JP4063361B2 - 樹脂成形型電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、筐体から外部に導出される複数個の制御信号用金属端子を有するパワーモジュールやインテリジェントパワーモジュール（以下、ＩＰＭと称する）などの半導体装置および複数個の金属端子を有するケースやコネクタなど、樹脂成形型電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数個の制御信号用金属端子を有するパワーモジュールやＩＰＭなどの半導体装置および複数個の金属端子を有するケースやコネクタなど、樹脂成形された電子部品において、従来用いられている構造を図７に示す。同図７（ａ）は全体斜視図、同図７（ｂ）は信号用金属端子部の部分拡大断面図である。金属端子２３は１本毎に樹脂ケース２５の樹脂部２４へ挿入され、熱硬化性のエポキシ樹脂等で固定される。
【０００３】
図８は、従来の成形された樹脂部と金属端子を示しており、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）を矢印Ａ方向から見た側面図である。この金属端子４３はＩＰＭ等の信号用金属端子部分をモデル化した図である。
図８において、金属端子４３は本成形時にＡ部、Ｂ部で図示されていない金型に固定されるが、矢印Ｆで示す金型に流入する樹脂（例えばＰＰＳ：Poly Phenyrene Sulfide ポリフェニレンサルファイト、ＰＢＴ：Poly Butylene Terephthalate ポリブチレン テレフタレートなど）の圧力（成形樹脂の注型圧力）により、金属端子４３は樹脂部４４内のＥ部で曲げられてしまう。この場合、樹脂より突出している外側部分の金属端子は点線（４３ａ）のように成形樹脂の注型時変形しない。しかし、その後、樹脂が硬化し、金型から取り出された時に、金属端子４３はスプリングバック（ばね作用で戻ること）により、外側も斜めに曲がってしまう。
【０００４】
図９は樹脂部で、変形量の大きい金属端子部分を示した断面図である。樹脂の注型圧力により、金属端子５３が樹脂部５４の内部で大きく変形して、金属端子５３同志が接触して短絡状態となっている。
このように熱硬化性のエポキシ樹脂などで金属端子５３が固定される構造のものでは、樹脂の注型圧力で金属端子５３が曲がらないようにするために、位置決めの専用の固定の治具が必要となり、組立作業性がよくない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、従来の樹脂成形では、樹脂内部で金属端子が注型圧力により変形する。この変形を抑えようとすると、金属端子の位置決めのための治具が必要になり、治具を使った位置決めは作業性が悪いという不具合があった。
この発明の目的は、前記の課題を解決して、組立作業性がよく、且つ、樹脂内部で金属端子の変形がない樹脂成形型電子部品を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
金型に複数の凸部と該凸部に互いにかみ合う凹部を設け、複数の金属端子を前記凸部の間に嵌め込んで支持し、前記金型内に注入される樹脂の注型圧力に対して前記金属端子の側面を前記凸部にて支持するものとする。
【０００７】
【０００８】
前記のように、金属端子を押さえる支持体の改良または金型の改良により、金属端子と支持体の正確な位置決めができると同時に金属端子が樹脂部の内部で変形することを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の樹脂成形型電子部品の参考例で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は矢印Ａからみた側面図である。図１において、金属端子３は予め金型を用いて樹脂駒１に貫通固着されている。この場合、樹脂駒１は本成形される樹脂部４と比べ容積が小さいため、注型圧力で金属端子３が曲がることはない。次に、図示されていない本成形する金型に金属端子３が固着された樹脂駒１をセットし樹脂駒１の一部が露出するように樹脂成形される。この部分が露出部２となる。樹脂駒１により、金属端子３は固定されているので注型圧力で樹脂部４の内部で金属端子が変形することが防止される。また露出部２を設けることで樹脂駒１の入れ忘れおよび樹脂駒１や金属端子３の位置ずれを成型後検査できる。また樹脂駒１に金属端子３を予め固着する方法として前記のように金型を用いることで、図２に述べる手作業で樹脂駒１に金属端子３を挿入する場合に比べて、生産性が向上する。
【００１０】
また樹脂駒１の上下の厚さ寸法を図示されていない本成形する金型の上型と下型の間隔より０．０１ｍｍ〜０．０２ｍｍ大きめにすることで、本成形する金型で樹脂駒１が確実に押さえられ、流入樹脂圧力に対して樹脂駒１が動かないようにできる。このことで金属端子３が樹脂部４の内部で変形することを防止できる。
【００１１】
