JP4075905B2 - レジスタコネクタ - Google Patents

Description

この発明は、ディーゼル噴射システム（コモンレールシステム）などに使用されるレジスタコネクタに関するものである。

例えば、ディーゼルエンジンの燃費向上及び排ガス対策としてコモンレールシステムなどがある。このシステムでは、各気筒間の噴射を制御するために各気筒を識別する必要があり、各気筒に設置のインジェクタに固有の抵抗値を与えて行う。

その固有の抵抗値を設定する電子部品に、図７に示すレジスタコネクタＣがある。このレジスタコネクタＣは、並列した対のリードフレーム１、１間に抵抗器１０を跨がって固着し、そのリードフレーム１の一部を突出させて前記抵抗器１０を樹脂モールド被覆２したものである。抵抗器１０は、一般に、基板１１に抵抗体１２を設け、その抵抗体１２をガラス製保護膜１３で被うとともに電極１４、１４を保護膜１３から導出したものであり、その電極１４を半田１５により前記リードフレーム１に電気的に接続するとともに、その半田１５でもって抵抗器１０をリードフレーム１に固着する（図１参照）。

一方、上記コモンレールシステムにおけるレジスタコネクタＣの設置個所はエンジンルーム内となり、温度変化が大である。このため、上記レジスタコネクタＣにはその温度変化によっても抵抗値が変動し、その変化が許容範囲内である必要があり、その変化は少なければ少ない程好ましい。

ところで、一般に、この種のレジスタコネクタＣにおいては、抵抗体１２にクラックが生じると、抵抗値の変化が生じ、従来品の多くは、ガラス製保護膜１３にクラックが生じている。これは、モールド時の成形圧及び成形後の残留歪によるものと考える。このようなレジスタコネクタＣが、過酷な温度変化に晒されると、モールド被覆２と抵抗器１０の熱膨張率の差により、熱応力（熱衝撃）が生じ、この熱応力により、クラックが成長して抵抗体１２に至ってクラックを生じさせたり、抵抗体１２のクラックをさらに大きくする。クラックの成長は抵抗値の大きな変動を招く。これらのことから、樹脂モールド時に、保護膜１３を含めて、抵抗体１２にクラックを生じさせないことが重要であり、かつ、冷熱サイクル時（使用時）にもクラックを生じさせないことが重要となる。

この発明は、温度変化の激しい環境下においても、抵抗値変化の小さいレジスタコネクタを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、この発明は、抵抗器とモールド樹脂の間に緩衝層を介在することとしたのである。樹脂モールド時には、成形圧及び樹脂収縮圧が抵抗器に加わるが、緩衝層がその成形圧及び収縮圧を吸収して抵抗器への圧力を軽減する。このため、モールド時の抵抗器内のクラックの発生は極力抑制される。また、過酷な温度変化が生じても、モールド樹脂と抵抗器の熱膨張率の差により、抵抗器に熱応力が生じようとするが、緩衝層により、その熱応力が吸収される。このため、冷熱変化時の抵抗器内のクラックの発生は極力抑制される。

この発明は、以上のように緩衝層の介在により、モールド成形圧及び熱応力から抵抗体を保護するようにしたので、抵抗値の変動幅が小さい信頼性の高いレジスタコネクタを得ることができる。

この発明の実施形態としては、並列した対のリードフレームに抵抗器の両電極を接続し、そのリードフレームの一部を突出させて前記抵抗器を緩衝層を介在して樹脂モールド被覆した構成を採用できる。

上記緩衝層としては、空気、ガス、特に不活性ガスなどの気体の他、ウレタン樹脂、シリコン樹脂などの柔軟な樹脂等の介在により形成することが考えられ、緩衝層の形成し易さ、耐熱性、接着性などから、シリコン樹脂が好ましい。このシリコン樹脂の場合、上記抵抗体１２の上面側を被う層厚を最も厚いところで０．５ｍｍ以上とすることが好ましく、また、材料硬度は低い程好ましい。

上記緩衝層は、抵抗器上面のみの形成で、その抵抗体への圧力を緩和できるが、半田などのクラックも考慮すれば、その半田部分も被うのが好ましく、さらに、抵抗体及び半田のクラックをより抑制するために、半田部分も含めて抵抗器全面を被うのがより好ましい（後述の図４参照）。

これらの構成から成るレジスタコネクタは、コモンレールシステムにおけるインジェクタに各種の抵抗値を設定する場合のように、過酷な使用環境となるエンジンルーム内などに使用すれば、より効果を得ることができる。

図１及び図２に一実施例を示し、この実施例は、従来と同様に、リードフレーム１、１間に抵抗器１０を跨がって固着するとともに、その抵抗器１０をシリコン樹脂２０を介在してガラス入りエポキシ樹脂によりモールド被覆２したものである。

抵抗器１０は、アルミナ系基板１１にルテニウム系メタルグレーズからなる抵抗体１２を設け、この抵抗体１２を特殊鉛ガラスから成る保護膜１３で被うとともに、Ｎｉメッキ及びその上に半田メッキした銀系電極を抵抗体１２から導出したものであり、その電極１４を半田１５によりリードフレーム１に電気的に接続する。

