JP3758484B2 - 成形部品の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を樹脂モールドした成形部品とその製造方法の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、HDD(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、あるいはページングシステム等の移動体通信機器において、これら装置の小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電振動子や圧電発振器等の電子部品もその高性能化と共に、実装作業の利便性から、自動実装に適合した製品が多く製造されている。すなわち、例えば、上記電子部品のひとつである圧電振動子は、パッケージ内に極めて薄い板状でなる圧電材料である水晶振動片が収容されている。このような水晶振動片は、板状の両面に金属膜でなる電極膜が所定のパターンで形成されており、この電極膜に所定の駆動電圧を印加することにより、その厚みに依存した固有の振動周波数で振動するようになっている。そして、この振動を電気的に取り出して、組み込まれる機器の所定のクロック信号等に利用している。
【0003】
このような圧電振動子では、圧電振動片を収容するパッケージ形状が特殊であったり、実装基板と接続されるべき電極端子の位置が他の種類の電子部品と異なると、自動実装機を使用できない。このため、自動実装機を利用した機械実装に適合するように、パッケージを樹脂でモールドするとともに、リードフレームによる電極端子を設けるようにした成形部品が製造されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような成形部品には、次のような問題がある。
【0005】
図45(A)は、端子形成用フレーム121を用いて、パッケージ11に樹脂モールド部115を成形する工程の説明図であり、そのダミー端子側のリードフレーム114の近傍に成形用のゲート135を設けた場合を示している。
【0006】
ここで、リードフレーム114は、例えば銅系合金等の金属で形成された枠状でなる端子形成用フレーム121に一体に設けられている。
【0007】
すなわち、端子形成用フレーム121は、外周部121bに囲まれた電子部品よりも大きな長方形の窓状の空間121aを有しており、この空間121a内に図示しない端部にあるリードフレームと、上記リードフレーム114との間に上述した圧電振動片等の電子部品を挿入して、成形材料により樹脂モールド部115を形成して成形部品100を成形するようにしている。
【0008】
そして、圧電振動片等の電子部品の場合には、片側にしかリード端子を有していないので、成形部品100の実装用に用いる電極端子としては、上記図示しない端部にあるリードフレームが樹脂モールド部115内の電子部品のリード端子と電気的に接合されて電極端子として機能し、図示のリードフレーム114は、実装の際に実装基板へ固定するためにのみ機能するダミー端子とされている。
【0009】
この場合、リードフレーム114は、樹脂モールド部115の底面付近の高さにあって、その樹脂モールド部115の外側に露出する水平な部分114aは平らな1枚板の状態である。そして図45(A)のf−f線断面図である図45(B)に示すように、ゲート135は、この1枚板状のリードフレーム14の水平部114aと干渉することから、水平部114aの高さtの分だけ上方に位置している。このため、ゲート135の上端から樹脂モールド部115の上端までの距離はaで示す寸法しかない。
【0010】
ここで、圧電振動子100は極めて小さな部品であり、例えば、図45(A)に示す樹脂モールド部15の高さは全部で1.3mm程度である。このため、図45(B)のゲート135の上方に寸法aしか樹脂モールド部の高さがないと、ゲート切断の際に、この部分に割れを発生することがあり、製品品質を損なってしまう。
【0011】
本発明の目的は、上記課題を解消して、成形材料により樹脂モールド部形成後のゲート切断の際に樹脂モールド部に割れを生じないようにした成形部品とその製造方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項1の発明にあっては、両端に配置されたリードフレームの間に電子部品を挿入してこの電子部品を樹脂モールドした成形部品の製造方法であって、前記両端に配置されたリードフレームの少なくとも一方が樹脂モールド部から露出した電極端子で、他方がダミー端子とされており、このダミー端子は、先端が前記樹脂モールド部の下端付近から水平に外部に露出した水平部を有していて、この水平部は、少なくとも、前記樹脂モールド部から外部に露出した部分が水平方向に二分割されて、この二分割された前記水平部の夫々が、前記成形部品の外形の一辺上に配置されており、前記樹脂モールドの成形工程において、成形材料のゲートを設けるに際し、前記ダミー端子の二分割された間に前記ゲートの下端が前記ダミー端子の下端と同じ高さになるように前記ゲートを設け、前記樹脂モールドの成形工程の後で前記リードフレームを切断する切断工程において、前記樹脂モールド部の幅方向の内側で前記二分割された前記水平部の夫々を切断する成形部品により、達成される。
【0013】
請求項1の構成によれば、前記ダミー端子の前記樹脂モールド部から外部に露出した部分が水平方向に二分割されている。このため、この分割ダミー端子の間の領域に、成形用の型のゲートを設けて、成形材料を注入することができる。すなわち、分割ダミー端子の間の領域は、リードフレームが存在しないから、その分だけ低い位置からゲートを設けることができるので、ゲートの位置は、リードフレームの厚み分だけ従来よりも低くなる。これによって、きわめて小さな成形部品において、ゲートから上の樹脂モールド部の寸法を大きくとることができるので、ゲート切断の際に、この部分に割れを発生することを有効に防止することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0017】
図1ないし図4は、本発明を適用した成形部品の実施形態として、圧電振動子を構成を示しており、図1は本実施形態の圧電振動子の概略平面図、図2は、図1のC−C線概略断面図、図3は、その概略底面図、図4は、図1のD−D線概略断面図である。
【0018】
これらの図のうち図1及び図2では、理解の便宜のためモールド樹脂を透明にしてその内部の構成を示している。
【0019】
