JP4457026B2 - モールド部品及びそれを用いた電子装置 - Google Patents

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Description

本発明は、インサート品を金型へインサートして周囲を樹脂でモールドした電子装置用モールド部品に係り、特に複数本の電気的な接続用端子が一体に複数回インサート成形されてなる電子装置用多重成形一体モールド部品、及びこの電子装置用多重成形一体モールド部品の内部に、電子部品を備えた回路基板を搭載してなる電子装置に関する。
近年、電子制御装置化の進む中、複数本の外部との電気的接続用端子を樹脂でインサート成形したモールド部品が多く用いられている。このモールド部品においては、生産性と信頼性の観点から電気的接続用端子とモールド部品内部に搭載した電子部品を有する回路基板等の結合にワイヤボンディングが多用されている。
このようなモールド部品内部に搭載した電子部品を有する回路基板等とワイヤボンディングによって接続される電気的接続用端子は、モールド部品内部に樹脂モールドによって固定されて搭載される。
しかし、この電気的接続用端子の固定においては、樹脂充填時の充填圧力に対して、電気的接続用端子が変形することなく所望する位置に止めなければならない。またインサート成形する際の電気的接続用端子の取扱い性及び生産性の観点から、複数本の電気的接続用端子を連結するために、予め樹脂で一次成形して、この一次成形モールド樹脂により固定し、この一次成形モールド樹脂により固定された複数本の電気的接続用端子を更にインサート品としてインサート成形して、二次成形モールド樹脂により一体化し、所望する最終形状もしくは機能のモールド部品を得る多重モールド成形法が多く用いられている。
この多重モールド成形でモールド部品内部に一次成形モールド樹脂をインサートするにあたっては、溶融樹脂を充填した際に、溶融樹脂は固化する過程で収縮し、一次成形モールド樹脂が応力を受ける。この応力の作用によって一次成形モールド品には曲げの力の変形応力が発生してしまう。この変形応力によりボンディング脇面に間隙無く接触しているモールド樹脂が引っ張られてボンディング脇面から離れ、隙間が発生、いわゆるガタつきがおきる。
ここで電気的接続用端子にアルミワイヤを結合する場合は、電気的接続用端子の上にアルミワイヤを重ね合わせ、ボンディング機を用いてアルミワイヤの上からボンディングホーンによって振動エネルギーを加え電気的接続用端子のボンディング接合面とアルミワイヤの接触部位に発生する摩擦力によって接合している。このため、モールド成形した際に、電気的接続用端子に隙間やガタを有すると、電気的接続用端子にアルミワイヤを重ね合わせボンディング機を用いてボンディングホーンを介して超音波振動を付加しようとしたとき、電気的接続用端子はアルミワイヤと同調し、超音波振動を吸収してしまう。よって、電気的接続用端子のボンディング接合面とアルミワイヤの接触部位に十分な摩擦力を発生させることができず接合に必要なエネルギーを得られないことがある。この電気的接続用端子のボンディング接合面とアルミワイヤの接触部位に十分な摩擦力を発生させることができず接合に必要なエネルギーを得られないと、モールド部品内部に搭載した電子部品を有する回路基板等と電気的接続用端子とをワイヤボンディングによって接続できないことがあるという問題を生じる。
ここで従来、多重成形モールド部品において、一次成形樹脂と二次成形樹脂の密着性を向上させる手法としては、既に開示はされているが、ボンディング用モールド部品のような、一次成形品の金属モールド部が二次成形後に表面に露出するもので、一次成形品の金属部と一次成形樹脂との間に作用する、二次成形時の収縮応力の発生を抑制するのは困難であった（特許文献１，２参照。）。
例えば特許文献１は、一次成形時に二次成形による樹脂部との密着面に微細な凹凸加工を施して密着性を向上させているが、上述のとおり、ボンディング用モールド部品のような、一次成形品の金属モールド部が二次成形後に表面に露出するもので、二次成形時の収縮応力の発生を抑制するのは困難である。
また特許文献２は、一次成形品の端子を連結する連結部の中間位置に、凹部とエッジ部を形成し、二次成形樹脂の溶融熱で該エッジ部を溶融して一次成形樹脂との界面を無くし、密着性を向上させているが、上述のとおり、ボンディング用モールド部品のような、一次成形品の金属モールド部が二次成形後に表面に露出するもので、二次成形時の収縮応力の発生を抑制するのは困難である。
また、多重成形モールド部品ではないが、ボンディング用モールド部品として、電気的接続用端子と樹脂との隙間を防止するために、従来は、ボンディング接合面以外の端子端部を樹脂でかぶせるか、もしくは端子に屈曲形状を設けて樹脂内部に埋め込むかボンディング裏面に溝や突起形状の加工を施していた（例えば、特許文献３参照。）。
この特許文献３は、図１に示す如く、複数本の外部とのターミナル(電気的接続用端子)２を樹脂でインサート成形したモールド部品において、生産性と信頼性から前記電気的接続用端子２とモールド部品内部に搭載した電子部品９２を有する回路基板等の結合にワイヤボンディングが多用され、ボンディング用モールド部品の電気的接続用端子２は、一次成形モールド品１との隙間を防止するためにボンディング接合面以外の端子端部を樹脂でかぶせるか、もしくは端子に屈曲形状２ｇ，２ｈを設けて樹脂内部に埋め込むか、電気的接続用端子２の裏面に溝２ｂや突起形状の加工２ｃ，２ｄを施している。
その他、このようにボンディング用モールド部品の電気的接続用端子は、超音波振動との共振を防止するために、従来は、ボンディング接合面以外の端子端部にエポキシ材などの接着剤を塗布及び硬化接着して、電気的接続用端子と一体に硬化したエポキシ材の剛性で電気的接続用端子の動きを抑止し、超音波振動による共振を防止していた。
特開２０００−１８３４６８号公報 特開平９−３００４０１号公報 特開平９−１０７０５９号公報（第２−４項 図１，図５，図７）
しかし、近年、接続用端子は、コンパクトで多機能化したため接続用端子を数多く配置する必要があり、これに伴い端子幅も狭小化し、狭ピッチ化となってきている。このため特許文献３にあっては、樹脂をかぶせる端子端部や、屈曲形状を付与する端子端部にスペースが無くなり、またボンディング裏面に溝や突起形状を施したものは、塑性変形が大きいためボンディング面にうねりや打跡等の不具合が発生しやすくボンディング面を阻害するという問題を有している。このため狭小端子幅の端子となった接続用端子の場合には、特許文献３の手法では限界があった。
また、エポキシ材などの接着剤を塗布の手法にあっては、エポキシ材を塗布する工程と、塗布後にエポキシ材を硬化接着する為の硬化工程が必要であるため、硬化工程では硬化時間として３０分〜６０分程度必要になる。更にこのような製造方法では、塗布機や硬化炉の設備も必要であるため、生産性が低く高コストになるという課題があった。また近年、接続用端子は、コンパクトで多機能化したため接続用端子面積も狭小化となってきてエポキシ材を塗布するスペースが無くなり、この手法でも限界があった。
本発明の１つの目的は、多重モールド成形における樹脂収縮の際、モールド部品内部にインサートする一次成形モールド品の受ける応力を吸収し軽減することであり、応力の作用から電気的接続用端子のボンディング脇面と、このボンディング脇面と間隙無く接触しているモールド樹脂間に発生する隙間を防止し、電気的接続用端子のボンディング接合面とアルミワイヤとの接触部位に安定した摩擦力を得て、接合するに必要なエネルギーを得ることができ、良好なボンディング性を確保することのできる電子装置用多重成形一体モールド部品を提供することにある。
本発明の他の目的は、電気的接続用端子と、このボンディング脇面と間隙無く接触しているモールド樹脂間の隙間を防止し、電気的接続用端子のボンディング接合面とアルミワイヤとの接触部位に安定的な接合を確保して外部との電気信号の授受を安定的に行うことのできる電子装置を提供することにある。
本発明に係るモールド部品は、第１主面と第１主面に対向した第２主面とを有する第１樹脂部と、第１樹脂部の第２主面において、第１樹脂部と接合された第２樹脂部と、第１樹脂部に挿入され、第１樹脂部の第１主面に露出した金属部とを有し、第１樹脂部には、応力吸収構造が挿入されていることを特徴とするものである。
また、この応力吸収構造は、第１樹脂部より曲げ剛性が小さい部位であるものである。
また、前記応力吸収構造は、第１樹脂部より弾性率が小さい材料で構成されているものであり、より好ましくは、ゴム材またはエラストマー材を含んでなるものである。
また、応力吸収構造としては、第１樹脂部に凹形状を設けた凹形状部で形成してもよい。さらに、この凹形状は第１主面に形成されているもの、第２主面に形成されているものがあるが、双方に設けたものでもよい。凹形状部の代わりに、第１主面と第２主面とを貫通した孔を設けることもできる。
本発明に係る電子装置は、第１主面と第１主面に対向した第２主面とを有する第１樹脂部と、第１樹脂部の第２主面において、第１樹脂部と接合された第２樹脂部と、第１樹脂部に挿入され、第１樹脂部から外部へ延びた複数の電気的接続端子と、第１樹脂部の第１主面に露出し、複数の電気的接続端子と電気的に接続された複数の金属接触面と、複数の金属接触面から電気的に接続される電子部品と、電子部品を配置した回路基板とを有し、第１樹脂部には、応力吸収構造が挿入されていることを特徴とするものである。