図２は樹脂駒に金属端子を挿入する図である。樹脂駒１に金属端子３を固着する方法には図１で説明したように金型を用いて樹脂注型で行う方法の他に、図２のように予め成形した穴９を有する樹脂駒１に金属端子３を手作業にて挿入する方法もある。この場合は図１に比べて組立性はよくない。尚、ここで図示した金属端子３はＩＰＭで実用されているものを例として挙げた。
【００１２】
図３はこの発明の参考例で、樹脂駒１が金型にセットされた図である。樹脂駒１にテーパー状の凸部７を設けて、相対する本成形する金型１０（金型の上型５と下型６をあわせたもの）にはテーパー状の凹部８を設ける。このテーパー状の凸部７と凹部８がある箇所Ｃ部（円内）で金型１０と樹脂駒１とが正確に位置合わせができる。
【００１３】
さらに図１で説明したように、金型１０の凹部８と樹脂駒１の凸部７とのクリアランスをマイナス０．０１ｍｍ〜０．０２ｍｍとすることで、金型の上型５、下型６により樹脂駒１がしっかり押さえられ、流入樹脂圧力に対して樹脂駒１が動かないようにできる。こうすることで、金属端子３の変形が防止される。また成形後の樹脂部４は点線で示されている。
【００１４】
図４は、この発明の実施例で、金型に金属端子がセットされた状態の断面図である。金型の下型６に凸部１１を設け、金型の上型５に凸部１１に対向する凹部１２を設け、互いにかみ合うようにする。金型の下型６の凸部１１間に金属端子３を挟むことで、矢印Ｆの方向から樹脂が注入されてもその注型圧力で金属端子３が動かない構造となっている。こうすることで、樹脂駒を用いなくても金属端子３が樹脂部４の内部で変形することを防止できる。尚、成形後の樹脂部４は点線で示されている。
【００１５】
図５は、図４で成形した完成品で、同図（ａ）は全体の側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ部拡大図、同図（ｃ）は同図（ｂ）をＹ−Ｙ線で切断した側面図である。同図（ａ）は図４を矢印Ａから見た完成品の側面図である。また同図（ｃ）の斜線部は樹脂部の切断部分である。金型から外した樹脂部４には金型に設けられた凸部１１が穴１３（貫通孔）として金属端子３間に形成される。しかし、この穴１３は製品構造上は支障がなく、完成品は十分実用できる。
【００１６】
図６はこの発明の参考例で、自動機による金属端子を樹脂駒に挿入する概念図である。レール１６にセットされた金属端子３が上部の押し出し棒１５で一個毎に搬送台１７に乗っている樹脂駒１の穴９に挿入される。例えばレール１６に振動を与える装置を設置することで金属端子３を揃えたり、押し出し棒の動きを自動化するなど、一連の動作を自動化することで生産性を大幅に向上できる。
【００１７】
尚、前記の一連の説明では支持体は樹脂製の駒（樹脂駒）で説明したが、樹脂以外の絶縁性のある材料で製作した駒であっても勿論よい。
【００１８】
【発明の効果】
金型に複数の凸部を設けその凸部間に金属端子を挟むことで、樹脂駒を使用せずに金属端子が樹脂部で変形することを防止できる。このように、樹脂駒の改良または金型の改良により製品の品質と生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の参考例で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は矢印Ａからみた側面図
【図２】 樹脂駒に金属端子を挿入する状態を示した図
【図３】 この発明の参考例で、樹脂駒が金型にセットされた状態を示す図
【図４】 この発明の実施例で、金型に金属端子がセットされた状態を示す断面図
【図５】 図４で成形した完成品で、（ａ）は全体の側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ部拡大図、（ｃ）は（ｂ）をＹ−Ｙ線で切断した側面図
【図６】 この発明の参考例で、自動機による金属端子を樹脂駒に挿入する概念図
【図７】 従来用いられている構造で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は信号用金属端子部の断面図
【図８】 従来の成形された樹脂部と金属端子で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）を矢印Ａから見た側面図
【図９】 従来の方法で成形した場合の変形量の大きい金属端子と樹脂部とを示した断面図
【符号の説明】
１ 樹脂駒
２ 露出部
３ 金属端子
４ 樹脂部
５ 金型の上型
６ 金型の下型
７ 凸部
８ 凹部
９ 穴
１０ 金型
１１ 凸部
１２ 凹部
１３ 穴
１５ 押し出し棒
１６ レール
１７ 搬送台
２３ 金属端子
２４ 樹脂部
２５ 樹脂ケース
４３ 金属端子
４３ａ 金属端子
４４ 樹脂部
５３ 金属端子
５４ 樹脂部
Ｆ 樹脂の流れ方向

Claims (1)

1. 金型に複数の凸部と該凸部に互いにかみ合う複数の凹部を設け、複数の金属端子を前記凸部の間に嵌め込んで支持し、前記金型内に注入される樹脂の注型圧力に対して前記金属端子の側面を前記凸部にて支持することを特徴とする樹脂成形型電子部品の製造方法。

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