これらの図において、圧電振動子10は、水晶管と呼ばれるパッケージ11を内蔵している。パッケージ11は、金属製のシリンダ状の有底筒体で構成され、開口側に拡径部11cを備えている。パッケージ内には、インナーリードと接合された圧電振動片12が収容されている。圧電振動片12は、圧電作用によって、駆動電圧が印加されると所定の周波数で振動する圧電材料として、例えば水晶の薄い振動片である水晶片が用いられ、その表面には、水晶に駆動電圧を印加して、所定の振動をさせるために必要な電極を形成する(図示せず)ことにより、水晶振動片とされている。この圧電振動片12としては、水晶以外にも、例えば、LiTaO3 ,LiNbO3 等の圧電材料を使用して圧電振動片を構成してもよい。
【0020】
圧電振動片12の駆動電極に接合されたインナーリード12aは、パッケージ11の拡径部11cに装着された絶縁材料でなるプラグ11dを介して、外部にアウターリード12b,12bとして引き出されており、パッケージ11の外部に露出する電極端子13,13と接合されている。この電極端子13,13は、樹脂モールド部15の一方の端部から外部に露出している。
【0021】
すなわち、上記圧電振動片12を収容したパッケージ11及び、アウターリード12b,12bを含む全体は、所定の成形材料,例えば、エポキシ系の成形材料等である樹脂材料により、後述するようにモールドされることにより、成形部品とされている。
【0022】
そして、この樹脂モールド部15の一方の端部から上記電極端子13,13が露出するように、この電極端子13,13の一方の端部は、樹脂モールド部15の内部にて、圧電振動片12側の上記アウターリード12b,12bと接合されて電気的に接続されるとともに、図2に示すように、クランク状に曲げられて、図3に示されているように、底面に露出されている。
【0023】
これに対して、樹脂モールド部15の他方の端部には、圧電振動片12側と接続されていないダミー端子14,14がインサート成形により、この他方の端部から露出するようにして形成されている。
【0024】
また、この電極端子13,13は、樹脂モールド部15の角部をテーパ状の傾斜面19,19に形成して、この傾斜面から露出するようにされている。この点はリードフレーム14側も同じである。
【0025】
さらに、圧電振動子10の図1,図2に示すように、それぞれ左右の端部よりの位置に樹脂モールド部15の成形の際に形成されるイジェクトピンによる凹陥部16,17が設けられている。また、圧電振動子10の下面(底面)には、上記イジェクトピンによる凹陥部17よりも内側に、パッケージ11の位置決めピン用の凹陥部18が形成されている。これらについては、後述する成形工程で詳しく説明する。
【0026】
この圧電振動子10は、圧電振動片12を収容したパッケージ11を樹脂モールド部15によりモールドして成形部品として形成されているから、半導体部品等の他の成形部品と同様に自動実装機によって、機械的に部品実装されることができる。そして、実装対象である所定の実装基板上のランド(図示せず)に対して電極端子13,13とダミー端子14,14を載置して半田により固定される。これにより、実装機器内で、基板を介して、電極端子13,13を介して、アウターリード12b,インナーリード12aから水晶振動片12へ駆動電圧が印加されることによって、所定の振動周波数で振動するようになっている。そして、この振動を電気的に取り出して、組み込まれる機器の所定のクロック信号等に利用することができる。
【0027】
<圧電振動子の製造方法>
次に、圧電振動子10の製造方法について説明する。
【0028】
図5は、圧電振動子10の製造方法を簡単に示すフローチャートであり、先ずこれらの工程を概略的に説明する。
【0029】
所定の圧電材料,例えば、水晶ウエハに対して研磨と切断工程を行って、製品単位の水晶片を形成し、その表面及び裏面に振動片としての動作をさせるために必要な電極膜を形成して圧電振動片12を形成する。そして、圧電振動片をパッケージ11内に封止した後、アウターリード12b,12bを電極端子13、13となるリードフレームへ接合する工程を行う(ST1)。
【0030】
次に、パッケージ11を所定の成形材料により樹脂モールドする(ST2)ことにより、樹脂モールド部15を設ける。
【0031】
続いて、電極端子13、13及びダミー端子14、14となるリードフレームに溝を形成する工程(ST3)を経て、このリードフレームに半田メッキを施す(ST4)。
【0032】
次いで、リードフレームに支持された個々の成形部品を抜き落とし(ST5)、完成した製品を実装基板に半田を用いて部品実装する(ST6)。
【0033】
これらの各工程について、以下、詳しく説明する。
【0034】
<アウターリードのリードフレームへの接合工程(ST1)>
図6ないし図20は、圧電振動片12を収容したシリンダータイプ水晶振動子とのいう水晶振動片のアウターリード12b,12bを電極端子13、13となるリードフレームに接合する工程を説明するための図面である。
【0035】
本実施形態の理解のために、先ず、従来の工程を説明すると、図6(A)の斜視図、及び図6(B)の側面図にそれぞれ示すように、端子形成用フレーム121は外周部121bによってパッケージ11よりも大きな長方形の窓状の空間121aを仕切った枠体でなっており、図7の斜視図に示すように、各区間121aは縦横に並んで、複数設けられている。
【0036】
この空間121aの長手方向の両端部には、内方に向かって延びるリードフレーム113と114が形成されており、少なくとも一方のリードフレームはリードフレーム113,113として、二つ並んで内方に突出している。この一方のリードフレームはリードフレーム113,113は、圧電振動子の電極として機能するものである。また、リードフレーム114は、上述したダミー端子となるものである。
【0037】
図6(B)に示すように、電極端子となる各リードフレーム113は、端子形成用フレーム121の空間121aからほぼ水平に延びる部分113aと、この水平に延びる部分113aの内側からほぼ垂直に一体に延びる起立部分113bと、この起立部分113bの上端から水平に延びるリード端子接合部分113cを備えている。
【0038】
また、リードフレーム114は、内側に起立部分114bを有しており、この起立部分114bから一体に、外方に延びて端子形成用フレーム113と接続されている部分,すなわち外方へ延びる部分114aを有している。この外方へ延びる部分114aの先端は、樹脂モールド後は、樹脂モールド部から水平に延びる水平部となってダミー端子を構成する。
【0039】