本発明の他の特徴は、後述する実態の形態の中で記述する。
本発明に係るモールド部品によれば、多重モールド成形における樹脂収縮の際、モールド部品内部にインサートする一次成形モールド品の受ける応力を吸収し軽減することができる。
また、本発明に係る電子装置によれば、電気的接続用端子と、モールド樹脂間の隙間を防止し、電気的接続用端子のボンディング接合面とアルミワイヤとの接触部位に安定的な接合を確保し、外部との電気信号の授受を安定的に行うことができる。
本発明に係る電子装置用多重成形一体モールド部品は、外部との電気的接続を行うため複数本の電気的接続用端子を樹脂によって一次成形して、前記一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に、応力吸収構造を形成、あるいは曲げ剛性の小さい箇所を形成、あるいは応力吸収するゴム材もしくはエラストマー材などの一次モールド樹脂より軟らかな低弾性材で形成、あるいはモールド樹脂部の断面積が小さく容易に変形する形状箇所を形成し、二次成形モールド樹脂によりインサート成形することによって実現する。
本発明に係る電子装置は、外部との電気的接続を行うため複数本の電気的接続用端子を樹脂によって一次成形して、前記一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に、応力吸収構造を形成、あるいは曲げ剛性の小さい箇所を形成、あるいは応力吸収するゴム材もしくはエラストマー材などの一次モールド樹脂より軟らかな低弾性材で形成、あるいはモールド樹脂部の断面積が小さく容易に変形する形状箇所を形成し、二次成形モールド樹脂によりインサート成形してなる電子装置用多重成形一体モールド部品の内部に、電子部品を備えた回路基板を搭載することによって実現する。
図１〜図７，図１３，図１４には、本発明に係る電子装置用多重成形一体モールド部品の第１の実施例が示されている。この電子装置用多重成形一体モールド部品の第１の実施例は、外部との電気的接続を行うため複数本の電気的接続用端子を樹脂によって一次成形して、前記一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に、応力吸収構造として応力吸収するゴム材もしくはエラストマー材などの一次成形モールド樹脂より軟らかな低弾性材で形成するものである。
図１は一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に軟らかな低弾性材で形成した後の一次成形モールド品の斜視図、図２は図１に図示の一次成形モールド品をインサート成形した後の電子装置用多重成形一体モールド部品本体の斜視図、図３は図２に図示の電子装置用多重成形一体モールド部品本体のＡ−Ａ線断面図、図４は図２に図示の一次成形モールド品に加わるモーメントを示すＡ−Ａ線断面図、図５は図２に図示の一次成形モールド品の樹脂部に生じる応力分布の概要を示すＡ−Ａ線断面図、図６は図２に図示の一次成形モールド品における低弾性材の変形前に樹脂部に生じる応力分布の概要を示すＡ−Ａ線断面図、図７は図２に図示の一次成形モールド品における低弾性材の変形後に樹脂部に生じる応力分布の概要を示すＡ−Ａ線断面図、図１３は図２に図示の電子装置用多重成形一体モールド部品本体に電子回路を搭載した後のモールド部品本体の斜視図、図１４は図
１３に図示のモールド部品本体の電気的接続用端子にアルミワイヤをボンディングする時のＢ−Ｂ線断面図である。
図１において、一次成形モールド品１はインサート品として複数本の金属製からなる電気的接続用端子２を平行に配置し、さらに一次成形モールド品１の複数本並行に並べた電気的接続用端子２間の中央部に前記電気的接続用端子２と同方向に並ぶ配置でゴム材もしくはエラストマー材など一次成形モールド樹脂３より軟らかな低弾性材（応力吸収構造）４を形成し、一次成形モールド樹脂（第１樹脂部）３で一体的に構成されている。この一次成形モールド品１を構成している一次成形モールド樹脂３は、ガラスフィラ３０〜４０％充填したＰＢＴ樹脂で構成されており、第１主面３２とそれに対向した第２主面３４を備えている。前記電気的接続用端子２には、外部との電気的接続を行うため接触面２ｂとボンディング接合面（金属部）２ａを有しており、これらは一次成形モールド樹脂３より表面（第１主面３２）に露出している。
なお、本実施例において、低弾性材（応力吸収構造）４は、第１主面３２と第２主面
３４を貫通するように挿入されているが、特にこれに限られるものではない。例えば、第１主面３２に形成した凹形状の孔に、低弾性材４を挿入したものでも良いし、逆に、第２主面３４に形成した凹形状の孔に、低弾性材４を挿入したものでも良い。また、第１主面
３２及び第２主面３４の双方に設けた凹形状の孔にそれぞれ低弾性材４を挿入しても良い。
更に図２において、電子装置用多重成形一体モールド部品本体１０は、この一次成形モールド品１をインサート品としてインサートし、二次成形モールド樹脂（第２樹脂部）
１３で一体的に二次成形して、電子装置用多重成形一体モールド部品本体１０として構成されている。このモールド部品本体１０を構成している二次成形モールド樹脂１３には、ガラスフィラ３０〜４０％充填したＰＢＴ樹脂で構成されている。また、モールド部品本体１０には、４つの角部に、モールド部品本体１０を取り付けるためのブッシュ５がそれぞれインサートされている。ここでモールド部品本体１０には、図２に示す如く、箱形に形成せれる内部表面に一次成形モールド品１のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面になる一次成形モールド樹脂３の一表面（第１主面３２）及び低弾性材４の一表面が露出している。一次成形モールド樹脂３の第１主面３２と対向した面である第２主面３４は、二次成形モールド樹脂１３に接触している。
図１３において、電子装置用多重成形一体モールド部品本体１０の箱形に形成せれる内部に、モールド部品本体１０とは別工程で内部に回路基板９１に電子部品９２を搭載した制御回路９が配置されている。
モールド部品本体１０に複数回インサート成形した電気的接続用端子２には、アルミワイヤ３０をボンディング接合するボンディング接合面（金属接触面）２ａが形成されている。ボンディング接合面２ａは、モールド部品本体１０に搭載した制御回路９にアルミワイヤ３０が電気的接続を行うためにワイヤボンディング接合を行う箇所である。このように、制御回路９と接続用端子２のボンディング接合面２ａとをアルミワイヤ３０によってボンディングすることにより電子制御装置が構成される。
ここで図２に図示のモールド部品本体１０を構成している二次成形モールド樹脂１３は、溶融樹脂から固化する過程で樹脂収縮し、この樹脂収縮は応力の伝達経路となる一次成形モールド品１を圧縮する。尚、モールド部品本体１０の内部表面に露出されている一次成形モールド品１のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面は、二次成形モールド樹脂１３と接しないため、樹脂収縮の伝達は受けにくい。図３に樹脂収縮の方向性をＡ−Ａ線断面図で示している。
詳しく述べると、溶融樹脂は充填直後に溶融樹脂の表面層１３ａから樹脂内部１３ａａに向けて固化が始まり、この固化と同時に固化の進行方向と同一方向に向けて樹脂の収縮１３ｂが伴う。図３中で二次成形モールド樹脂１３と接する一次成形モールド品１の下面側となる二次成形モールド樹脂１３は、二次成形モールド樹脂１３の樹脂収縮で圧縮応力を受ける。尚、図３中で二次成形モールド樹脂１３と接しない上面側となる一次成形モールド品１のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面は、二次成形モールド樹脂１３の樹脂収縮の伝達を受けにくい。この上面側と下面側に作用する応力の差から一次成形モールド品１の露出部位には、図４に図示の如く、一次成形モールド品１の露出面側を凸に反らされる曲げモーメント１３ｍが生じる。
この一次成形モールド品１の露出面側を凸に反らされる曲げモーメント１３ｍは一次成形モールド樹脂３内部に図５に図示の如く、圧縮力Ｆｃと引張り力Ｆｔの応力分布を発生させる。この圧縮力Ｆｃと引張り力Ｆｔの応力の発生に伴い、一次成形モールド品１の内部に形成された軟らかな低弾性材４は、図６から図７に図示の如く、変形し、二次成形モールド樹脂収縮を吸収する。これに伴い、一次成形モールド樹脂３内部の応力が圧縮力
‘Ｆｃと引張り力‘Ｆｔのように低減される。よって多重成形一体モールド部品本体１０において、内部表面に露出されている一次成形モールド品１のボンディング接合面２ａとこのボンディング接合面２ａの同一表面になる一次成形モールド樹脂３に生じる引張応力の軽減が可能となる。
図７の‘Ｆｔのように応力を軽減させることは、電気的接続用端子２のボンディング
２ａ脇面と、このボンディング２ａ脇面と隣接している一次成形モールド樹脂３の間に生じやすい隙間の防止が図れる。
ここで図１４を用いて、アルミワイヤ３０にてボンディングする際のメカニズムについて説明する。
