JP2023030723A - 樹脂封止型電子基板および樹脂封止型電子基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂封止型電子基板の製造時において、基板上の電子部品が有する２つの端子間のショートを防止する。
【解決手段】２つの端子２０ａ，２０ｋを有する電子部品２０と、第１面２２Ａ上に設けられ電子部品２０の２つの端子２０ａ，２０ｋの各々が実装される２つのランド３２と２つのランド３２間に形成された貫通孔３６とを有する基板２２と、絶縁性樹脂からなり基板２２の第１面２２Ａを被覆する被覆層２４と、基板２２の第１面２２Ａとは反対側の面である第２面２２Ｂ側に絶縁性樹脂から形成され、貫通孔３６を充填する形で形成された第２面側成形体２６と、を備えた構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、樹脂封止型電子基板に関し、また、その樹脂封止型電子基板の製造方法に関する。

下記特許文献１には、半導体チップを実装した金属製支持板を、絶縁性の樹脂で被覆した構成の電力用トランジスタやダイオード等の樹脂封止型半導体装置が記載されている。従来から、下記特許文献１をはじめとして、電子部品を実装した基板を樹脂で覆った構成の樹脂封止型の電子基板や、その樹脂封止型の電子基板の製造方法が、検討されている。

特開平５－１０９７９５号公報

上記特許文献１に記載されているような、樹脂封止型の電子基板は、電子部品が基板上に半田によって実装されており、その基板を成形型内に保持させた後、その基板上に、加熱して溶融させた絶縁性樹脂を流入させるようにして製造される。そのため、電子部品が２つ以上の端子を有してそれら端子の各々が半田によって固着されている場合には、流入される絶縁性樹脂によって各端子を固着させていた半田が溶け、溶けた半田同士が接して、ショートしてしまう虞がある。

本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、樹脂封止型電子基板の製造時において、基板上の電子部品が有する２つの端子間のショートを防止することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の樹脂封止型電子基板は、
２つの端子を有する電子部品と、
第１面上に設けられ前記電子部品の前記２つの端子の各々が実装される２つのランドと、前記２つのランド間に形成された貫通孔と、を有する基板と、
絶縁性樹脂からなり前記基板の前記第１面を被覆する被覆層と、
前記基板の前記第１面とは反対側の面である第２面側に絶縁性樹脂から形成され、前記貫通孔を充填する形で形成された第２面側成形体と、を備えたことを特徴とする。

この構成の樹脂封止型電子基板は、製造時において、被覆層を成形する前に、基板に形成された２つのランド間に、貫通孔を通して絶縁性樹脂を充填して第２面側成形体を成形しておくことで、被覆層の成型時にランド上の半田が溶けたとしても、それらが接することは防止され、電子部品の２つの端子間のショートを確実に防止することができる。この構成の樹脂封止型電子基板において、電子部品は特に限定されず、種々のものを採用可能である。また、この構成の樹脂封止型電子基板は、３つ以上の端子を有する電子部品を備える場合に採用することも可能である。

上記構成において、前記２面側成形体は、前記基板のすべてを覆うものとされて、前記基板とは反対側の面に、意匠形状が施されている構成とすることができる。

この構成の樹脂封止型電子基板は、第２面側成形体を、基板を収容するハウジングとして機能させるような構成や、第２面側成形体の表面を内装材の意匠面として用いることが可能な構成となっている。この構成の樹脂封止型電子基板によれば、当該電子基板とハウジングや内装材とを組み付ける必要がなく、部品を削減することができるとともに、作業の工数を減らすことが可能である。

上記構成において、前記電子部品は、光を照射するＬＥＤ素子であり、前記基板，前記被覆層および前記第２面側成形体は、光透過性を有する樹脂から成形されており、前記第２面側成形体は、光を出射させるレンズ部を有し、前記被覆層には、前記ＬＥＤ素子から照射された光を、前記第２面側成形体の前記レンズ部に向かって反射させる光反射部が設けられている構成とすることができる。

この構成の樹脂封止型電子基板は、一部を照明として利用することが可能なものとなる。この構成の樹脂封止型電子基板は、基板とレンズ部材が一体化されているため、部品を削減することができるとともに、作業の工数を減らすことが可能である。なお、第２面側成形体を、前記基板のすべてを覆うものとしてハウジングとして機能させる構成とすれば、この樹脂封止型基板自体が、照明装置となる。つまり、従来の照明装置のように、ＬＥＤ素子が実装された基板に対して、レンズ部材やハウジング部材等を組み付ける必要がなく、部品をより削減することができるとともに、作業の工数をより減らすことが可能である。