この接合工程では、電子部品としてのパッケージ11をリードフレーム113と114の間に挿入し、正しく位置合わせして、このパッケージ11のリード端子であるアウターリード12b,12bをリードフレーム113,113のリード端子接合部分113c,113cに載せて、後述するように電極で挟んで、溶接用の電圧を印加して接合する。
【0040】
図7に示されているように、端子形成用フレーム121には、両端縁部に沿って位置決め用の貫通孔122が、それぞれ一定間隔で設けられている。これに対して、端子形成用フレーム121にはリードフレームの接合に用いる溶接用の駆動電圧を供給するための電極ブロック124が端子形成用フレーム121の下方から位置合わせされるようになっている。電極ブロック124には、図示しない電極が設けられている。
【0041】
そして、電極ブロック124の両端縁部に沿って位置決め用のピン123が、端子形成用フレーム121の位置決め用の貫通孔122に対応して一定間隔で起立するように設けられており、この位置決め用のピン123を、端子形成用フレーム121の位置決め用の貫通孔122に挿通することによって、電極ブロック124と端子形成用フレーム121とが位置合わせされる。
【0042】
次いで、パッケージ11が、このパッケージ11の円筒状の側面に対応したR面を備え、吸着等によりパッケージ11を保持できる所定の移載用治具22により、端子形成用フレーム121の外周部121bの内側の各空間部121a内に運ばれて図6(B)で説明した接合を行う。
【0043】
しかしながら、図8に示すように、このような方法によれば、電極ブロック124とリードフレーム113,113は、相互に位置決めすることができるが、これらとパッケージ11とを正しく位置決めすることは困難であり、図8の矢印方向へ位置がずれるおそれがある。このため、パッケージ11のリード端子であるアウターリード12b,12bをリードフレーム113,113のリード端子接合部分113c,113cに正しく位置決めして接合することができないという不都合がある。
【0044】
そこで、本実施形態では、図9及び図10に示す方法により、電極ブロック124とリードフレーム113,113及びパッケージ11を位置決めする。
【0045】
すなわち、図9は、本実施形態の接合方法を説明する図であり、端子形成用フレーム21は外周部21bによってパッケージ11よりも大きな長方形の窓状の空間21aを仕切った枠体でなっており、各区間21aは縦横に並んで、複数設けられている。
【0046】
この空間21aの長手方向の両端部には、内方に向かって延びるリードフレーム13と14が形成されており、少なくとも一方のリードフレームはリードフレーム13,13として、二つ並んで内方に突出している。この一方のリードフレームはリードフレーム13,13は、圧電振動子の電極として機能するものである。また、リードフレーム14は、上述したダミー端子となるものである。
【0047】
図12に示すように、電極端子となる各リードフレーム13は、端子形成用フレーム21の空間21aからほぼ水平に延びる部分13aと、この水平に延びる部分13aの内側からほぼ垂直に一体に延びる起立部分13bと、この起立部分13bの上端から水平に延びるリード端子接合部分13cを備えている。
【0048】
また、リードフレーム14は、内側に起立部分14bを有しており、この起立部分14bから一体に、外方に延びて端子形成用フレーム13と接続されている部分,すなわち外方へ延びる部分14aを有している。この外方へ延びる部分14aの先端は、樹脂モールド後は、樹脂モールド部から水平に延びる水平部となってダミー端子を構成する。
【0049】
図9に示されているように、端子形成用フレーム21には、両端縁部に沿って位置決め用の貫通孔122が、それぞれ一定間隔で設けられている。これに対して、端子形成用フレーム21にはリードフレームの接合に用いる溶接用の駆動電圧を供給するための電極ブロック23が端子形成用フレーム21の下方から位置合わせされるようになっている。電極ブロック23には、図示しない電極が設けられている。
【0050】
そして、電極ブロック23の両端縁部に沿って端子形成用フレームの位置決め手段として、位置決め用のピン123が、端子形成用フレーム21の位置決め用の貫通孔122に対応して一定間隔で起立するように設けられており、この位置決め用のピン123を、端子形成用フレーム21の位置決め用の貫通孔122に挿通することによって、電極ブロック23と端子形成用フレーム21とが位置合わせされる。
【0051】
ここまでの構成は、従来の接合方法と同じであるが、この電極ブロック23の上面には、電子部品保持手段24が形成されている。この電子部品保持手段24は、電子部品の位置決め手段として機能するように、対応する電子部品の形状に合わせて形成されている。このため、本実施形態の電極ブロック23は、端子形成用フレーム21とパッケージ11の双方の位置決め手段を備えている。具体的には、電子部品保持手段は、この実施形態では、電極ブロック23の上面に凸部を形成し、この凸部の上面24aをパッケージ11の円筒状の側面に対応したR面としている。これにより、図10に示すように、電極ブロック124とリードフレーム13,13は、相互に位置決めすることができるとともに、パッケージ11は、電子部品保持手段24の上面24aに載せられることで、横ずれ等のおそれがなく、正しく位置決めされる。
【0052】
すなわち、パッケージ11を、このパッケージ11の円筒状の側面に対応したR面を備え、吸着等によりパッケージ11を保持できる所定の移載用治具22により、端子形成用フレーム21の外周部21bの内側の各空間部21a内に移動させることにより、図11に示すように、複数のパッケージ11を端子形成用フレーム21に対して、簡単に位置決めすることができる。
【0053】
ここで、この接合工程において、さらに次の問題がある。
【0054】
従来、電極ブロック124にリードフレーム113,113及びパッケージ11を位置決めした後においては、図13の部分拡大図で示すように、パッケージ11のアウターリード12bとリードフレーム113の接合箇所に電圧をかけて溶接する。
【0055】
この場合、リードフレーム113にアウターリード12bを載せた状態において下方からリードフレーム113に下電極31を当て、上方から上電極32をアウターリード12bに当てて、挟み込み、加圧しながら、上電極32と下電極31とで電圧を印加する。
【0056】
ところが、リードフレーム113の起立部分113bから、ほぼ垂直にリード端子接合部分113cが延びているので、その曲折した角部113dに下電極31が当接して、すき間113eを生じることがある。このようなすき間113eを生じると、印加した電流が十分伝達されないで、接合がうまくおこなわれないという問題がある。
