JP5077275B2 - 電子装置の製造方法及び電子装置 - Google Patents

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Description

本発明は、回路基板の電子部品非実装面が外表面の一部をなす電子装置の製造方法及び電子装置に関するものである。
従来、例えば特許文献1に示される電子装置の製造方法が知られている。特許文献1では、片面のみに電子部品が実装された回路基板を、その非実装面が内壁面に密着するように金型のキャビティ内に保持する。そして、この保持状態で、キャビティ内に熱硬化性樹脂を充填して固化させることで、回路基板の非実装面が外表面の一部をなすようにケーシングを成形し、電子装置としている。
この製造方法によれば、ケーシング成形時の熱硬化性樹脂からの圧力は、回路基板の電子部品実装面のみに作用し、これにより回路基板は金型に押し付けられる。このとき、回路基板は、非実装面が内面に密着して金型に支持されているため、回路基板が大きく変形したり、電子部品の接続信頼性が低下したりするのを、抑制することができる。
特開2006−303327号公報
ところで、上記電子装置では、ケーシングの表面及び回路基板の非実装面が、電子装置の外表面をなしており、意匠性を向上するには、ケーシングを成形する際の金型の表面(内面)をシボ加工したり、ケーシングを成形後、ケーシングの表面を塗装するなどして加飾することとなる。
しかしながら、金型の表面処理では、シボ加工のパターン(模様)が限られており、また加色することができないので、加飾性(意匠性の向上)としては不十分である。一方、塗装処理では、スプレー噴射などでの塗装となるため、塗装不良が生じやすく、歩留低下、ひいてはコストが高くなるという問題がある。また、特に多色となるほど、加飾のために作業工数が掛かり、これによっても、コストが高くなってしまう。
本発明は上記問題点に鑑み、回路基板の変形や電子部品の実装信頼性低下を抑制し、且つ、低コストで意匠性を向上することのできる電子装置の製造方法及び電子装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する為に請求項1に記載の電子装置の製造方法は、両面のうち片面のみに電子部品が実装された回路基板を、電子部品の実装面とは反対側の非実装面が内面に密着するように金型のキャビティ内に保持するとともに、熱可塑性樹脂からなる透明な基材の一面上に加飾層を配置してなる加飾シートを、加飾層が回路基板の電子部品実装面側となるように、電子部品実装面と該電子部品実装面に対向する金型の内面との間に介在させて保持する保持工程と、保持の状態で、キャビティ内に熱硬化性樹脂を充填して固化させ、回路基板の非実装面が外表面の一部をなすように、電子部品を含む回路基板の電子部品実装面を封止するケーシングを成形するとともに、外表面の一部をなすように加飾シートをケーシングと一体化させる成形工程と、を備えることを特徴とする。
本発明では、片面のみに電子部品が実装された回路基板の非実装面を金型の内面に密着させた状態で、キャビティ内に熱硬化性樹脂を充填して固化させる。したがって、熱硬化性樹脂からの圧力は、回路基板の両面のうちの電子部品実装面のみに作用し、これにより回路基板は金型に押し付けられる。このとき、回路基板は、非実装面全面が内面に密着して金型に支持されているため、回路基板の変形や電子部品の接続信頼性低下などを抑制することができる。
また、ケーシング成形時の熱で、熱可塑樹脂からなる基材が軟化するため、熱硬化性樹脂を硬化させてケーシングを成形するとともに、加飾シートをケーシングの表面に密着させて一体化させることができる。すなわち、ケーシングを成形した時点で、ケーシングの表面が加飾シートによって加飾された状態とすることができる。これにより、加飾作業の工数増大によるコスト増加を抑制することができる。
また、加飾シートのうち、加飾層は、熱可塑性樹脂からなる透明な基材に、印刷や蒸着などにより形成された図柄、文字などであり、デザインの自由度が高い。したがって、従来のシボ加工などに比べて意匠性を向上することができる。
以上から、本発明によれば、回路基板の変形や電子部品の実装信頼性低下を抑制し、且つ、低コストで意匠性を向上することができる。
