JP2016162905A - リード接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】リードの接続を簡素化することができるとともに、製造コストを低減することを可能としたリード接続構造を提供する。
【解決手段】搭載部品４が搭載される配線基板２と、配線基板２に接合して電気的に接続されるリード３と、配線基板２及びリード３を熱硬化型の接着シート６により覆って固定した接着固定部７とを有するリード接続構造が構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、リード接続構造に係り、特に、電子部品収納用のモールド樹脂部に内蔵される配線基板と接続するリードの接続構造に関する。

電子部品収納用のモールド樹脂部に内蔵される配線基板としては、電子部品を搭載する搭載面に配線導体が形成された絶縁基体と、配線導体に電気的に接続された複数の接続パッドと、各接続パッドに一端部が電気的に接続されたリードとを備えた配線基板がある（例えば、特許文献１参照。）。

上記特許文献１記載の配線基板にリードを接続するのには、配線導体及び接続パッドが形成された絶縁基体を準備し、銀ろう材を用いて接続パッド及びリードの一端部を接合し、接続パッド及びリードの接合後、接続パッド及びリードの露出表面に半田めっき層を被着させる各種の作業が行われる。

特開２００５−３１７６０２号公報

上記配線基板に用いられるリードの接続にあたっては、接続パッド及びリードの位置決め配置、銀ろう材の接合及び半田めっきの形成が個別に行われる。しかしながら、このような接続は、多量生産するにあたり製作コストの高騰に繋がる。

従って、本発明の目的は、リードの接続を簡素化することができるとともに、製造コストを低減することを可能としたリード接続構造を提供することにある。

［１］本発明は、搭載部品が搭載される配線基板と、前記配線基板に接合して電気的に接続されるリードと、前記配線基板及び前記リードを熱硬化型の接着シートにより覆って固定した接着固定部と、を有していることを特徴とするリード接続構造にある。

［２］上記［１］記載の前記接着固定部は、前記接着シートにより前記配線基板及び前記リードを常温で仮固定し、前記配線基板及び前記リードをモールドしたモールド樹脂部の反応熱によって前記接着シートを硬化させて前記配線基板及び前記リードを本固定して設けたことを特徴とする。

本発明によると、リードの接続を簡素化することができるとともに、製造コストを低減することができる。

本発明に好適な実施の形態に係るリード接続構造を備えた基板モジュールを模式的に示す斜視図である。 実施の形態に係るリード接続構造を説明するための平面図である。 配線基板にリードを接続する方法の一例を説明するための要部断面図（ａ）〜（ｄ）である。 リード接続構造の変形例を説明するための要部断面図である。

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。

（基板モジュールの全体構成）
図１において、全体を示す符号１は、本実施の形態における典型的なリード接続構造を備えた基板モジュールの一例を示している。図示例の基板モジュール１は、図示しない配線パターンが形成された配線基板２と、配線基板２の配線パターンに電気的に接続された複数本のリード３，…，３とを備えている。

配線基板２には、複数個のチップ型部品４，…，４が搭載されている。配線基板２を含むリード３及びチップ型部品４をインサート品としてインサート成形してモールド樹脂部５により一体化しており、モールド樹脂部５が電子部品収納用のパッケージとして構成されている。

配線基板２に搭載されるチップ型部品４としては、例えばＩＣチップ（ベアチップ）やセンサ素子等の半導体素子、チップ抵抗、チップコンデンサ等からなる各種のチップ型電子部品がある。

配線基板２の材質としては、例えば樹脂又はセラミックス等の絶縁性材料が用いられる。配線パターンの材質としては、例えばアルミニウムや銅等の導電性を有する金属材料が用いられる。モールド樹脂部５の材質としては、例えば絶縁性、耐食性や耐熱性等に優れるエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。

リード３は、配線基板２の一側に水平に固定されており、周面がモールド樹脂部５に封止されたインナーリード３ａと、周面がモールド樹脂部５の側面から露出しているアウターリード３ｂとからなる。

リード３のインナーリード３ａは、配線基板２の配線パターンに電気的に接続されている。チップ型部品４は、配線基板２の配線パターンに電気的に接続されるとともに、リード３を介して図示しない機器側の接続対象物と電気的に接続される。