【0057】
さらに、接合に続いて、図14に示すように、上型34と下型33との間にパッケージ11を挟んで、トランスファーモールドにより成形材料を注入して樹脂モールドを行うと、リードフレーム113とリードフレーム114のほぼ水平に延びる部分113aと114aがそれぞれ内方に向かって僅かに上がる傾斜を有している場合、それぞれ隙間33aと33bを生じることがある。
【0058】
このため、各隙間33aと33bに成形材料が入り込んでバリを生じてしまい、製品品質を損なう場合がある。
【0059】
また、電子部品であるパッケージ11を各リードフレーム113,114の間に挿入する場合に、図15の拡大図の実線で示すように、ダミー端子側のリードフレーム114の起立部114bが垂直に立ち上がっていると、パッケージ11の位置が長手方向に僅かに位置ずれした場合に、ダミー端子側のリードフレーム114の起立部114bとパッケージ11の端部が当接して干渉してしまい、電子部品であるパッケージ11を各リードフレーム113,114の間に挿入することができない場合がある。
【0060】
特に、移載用治具22を用いた機械処理を行う場合には、このような事態となると、後の工程を適切に進行することができない。
【0061】
そこで、本実施形態では、先ず、電極端子側のリードフレームについては、図16に示すように構成する。
【0062】
すなわち、図示されているように、電極端子となるリードフレーム13に関しては、端子形成用フレーム21に取付けられている状態で(図9参照)少なくともリード端子接合部分13cが図16において右下がりとなるように、すなわち、内側が下方に傾斜するようにされる。この場合、リードフレーム13のリード端子接合部分13cと端子形成用フレーム21の空間21a(図20参照)からほぼ水平に延びる部分13aとがほぼ平行に形成されている場合には、リード端子接合部分13c及び水平に延びる部分13aが、内側が下方に傾斜するように形成する。
【0063】
これにより、図16に示すように、下電極31がリード端子接合部分13cの先端の下側角部13dに当接し、アウターリード12bの上から当接した上電極32との間に挟まれて加圧されることにより点線で示すように水平に矯正されることから、下電極31の上面とリード端子接合部分13cの下面が全体にわたって接触して、図13のような隙間を生じることが防止される。これにより、アウターリード12bとリード端子接合部分13cに対して、適切に電圧が印加されることにより、接合が確実となる。
【0064】
さらに、本実施形態では、図17に示すように、ダミー端子となるリードフレーム14の水平に延びる水平部14aと起立部14bとがなす角度θが90度よりも小さくなるようにされている。
【0065】
これにより、図15の実線でしめされているように、パッケージ11を挿入する場合にその端部と干渉することなく、容易に挿入することができる。
【0066】
また、図17は、端子形成用フレーム21に取付けられているリードフレーム14を理解の便宜のため端子形成用フレーム21を省略して示したものであるが、このリードフレーム14の水平部14aの外側へ延長された部分で、後述する樹脂モールド部から露出する部分14c,14cは、凹部14dを挟んで、2つに分割された状態で延出している。
【0067】
以上により、図18に示すように、後述する成形工程において、パッケージ11を収容した状態で上型34と下型33を閉じる方向に移動させる場合には、上型34と下型33がまだ開いている状態において、リードフレーム13とリードフレーム14のほぼ水平に延びる部分13aと14aは共に、内方に向かって僅かに下がる傾斜を有している。
【0068】
そして、図19に示すように上型34と下型33を閉じると、部分13aと14aは水平に矯正されることから、この状態において、型内に成形材料を射出しても、図14で説明したように、部分13aと14aが僅かに傾き、それぞれ隙間を生じることがない。このため、このような隙間に成形材料が入り込んでバリを生じてしまい、製品品質を損なうことが有効に防止される。
【0069】
かくして、図20に示すように、上述の方法により、電子部品であるパッケージ11は、端子形成用フレーム21に設けたリードフレーム13,14の間に正しく位置決めして挿入され、アウターリード12bとリードフレーム13とが正確に接合される。
【0070】
<樹脂モールド部15の成形工程(ST2)>
次に、図21に示すように、パッケージ11を収容した状態で上型34と下型33を閉じて、ゲート35から成形材料を注入して、図22に示すように、樹脂モールド部15を成形する工程を説明する。
【0071】
本実施形態の理解のために、先ず、従来の工程を説明すると、図23に示すように、端子形成用フレーム121の空間121aの内側に電子部品としてのパッケージ11を成形材料でモールドした樹脂モールド部115が形成される。
【0072】
この場合、端子形成用フレーム121の外周部121bは、図24に示すように、成形用の上型134と下型133との間に挟まれた状態で成形が行われる。具体的には、図23のd−d線断面図である図24において、下型133の上面に形成した当接部133aと、上型134の内側で上下に昇降するイジェクトピン134aとの間にパッケージ11が挟まれて保持された状態で、型内に成形材料が注入され、図25に示すような樹脂モールド部115を備えた圧電振動子100が形成される。
【0073】
この場合、樹脂モールド部115のモールド樹脂としての幅や図25のcに示す大きさであるが、図24で説明したように、成形用の上型134と下型133の間に端子形成用フレーム121の外周部121bが挟まれる結果、この部分にバリ115a,115aが形成されてしまう。このため、図25にbで示すように、不必要に大きな外形を備えた圧電振動子100が形成される。
【0074】
さらに、上述の方法の場合には、図24に示されているように、型内で、パッケージ11は、下型133の上面に形成した当接部133aと、上型134の内側で上下に昇降するイジェクトピン134aとが挟むように当接するだけであるから、その保持状態は不完全で正確に位置決めすることができず、位置ずれする場合があった。この場合、図24の矢印方法へ大きく位置ずれを生じるとパッケージ11の側面が樹脂モールド部115からはみ出してしまう。
【0075】
また、パッケージ11の下面に当接する当接部133aにより、パッケージ11の底面に成形材料が被覆されずに、パッケージ11底面が露出して、パッケージ11と基板の回路パターンとが接触する場合があり好ましくない。
【0076】