また、本発明では、熱硬化性樹脂を成形してケーシングとしつつ、ケーシングに加飾シートを一体化させる。熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂に比べて、一般に成形温度が低く、またキャビティ内への樹脂の流入速度が遅い。熱可塑性樹脂を用いると、成形温度が高いため、例えば蒸着による加飾層にひび割れが生じたり、流入速度が速いため、例えば印刷による加飾層が流れる(パターンが崩れる)、などの問題が生じるのに対し、熱硬化性樹脂を用いると、これらの問題が生じるのを抑制することができる。これにより、加飾層の形成方法の選択自由度が向上し、これによってデザインの自由度も高くなるため、意匠性を向上することができる。
成形工程では、例えば請求項2に記載のように、トランスファ成形法を用いることができる。トランスファ成形法の場合、ゲート(プランジャ)から遠い部位に熱硬化性樹脂が充填される前に、ゲートに近い部位では熱硬化性樹脂の硬化が始まり、キャビティ内への熱硬化性樹脂の流入が不均一となってボイドなどが生じる恐れがある。しかしながら、上記したように、本発明では、ケーシングの表面に加飾シートを一体化させるので、ボイドなどの成形不良を加飾シートによって隠すこともできる。
請求項3に記載のように、成形工程において、キャビティ内に熱硬化性樹脂を充填するとともに、加飾シートの基材における加飾層配置面の裏面を、回路基板の電子部品実装面と対向する金型の内面に密着させても良い。また、請求項4に記載のように、保持工程において、加飾シートを吸引して、基材における加飾層配置面の裏面を回路基板の電子部品実装面と対向する金型の内面に密着させ、この状態で、キャビティ内に熱硬化性樹脂を充填して固化させても良い。
いずれにおいても、保持工程の前に、加飾シートを事前に成形しなくともよいので、製造工程を簡素化することができる。請求項3に記載の方法では、熱硬化性樹脂をキャビティ内に充填する際の圧力と温度を利用して、加飾シートを回路基板の電子部品実装面と対向する金型の内面に密着させるので、金型の構成を簡素化することもできる。請求項4に記載の方法では、保持工程において、熱硬化性樹脂を充填する前に、加飾シートを吸引して金型の内面に密着させるので、加飾シートをより確実に金型の内面に密着させることができる。
一方、請求項5に記載のように、保持工程の前に、加飾シートを、回路基板の電子部品実装面と対向する金型の内面に沿う形状に成形する予備成形工程を備え、保持工程では、事前に成形した加飾シートを、基材における加飾層配置面の裏面が回路基板の電子部品実装面と対向する金型の内面に密着するように保持しても良い。
これによれば、保持工程の前に、加飾シートを、成形工程で密着する金型の内面に沿う形状に成形しておくので、加飾シートをさらに確実に金型の内面に密着させることができる。なお、予備成形としては、圧空成形や真空成形、プレス成形などを採用することができる。
ケーシングの形状がカード状のもの、換言すれば薄い平板状のものは、ケーシングに機械的強度も求められる。これに対し、本発明では、熱硬化性樹脂を採用しているので、請求項6に記載のように、ケーシングの形状がカード状の電子装置の製造に好適である。
次に、請求項7に記載の電子装置は、両面のうち片面のみに電子部品が実装された回路基板と、熱硬化性樹脂を成形してなり、回路基板の電子部品実装面とは反対側の非実装面が外表面の一部をなすように、電子部品を含む回路基板の電子部品実装面を封止するケーシングと、熱可塑性樹脂からなる透明な基材の一面上に加飾層を配置してなり、基材における加飾層配置面の裏面が外表面の一部をなすように、インモールド成形によりケーシングの表面に一体化された加飾シートと、を備えることを特徴とする。
この電子装置は、請求項1に記載の製造方法により形成することができる。したがって、その作用効果は、請求項1に記載の発明の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。
請求項8に記載のように、ケーシングの形状がカード状の電子装置に好適である。この電子装置は、請求項6に記載の製造方法により形成することができる。
第1実施形態に係る電子キーの概略構成を示す断面図である。 電子キーのうち、回路基板の概略構成を示す平面図である。 電子キーの製造工程のうち、保持工程を示す断面図である。 電子キーの製造工程のうち、成形工程を示す断面図である。 電子キーの製造方法のその他変形例を示す断面図である。 電子キーの製造方法のその他変形例を示す断面図である。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る電子キーの概略構成を示す断面図である。図2は、電子キーのうち、回路基板の概略構成を示す平面図である。図3は、電子キーの製造工程のうち、保持工程を示す断面図である。図4は、電子キーの製造工程のうち、保持工程を示す断面図である。