リード３としては、例えばアルミニウムや銅等の導電性を有する金属材料が用いられる。リード３の表面には、例えば錫、ニッケル、金や銀等の金属材料によりメッキ処理が施されてもよい。リード３の板厚は、例えば０．４〜０．６ｍｍ程度であり、リード３の形状は、板形状や円柱形状等であっても構わない。

（リード接続構造）
ところで、複数本のリード３を配線基板２に電気的に接続するのには、接着剤を介して配線基板２にリード３のインナーリード３ａを接着し、その接着剤を硬化させてリード３を配線基板２に固定した後、配線基板２とインナーリード３ａとをワイヤボンディング接続する方法がある。

しかしながら、このような接続方法は、配線基板２とインナーリード３ａとを接着剤で接着する工程と、配線基板２とインナーリード３ａとをモールド樹脂部５で封止する前工程で接着剤を乾燥硬化させて配線基板２とリード３とを固定する工程と、配線基板２とインナーリード３ａとをボンディングワイヤで電気的に接続する工程とが必要であり、多量生産するにあたっては製作コストが高騰する要因となるので好ましくない。

本実施の形態に係る基板モジュール１の主要な構成は、トランスファモールドによるモールド樹脂部５で封止すると同時に、配線基板２にリード３を直接に電気的に接続することを可能としたリード接続構造にある。

配線基板２の配線パターンとリード３のインナーリード３ａとには、図１及び図２に示すように、接着シート６が貼り付けられており、配線基板２と複数本のリード３とを接着シート６により覆って固定した接着固定部７が形成されている。この接着シート６を介して配線基板２の配線パターンと複数本のリード３とがオーミック接触されている。

この接着シート６は、常温で粘着性を発揮するとともに、加熱により反応して硬化する。接着シート６としては、例えばエポキシ系樹脂又はシリコーン系樹脂等の熱硬化性樹脂が好適である。その一例としては、例えば熱硬化型エポキシ樹脂シート（商品名：とろける接着シート、京セラケミカル社製）がある。

配線基板２とリード３とは、接着シート６を常温で貼り付けることで、接着シート６により保持されて仮固定される。仮固定された接着シート６がトランスファモールドによるモールド樹脂部５で封止する際のモールド樹脂５の反応熱によって硬化反応を起こすことで接着固定部７が形成される。接着固定部７を介して配線基板２の配線パターンと複数本のリード３とが密着保持されて本固定される。

（リードの接続方法）
ここで、図３（ａ）〜図３（ｄ）を参照すると、これらの図には、リード３の接続方法の一例が示されている。

リード３の接続方法は、配線基板２にリード３を位置決めするリード位置決め工程と、接着シート６を用いて配線基板２及びリード３を仮固定する第１のリード接着工程と、トランスファモールドによるモールド樹脂５の反応熱で接着シート６を硬化させて配線基板２及びリード３を本固定する第２のリード接着工程とを含む一連の工程により効果的に達成される。

（リード位置決め工程）
複数本のリード３は、多数個取り可能な導電性基板素材を細長い板状に打ち抜くことで一括形成された細長い板材からなり、矩形平板状の外枠に同一面上に並列に配置されている。

このリード位置決め工程は、治具を用いて、チップ型部品４を搭載した配線基板２の配線パターンと複数本のリード３のインナーリード３ａとを接合して位置決めする。配線基板２に位置決めされた複数本のリード３は、次工程の第１のリード接着工程で接着シート６により仮固定される。

（第１のリード接着工程）
この第１のリード接着工程は、配線基板２の配線パターンと複数本のリード３のインナーリード３ａとに接着シート６を常温で貼り付けることで、配線基板２に複数本のリード３を保持して仮固定する。