さらに、当接部113aとイジェクトピン134aが上下の同じ位置でパッケージ11を挟むと、パッケージ11の1か所に力が集中し、パッケージ11の変形を生じる場合がある。
【0077】
これらの点を考慮して、本実施形態では、次のような方法により成形を行うようにしている。
【0078】
すなわち、図26に示すように、例えば、銅系材等の導電金属の枠体でなる端子形成用フレーム21の外周部21bは、従来と比べて、パッケージ11よりもはるかに大きく形成されており、その内側に電子部品としてのパッケージ11を成形材料でモールドした樹脂モールド部15が形成される。
【0079】
この場合、端子形成用フレーム21の外周部21bは、図26のe−e線断面図である図27に示すように、成形用の上型34と下型33の端縁部の間に挟まれた状態で成形が行われる。
【0080】
すなわち、図27に示されているように、上型34の合わせ面34aと下型33の合わせ面33aは、この外周部21bの内側に完全に入り込んでいる。すなわち、本実施形態の端子形成用フレーム21の外周部21bは、上型34の合わせ面34aと下型33の合わせ面33a,33aが入り込むことができる程度に大きな空間21aを有するように構成されている。
【0081】
これにより、成形部品としての圧電振動子10は、図28に示すように、従来の製品と比べると、側面にバリを形成しないことから、その外形は寸法cの状態となり、従来よりも小型に形成することができる。
【0082】
さらに、下型33の上面には、従来のような当接部ではなく、電子部品の位置決め手段36が設けられている。すなわち、位置決め手段36は、その位置決め機能,特に図28において横方向にパッケージ11がズレることを防止する構成となっており、例えば、下型33の上面からピン状に突出するとともに、その当接面36aが、パッケージ11の円筒状の側面に沿ったR状の凹面として形成されている。これにより、パッケージ11は、上型34の内側で上下に昇降するイジェクトピン37と、位置決め手段36との間に挟まれた状態で、当接面36aの凹面に保持されるから、横方向にずれることなく、成形後に樹脂モールド部15から側面に露出することがない。
【0083】
さらに、好ましくは、図27の右部に拡大して示すように、上記位置決め手段36の当接面36aの中央付近には、凹部36bを形成してもよい。
【0084】
これにより、成形時にこの凹部36bに成形材料が入り込むことによって、図29に示すように、圧電振動子10の底面の凹所36cに確実にモールド樹脂36dが被覆されるので、例えば実装時に、基板51上の導電パターン52に接触しても確実に絶縁されることができる。
【0085】
さらに、この実施形態においては、好ましくは、図26に示されているように、樹脂モールド部15の上面の長手方向の両端部よりにふたつのイジェクトピン孔37a,37aが形成されており、底面側の上記した位置決め手段による凹所36cは、これらよりも内側に配置されている。
【0086】
したがって、成形時に図27で説明したイジェクトピン37は、一方向に長いパッケージ11の端部に近い比較的構造上強い位置に当接することから、管状のパッケージ11を変形させることが有効に防止される。しかも、従来のように、イジェクトピン37と位置決め手段36とが、図27における上下方向の同一の位置に形成されていないから、パッケージ11は、イジェクトピン37と位置決め手段36とに挟まれて、一箇所に力が集中されて変形される事態も有効に防止することができる。
【0087】
次に、本実施形態における成形方法の他の特徴を説明する。
【0088】
この実施形態では、図12及び図17で説明したように、リードフレーム14は、内側に起立部分14bを有しており、この起立部分14bから一体に、外方に延びて端子形成用フレーム13と接続されている部分,すなわち外方へ延びる部分14aを有している。この外方へ延びる部分14aの先端は、樹脂モールド後は、樹脂モールド部15から露出したダミー端子を構成する。すなわち、樹脂モールド部15から露出する部分14c,14cは、図17に示されているように凹部14dを挟んで、2つに分割された状態で延出して分割ダミー端子を形成している。図30(A)では、この凹部14dに対応して、モールド部15から露出する分割ダミー端子14c,14cの間の領域14eにゲート35を設ける。このゲート35については、図21に示されている。
【0089】
これにより、図30(A)のg−g線断面図である図30(B)に示すように、ゲート35は、分割ダミー端子14c,14cの間の領域14eに入り込むことによって、図45(B)の場合と比べると水平部114aの高さtの分だけ下方に位置し、ゲート35の上方の寸法bは、水平部114aの高さtの分だけ、図45(B)の距離aよりも大きくなる。
【0090】
これにより、図45で説明した従来の場合と異なり、ゲート35の上方に樹脂モールド部15の大きさを十分とることができので、ゲート切断の際、この部分に割れを発生することを有効に防止することができる。
【0091】
かくして、図31に示すように、端子形成用フレーム21を利用して、パッケージ11を樹脂モールド部15により被覆する成形工程が完了する。
【0092】
<リードフレームへの溝形成工程(ST3)及び半田メッキ工程(ST4)>端子形成用フレーム21のリードフレーム13,13にアウターリード12b,12bを接合して、樹脂モールドを行う成形工程が終了したら、端子形成用フレーム21の外周部21bと電子部品としての樹脂モールド部15とを繋ぐリードフレーム13,14に溝を形成する。
【0093】
この溝の形成は、主として、これより後の工程である製品の抜き落としと、製品の基板への実装の際の実装性能を向上させるために必要となる。
【0094】
具体的には、例えば、図32に示すように溝を形成する。図32は、図31の端子形成用フレーム21を裏返して、裏面を上にして示した図である。パッケージ11を成形材料で被覆した樹脂モールド部15は、端子形成用フレーム21の外周21bに対して、両端のリードフレーム13,14により接合されている。例えば、本実施形態の場合、外周部21bに対して、リードフレーム13,13の樹脂モールド部15の外部に露出して水平に延びる部分13a,13aの箇所と、リードフレーム14の樹脂モールド部15の外部に露出して水平に延びる部分14c,14cの箇所で接続されている。
【0095】
この各リードフレームの接合箇所である各水平に延びる部分13a,13a,14c,14cと外周部21bとの間に、図32に拡大して示すようなV字状もしくはU字状等の切れ込み等による溝41,41,42,42を形成する。
【0096】