図１４において、電気的接続用端子２のボンディング接合面２ａ上部には、アルミワイヤ３０がセットされている。そして、アルミワイヤ３０上部には、ボンディング機のボンディングホーン４０が、電気的接続用端子２のボンディング接合面２ａに対して垂直に置かれている。このアルミワイヤ３０上部には、ボンディング機よりボンディングホーン
４０を介して超音波振動４１が加えられるようになっている。したがって、一次成形モールド樹脂３と電気的接続用端子２，ボンディング接合面２ａとアルミワイヤ３０（ボンディングホーン４０の接触幅），アルミワイヤ３０（ボンディングホーン４０の接触幅）とボンディングホーン４０（ボンディングホーン４０の接触幅）とは、隙間無く接している。
次に、ワイヤボンディングを行うには、ボンディング機よりボンディングホーン４０を介して一定荷重が負荷されたままボンディングホーン４０に超音波が印加されると、ボンディングホーン４０は、超音波振動４１を起こし、電気的接続用端子２のボンディング接合面２ａとアルミワイヤ３０（ボンディングホーン４０の接触幅）の接触部位に摩擦力が発生し、この摩擦力が接合エネルギーとなりボンディング接合面２ａとアルミワイヤ３０は接合する。
従来、図９に図示する一次成形モールド品１０１の一次成形モールド樹脂３に、応力吸収構造を持たない一次成形モールド品１０１をインサート成形してなる図１０の電子装置用多重成形一体モールド部品１１０の場合では、一次成形モールド樹脂３内部の‘Ａ−
‘Ａ方向の引張応力が大きく、この応力の作用として図１２に図示の如く、電気的接続用端子２のボンディング２ａの脇面と、このボンディング２ａの脇面と隣接している一次成形モールド樹脂３は、表面が引張られ、電気的接続用端子２を左右から挟む保持力を失うことから、ボンディング２ａの脇面から離され、前記両者の間には隙間８が発生、いわゆるガタつきがおきる。よって前記電気的接続用端子２とアルミワイヤをボンディングする際、ボンディングホーン４０と電気的接続用端子２が同調して動くと、超音波振動を吸収してしまいボンディング接合面２ａとアルミワイヤ３０接触部位の摩擦力の発生が低下し、接合に必要なエネルギーを得ることができなくなる。
しかし、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品１０の場合は、図７の‘Ｆｔのように応力を軽減させ、電気的接続用端子２のボンディング２ａ脇面と、このボンディング２ａ脇面と隣接している一次成形モールド樹脂３の間に生じやすい隙間の防止が図れることから、電気的接続用端子２とアルミワイヤ３０をボンディングする際、電気的接続用端子２のボンディング接合面２ａとアルミワイヤ３０との接触部位に安定した摩擦力を得て、接合するに必要なエネルギーを得ることができ、良好なボンディング性を確保することができる。
この応力軽減作用を確認するため、図８に図示の如く、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品１０を用いて、モールド部品１０の内部表面に露出されている一次成形モールド品１のボンディング接合面２ａと同一表面になる一次成形モールド樹脂３の表面に数箇所歪ゲージ６を貼り付けて、表面歪量の測定を歪測定器７で行った。歪量の測定方向は図８に示す如く、電気的接続用端子２の脇面に間隙を生じさせるもととなるＡ−Ａ方向に生じる応力の方向に一致させ、同一直線上に配置した。
ここで歪量の測定方法としては、常温環境下で歪ゲージ６を前記一次成形モールド樹脂３の表面に貼り付け、歪測定器のゼロ点調整を実施した後、一次成形モールド樹脂３と接触しているモールド部品１０の二次成形モールド樹脂１３を全て切り離し、一次成形モールド樹脂３が二次成形モールド樹脂１３から拘束力を受けない単体の形態にした。数分後、この切り出された一次成形モールド樹脂３の表面に貼り付けられている歪ゲージ６の歪値を測定した。
なお、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品１０の比較対象として、図９に図示の如く、一次成形モールド品１０１の一次成形モールド樹脂３に、応力吸収構造を持たない一次成形モールド品１０１をインサート成形してなる図１０の電子装置用多重成形一体モールド部品１１０を用いた。歪量の測定方向ならびに測定場所は、図１０に示す如く、図８と同じにした。測定方法は、同様に常温環境下で歪ゲージ１０６を前記一次成形モールド樹脂３の表面に貼り付け、歪測定器のゼロ点調整を実施した後、一次成形モールド樹脂３と接触しているモールド部品１１０の二次成形モールド樹脂１３を全て切り離し、一次成形モールド樹脂３が二次成形モールド樹脂１３から拘束力を受けない単体の形態にした。数分後、この切り出された一次成形モールド樹脂３の表面に貼り付けられている歪ゲージ１０６の歪値を測定した。
この測定結果を図１１に示す。ここで歪量の測定値が負の値を示しているが、これは一次成形モールド樹脂をモールド部品の二次成形モールド樹脂から全て切り離したことで、一次成形モールド樹脂は伸ばされていた状態から拘束力が無くなり、縮んで元に復元した状態を表している。つまり図１１における負の値は、多重成形された一体モールド品の状態において、モールド部品の二次成形モールド樹脂から受けた一次成形モールド樹脂表面に引張応力が生じていることを示す。この測定値の絶対値は、大きいほどモールド部品における一次成形モールド樹脂表面の引張応力が大きいことになる。よって図１１では、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品１０に貼り付けた歪ゲージ６値が従来のモールド部品１１０に貼り付けた歪ゲージ１０６値のほぼ１／２に低減していることが確認された。これは、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品１０の一次成形モールド品１内部に形成された低弾性材４が、二次成形モールド樹脂収縮を吸収して変形し、変形した低弾性材‘４以外の一次成形モールド樹脂３の内部応力低減に作用したことの検証となる。
この内部応力低減の検証結果から、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品も用いることで、電気的接続用端子のボンディング脇面と、このボンディング脇面と隣接している一次成形モールド樹脂の間に生じやすい隙間の防止が図れ、電気的接続用端子とアルミワイヤをボンディングする際、電気的接続用端子のボンディング接合面とアルミワイヤとの接触部位に安定した摩擦力を得て、接合するに必要なエネルギーを得ることができ、良好なボンディング性を確保するに有効となる。
以上、これまでの実施例１においては、一次成形モールド樹脂３、及び樹脂１３にガラスフィラ３０〜４０％充填したＰＢＴ樹脂を用いたが、インサート成形樹脂の材質は、
ＰＢＴ樹脂に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、もしくはこれらの樹脂に無機材料のガラス繊維や有機材料の繊維などのフィラを充填した樹脂を用いることができる。
また、応力吸収構造として、低弾性材４を用いて説明したが、特にこれに限られず、一次成形モールド樹脂３より曲げ剛性が小さい部材で構成するものであれば良い。
本発明の実施例に係るモールド部品によれば、多重モールド成形における樹脂収縮の際、モールド部品内部にインサートする一次成形モールド品の受ける応力を吸収し軽減することであり、応力の作用から電気的接続用端子のボンディング脇面と、このボンディング脇面と間隙無く接触しているモールド樹脂間に発生する隙間を防止し、電気的接続用端子のボンディング接合面とアルミワイヤとの接触部位に安定した摩擦力を得て、接合するに必要なエネルギーを得ることができ、良好なボンディング性を確保することができる。
本発明の実施例に係る電子装置によれば、電気的接続用端子と、このボンディング脇面と間隙無く接触しているモールド樹脂間の隙間を防止し、電気的接続用端子のボンディング接合面とアルミワイヤとの接触部位に安定的な接合を確保して外部との電気信号の授受を安定的に行うことができる。
図１５〜図２１に、本発明に係る電子装置用多重成形一体モールド部品の第２の実施例を示す。実施例１と同様の部位についての説明は省略する。
この電子装置用多重成形一体モールド部品の第２の実施例は、外部との電気的接続を行うため複数本の電気的接続用端子を樹脂によって一次成形して、前記一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に、応力吸収構造として、モールド樹脂部の断面積が小さく容易に変形する形状箇所を形成するもの、特に、一次成形モールドの表面に凹部形状部５２を設けたものである。
図１５は一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に凹部を形成した後の一次成形モールド品の斜視図、図１６は図１５に図示の一次成形モールド品をインサート成形した後の電子装置用多重成形一体モールド部品本体の斜視図、図１７は図１６に図示の電子装置用多重成形一体モールド部品本体のＣ−Ｃ線断面図、図１８は図１６に図示の一次成形モールド品に加わるモーメントの状態を示すＣ−Ｃ線断面図、図１９は図１６に図示の一次成形モールド品に生じる応力分布を示すＣ−Ｃ線断面図、図２０は図１６に図示の凹部における部分Ｃ−Ｃ線断面図、図２１は図１６に図示の電子装置用多重成形一体モールド部品本体における、一次成形モールド樹脂の表面歪測定結果である。
