂圧によってターミナル５０が変形することを抑制できる。

そして、このような製造方法では、インサート成形を１回行うのみでよく、製造工程の簡略化を図ることができる。

また、保持部材４０には凹部４３および突起部４４が形成されている。そして、ターミナル５０は、貫通孔５０ａに突起部４４が挿入されるように、凹部４３に配置されている。このため、ターミナル５０を保持部材４０に固定でき、インサート成形を行っている際にターミナル５０が変位することを抑制できる。

さらに、保持部材４０には、凹部４３よりも深さが深くされ、一面４０ｂと連結された側面に達するように溝部４２が形成されている。これにより、キャビティ１０４に注入された樹脂は、溝部４２を介してターミナル５０における保持部材４０から突出している部分のうちの下側金型１０１側の部分に周り込みやすくなる。このため、ターミナル５０における保持部材４０から突出している部分には、上側金型１０２側から回り込む樹脂の樹脂圧に加えて、溝部４２を介して下側金型１０１側から周り込む樹脂の樹脂圧も印加される。したがって、ターミナル５０における保持部材４０から突出している部分も変形することを抑制できる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記第１実施形態では、本発明の電子装置を圧力センサに適用した例について説明したが、本発明の電子装置を加速度センサや角速度センサに適用することもできる。すなわち、本発明は、ターミナル５０がインサート成形されたケース１０を有するものに適用することができる。

また、上記第１実施形態において、電子部品はセンサユニット２０ではなく、センサチップ２２のみであってもよい。

さらに、上記第１実施形態において、溝部４２と凹部４３との配置関係は適宜変更であり、溝部４２は２つの凹部４３の外側に形成されていてもよい。つまり、一方の凹部４３を挟むように、他方の凹部４３と溝部４２とが形成されていてもよい。

そして、上記第１実施形態において、溝部４２は、一方向に延設されたものでなくてもよい。すなわち、ターミナル５０における保持部材４０から突出している部分のうちの下側金型１０１側の部分に樹脂が周り込みやすくなるのであれば、溝部４２の形状は特に限定されるものではない。

１０ ケース
２０ センサユニット（電子部品）
４０ 保持部材
４０ｂ 一面
５０ ターミナル
１００ 金型
１０２ｂ ゲート
１０４ キャビティ

Claims (4)

1. ターミナル（５０）がインサート成形されたケース（１０）と、
   前記ケースに搭載され、前記ターミナルと電気的に接続される電子部品（２０）と、を備える電子装置の製造方法であって、
   内部にキャビティ（１０４）を有し、前記キャビティにゲート（１０２ｂ）を介して樹脂が注入される金型（１００）を用意する工程と、
   一面（４０ｂ）側に前記ターミナルを搭載する保持部材（４０）を用意する工程と、
   前記保持部材上に前記ターミナルを搭載しつつ、前記ターミナルおよび前記保持部材を前記キャビティ内に配置する工程と、
   前記キャビティ内に樹脂を注入して硬化することにより、前記ターミナルがインサート成形された前記ケースを形成する工程と、を行い、
   前記配置する工程では、前記ターミナルを挟んで前記保持部材が前記ゲートと反対側に位置するように、前記ターミナルおよび前記保持部材を前記キャビティ内に配置し、
   前記ケースを形成する工程では、前記保持部材の一面側から前記ゲートを介して前記キャビティに前記樹脂を注入することを特徴とする電子装置の製造方法。
2. 前記保持部材として、前記一面側に一方向に延設された凹部（４３）が形成されると共に、前記凹部の底面に当該底面の法線方向に突出した突起部（４４）が形成されたものを用意し、
   前記ターミナルとして、前記突起部に対応する貫通孔（５０ａ）が形成されたものを用意し、
   前記配置する工程では、前記貫通孔に前記突起部が挿入されるように前記ターミナルを前記凹部に配置することにより、前記ターミナルを前記保持部材に固定することを特徴とする請求項１に記載の電子装置の製造方法。
3. 前記保持部材として、前記一面側に前記凹部よりも深さが深くされ、前記一面と連結する側面に達する溝部（４２）が形成されたものを用意することを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置の製造方法。
4. ターミナル（５０）がインサート成形されたケース（１０）と、
   前記ケースに搭載され、前記ターミナルと電気的に接続される電子部品（２０）と、を備え、
   前記ケースには、前記ターミナルと共に、前記ターミナルを保持する保持部材（４０）がインサート成形されていることを特徴とする電子装置。
   
   
   

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