このような溝41,41,42,42は、例えば、前の工程である成形工程において、下型33に、これら溝41,41,42,42に対応した突起を設けて形成してもよく、成形工程後に、溝41,41,42,42に対応した突起を有する型を押しつけて形成してもよい。また、リードフレームを作成する時に形成することもできる。
【0097】
そして、このような溝を形成した後で、後述するように、各リードフレーム13,14に半田メッキを施す。
【0098】
図33ないし図35は、リードフレームにこのような溝41,41,42,42を設けない従来の圧電振動子100について、その問題点のひとつを説明するための図である。
【0099】
図33に示すように、端子形成用フレームに対してリードフレーム113,114が接続されている状態で、各リードフレームに半田メッキ141を設ける。次いで、図34に示すように、リードフレーム113,114を切断して端子形成用フレームから抜き落とし、図35(A)に示すように、実装用の基板51の導電パターン52上に、半田53を適用し、電極端子となるリードフレーム113を載せて実装する。図35(B)は、この実装箇所の拡大図である。
【0100】
図35(B)に示されているように、半田53は、リードフレーム113の図において外側(右側)側面113gに付着しないで、盛り上がった状態なってしまう。
【0101】
すなわち、リードフレーム113の図において内側(左側)側面113fは、半田メッキがされているために、実装用の半田53との濡れ性がよく、この側面113fには半田53が付着するが、リードフレーム113の図において外側(右側)側面113gに付着しないので、その分実装強度が低下するという問題がる。
【0102】
そこで、本実施形態では、成形工程の後で、リードフレーム13,14に溝を形成することにより、後述するように、製品の抜き落とし工程後の実装の際に上記問題が生じないようにしたものである。
【0103】
この点については、実装工程において、詳しく説明することとし、次に、リードフレーム13,14に溝を形成することによるもうひとつの利点を説明するため、製品の抜き落とし工程を説明する。
【0104】
<製品の抜き落とし工程(ST5)>
図36は、従来の成形部品の製造工程の一部を示したものであり、そのリードフレームをカットして製品を抜き落とす方法を概略的に表している。
【0105】
図36(A)は抜き落とし前の成形部品100を示しており、中央に平面図、その上には、a−a線断面図、下にはb−b線断面図を示している。
【0106】
図において、成形部品100は、例えば、圧電振動子を示しており、その所定の水晶振動片等を図示しない筒状のパッケージ内に収容して、その電極端子部をリードフレーム113,113と接合し、所定の型内で合成樹脂でなる成形材料を用いて樹脂モールド部115を成型したものである。
【0107】
この状態から、図36(B)に示すように、各リードフレーム113,113,114,114の下側に枠状のダイ106を配置して、各リードフレーム113,113,114,114をダイ106上に固定する。次に、このダイ106の内周よりも小さな押圧手段105を樹脂モールド部115に当てて、樹脂モールド部115をダイ106側へ押し込むことにより、各リードフレーム113,113,114,114の全てを引きちぎるように切断して、図36(C)に示すように、成形部品100を抜き落とすようにしている。
【0108】
しかしながら、このような抜き落とし方法によると、前の工程で形成した樹脂モールド部115の成型材料に割れが生じてしまう場合がある。また、図36(B)における切断作業の衝撃により、例えば、樹脂モールド部115の内部の上記パッケージが割れて、水晶振動片(図示せず)のCI(クリスタルインピーダンス)値が上昇し、水晶振動片の発振が停止してしまうといった性能特性の劣化を生じることがある。
【0109】
このような弊害を回避するために、本実施形態では、次のような製品抜き落とし工程を実施している。
【0110】
図37は、本実施形態の成形部品の製造工程の一部を示したものであり、そのリードフレームをカットして製品を抜き落とす方法を概略的に表しており、リードフレーム13,14の細かい形状については、他の図と整合しない箇所があるが、図示の制約があるためであり、その構成は他の図で示したものと同じである。
【0111】
図37(A)は抜き落とし前の成形部品としての圧電振動子10を示しており、中央に平面図、その上には、h−h線断面図、下にはi−i線断面図を示していて、図の構成は、図37(A)ないし図37(D)において同じである。
【0112】
図37(A)において、成形工程後の圧電振動子10は、リードフレーム13,13,14,14によって、端子形成用フレーム21の外周部21bに対して支持されており、各リードフレーム13,13,14,14には、上述した溝41と42がそれぞれ形成されている。尚、この状態においては、上述したリードフレームへの半田メッキも溝を形成した後で行われている。
【0113】
この状態から、図37(B)に示すように、第1の切断工程として、一方のリードフレーム13,13を切除する。
【0114】
この場合、先ず、図37(B)の下部に示されているように、樹脂モールド部15の下には、基台61が配置される。この基台61は、樹脂モールド部15の外周よりも大きく、平坦の上面を備えており、その幅は、図示されているように、リードフレーム13,13の溝41,41の位置とほぼ一致している。
【0115】
次に、樹脂モールド部15の上へ排出手段62が下降する。排出手段62は、端子形成用フレーム21の厚み方向に昇降可能であって、樹脂モールド部15を上から受容する形状でなっており、リードフレームの切断後には、この排出手段62の下降動作により、成形部品としての圧電振動子10を下方に抜き出すことができるようになっている。この排出手段62の幅は、図示されているように、リードフレーム13,13の溝41,41の位置とほぼ一致しており、基台61とも同じである。
【0116】
排出手段62の外側には、排出手段62の動作方向と同じ方向に排出手段62と同じか異なるタイミングで動作可能な第1の切断刃である一対の切断刃63,63が設けられている。この第1の切断刃である一対の切断刃63,63は刃先がリードフレーム13,13の溝41,41の位置に合うように設定されており、この第1の切断工程では、基台61上に支持された樹脂モールド部15の上から排出手段62が樹脂モールド部15に当接し、この排出手段の側面に沿って摺動する第1の切断刃である一対の切断刃63,63が下降する。これにより、第1の切断刃である一対の切断刃63,63は、リードフレーム13,13の各溝41,41の位置に対して、その反対側から切断を行い、リードフレーム13,13を各溝41,41の位置で切り離す。