以下においては、電子装置の一例として、自動車等の車両に用いられる電子キーシステム、具体的にはスマートエントリシステム、で用いられる携帯機(送受信機)である電子キーを示す。なお、回路基板(プリント基板)の厚み方向を単に厚み方向とし、該厚み方向に垂直な方向(回路基板の表裏面に沿う方向)を単に垂直方向とする。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る電子キー10は、要部として、両面11a,11bのうち、表面11aのみに電子部品21が実装された回路基板11と、回路実装された電子部品21を含む回路基板11の表面11aを樹脂封止するケーシング12と、インモールド成形によりケーシング12の表面に一体化された加飾シート13と、を有している。
回路基板11は、図2に示すように、配線基板20、該配線基板20に実装された電子部品21、及びターミナル23,24を備えている。配線基板20は、絶縁基材に配線パターンを配置してなるものであり、本実施形態では、ガラスエポキシ樹脂(ガラス繊維強化エポキシ樹脂)からなる絶縁基材に、銅箔からなる配線パターンが配置されて構成されている。なお、絶縁基材の構成材料としては、上記したガラスエポキシ樹脂に限定されるものではなく、その他の合成樹脂材料やセラミックなどを採用することができる。また、絶縁基材に配置される配線パターンの層数も特に限定されるものではない。
厚み方向において、配線基板20の両面11a,11bのうち、表面11aには、配線パターンの一部としてランド(図示略)がそれぞれ形成されており、各ランドに、電子部品21がはんだ付けされている。すなわち、本実施形態では、回路基板11が、表面11aのみに電子部品21が実装された片面実装基板となっており、回路基板11の裏面11bは電子部品21の非実装面となっている。なお、電子部品21としては、例えば、抵抗、コンデンサ、ダイオード、トランジスタ、IC、アンテナなどがある。
また、本実施形態では、配線基板20に切欠き部22が設けられて電池収容空間が形成されるとともに、給電源としてのボタン型電池のプラス極に接触するプラス極側ターミナル23と、ボタン型電池のマイナス極に接触するマイナス極側ターミナル24とが、配線基板20に実装されている。より詳しくは、図2に示すように、垂直方向に沿う配線基板20の平面形状が、長方形の一方の短手辺の中央部位から、他方の短手辺に向けて幅一定で除去されてなる平面略コの字状となっている。そして、その除去部位が両面11a,11bを貫通する電池収容空間となっており、除去部位の縁部が平面略コの字状の切欠き部22となっている。また、両ターミナル23,24は、電池収容空間に臨み、且つ、平面略コの字状の配線基板20における対向部位間を橋渡し(架橋)するように配置され、その両端において、上記したランドにはんだ付けされている。
ケーシング12は、金型のキャビティ内に熱硬化性樹脂を充填して固化(硬化)させることで成形されており、回路基板11の裏面11bが外表面の一部をなすように、電子部品21を含む回路基板11の表面11aを封止している。
本実施形態では、一例として、ケーシング12が、半導体パッケージの封止にて周知であるトランスファ成形法を用いて成形されている。熱硬化性樹脂は、溶融状態での粘度が一般に熱可塑性樹脂よりも低いため、トランスファ成形時の充填圧力を、熱可塑性樹脂の射出成形の充填圧力に比べて低くすることができる。換言すれば、熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂よりもキャビティ内への樹脂の流入速度が遅い。また、熱硬化性樹脂を硬化させるための硬化反応温度は、熱可塑性樹脂の射出成形において、熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低い。以上から、本実施形態に示すような、電子部品21などがはんだ付けされた回路基板11の封止に好適である。
また、ケーシング12は、実装された電子部品21を含む回路基板11の表面11aとともに、側面も封止している。そして、その外形形状が、図1に示すように、略カード状、たとえば通常のクレジットカードとして用いられているID−1型カードとほぼ同等の寸法、となっている。