上記構成において、前記基板は、可撓性のあるフィルム状の基板とすることができる。

この構成の樹脂封止型電子基板は、第２面側成形体および被覆層の成型時に、基板を湾曲させることも可能であるため、平面状のものだけでなく、立体形状のものを実現することが可能である。

また、上記課題を解決するために、本発明の樹脂封止型電子基板の製造方法は、
２つの端子を有する電子部品と、第１面上にはんだ付けによって前記電子部品が実装された基板と、絶縁性樹脂からなり前記基板の前記第１面を被覆する被覆層と、を備えた樹脂封止型電子基板の製造方法であって、
前記基板は、前記第１面上に設けられ前記電子部品の前記２つの端子の各々が実装される２つのランドと、前記２つのランド間に形成された貫通孔と、を有するものとされ、
前記電子部品が実装された前記基板を成形型内に保持させ、前記基板の前記第１面とは反対側の面である第２面と前記成形型との間に、前記貫通孔を一部に含む第２面側成形空間を形成し、前記第２面側成形空間に溶融した絶縁性樹脂を充填して固化させることによって、第２面側成形体を成形する第２面側成形体成形工程と、
前記裏面側成形体成形工程の後に行われ、前記第１面と前記成形型と間に第１面側成形空間を形成し、前記第１面側成形空間に溶融した絶縁性樹脂を充填して固化させることによって、前記被覆層を成形する被覆層成形工程と、
を含むことを特徴とする。

この構成の樹脂封止型電子基板の製造方法によれば、被覆層を成形する前に、貫通孔内を埋めることができるため、電子部品の２つの端子間のショートを確実に防止した構成の樹脂封止型電子基板を製造することができる。

本発明によれば、樹脂封止型電子基板の製造時において、基板上の電子部品が有する２つの端子間のショートを防止することができる。

本発明の実施例である樹脂封止型基板が採用された車両の車室内を示す図 本実施例の樹脂封止型基板であるマップランプの要部の断面図 本実施例の樹脂封止型基板であるセンターランプの要部の断面図 本実施例の樹脂封止型基板の製造方法における第２面側成形工程を示す図 本実施例の樹脂封止型基板の製造方法における被覆層成形工程を示す図

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。

本発明の実施例である樹脂封止型電子基板は、車両に搭載される照明装置１０，１２に採用されている。それら照明装置１０，１２は、図１に示すように、車両の天井１４に、車両前後方向に延びる状態で設けられたオーバーヘッドモジュール１６の一部を構成するものとなっている。照明装置１０は、オーバーヘッドモジュール１６の前端部分で、天井１４における前方側に位置しており、運転席および助手席の各々に対応する２つのスポット照明１０Ｒ，１０Ｌを有するマップランプである（以下、「マップランプ１０」と呼ぶこととする）である。また、照明装置１２は、オーバーヘッドモジュール１６の後端部分で、天井１４における車室中央付近に位置するセンターランプである（以下、「センターランプ１２」と呼ぶこととする）。

マップランプ１０は、図２において、内部の構造を拡大して示すように、光源であるＬＥＤ素子２０が実装されたフィルム基板２２が、樹脂によって封止された構成のものとなっている。詳しく言えば、マップランプ１０は、電子部品としてのＬＥＤ素子２０（運転席と助手席の各々に対応して２つ備えているが、図２においては１つのみ図示）と、そのＬＥＤ素子２０が実装されたフィルム基板２２と、そのフィルム基板２２のＬＥＤ素子２０が実装されている面である第１面２２Ａを覆うようにして樹脂で成形された第１面側成形体２４と、フィルム基板２２における第１面２２Ａとは反対側の面である第２面２２Ｂを覆うようにして樹脂で成形された第２面側成形体２６と、を含んで構成されている。なお、図示は省略するが、フィルム基板２２の第１面２２Ａ上には、ＬＥＤ素子２０を駆動するためのドライバやコンデンサ等のチップや、車両の電気回路等と接続するためのコネクタ等も実装されている。

フィルム基板２２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなり、ほぼ無色透明で、光透過性を有する基板本体３０を主体とするものである。その基板本体３０の一方側の面に、銅箔によって配線パターンが形成されるとともに、各電子部品を半田付けするためのランド３２が形成されている。つまり、この基板本体３０の配線パターンおよびランドが形成された面が第１面２２Ａである。そして、例えば、図２に示すように、ＬＥＤ素子２０が有する２つの端子であるアノード２０ａ，カソード２０ｋに対応して、２つのランド３２が設けられている。アノード２０ａ，カソード２０ｋは、それぞれのランド３２に対して半田３４によって固着されている。