図１５において、一次成形モールド品５１はインサート品として複数本の金属製からなる電気的接続用端子２を規則的に配置し、さらに一次成形モールド品５１の複数本並行に並べた電気的接続用端子２間の中央部へ、前記電気的接続用端子２の露出面とは逆向に、端子２配列と平行に並ぶ窪み方向を設けた配置で、一次成形モールド樹脂（第１樹脂部）３によりモールド樹脂部の断面積が小さい凹形状部５２を形成し、前記一次成形モールド樹脂３で一体的に構成されている。ここで凹形状部５２の一次成形モールド樹脂３の肉厚は、電気的接続用端子２露出面の上下方向に対して、凹形状部５２以外の一次成形モールド樹脂３の肉厚より薄く、モールド樹脂部の断面積が小さく容易に変形する形状に形成した。この一次成形モールド品５１を構成している一次成形モールド樹脂３には、ガラスフィラ３０〜４０％充填したＰＢＴ樹脂で構成されている。尚、前記電気的接続用端子２には、外部との電気的接続を行うため接触面２ｂとボンディング接合面（金属部）２ａを有しており、これらは一次成形モールド樹脂３より表面に露出している。
更に図１６において、電子装置用多重成形一体モールド部品本体２１０は、この一次成形モールド品５１をインサート品としてインサートし、二次成形モールド樹脂（第２樹脂部）１３で一体的に二次成形して、電子装置用多重成形一体モールド部品本体２１０として構成されている。このモールド部品本体２１０を構成している二次成形モールド樹脂
１３には、ガラスフィラ３０〜４０％充填したＰＢＴ樹脂で構成されている。また、モールド部品本体２１０には、４つの角部に、モールド部品本体２１０を取付けるためのブッシュ５がそれぞれインサートされている。ここでモールド部品本体２１０には、箱形に形成される内部表面に一次成形モールド品５１のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面になる一次成形モールド樹脂３の一表面が露出されている。
図１３と同様に、電子装置用多重成形一体モールド部品本体２１０は、箱形に形成せれる内部に、モールド部品本体２１０とは別工程で内部に電子部品を搭載し制御回路が構成される。
モールド部品本体２１０に複数回インサート成形した電気的接続用端子２には、アルミワイヤをボンディング接合するボンディング接合面２ａが形成されている。ボンディング接合面２ａは、モールド部品本体２１０に搭載した制御回路にアルミワイヤが電気的接続を行うためにワイヤボンディング接合を行う箇所である。このように、制御回路と接続用端子２のボンディング接合面２ａとをアルミワイヤによってボンディングすることにより電子制御装置が構成される。
ここで図１６に図示のモールド部品本体２１０を構成している二次成形モールド樹脂
１３は、溶融樹脂から固化する過程で樹脂収縮し、この樹脂収縮は応力の伝達経路となる一次成形モールド品５１を圧縮する。尚、モールド部品本体２１０の内部表面に露出されている一次成形モールド品５１のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面
２ａの同一表面は、二次成形モールド樹脂１３と接しないため、樹脂収縮の伝達は受けにくい。図１７に樹脂収縮の方向性をＣ−Ｃ線断面図で示している。
詳しく述べると、溶融樹脂は充填直後に溶融樹脂の表面層１３ａから樹脂内部１３ａａに向けて固化が始まり、この固化と同時に固化の進行方向と同一方向に向けて樹脂の収縮１３ｂが伴う。図１７中で二次成形モールド樹脂１３と接する一次成形モールド品５１の下面側となる二次成形モールド樹脂１３は、二次成形モールド樹脂１３の樹脂収縮で圧縮応力を受ける。尚、図１７中で二次成形モールド樹脂１３と接しない上面側となる一次成形モールド品５１のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面になる一次成形モールド樹脂３の一表面は、二次成形モールド樹脂１３の樹脂収縮の伝達を受けにくい。この上面側と下面側に作用する応力の差から一次成形モールド品５１の露出部位には、図１８に図示の如く、一次成形モールド品５１の露出面側を凸に反らされる曲げモーメント１３ｍが生じる。この一次成形モールド品５１の露出面側を凸に反らされる曲げモーメント１３ｍは一次成形モールド樹脂３内部に図１９に図示の如く、圧縮力
Ｆｃと引張り力Ｆｔの応力を発生させる。この圧縮力Ｆｃと引張り力Ｆｔの応力の発生に伴い、一次成形モールド品５１の内部に形成された凹形状部５２は、図２０に図示の如く、一次成形モールド樹脂３の肉厚‘Ｔが電気的接続用端子２露出面の上下方向に対して、凹形状部５２以外の一次成形モールド樹脂３の肉厚Ｔより薄く、モールド樹脂部の断面積が小さく容易に変形する形状に形成されていることから、凹形状部５２の図１８のモーメント１３ｍが作用する方向に対応した断面係数は低く、一次成形モールド樹脂３の他部位に比べて凹形状部５２は曲げ変形しやすい。このため、二次成形モールド樹脂１３の収縮を、凹形状部５２が変形することにより吸収し、変形した凹形状部５２以外の一次成形モールド樹脂３内部の応力は低減される。よって多重成形一体モールド部品本体２１０において、内部表面に露出されている一次成形モールド品５１のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面になる一次成形モールド樹脂３に生じる引張応力の軽減が可能となる。
前記応力を軽減させることは、電気的接続用端子２のボンディング２ａ脇面と、このボンディング２ａ脇面と隣接している一次成形モールド樹脂３の間に生じやすい隙間の防止が図れる。
このように構成される一次成形モールド品５１をモールド部品にインサートして、二次成形モールド樹脂１３で一体構成した電子装置用多重成形一体モールド部品２１０のアルミワイヤにてボンディングする際の接合のメカニズムは、実施例１と同様に図１４に示すようになる。
本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品２１０の場合は、一次成形モールド品５１の表面でＣ−Ｃ方向に生じる引張の応力を軽減させ、電気的接続用端子２のボンディング２ａ脇面と、このボンディング２ａ脇面と隣接している一次成形モールド樹脂３の間に生じやすい隙間の防止が図れることから、電気的接続用端子２のボンディング接合面２ａとアルミワイヤとの接触部位に安定した摩擦力を得て、接合するに必要なエネルギーを得ることができ、良好なボンディング性を確保することができる。
この応力軽減作用を確認するため、実施例１の図８に図示と同様に、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品２１０を用いて、モールド部品２１０の内部表面に露出されている一次成形モールド品５１のボンディング接合面２ａと同一表面になる一次成形モールド樹脂３の表面に数箇所歪ゲージ２０６を貼り付けて、表面歪量の測定を歪測定器７で行った。歪量の測定方向は図８に示す如く、電気的接続用端子２配向とは対角方向で直線状に配置した。
ここで歪量の測定方法としては、常温環境下で歪ゲージ２０６を前記一次成形モールド樹脂３の表面に貼り付け、ゼロ点調整を実施した後、一次成形モールド樹脂３と接触しているモールド部品２１０の二次成形モールド樹脂１３を全て切り離し、一次成形モールド樹脂３が二次成形モールド樹脂１３から拘束力を受けない単体の形態にした。数分後、この切り出された一次成形モールド樹脂３の表面に貼り付けられている歪ゲージ２０６の歪量を測定した。
なお、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品２１０の比較対象として、図９に図示の如く、一次成形モールド品１０１の一次成形モールド樹脂３に、応力吸収構造を持たない一次成形モールド品１０１をインサート成形してなる図１０の電子装置用多重成形一体モールド部品１１０を用いた。歪量の測定方向ならびに測定場所は、図８と同じにした。測定方法は、同様に常温環境下で歪ゲージ１０６を前記一次成形モールド樹脂３の表面に貼り付け、測定器のゼロ点調整を実施した後、一次成形モールド樹脂３と接触しているモールド部品１１０の二次成形モールド樹脂１３を全て切り離し、一次成形モールド樹脂３が二次成形モールド樹脂１３から拘束力を受けない単体の形態にした。数分後、この切り出された一次成形モールド樹脂３の表面に貼り付けられている歪ゲージ106の歪量を測定した。
この測定結果を図２１に示す。ここで歪量の測定値が図２１において負の値を示しているが、これは一次成形モールド樹脂をモールド部品の二次成形モールド樹脂から全て切り離したことで、一次成形モールド樹脂は伸ばされていた状態から拘束力が無くなり、縮んで元に復元した状態を表している。つまり図２１における負の値は、多重成形された一体モールド品の状態において、モールド部品の二次成形モールド樹脂から受けた一次成形モールド樹脂表面に引張応力が生じていることを示す。この測定値の絶対値は、大きいほどモールド部品における一次成形モールド樹脂表面の引張応力が大きいことになる。よって図２１では、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品２１０に貼り付けた歪ゲージ２０６値が従来のモールド部品１１０に貼り付けた歪ゲージ１０６値のほぼ１／２に低減していることが確認された。これは、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品２１０の一次成形モールド品５１内部に形成された凹形状部５２が、一次成形モールド樹脂３の内部応力低減に作用したことの検証となる。