【0117】
この第1の切断工程においては、従来と異なり、切断刃を用いていることから、引きちぎる場合と比べて、切断の際の衝撃が小さくてすむ。また、リードフレーム13,13の各溝41,41の位置を切断しているので、従来の切断工程と比べて切断面積が小さく、このことによっても切断の際の衝撃が小さくなる。
【0118】
次に、第2の切断工程が実行される。すなわち、図37(C)に示すように、樹脂モールド部15の上へ排出手段62が下降して、樹脂モールド部15を基台61上に保持する。排出手段61の外側には、排出手段62の動作方向と同じ方向に排出手段62と同じか異なるタイミングで動作可能な第2の切断刃である一対の切断刃64,64が設けられている。この第2の切断刃である一対の切断刃64,64は刃先がリードフレーム14,14の溝42,42の位置に合うように設定されている。
【0119】
これにより、この第2の切断工程では、基台61上に支持された樹脂モールド部15の上から排出手段62が樹脂モールド部15に当接し、この排出手段の側面に沿って摺動する第2の切断刃である一対の切断刃64,64が下降する。これにより、第2の切断刃である一対の切断刃64,64は、リードフレーム14,14の各溝42,42の位置に対して、その反対側から切断を行い、リードフレーム14,14を各溝42,42の位置で切り離す。
【0120】
この第2の切断工程においても、第1の切断工程と同様に、従来の切断の際の衝撃と比べるとその衝撃ははるかに小さくなる。
【0121】
そして、図37(D)に示すように、第2の切断工程によりリードフレーム14,14が切り離されると同時に、排出手段62は、樹脂モールド部15を基台61側に押し込むので、この基台61を外せば、圧電振動子10は、図38に示すように抜き出されることになる。
【0122】
すなわち、図38において、一番奥側の列においては、リードフレームがまだ切断されていない状態を示しており、奥から2番目の列では、上記第2の切断工程として、斜線で示したリードフレームが切断される。また、奥から3番目の列では、斜線で示したリードフレームを切断することで、上記第2の切断工程が行われて、奥から4番目,すなわち最も手前の列において、圧電振動子10,10が抜き出されている。
【0123】
このように本実施形態における製品抜き落とし工程(ST5)では、各リードフレーム13,14に設けた溝41,42の箇所を切断刃を用いて切断しており、しかも複数段階,上述の例では2段階に分けて切断していることにより、従来の切断工程と比べて格段に切断時の衝撃を小さくすることができ、製品に伝わる衝撃を大幅に緩和することができる。尚、切断工程の数は2段階に限らず、必要によりさらに多数の段階に分けてもよい。
【0124】
これに加えて、上述のように、各リードフレーム13,14に溝41,42を設けたことにより、次段の実装工程において、以下の説明する効果を発揮することができる。
【0125】
<実装工程(ST6)>
図39及び図40は実装工程の前の工程を示しており、先ず、図39では、上述したように、端子形成用フレーム21に対してリードフレーム13,14が接続されている状態でリードフレーム13,14に溝を設ける(図32参照)。
【0126】
次に、図40に示すように、各リードフレームに半田メッキ61を設ける。
【0127】
次いで、図41に示すように、上述した製品抜き落とし工程によりリードフレーム13,14を切断して端子形成用フレーム21から抜き落とし(図38参照)、図42(A)に示すように、実装用の基板51の導電パターン52上に半田53を適用して、電極端子となるリードフレーム13を載せて実装する。図42(B)は、この実装箇所の拡大図である。
【0128】
図42(B)に示されているように、実装用の半田53は、リードフレーム13の底面だけではなく、半田メッキ61がされた内側(左側)側面13fにも、その濡れ性に基づいて、付着している。さらに、リードフレーム13の図において外側(右側)側面13eは、従来の構造とことなり、下部に溝41が形成されている。そして、この溝41にも半田メッキ61がされていることから、この部分も実装用の半田53に対して濡れ性がいいために、図示するように、実装用の半田53が付着する。
【0129】
したがって、従来と異なり、リードフレーム13の図において外側(右側)側面13eにも、実装の際に半田53が付着することから、その分実装強度が向上すると共に、電気的接続も一層確実となる。
【0130】
本実施形態による成形部品の製造方法は以上の通りであるが、図1乃至図4で説明した成形部品である圧電振動子10について、特に、構造的に優れた点について、説明を加える。
【0131】
図44は、圧電振動子10の図1の左端部を概略的に示しており、図43は従来の圧電振動子200に関して、図44との対応部分を示す概略平面図である。図43において、従来の圧電振動子200では、樹脂モールド部215の角部は、ほぼ垂直であって、樹脂モールド部215の幅方向にも長さ方向にも露出するように電極端子213,213が設けられている。これは、電極端子213,213が樹脂モールド部215から外部に露出されないと、実装基板に実装することができないからであり、特に、基板上のランドが一般に4角形状であることから、特に幅方向に、各外側に寸法dの分が、樹脂モールド部15よりも大きくなってしまい、このため、実装基板に形成すべき実装パターンが、製品(樹脂モールド部215)の大きさよりも大きくなってしまう。
【0132】
これに対して、本実施形態による図44の構成では、電極端子13,13は、樹脂モールド部15の角部をテーパ状の傾斜面19,19とし、この傾斜面から露出するようにされている。この点は他の端部に設けられる図示しないリードフレーム14側も同じである。
【0133】
これにより、端部に向かうにしたがって内方へ傾斜する傾斜面19,19から電極端子を露出させることにより、樹脂モールド部15の幅よりも狭い幅で、4角形状の電極を露出させることができ、露出した電極端子13,13の幅は、樹脂モールド部15の幅よりも寸法eの分だけ狭くすることができる。これにより、製品(樹脂モールド部15)の大きさを従来と同じとすると、その分だけ実装基板に形成すべき実装パターンのピッチを狭くすることができるので、実装面積を小さくすることができる。
本発明は上述の実施形態に限定されない。
【0134】
本発明は、圧電振動子に限らず、電子部品を樹脂モールドした種々の成形部品に適用することができる。