配線基板２に仮固定された複数本のリード３は、次工程の第２のリード接着工程でトランスファモールド成形による封止を行うことで、配線基板２に本固定される。

（第２のリード接着工程）
この第２のリード接着工程は、先ず、成形用金型１００の上型１０１と下型１０２とを型閉じすることで、複数本のリード３のアウターリード３ｂを挟み込むとともに、上型１０１及び下型１０２に進退動自在に設けられた複数本の保持ピン１０３，…，１０３に保持した状態で、上型１０１及び下型１０２の間に形成されたキャビティ１０４内に配線基板２と複数本のインナーリード３ａとをセットする。

このとき、配線基板２には複数本のリード３が接着シート６により仮固定されているので、型閉じ前のキャビティ１０４内において、配線基板２と複数本のリード３との位置決めを高精度に行うことができるようになる。

成形用金型１００に配線基板２と複数本のリード３とをセットした後、モールド樹脂部５となる溶融樹脂を成形用金型１００のキャビティ１０４内に充填する。

このとき、接着シート６は、溶融樹脂の反応熱で硬化する。これにより、配線基板２及び複数本のリード３を接着シート６により覆って固定した接着固定部７が形成されることになり、複数本のリード３は、配線基板２に密着保持して本固定される。

溶融樹脂を固化させた後、型開きと同時に保持ピン１０３を後退させることにより、配線基板２と複数本のリード３とが脱型される。

以上の一連の工程により配線基板２の配線パターンに電気的に接続された複数本のリード３は、カッティングデバイスを用いて矩形平板状の外枠を切断することで分離され、モールド樹脂部５により一体化された基板モジュール１が完成する。

（実施の形態の効果）
以上のように構成されたリード接続構造を採用することで、上記効果に加えて以下の効果が得られる。

リード３の接続構造を簡素化することができるため、リード３の接続を簡単にかつ容易に行うことが可能になる。

モールド樹脂部５の形成と、配線基板２及びリード３の電気的な接続とを同時に達成することができる。

配線基板２と複数本のリード３とが接着シート６により仮固定されているので、キャビティ１０４内で、配線基板２に対する複数本のリード３の位置調整が可能であり、リード３の位置ずれや接続不良を防止することができるようになる。

配線基板２及び複数本のリード３をモールド樹脂部５で封止する前工程で接着剤を乾燥硬化させて固定する工程や配線基板２及び複数本のリード３をワイヤボンディング接続する工程を排除することができるので、コスト低減を図った基板モジュール１が得られる。

［変形例］
以上より、本発明におけるリード３の接続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、及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。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り、次に示すような変形例も可能である。

図４において、基板モジュール１が複数本のリード３のアウターリード３ｂを除いてモールド樹脂部５で封止されている。リード３のインナーリード３ａには、先細り状をなす突起部３ｃが突出して形成されている。この突起部３ｃは、配線基板２の配線パターンとオーミック接触する突起電極として構成されている。配線基板２の配線パターンとインナーリード３ａの突起部３ｃとには、接着シート６によって固定された接着固定部７が設けられている。

なお、リード３の突起部３ｃの形状としては、例えば三角錐、円柱、四角柱又は先細り台形等の各種の形状を用いることができる。

また、リード３やチップ型部品４は、使用目的等に応じて配置個数、配置位置や配置形態などを適宜に選択すればよく、本発明の初期の目的を達成することができる。

以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態、変形例及び図示例を例示したが、上記実施の形態、変形例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い。従って、上記実施の形態、変形例及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが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。

１…基板モジュール、２…配線基板、３…リード、３ａ…インナーリード、３ｂ…アウターリード、４…チップ型部品、５…モールド樹脂部、６…接着シート、７…接着固定部、１００…成形用金型、１０１…上型、１０２…下型、１０３…保持ピン、１０４…キャビティ

Claims (2)

1. 搭載部品が搭載される配線基板と、
   前記配線基板に接合して電気的に接続されるリードと、
   前記配線基板及び前記リードを熱硬化型の接着シートにより覆って固定した接着固定部と、
   を有していることを特徴とするリード接続構造。
2. 前記接着固定部は、前記接着シートにより前記配線基板及び前記リードを常温で仮固定し、前記配線基板及び前記リードをモールドしたモールド樹脂部の反応熱によって前記接着シートを硬化させて前記配線基板及び前記リードを本固定して設けたことを特徴とする請求項１記載のリード接続構造。

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