この内部応力低減の検証結果から、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品も用いることで、実施例１と同様に、電気的接続用端子のボンディング脇面と、このボンディング脇面と隣接している一次成形モールド樹脂の間に生じやすい隙間の防止が図れ、電気的接続用端子とアルミワイヤをボンディングする際、電気的接続用端子のボンディング接合面とアルミワイヤとの接触部位に安定した摩擦力を得て、接合するに必要なエネルギーを得ることができ、良好なボンディング性を確保するに有効となる。
以上、これまでの実施例２においては、一次成形モールド樹脂３、及び樹脂１３にガラスフィラ３０〜４０％充填したＰＢＴ樹脂を用いたが、インサート成形樹脂の材質は、
ＰＢＴ樹脂に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、もしくはこれらの樹脂に無機材料のガラス繊維や有機材料の繊維などのフィラを充填した樹脂を用いることができる。
次に、図２２〜図２４を用いて、本発明に係る電子装置用多重成形一体モールド部品の第３の実施例について説明する。なお、上記実施例と同様の部位についての説明は省略する。
本実施例は、実施例２と同様に、外部との電気的接続を行うため複数本の電気的接続用端子を樹脂によって一次成形して、前記一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に、応力吸収構造として、モールド樹脂部の断面積が小さく容易に変形する形状箇所を形成するものである。本実施例では、特に、一次成形モールド樹脂３の第１主面３２に凹形状部５４が形成されている。
図２２は一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に凹部を形成した後の一次成形モールド品の斜視図、図２３は図２２に図示の一次成形モールド品をインサート成形した後の電子装置用多重成形一体モールド部品本体の斜視図、図２４は図２２に図示の凹部における部分Ｄ−Ｄ線断面図である。
図２２において、一次成形モールド品５３はインサート品として複数本の金属製からなる電気的接続用端子２を規則的に配置し、さらに一次成形モールド品５３の複数本並行に並べた電気的接続用端子２間の中央部へ、前記電気的接続用端子２の露出面と同方向に、端子２配列と平行に並ぶ窪み方向を設けた配置で、一次成形モールド樹脂３によりモールド樹脂部の断面積が小さい凹形状部５４を形成し、前記一次成形モールド樹脂３で一体的に構成されている。ここで凹形状部５４の一次成形モールド樹脂３の肉厚は、電気的接続用端子２露出面の上下方向に対して、凹形状部５４以外の一次成形モールド樹脂３の肉厚より薄く、モールド樹脂部の断面積が小さく容易に変形する形状に形成した。この一次成形モールド品５３を構成している一次成形モールド樹脂３には、ガラスフィラ３０〜４０％充填したＰＢＴ樹脂で構成されている。尚、前記電気的接続用端子２には、外部との電気的接続を行うため接触面２ｂとボンディング接合面２ａを有しており、これらは一次成形モールド樹脂３より表面に露出している。
更に図２３において、電子装置用多重成形一体モールド部品本体３１０は、この一次成形モールド品５３をインサート品としてインサートし、二次成形モールド樹脂１３で一体的に二次成形して、電子装置用多重成形一体モールド部品本体３１０として構成されている。このモールド部品本体３１０を構成している二次成形モールド樹脂１３には、ガラスフィラ３０〜４０％充填したＰＢＴ樹脂で構成されている。また、モールド部品本体310には、４つの角部に、モールド部品本体３１０を取り付けるためのブッシュ５がそれぞれインサートされている。ここでモールド部品本体３１０には、箱形に形成せれる内部表面に一次成形モールド品５３のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面になる一次成形モールド樹脂３の一表面が露出されている。
図１３と同様に、電子装置用多重成形一体モールド部品本体３１０は、箱形に形成せれる内部に、モールド部品本体３１０とは別工程で内部に電子部品を搭載し制御回路が構成される。
モールド部品本体３１０に複数回インサート成形した電気的接続用端子２には、アルミワイヤをボンディング接合するボンディング接合面２ａが形成されている。ボンディング接合面２ａは、モールド部品本体３１０に搭載した制御回路にアルミワイヤが電気的接続を行うためにワイヤボンディング接合を行う箇所である。このように、制御回路と接続用端子２のボンディング接合面２ａとをアルミワイヤによってボンディングすることにより電子制御装置が構成される。
ここで図２３に図示のモールド部品本体３１０を構成している二次成形モールド樹脂
１３は、溶融樹脂から固化する過程で樹脂収縮し、この樹脂収縮は応力の伝達経路となる一次成形モールド品５３を圧縮する。尚、モールド部品本体３１０の内部表面に露出されている一次成形モールド品５３のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面
２ａの同一表面は、二次成形モールド樹脂１３と接しないため、樹脂収縮の伝達は受けにくい。
詳しく述べると、実施例２と同様に、溶融樹脂は充填直後に溶融樹脂の表面層から樹脂内部に向けて固化が始まり、この固化と同時に固化の進行方向と同一方向に向けて樹脂の収縮が伴う。二次成形モールド樹脂１３と接する一次成形モールド品５３の下面側となる二次成形モールド樹脂１３は、二次成形モールド樹脂１３の樹脂収縮で圧縮応力を受ける。尚、二次成形モールド樹脂１３と接しない上面側となる一次成形モールド品５３のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面は、二次成形モールド樹脂１３の樹脂収縮の伝達を受けにくい。この上面側と下面側に作用する応力の差から一次成形モールド品５３の露出部位には、一次成形モールド品５３の露出面側を凸に反らされる曲げモーメントが生じる。この一次成形モールド品５３の露出面側を凸に反らされる曲げモーメントは一次成形モールド樹脂３内部に圧縮力と引張り力の応力を発生させる。この圧縮力と引張り力の応力の発生に伴い、一次成形モールド品５３の内部に形成された凹形状部５４は、図２４に図示の如く、一次成形モールド樹脂３の肉厚‘Ｔが電気的接続用端子２露出面の上下方向に対して、凹形状部５４以外の一次成形モールド樹脂３の肉厚Ｔより薄く、モールド樹脂部の断面積が小さく容易に変形する形状に形成されていることから、凹形状部５４のモーメントが作用する方向に対応した断面係数は低く、一次成形モールド樹脂３の他部位に比べて凹形状部５４は曲げ変形しやすい。このため、二次成形モールド樹脂１３の収縮を、凹形状部５４が変形することにより吸収し、変形した凹形状部
５４以外の一次成形モールド樹脂３内部の応力は低減される。よって多重成形一体モールド部品本体３１０において、内部表面に露出されている一次成形モールド品５３のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面になる一次成形モールド樹脂３に生じる引張応力の軽減が可能となる。
前記応力を軽減させることは、電気的接続用端子２のボンディング２ａ脇面と、このボンディング２ａ脇面と隣接している一次成形モールド樹脂３の間に生じやすい隙間の防止が図れる。
このように構成される一次成形モールド品５３をモールド部品にインサートして、二次成形モールド樹脂１３で一体構成した電子装置用多重成形一体モールド部品３１０のアルミワイヤにてボンディングする際の接合のメカニズムは、実施例１と同様に図１４に示すように作用する。
よって、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品３１０の場合は、一次成形モールド品５３の表面でＤ−Ｄ方向に生じる引張の応力を軽減させ、電気的接続用端子２のボンディング２ａ脇面と、このボンディング２ａ脇面と隣接している一次成形モールド樹脂３の間に生じやすい隙間の防止が図れることから、電気的接続用端子２のボンディング接合面２ａとアルミワイヤとの接触部位に安定した摩擦力を得て、接合するに必要なエネルギーを得ることができ、良好なボンディング性を確保することができる。
この応力軽減作用を確認するため、実施例１の図８に図示と同様に、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品３１０を用いて、モールド部品３１０の内部表面に露出されている一次成形モールド品５３のボンディング接合面２ａと同一表面になる一次成形モールド樹脂３の表面に数箇所歪ゲージを貼り付けて、表面歪量の測定を行った。
この測定結果、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品３１０においても、実施例２と同様な一次成形モールド樹脂３の内部応力低減が検証された。