【0135】
また、例えば、製造工程の順序は変更することが可能で、さらにまた、上述の実施形態の各条件や各構成は適宜その一部を省略したり、相互に組み合わせることが可能である。
【0136】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、成形材料により樹脂モールド部形成後のゲート切断の際に樹脂モールド部に割れを生じないようにした成形部品とその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の成形部品の実施形態としての圧電振動子の概略平面図。
【図2】図1の圧電振動子のC−C線概略断面図。
【図3】図1の圧電振動子の概略底面図。
【図4】図1の圧電振動子のD−D線概略断面図。
【図5】図1の圧電振動子の製造工程を簡単に示すフローチャート。
【図6】従来のアウターリードとリードフレームとの接合工程を説明するための図であり、図6(A)はその斜視図、図6(B)はその正面図。
【図7】従来のアウターリードとリードフレームとの接合工程を説明するため分解斜視図。
【図8】図7の接合工程の部分拡大図。
【図9】本実施形態のアウターリードとリードフレームとの接合工程を説明するため分解斜視図。
【図10】図9の接合工程の部分拡大図。
【図11】本実施形態のアウターリードとリードフレームとの接合工程により、端子形成用フレームにアウターリードを接合した様子を示す概略斜視図。
【図12】本実施形態による両端のリードフレームの間にパッケージを挿入する様子を示す側面図。
【図13】従来の製造工程においてアウターリードとリードフレームとを接合する様子を示す部分拡大図。
【図14】従来の成形工程においてアウターリードとリードフレームとを接合後に成形用型に入れた状態を示す概略断面図。
【図15】従来の製造工程においてリードフレームの間にパッケージを挿入する様子を示す部分拡大図。
【図16】本実施形態においてアウターリードとリードフレームとを接合する様子を示す部分拡大図。
【図17】本実施形態におけるリードフレーム14の構成を示す部分斜視図。
【図18】本実施形態の成形工程においてアウターリードとリードフレームとを接合後に成形用型に入れた状態を示す概略断面図。
【図19】本実施形態の成形工程においてアウターリードとリードフレームとを接合後に成形用型に入れて型を閉じた状態を示す概略断面図。
【図20】本実施形態においてアウターリードとリードフレームとを接合した状態を示す概略斜視図。
【図21】本実施形態の成形工程においてアウターリードとリードフレームとを接合後に成形用型に入れた状態を示し、ゲートの位置が示された概略断面図。
【図22】本実施形態の成形工程において樹脂モールドした状態を示す概略斜視図。
【図23】従来の製造工程において使用される端子形成用フレームを樹脂モールド部との関係において示す概略平面図。
【図24】図23のd−d線概略断面図。
【図25】従来の製造工程により形成される圧電振動子を示す概略断面図。
【図26】本実施形態の製造工程において使用される端子形成用フレームを樹脂モールド部との関係において示す概略平面図。
【図27】図26のe−e線概略断面図。
【図28】本実施形態の製造工程により形成される圧電振動子を示す概略断面図。
【図29】本実施形態の製造工程により形成される圧電振動子の他の例を示す概略断面図。
【図30】本実施形態の成形工程におけるゲート位置を示す図であり、図30(A)はリードフレーム14付近の部分斜視図、図30(B)はリードフレーム14付近の部分断面図。
【図31】本実施形態の成形工程により樹脂モールドした状態を示す概略斜視図。
【図32】本実施形態の溝形成工程を説明するための概略斜視図。
【図33】従来の成形部品のリードフレームへの半田メッキの様子を示す概略断面図。
【図34】従来の成形部品のリードフレームをカットした状態を示す概略断面図。
【図35】従来の成形部品の実装状態を示し、図35(A)は、その概略断面図、図35(B)は、その部分拡大図。
【図36】従来の成形部品の製品抜き落とし工程を示す工程図。
【図37】本実施形態の製品抜き落とし工程を示す工程図。
【図38】本実施形態の製品抜き落とし工程により製品を抜き落とす様子を示す概略斜視図。
【図39】本実施形態におけるリードフレームへの溝形成の様子を示す概略断面図。
【図40】本実施形態におけるリードフレームへの半田メッキの様子を示す概略断面図。
【図41】本実施形態におけるリードフレームをカットした状態を示す概略断面図。
【図42】本実施形態における成形部品の実装状態を示し、図42(A)は、その概略断面図、図42(B)は、その部分拡大図。
【図43】従来の成形部品の端部形状と電極端子との関係を示す部分概略平面図。
【図44】本実施形態の成形部品の端部形状と電極端子との関係を示す部分概略平面図。
【図45】従来の成形工程におけるゲート位置を示す図であり、図45(A)はリードフレーム114付近の部分斜視図、図45(B)はリードフレーム114付近の部分断面図。
【符号の説明】
10 圧電振動子
11 パッケージ
12 圧電振動片
13,13 電極端子(リードフレーム)
14 ダミー端子(リードフレーム)
15 樹脂モールド部
21 端子形成用フレーム
21a 空間部
21b 外周部
22 移載用治具
23 電極ブロック
24 電子部品保持手段
35 ゲート
36 位置決め手段
41,42 溝
51 実装基板
52 導電パターン
53 実装用半田
Claims (1)
- 両端に配置されたリードフレームの間に電子部品を挿入してこの電子部品を樹脂モールドした成形部品の製造方法であって、
前記両端に配置されたリードフレームの少なくとも一方が樹脂モールド部から露出した電極端子で、他方がダミー端子とされており、
このダミー端子は、
先端が前記樹脂モールド部の下端付近から水平に外部に露出した水平部を有していて、
この水平部は、少なくとも、前記樹脂モールド部から外部に露出した部分が水平方向に二分割されて、
この二分割された前記水平部の夫々が、前記成形部品の外形の一辺上に配置されており、
前記樹脂モールドの成形工程において、成形材料のゲートを設けるに際し、前記ダミー端子の二分割された間に前記ゲートの下端が前記ダミー端子の下端と同じ高さになるように前記ゲートを設け、
前記樹脂モールドの成形工程の後で前記リードフレームを切断する切断工程において、前記樹脂モールド部の幅方向の内側で前記二分割された前記水平部の夫々を切断することを特徴とする、成形部品の製造方法。
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