また、フィルム基板２２には、２つのランド３２の間に、貫通孔３６が形成されている。この貫通孔３６は、上方から視点において、その大きさが、ＬＥＤ素子２０の本体部２１内に収まる大きさとされている。なお、貫通孔３６の形状は特に限定されないが、本実施例においては、ＬＥＤ素子２０がフィルム基板２２の第１面２２Ａ上に実装された状態において、その第１面２２Ａ側からの視点において、ランド３２とランド３２とを結ぶ方向に対して交差する方向の寸法は、最も大きい箇所がＬＥＤ素子２０の本体部２１の幅と同程度とされている。また、フィルム基板２２には、もう１つのＬＥＤ素子２０が実装される箇所に対しても、同様に貫通孔が形成され、他の電子部品のうちアノードとカソードが接続されるランドとランドとの間にも、貫通孔が形成されている。

第１面側成形体２４および第２面側成形体２６は、絶縁性樹脂材料であるとともに、屈折率が空気よりも十分に高くかつほぼ透明な（透光性に優れた）合成樹脂材料、例えば、アクリルやポリカーボネイトからなる。第１面側成形体２４は、フィルム基板２２上の配線パターンや電子部品等を保護する等の目的で、第１面２２Ａ全体を覆うように成形された被覆層である。また、第２面側成形体２６も、第１面側成形体２４と同様に、フィルム基板２２の第２面２２Ｂ全体を覆うように成形されている。つまり、第２面側成形体２６は、フィルム基板２２に形成された貫通孔３６に充填される形で形成されたものとなっている。

そして、第２面側成形体２６には、フィルム基板２２上のＬＥＤ素子２０に対し、フィルム基板２２の厚み方向に重畳する箇所に、平たく言えば、ＬＥＤ素子２０の下方に、下側に膨らんだ凸形状のレンズ部４０が形成されている。一方、第１面側成形体２４には、上面（フィルム基板２２とは反対側の面）側に、凹所が形成されることで、ＬＥＤ素子２０から上方に向けて出射される光を、下方に向けて、詳しく言えば、第２面側成形体２６のレンズ部４０に向かって反射する光反射部４２が形成されている。

また、センターランプ１２は、マップランプ１０と類似の構成のものであり、ＬＥＤ素子５０が実装されたフィルム基板５２と、そのフィルム基板５２のＬＥＤ素子５０が実装されている面である第１面５２Ａを覆うようにして樹脂で成形された第１面側成形体５４と、フィルム基板５２における第１面５２Ａとは反対側の面である第２面５２Ｂを覆うようにして樹脂で成形された第２面側成形体５６と、を含んで構成されている。ただし、第１面側成形体５４と第２面側成形体５６との形状が、マップランプ１０とは相違する。

センターランプ１２においては、第２面側成形体５６は、下面側のほぼ全体に凹凸形状５８が形成されている。一方、第１面側成形体５４は、上面において、第２面側成形体５６の凹凸形状５８に対応する範囲全体に、下方に向けて光を反射する光反射部６０が設けられており、ＬＥＤ素子５０の光を導光しつつ、下方に向かわせることができる。つまり、センターランプ１２は、第２面側成形体５６の凹凸形状５８が形成された部分全体から光が出射されるような構成のものとなっている。

なお、センターランプ１２も、マップランプ１０と同様に、ＬＥＤ素子５０が有する２つの端子であるアノード５０ａ，カソード５０ｋに対応して、フィルム基板５２は、２つのランド６２を有するとともに、それら２つのランド６２の間に貫通孔６４を有するものとなっており、第２面側成形体５６は、その貫通孔６４に充填される形で形成されたものとなっている。

次に、本発明の樹脂封止型電子基板の製造方法について、上述したマップランプ１０を例に説明する。まずは、上述した貫通孔３６が形成されたフィルム基板２２上にＬＥＤ素子２０を含む電子部品が実装された回路基板Ｓを用意する。そして、その回路基板Ｓを、図４に示す射出成形装置の第１成形型８０内に保持させる。第１成形型８０は、一対の金型８２，８４を主体として構成されるものであり、前述した第２面側成形体２６を成形するためのものである。

一対の金型８２，８４のうち上方に位置する金型８２が、固定的に設けられた固定型であり、下方に位置する金型８４が、駆動装置により上下方向に可動させられる可動型である。固定型８２には、下面側に、回路基板Ｓの第２面側成形体２６の表面（図２における下面）に倣う成形面８２Ａが形成されるとともに、可動型８４には、上面側に、回路基板Ｓの第１面２２Ａ側の形状に倣う成形面８４Ａが形成されている。そして、可動型８４の成形面８４Ａに、回路基板Ｓの第１面２２Ａ側を下方に向けた状態で保持させる。次いで、一対の金型８２，８４を型閉じすることで、図４に示すように、成形面８２Ａと回路基板Ｓの第２面２２Ｂとの間に、第２面側成形体２６を成形するための成形空間、つまり、第２面側成形空間Ｃ２が形成される。