この内部応力低減の検証結果から、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品も用いることで、実施例２と同様に、電気的接続用端子のボンディング脇面と、このボンディング脇面と隣接している一次成形モールド樹脂の間に生じやすい隙間の防止が図れ、電気的接続用端子とアルミワイヤをボンディングする際、電気的接続用端子のボンディング接合面とアルミワイヤとの接触部位に安定した摩擦力を得て、接合するに必要なエネルギーを得ることができ、良好なボンディング性を確保するに有効となる。
次に、図２５〜図２７を用いて、本発明に係る電子装置用多重成形一体モールド部品の第４の実施例について説明する。なお、上記実施例と同様の部位についての説明は省略する。
本実施例では、第１主面３２と第２主面３４の双方に形成した凹形状部５６を応力吸収構造としたものである。
図２５は一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に凹部を形成した後の一次成形モールド品の斜視図、図２６は図２５に図示の一次成形モールド品をインサート成形した後の電子装置用多重成形一体モールド部品本体の斜視図、図２７は図２５に図示の凹部における部分Ｅ−Ｅ線断面図である。
図２５において、一次成形モールド品５５はインサート品として複数本の金属製からなる電気的接続用端子２を規則的に配置し、さらに一次成形モールド品５５の複数本並行に並べた電気的接続用端子２間の中央部へ、前記電気的接続用端子２の露出面の上下方向に、端子２配列と平行に並ぶ窪み方向を設けた配置で、一次成形モールド樹脂３によりモールド樹脂部の断面積が小さい凹形状部５６を形成し、前記一次成形モールド樹脂３で一体的に構成されている。
ここで凹形状部５６の一次成形モールド樹脂３の肉厚は、電気的接続用端子２露出面の上下方向に対して、凹形状部５６以外の一次成形モールド樹脂３の肉厚より薄く、モールド樹脂部の断面積が小さく容易に変形する形状に形成した。この一次成形モールド品５５を構成している一次成形モールド樹脂３には、ガラスフィラ３０〜４０％充填したＰＢＴ樹脂で構成されている。尚、前記電気的接続用端子２には、外部との電気的接続を行うため接触面２ｂとボンディング接合面２ａを有しており、これらは一次成形モールド樹脂３より表面に露出している。
更に図２６において、電子装置用多重成形一体モールド部品本体４１０は、この一次成形モールド品５５をインサート品としてインサートし、二次成形モールド樹脂１３で一体的に二次成形して、電子装置用多重成形一体モールド部品本体４１０として構成されている。このモールド部品本体４１０を構成している二次成形モールド樹脂１３には、ガラスフィラ３０〜４０％充填したＰＢＴ樹脂で構成されている。また、モールド部品本体410には、４つの角部に、モールド部品本体４１０を取り付けるためのブッシュ５がそれぞれインサートされている。ここでモールド部品本体４１０には、箱形に形成せれる内部表面に一次成形モールド品５５のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面になる一次成形モールド樹脂３の一表面が露出されている。
図１３と同様に、電子装置用多重成形一体モールド部品本体４１０は、箱形に形成せれる内部に、モールド部品本体４１０とは別工程で内部に電子部品を搭載し制御回路が構成される。
モールド部品本体４１０に複数回インサート成形した電気的接続用端子２には、アルミワイヤをボンディング接合するボンディング接合面２ａが形成されている。ボンディング接合面２ａは、モールド部品本体４１０に搭載した制御回路にアルミワイヤが電気的接続を行うためにワイヤボンディング接合を行う箇所である。このように、制御回路と接続用端子２のボンディング接合面２ａとをアルミワイヤによってボンディングすることにより電子制御装置が構成される。
ここで図２６に図示のモールド部品本体４１０を構成している二次成形モールド樹脂
１３は、溶融樹脂から固化する過程で樹脂収縮し、この樹脂収縮は応力の伝達経路となる一次成形モールド品５５を圧縮する。尚、モールド部品本体４１０の内部表面に露出されている一次成形モールド品５５のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面
２ａの同一表面は、二次成形モールド樹脂１３と接しないため、樹脂収縮の伝達は受けにくい。
詳しく述べると、実施例２と同様に、溶融樹脂は充填直後に溶融樹脂の表面層から樹脂内部に向けて固化が始まり、この固化と同時に固化の進行方向と同一方向に向けて樹脂の収縮が伴う。二次成形モールド樹脂１３と接する一次成形モールド品５５の下面側となる二次成形モールド樹脂１３は、二次成形モールド樹脂１３の樹脂収縮で圧縮応力を受ける。
尚、二次成形モールド樹脂１３と接しない上面側となる一次成形モールド品５５のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面は、二次成形モールド樹脂１３の樹脂収縮の伝達を受けにくい。この上面側と下面側に作用する応力の差から一次成形モールド品５５の露出部位には、一次成形モールド品５５の露出面側を凸に反らされる曲げモーメントが生じる。この一次成形モールド品５５の露出面側を凸に反らされる曲げモーメントは一次成形モールド樹脂３内部に圧縮力と引張り力の応力を発生させる。
この圧縮力と引張り力の応力の発生に伴い、一次成形モールド品５５の内部に形成された凹形状部５６は、図２７に図示の如く、一次成形モールド樹脂３の肉厚‘Ｔが電気的接続用端子２露出面の上下方向に対して、凹形状部５６以外の一次成形モールド樹脂３の肉厚Ｔより薄く、モールド樹脂部の断面積が小さく容易に変形する形状に形成されていることから、凹形状部５６のモーメントが作用する方向に対応した断面係数は低く、一次成形モールド樹脂３の他部位に比べて凹形状部５６は曲げ変形しやすい。
このため、二次成形モールド樹脂１３の収縮を、凹形状部５６が変形することにより吸収し、変形した凹形状部５６以外の一次成形モールド樹脂３内部の応力は低減される。よって多重成形一体モールド部品本体４１０において、内部表面に露出されている一次成形モールド品５５のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面になる一次成形モールド樹脂３に生じる引張応力の軽減が可能となる。
前記応力を軽減させることは、電気的接続用端子２のボンディング２ａ脇面と、このボンディング２ａ脇面と隣接している一次成形モールド樹脂３の間に生じやすい隙間の防止が図れる。
このように構成される一次成形モールド品５５をモールド部品にインサートして、二次成形モールド樹脂１３で一体構成した電子装置用多重成形一体モールド部品４１０のアルミワイヤにてボンディングする際の接合のメカニズムは、実施例１と同様に図１４に示すように作用する。
よって、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品４１０の場合は、一次成形モールド品５５の表面でＥ−Ｅ方向に生じる引張の応力を軽減させ、電気的接続用端子２のボンディング２ａ脇面と、このボンディング２ａ脇面と隣接している一次成形モールド樹脂３の間に生じやすい隙間の防止が図れることから、電気的接続用端子２のボンディング接合面２ａとアルミワイヤとの接触部位に安定した摩擦力を得て、接合するに必要なエネルギーを得ることができ、良好なボンディング性を確保することができる。
この応力軽減作用を確認するため、実施例１の図８に図示と同様に、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品４１０を用いて、モールド部品４１０の内部表面に露出されている一次成形モールド品５５のボンディング接合面２ａと同一表面になる一次成形モールド樹脂３の表面に数箇所歪ゲージを貼り付けて、表面歪量の測定を行った。
この測定結果、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品４１０においても、実施例２と同様な一次成形モールド樹脂３の内部応力低減が検証された。
この内部応力低減の検証結果から、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品も用いることで、実施例２と同様に、電気的接続用端子のボンディング脇面と、このボンディング脇面と隣接している一次成形モールド樹脂の間に生じやすい隙間の防止が図れ、電気的接続用端子とアルミワイヤをボンディングする際、電気的接続用端子のボンディング接合面とアルミワイヤとの接触部位に安定した摩擦力を得て、接合するに必要なエネルギーを得ることができ、良好なボンディング性を確保するに有効となる。
図２８〜図３０には、本発明に係る電子装置用多重成形一体モールド部品の第５の実施例が示されている。なお、上記実施例と同様の部位についての説明は省略する。
本実施例は、モールド樹脂部の断面積が小さく容易に変形する形状箇所を形成する他の形態として、第１主面３２と第２主面３４とを貫通する孔部５８を応力吸収構造としたものである。