このレジスタコネクタＣの一製造例は、図３に示すように、リード帯３０に各リードフレーム１を所要間隔に連続して設け、このリード帯３０を一定ピッチで間欠的に矢印の方向に移動させ（同図（ａ））、その停止時に、抵抗器１０を対のリードフレーム１、１間に載置するとともに半田付け１５により固着し（同図（ｂ））、その抵抗器１０の上面にシリコン樹脂２０を塗布した後（同図（ｃ））、樹脂モールド２をし（同図（ｄ））、その後、切断線ｔで、リード帯３０から切り離すことにより、図１、２に示す、レジスタコネクタＣを得る。

シリコン樹脂（緩衝層）２０の形成態様としては、図２に示す、半田１５まで被う以外に、図４に示すように、抵抗器１０の上面のみ（同図（ａ））、リードフレーム１を含めた抵抗器１０全体（同図（ｂ））、抵抗器１０の下面一部を除いたもの（同図（ｃ））などが考えられる。

つぎに、この実施例の性能試験について説明すると、上記実施例において、抵抗器１０に、縦：３．２、横：４．５、厚さ：１．０（ｍｍ）のものを採用し、シリコン樹脂２０を抵抗器１０の上面に０．５〜１．０ｍｍ厚で半田１５まで塗布し、それを、縦：７．０、横：８．８、厚さ：４．８（ｍｍ）でモールド被覆２したものを得た。一方、シリコン樹脂２０を介在しない以外はこの実施例と同一構成の比較例も製作した。この樹脂モールド時の樹脂収縮時（１８０℃から２０℃）における実施例での抵抗体１２に生じた応力を計算すると、３．２ｇｆ／ｍｍ^２であったのに対し、比較例では１９．２ｋｇｆ／ｍｍ^２となった。

この実施例と比較例を、−４０℃〜１２０℃の冷熱サイクル試験（各温度保持時間：３０分）をした結果を図５に示す。図中、丸、三角などは、各サンプルを示す。この試験によると、同図（ａ）で示す実施例では、温度変化が生じても、抵抗値が殆ど変化しないが、比較例では、サイクル数の増加とともに抵抗値の劣化が生じることが確認できる。これは、実施例では、モールド成形時において、その成形圧をシリコン（ゴム）樹脂が吸収し、保護層１３及び抵抗体１２におけるクラックの発生が極力抑えられ、温度変化の繰り返しに対しても、シリコン樹脂２０により、熱応力の緩和がなされたのに対し、比較例では、それらの圧力（応力）を吸収するものがなく、抵抗体１２にその圧力が働いてクラックが発生・成長したことによるものと考える。

なお、上記実施例において、冷熱サイクル１０００回に対するシリコン樹脂２０の塗布量と抵抗値の変化率の関係は、図６に示すようになり、これによると、シリコン量：０．００５ｇ以上は殆ど変化が認められない。このため、塗布量：０．００５ｇすなわちシリコン樹脂２０の最大層厚：０．５ｍｍ以上であれば、成形圧及び熱応力による抵抗値変化を十分に抑制し得ることがわかる。

因みに、比較例において、図８に示すように、冷熱サイクルと抵抗値の変動率を見ると、サイクル数が２００回を越えると、急上昇する。

一実施例の斜視図 同実施例の断面図 同実施例の製作説明図 他の各実施例の断面図 実施例及び比較例の冷熱サイクル数と抵抗値の関係図 シリコンゴム塗布量と抵抗変化率の関係図 従来例の断面図 従来例における冷熱サイクル数と抵抗値変化率の関係図

符号の説明

Ｃ レジスタコネクタ
１ リードフレーム
２ 樹脂モールド被覆
１０ 抵抗器
１１ 抵抗器の基板
１２ 抵抗体
１３ ガラス製保護膜
１４ 電極
１５ 半田
２０ シリコン樹脂（緩衝層）

Claims (2)

1. 並列した対のリードフレーム（１、１）に、抵抗体（１２）をガラス製保護膜（１３）で被った抵抗器（１０）の両電極（１４、１４）を電気的に接続し、その抵抗器（１０）上面側を、前記ガラス製保護膜（１３）の全面を少なくとも被うように、温度変化の繰り返しに対する熱応力の緩和を図るシリコンゴム製の緩衝層（２０）で被い、前記リードフレーム（１、１）の一部を突出させて前記抵抗器（１０）全周面を樹脂モールド被覆（２）して、前記緩衝層（２０）により、自動車エンジンの温度変化の繰り返しによる熱応力の緩和を図って前記抵抗器（１０）にクラックが生じないようにした自動車エンジンルーム内用レジスタコネクタ。
2. 請求項１に記載の自動車エンジンルーム内用レジスタコネクタを製造する方法であって、リード帯（３０）に上記リードフレーム（１）を所要間隔に連続して設け、上記抵抗器（１０）を対のリードフレーム（１、１）間に載置して半田付け（１５）により抵抗器（１０）の両電極（１４、１４）を電気的に接続するとともに固着し、その抵抗器（１０）の上面に、前記ガラス製保護膜（１３）の全面を少なくとも被うように、温度変化の繰り返しに対する熱応力の緩和を図る上記緩衝層（２０）を形成した後、前記リードフレーム（１、１）の一部を突出させて前記抵抗器（１０）全周面を樹脂モールド被覆（２）し、前記抵抗器（１０）の対のリードフレーム（１、１）をリード帯（３０）から切り離して、前記緩衝層（２０）により、自動車エンジンの温度変化の繰り返しによる熱応力の緩和を図って前記抵抗器（１０）にクラックが生じないようにしたことを特徴とする自動車エンジンルーム内用レジスタコネクタの製造方法。

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