そして、固定型８２側に設けられた射出装置によって、第２面側成形空間Ｃ２に溶融した絶縁性樹脂材料（アクリルもしくはポリカーボネイト）を流し込むように構成されており、第２面側成形体２６が成形される。つまり、第２面側成形体２６は、フィルム基板２２に形成された貫通孔３６およびＬＥＤ素子２０によって形成された空間に充填される形で成形される。

次いで、第１面側成形体２４の成形が、図５に示す第２成形型９０を用いて行われる。第２成形型９０は、一対の金型９２，９４を主体として構成されるものであり、上方に位置する金型９２が固定型、下方に位置する金型９４が可動型である。固定型９２には、下面側に、第１面側成形体２４の表面（図２における上面）の形状に倣う成形面９２Ａが形成されるとともに、可動型９４には、上面側に、第２面側成形体２６の表面（図２における下面）に倣う成形面９４Ａが形成されている。そして、可動型９４の成形面９４Ａに、第２面側成形体２６が成形された回路基板Ｓを、第２面側成形体２６が嵌り入る状態で保持させる。続いて、一対の金型９２，９４を型閉じすることで、図４に示すように、成形面９２Ａと回路基板Ｓの第１面２２Ａとの間に、第１面側成形体２４を成形するための成形空間、つまり、第１面側成形空間Ｃ１が形成される。

そして、固定型９２側に設けられた射出装置によって、第１面側成形空間Ｃ１に溶融した絶縁性樹脂材料（アクリルもしくはポリカーボネイト）を流し込むように構成されており、第１面側成形体２４が成形される。つまり、本実施例の樹脂封止型電子基板の製造方法は、第２面側成形体２６を成形する第２面側成形体成形工程と、その第２面側成形体成形工程の後に行われて被覆層としての第１面側成形体２４を成形する第１面側成形工程（被覆層成形工程）と、を含むものとなっている。

従来の樹脂封止型電子基板においては、被覆層を成形すべく溶融した絶縁性樹脂を成形空間に充填する際、ＬＥＤ素子等を固着した半田が溶融した樹脂とともに溶け流れて、例えば、アノードを固着していた半田とカソードを固着していた半田とが接して、ショートしてしまう場合があった。それに対して、本実施例の製造方法によれば、フィルム基板２２に形成された貫通孔３６およびＬＥＤ素子２０によって形成された空間に充填される形で、第２面側成形体２６が成形されるため、アノード２０ａを固着していた半田３４とカソード２０ｋを固着していた半田３４とが溶けたとしても、互いに接してしまうような事態を回避することが可能である。また、射出成形によって、第１面側成形体２４および第２面側成形体２６が成形されるため、本実施例であるマップランプ１０やセンターランプ１２のように、比較的自由に成形できるため、樹脂封止型電子基板自体に、種々の機能を持たせることができる。

そして、本実施例の樹脂封止型電子基板であるマップランプ１０（センターランプ１２）は、２つの端子２０ａ，２０ｋ（５０ａ，５０ｋ）を有する電子部品２０（５０）と、第１面２２Ａ（５２Ａ）上に設けられ電子部品２０（５０）の２つの端子２０ａ，２０ｋ（５０ａ，５０ｋ）の各々が実装される２つのランド３２（６２）と２つのランド３２（６２）間に形成された貫通孔３６（６４）とを有する基板２２（５２）と、絶縁性樹脂からなり基板２２（５２）の第１面２２Ａ（５２Ａ）を被覆する被覆層２４（５４）と、基板２２（５２）の第１面２２Ａ（５２Ａ）とは反対側の面である第２面２２Ｂ（５２Ｂ）側に絶縁性樹脂から形成され、貫通孔３６（６４）を充填する形で形成された第２面側成形体２６（５６）と、を備えた樹脂封止型電子基板とされている。

つまり、本実施例におけるマップランプ１０およびセンターランプ１２は、樹脂封止型電子基板でありながら、樹脂封止型電子基板としての構成要素のみで、照明装置としての機能を有するものとなっている。また、マップランプ１０およびセンターランプ１２は、照明装置における回路基板とレンズ部材とが一体化された構成となっており、従来の照明装置のように、ＬＥＤ素子が実装された回路基板に対して、レンズ部材を組み付ける必要がなく、照明装置における部品点数を削減することができるとともに、作業の工数を減らすことが可能である。