図２８は一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に凹部を形成した後の一次成形モールド品の斜視図、図２９は図２８に図示の一次成形モールド品をインサート成形した後の電子装置用多重成形一体モールド部品本体の斜視図、図３０は図２９に図示の凹部における部分Ｇ−Ｇ線断面図である。
図２８において、一次成形モールド品５７はインサート品として複数本の金属製からなる電気的接続用端子２を規則的に配置し、さらに一次成形モールド品５７の複数本並行に並べた電気的接続用端子２間の中央部へ、前記電気的接続用端子２の配列方向に、端子２配列と平行に並ぶ配置で、一次成形モールド樹脂３を分断する孔部５８を形成し、前記一次成形モールド樹脂３で一体的に構成されている。ここで孔部５８は、電気的接続用端子２露出面の配列方向に対して、一次成形モールド樹脂３を分割するように形成した。この一次成形モールド品５７を構成している一次成形モールド樹脂３には、ガラスフィラ３０〜４０％充填したＰＢＴ樹脂で構成されている。尚、前記電気的接続用端子２には、外部との電気的接続を行うため接触面２ｂとボンディング接合面２ａを有しており、これらは一次成形モールド樹脂３より表面に露出している。
更に図２９において、電子装置用多重成形一体モールド部品本体５１０は、この一次成形モールド品５７をインサート品としてインサートし、二次成形モールド樹脂１３で一体的に二次成形して、電子装置用多重成形一体モールド部品本体５１０として構成されている。このモールド部品本体５１０を構成している二次成形モールド樹脂１３には、ガラスフィラ３０〜４０％充填したＰＢＴ樹脂で構成されている。また、モールド部品本体510には、４つの角部に、モールド部品本体５１０を取り付けるためのブッシュ５がそれぞれインサートされている。ここでモールド部品本体５１０には、箱形に形成せれる内部表面に一次成形モールド品５７のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面になる一次成形モールド樹脂３の一表面が露出されている。
図１３と同様に、電子装置用多重成形一体モールド部品本体５１０は、箱形に形成せれる内部に、モールド部品本体５１０とは別工程で内部に電子部品を搭載し制御回路が構成される。
モールド部品本体５１０に複数回インサート成形した電気的接続用端子２には、アルミワイヤをボンディング接合するボンディング接合面２ａが形成されている。ボンディング接合面２ａは、モールド部品本体５１０に搭載した制御回路にアルミワイヤが電気的接続を行うためにワイヤボンディング接合を行う箇所である。このように、制御回路と電気的接続用端子２のボンディング接合面２ａとをアルミワイヤによってボンディングすることにより電子制御装置が構成される。
ここで図２９に図示のモールド部品本体５１０を構成している二次成形モールド樹脂
１３は、溶融樹脂から固化する過程で樹脂収縮し、この樹脂収縮は応力の伝達経路となる一次成形モールド品５７を圧縮する。尚、モールド部品本体５１０の内部表面に露出されている一次成形モールド品５７のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面
２ａの同一表面は、二次成形モールド樹脂１３と接しないため、樹脂収縮の伝達は受けにくい。
詳しく述べると、実施例２と同様に、溶融樹脂は充填直後に溶融樹脂の表面層から樹脂内部に向けて固化が始まり、この固化と同時に固化の進行方向と同一方向に向けて樹脂の収縮が伴う。二次成形モールド樹脂１３と接する一次成形モールド品５７の下面側となる二次成形モールド樹脂１３は、二次成形モールド樹脂１３の樹脂収縮で圧縮応力を受ける。尚、二次成形モールド樹脂１３と接しない上面側となる一次成形モールド品５７のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面は、二次成形モールド樹脂１３の樹脂収縮の伝達を受けにくい。この上面側と下面側に作用する応力の差から一次成形モールド品５７の露出部位には、一次成形モールド品５７の露出面側を凸に反らされる曲げモーメントが生じる。この一次成形モールド品５７の露出面側を凸に反らされる曲げモーメントは一次成形モールド樹脂３内部に圧縮力と引張り力の応力を発生させる。この圧縮力と引張り力の応力分布を発生に伴い、一次成形モールド品５７の内部に形成された孔部５８は、図３０に図示の如く、一次成形モールド樹脂３が空隙であるため、一次成形モールド樹脂３の他部位に比べて孔部５８は曲げ変形しやすい。このため、二次成形モールド樹脂１３の収縮を、孔部５８が変形することにより吸収し、変形した孔部５８以外の一次成形モールド樹脂３内部の応力は低減される。よって多重成形一体モールド部品本体５１０において、内部表面に露出されている一次成形モールド品５７のボンディング接合面２ａと、このボンディング接合面２ａの同一表面になる一次成形モールド樹脂３に加わる応力の軽減が可能となる。
前記応力を軽減させることは、電気的接続用端子２のボンディング２ａ脇面と、このボンディング２ａ脇面と隣接している一次成形モールド樹脂３の間に生じやすい隙間の防止が図れる。
このように構成される一次成形モールド品５７をモールド部品にインサートして、二次成形モールド樹脂１３で一体構成した電子装置用多重成形一体モールド部品５１０のアルミワイヤにてボンディングする際の接合のメカニズムは、実施例１と同様に図１４に示すように作用する。
よって、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品５１０の場合は、一次成形モールド品５７の表面でＧ−Ｇ方向に生じる引張の応力を軽減させ、電気的接続用端子２のボンディング２ａ脇面と、このボンディング２ａ脇面と隣接している一次成形モールド樹脂３の間に生じやすい隙間の防止が図れることから、電気的接続用端子２のボンディング接合面２ａとアルミワイヤとの接触部位に安定した摩擦力を得て、接合するに必要なエネルギーを得ることができ、良好なボンディング性を確保することができる。
この応力軽減作用を確認するため、実施例１の図８に図示と同様に、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品５１０を用いて、モールド部品５１０の内部表面に露出されている一次成形モールド品５７のボンディング接合面２ａと同一表面になる一次成形モールド樹脂３の表面に数箇所歪ゲージを貼り付けて、表面歪量の測定を行った。
この測定結果、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品５１０においても、実施例２と同様な一次成形モールド樹脂３の内部応力低減が検証された。
この内部応力低減の検証結果から、本実施例における電子装置用多重成形一体モールド部品も用いることで、実施例２と同様に、電気的接続用端子のボンディング脇面と、このボンディング脇面と隣接している一次成形モールド樹脂の間に生じやすい隙間の防止が図れ、電気的接続用端子とアルミワイヤをボンディングする際、電気的接続用端子のボンディング接合面とアルミワイヤとの接触部位に安定した摩擦力を得て、接合するに必要なエネルギーを得ることができ、良好なボンディング性を確保するに有効となる。
以上、これまでの実施例３〜５においては、一次成形モールド樹脂３、及び樹脂１３にガラスフィラ３０〜４０％充填したＰＢＴ樹脂を用いたが、インサート成形樹脂の材質は、ＰＢＴ樹脂に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、もしくはこれらの樹脂に無機材料のガラス繊維や有機材料の繊維などのフィラを充填した樹脂を用いることができる。
したがって、本実施例によれば、従来、避けられていた多重成形一体モールド部品において高信頼性のワイヤボンディングが確保できたため設計自由度の向上を図ることができる。
以上、本発明のような電気的接続を行うため複数本の電気的接続用端子を樹脂によって複数回インサート成形してなる電子装置用多重成形一体モールド部品においては、容易で安価な製造方法で樹脂の応力吸収部を発生させて、内部応力を低減し、ワイヤボンディングにおいて歩留まりが良く高信頼性の電子装置を実現することができる。
本実施例の電子装置用多重成形一体モールド部品は、以上のように構成されるので、一次成形モールド樹脂部の応力吸収構造部位が応力吸収して、内部応力が軽減し、電気的接続用端子のボンディング脇面と、このボンディング脇面と隣接している一次成形モールド樹脂の間に生じやすい隙間の防止が図れ、ボンディング接合面とアルミワイヤの接触部位に安定した摩擦力及び接合エネルギーを得ることができ、良好なボンディング性を確保することができ、以下のような効果がある。
本実施例によれば、樹脂との隙間を防止するためにボンディング接合面以外の端子端部を樹脂でかぶせるか、もしくは端子に屈曲形状を設けて樹脂内部に埋め込むか等、ボンディング接合面以外を幅広く設けなくても、樹脂収縮により発生する内部応力を有効に利用することにより、端子をよりコンパクトにできると共に、従来のスペースへより多くの端子を配置することが可能となるため多機能化が望め、またボンディング接合面以外の端子端部にエポキシ材などの接着剤を塗布及び硬化接着手法を用いなくとも、実現可能なためコストパフォーマンスを大幅に図ることができる。
本実施例によれば、特に、多重成形のようなモールド部品において、ボンディング時の超音波振動の分散を引き起こすことなく安定したボンディング性を確保でき、従来避けられていた多重成形品において設計自由度の向上を図ることができる。
本実施例によれば、応力吸収構造部をモールド金型で設定できるため、精度良く配置することが可能であり、更に場所や大きさは比較的自由に設計することもできる。
本実施例によれば、モールド上もしくはモールド内部に電子部品を配置し、外部との電気信号の授受を行うことにより電子装置用モールド部品を実現することができる。
本発明は、モータなどの回転体を形成するものや回転体を用いて角度や位置，変位をセンシングするなどに適用される。例えば、自動車分野における流入空気量を調整するスロットル弁（バルブ）やそこに取り付けられるスロットルポジションセンサ，アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、これらセンサを一連して制御構成するための各種センサなどである。また、本発明の課題を解決するものであれば、上記の列記した製品に限定されることなく適用できる。
一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に軟らかな軟質材で形成した後の一次成形モールド品の斜視図。 図１に図示の一次成形モールド品をインサート成形した後の電子装置用多重成形一体モールド部品本体の斜視図。 図２に図示の電子装置用多重成形一体モールド部品本体のＡ−Ａ線断面図。 図２に図示の一次成形モールド品に加わるモーメントを示すＡ−Ａ線断面図。 図２に図示の一次成形モールド品の樹脂部に生じる応力分布の概要を示すＡ−Ａ線断面図。 図２に図示の一次成形モールド品における低弾性材の変形前に樹脂部に生じる応力分布の概要を示すＡ−Ａ線断面図。 図２に図示の一次成形モールド品における低弾性材の変形後に樹脂部に生じる応力分布の概要を示すＡ−Ａ線断面図。 図２に図示の電子装置用多重成形一体モールド部品本体の樹脂表面歪測定斜視図。 一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に軟らかな軟質材を形成しない一次成形モールド品の斜視図。 図９に図示の電子装置用多重成形一体モールド部品本体の樹脂表面歪測定斜視図。 図２，図９に図示の電子装置用多重成形一体モールド部品本体における、一次成形モールド樹脂の表面歪測定結果。 図１０に図示の一次成形モールド品における電気的接続用端子部分‘Ａ−‘Ａ線断面図。 図２に図示の電子装置用多重成形一体モールド部品本体に電子回路を搭載した後のモールド部品本体の斜視図。 図１３に図示のモールド部品本体の電気的接続用端子にアルミワイヤをボンディングする時のＢ−Ｂ線断面図。 一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に凹部を形成した後の一次成形モールド品の斜視図。 図１５に図示の一次成形モールド品をインサート成形した後の電子装置用多重成形一体モールド部品本体の斜視図。 図１６に図示の電子装置用多重成形一体モールド部品本体のＣ−Ｃ線断面図。 図１６に図示の一次成形モールド品に加わるモーメントの状態を示すＣ−Ｃ線断面図。 図１６に図示の一次成形モールド品に生じる応力分布を示すＣ−Ｃ線断面図。 図１６に図示の凹部における部分Ｃ−Ｃ線断面図。 図１６に図示の電子装置用多重成形一体モールド部品本体における、一次成形モールド樹脂の表面歪測定結果。 一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に凹部を形成した後の一次成形モールド品の斜視図。 図２２に図示の一次成形モールド品をインサート成形した後の電子装置用多重成形一体モールド部品本体の斜視図。 図２２に図示の凹部における部分Ｄ−Ｄ線断面図。 一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に凹部を形成した後の一次成形モールド品の斜視図。 図２５に図示の一次成形モールド品をインサート成形した後の電子装置用多重成形一体モールド部品本体の斜視図。 図２５に図示の凹部における部分Ｅ−Ｅ線断面図。 一次成形モールド品の一次成形モールド樹脂部に凹部を形成した後の一次成形モールド品の斜視図。 図２８に図示の一次成形モールド品をインサート成形した後の電子装置用多重成形一体モールド部品本体の斜視図。 図２９に図示の凹部における部分Ｇ−Ｇ線断面図。
符号の説明
１，５１，５３，５５，５７…一次成形モールド品、２…電気的接続用端子、２ａ…ボンディング（金属部，金属接触面）、２ｂ…電気的接触面、３…一次成形モールド樹脂
（第１樹脂部）、４，‘４…低弾性材（応力吸収構造）、５…ブッシュ、６，１０６，
２０６…歪ゲージ、７…歪測定器、８…隙間、９…制御回路、１０，１１０，２１０，
３１０，４１０，５１０…モールド部品、１３…二次成形モールド樹脂（第２樹脂部）、１３ａ…二次成形モールド樹脂表面層、１３ａａ…二次成形モールド樹脂内部、１３ｂ…二次成形モールド樹脂収縮、１３ｃ，Ｆｃ，‘Ｆｃ…圧縮力、１３ｔ，Ｆｔ，‘Ｆｔ…引張り力、１３ｍ…曲げモーメント、３０…アルミワイヤ、３２…第１主面、３４…第２主面、４０…ボンディングホーン、４１…超音波振動、５２，５４，５６…凹形状部（応力吸収構造）、５８…孔部（応力吸収構造）、９１…回路基板、９２…電子部品、Ｔ，‘Ｔ…一次成形モールド樹脂肉厚。

Claims (17)

  1. 第１主面と該第１主面に対向した第２主面とを有する第１樹脂部と、
    前記第１樹脂部の前記第２主面において、該第１樹脂部と接触した第２樹脂部と、
    前記第１樹脂部に挿入され、前記第１樹脂部の前記第１主面に露出した金属部とを有するモールド部品であって、
    前記第１樹脂部には、前記第１樹脂部より曲げ剛性が小さく、曲げ変形しやすい部位で構成される応力吸収構造が挿入されていることを特徴とするモールド部品。
  2. 請求項１記載のモールド部品において、
    前記応力吸収構造は、前記第１樹脂部より弾性率が小さい材料で構成されていることを特徴とするモールド部品。
  3. 請求項２記載のモールド部品において、
    前記弾性率が小さい材料は、ゴム材またはエラストマー材を含んでなることを特徴とするモールド部品。
  4. 請求項１記載のモールド部品において、
    前記応力吸収構造は、前記第１樹脂部に凹形状を設けた凹形状部であることを特徴とするモールド部品。
  5. 請求項４記載のモールド部品において、
    前記凹形状部は、前記第１主面に形成されていることを特徴とするモールド部品。
  6. 請求項４記載のモールド部品において、
    前記凹形状部は、前記第２主面に形成されていることを特徴とするモールド部品。
  7. 請求項４記載のモールド部品において、
    前記凹形状部は、前記第１主面と前記第２主面との双方に形成されていることを特徴とするモールド部品。
  8. 請求項１記載のモールド部品において、
    前記応力吸収構造は、前記第１樹脂部の前記第１主面と前記第２主面とを貫通する孔部であることを特徴とするモールド部品。
  9. 第１主面と該第１主面に対向した第２主面とを有する第１樹脂部と、
    前記第１樹脂部の前記第２主面において、該第１樹脂部と接触した第２樹脂部と、
    前記第１樹脂部に挿入され、該第１樹脂部から外部へ延びた複数の電気的接続端子と、 前記第１樹脂部の前記第１主面に露出し、前記複数の電気的接続端子と電気的に接続された複数の金属接触面と、
    前記複数の金属接触面から電気的に接続される電子部品と、
    前記電子部品を配置した回路基板とを有する電子装置であって、
    前記第１樹脂部には、前記第１樹脂部より曲げ剛性が小さく、曲げ変形しやすい部位で構成される応力吸収構造が挿入されていることを特徴とする電子装置。
  10. 請求項９記載の電子装置において、
    前記電子装置は、アルミワイヤを用いてボンディングすることにより、前記金属接触面と前記回路基板とが電気的に接続されていることを特徴とする電子装置。
  11. 請求項９記載の電子装置において、
    前記応力吸収構造は、前記第１樹脂部より弾性率が小さい材料で構成されていることを特徴とする電子装置。
  12. 請求項１１記載の電子装置において、
    前記弾性率が小さい材料は、ゴム材またはエラストマー材を含んでなることを特徴とする電子装置。
  13. 請求項９記載の電子装置において、
    前記応力吸収構造は、前記第１樹脂部に凹形状を設けた凹形状部であることを特徴とする電子装置。
  14. 請求項１３記載の電子装置において、
    前記凹形状部は、前記第１主面に形成されていることを特徴とする電子装置。
  15. 請求項１３記載の電子装置において、
    前記凹形状部は、前記第２主面に形成されていることを特徴とする電子装置。
  16. 請求項１３記載の電子装置において、
    前記凹形状部は、前記第１主面と前記第２主面との双方に形成されていることを特徴とする電子装置。
  17. 請求項９記載の電子装置において、
    前記応力吸収構造は、前記第１樹脂部の前記第１主面と前記第２主面とを貫通する孔であることを特徴とする電子装置。
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