＜他の実施形態＞
（１）上記実施例においては、第２面側成形体２６が、フィルム基板２２のすべてを覆うものとされて、フィルム基板２２とは反対側の面が意匠面とされていたが、第２面側成形体は、フィルム基板２２に形成された貫通孔３６に充填される形で形成されたものであれば良い。例えば、マップランプ１０におけるレンズ部４０のみが成形されたものであってもよく、そのようなものであれば、上述した端子間のショートを防止することができる。
（２）また、上記実施例の樹脂封止型電子基板は、照明装置とされていたが、それに限定されない。例えば、第２面側成形体の表面を意匠面として成形し、電子基板が一体化された乗物用の内装材として採用することも可能である。
（３）また、上記実施例において、樹脂封止型電子基板の主体となる基板が、可撓性のあるフィルム状の基板とされており、平面状のまま樹脂によって封止されたものであったが、湾曲させた状態で、樹脂によって封止した構成とすることもできる。なお、リジッド基板に対しても、本発明を採用することも可能である。

１０…マップランプ〔樹脂封止型電子基板〕、１２…センターランプ〔樹脂封止型電子基板〕、２０…ＬＥＤ素子〔電子部品〕、２０ａ…アノード〔端子〕、２０ｋ…カソード〔端子〕、２２…フィルム基板〔基板〕、２２Ａ…第１面、２２Ｂ…第２面、２４…第１面側成形体〔被覆層〕、２６…第２面側成形体、３２…ランド、３４…半田、３６…貫通孔、４０…レンズ部、４２…光反射部、５０…ＬＥＤ素子〔電子部品〕、５０ａ…アノード〔端子〕、５０ｋ…カソード〔端子〕、５２…フィルム基板〔基板〕、５２Ａ…第１面、５２Ｂ…第２面、５４…第１面側成形体〔被覆層〕、５６…第２面側成形体、６０…光反射部、６２…ランド、６４…貫通孔、８０…第１成形型、９０…第２成形型、Ｃ１…第１面側成形空間、Ｃ２…第２面側成形空間

Claims (5)

1. ２つの端子を有する電子部品と、
   第１面上に設けられ前記電子部品の前記２つの端子の各々が実装される２つのランドと、前記２つのランド間に形成された貫通孔と、を有する基板と、
   絶縁性樹脂からなり前記基板の前記第１面を被覆する被覆層と、
   前記基板の前記第１面とは反対側の面である第２面側に絶縁性樹脂から形成され、前記貫通孔を充填する形で形成された第２面側成形体と、
   を備えた樹脂封止型電子基板。
2. 前記第２面側成形体は、前記基板のすべてを覆うものとされて、前記基板とは反対側の面に、意匠形状が施されている請求項１に記載の樹脂封止型電子基板。
3. 前記電子部品は、光を照射するＬＥＤ素子であり、
   前記基板，前記被覆層および前記第２面側成形体は、光透過性を有する樹脂から成形されており、
   前記第２面側成形体は、光を出射させるレンズ部を有し、
   前記被覆層には、前記ＬＥＤ素子から照射された光を、前記第２面側成形体の前記レンズ部に向かって反射させる光反射部が設けられている請求項１または請求項２に記載の樹脂封止型電子基板。
4. 前記基板は、可撓性のあるフィルム状の基板である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂封止型電子基板。
5. ２つの端子を有する電子部品と、第１面上にはんだ付けによって前記電子部品が実装された基板と、絶縁性樹脂からなり前記基板の前記第１面を被覆する被覆層と、を備えた樹脂封止型電子基板の製造方法であって、
   前記基板は、前記第１面上に設けられ前記電子部品の前記２つの端子の各々が実装される２つのランドと、前記２つのランド間に形成された貫通孔と、を有するものとされ、
   前記電子部品が実装された前記基板を成形型内に保持させ、前記基板の前記第１面とは反対側の面である第２面と前記成形型との間に、前記貫通孔を一部に含む第２面側成形空間を形成し、前記第２面側成形空間に溶融した絶縁性樹脂を充填して固化させることによって、第２面側成形体を成形する第２面側成形体成形工程と、
   前記第２面側成形体成形工程の後に行われ、前記第１面と前記成形型と間に第１面側成形空間を形成し、前記第１面側成形空間に溶融した絶縁性樹脂を充填して固化させることによって、前記被覆層を成形する被覆層成形工程と、
   を含むことを特徴とする樹脂封止型電子基板の製造方法。

Images