ケーシング12を構成する材料としては、電子部品21などの実装に用いられるはんだの融点(T1)と、ケーシング12の構成材料の硬化反応温度(T2)とが、少なくともT1>T2の関係を満たし、好ましくはT2がT1よりも充分に低い熱硬化性樹脂を採用することができる。本実施形態では、ケーシング12の構成材料として、硬化反応温度が170℃のエポキシ樹脂(同一材料)を含む樹脂材料を採用しており、電子部品21などの実装に用いられるはんだの融点240℃よりも硬化反応温度が充分に低いため、成形時におけるはんだの溶融を抑制することができる。
ケーシング12の構成材料であるエポキシ樹脂は、耐熱性及び機械強度に優れる性質を有している。一方、電子キー10は、常時運転者に携帯されるので、ケーシング12をエポキシ樹脂により形成することで電子キー10の信頼性を高めることができる。
なお、本実施形態における電子キー10では、ケーシング12を構成する熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いているが、これに限定されるものではなく、他の種類の熱硬化性樹脂、例えばフェノール樹脂や不飽和ポリエステル樹脂等を用いることもできる。その場合も、上記したT1,T2の関係を成立させれば良い。
加飾シート13は、熱可塑性樹脂からなる透明な基材の一面上に、加飾層を配置してなるものである。そして、厚み方向において、加飾層側の表面13a(以下、単に表面13aと示す)がケーシング12の表面に密着し、基材側の表面13b、すなわち基材における加飾層配置面の裏面13b(以下、単に裏面13bと示す)が電子キー10の外表面の一部をなすように、インモールド成形によりケーシング12の表面に一体化されている。したがって、回路基板11の裏面11b、ケーシング12の表面の一部、及び加飾シート13により、電子キー10の外表面(表面)が構成されている。
基材は、加飾層を保持するベースとしての機能と加飾層を保護するカバーとしての機能を果たすものであり、その構成材料としては、内層となる加飾層が外部から見えるように、透明な熱可塑性樹脂を採用することができる。このような材料としては、例えばポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド(PI)などがあり、本実施形態では、一例として、ポリカーボネートを採用している。
加飾層は、ケーシング12を成形してなる電子キー10の外表面に装飾性や機能性を付与する、すなわち意匠性を向上するものである。この加飾層は、シート状(若しくはフィルム状)の基材の一面に対し、スクリーン印刷、蒸着、塗装などを施すことにより、基材の一面におけるケーシング12と密着する部位の少なくとも一部に配置されている。本実施形態では、一例として、スクリーン印刷により、所定色で所定図柄の加飾層が形成されている。
なお、加飾シート13は、上記した基材及び加飾層以外にも、必要に応じて他の層を有する構成としても良い。例えば加飾層上に接着層を有する構成としても良い。本実施形態では、ケーシング12を構成するエポキシ樹脂が接着性を示すため、加飾シート13が、接着層を有さない構成となっている。
次に、上記した電子キー10の製造方法について説明する。まず、図3に示すように、電子部品21及びターミナル23,24(図3では図示略)がはんだ付け(実装)された回路基板11を準備する。また、後述する上型101の表面(型締めした際にキャビティ103の内面となる上型101の下面)101aに沿う形状に事前に成形した加飾シート13を準備する。
ここで、加飾シート13の成形について簡単に説明する。加飾シート13の予備成形工程は、例えば圧空成形法、真空成形法、プレス成形法などにより行うことができる。本実施形態では、ポリカーボネートからなる基材の一面上に、スクリーン印刷を用いて加飾層が形成された加飾シート13を準備し、該加飾シート13を圧空成形法にて成形している。具体的には、縁部をクランプした加飾シート13を加熱して軟化させ、圧縮空気により、後述する上型101の表面101aに沿う内面を有した型(上型101そのものでも可)に密着させて成形している。そして、予備成形が完了した後で、電子キー10として不要な部分を除去している。なお、、電子キー10として不要な部分については、成形工程後に、後述するカル及びランナ部とともに除去することも可能である。
次いで、図3に示すように、回路基板11を、電子部品21の非実装面である裏面11bが金型100のキャビティ103を構成する内面の一部に密着するように保持する。また、事前に成形した加飾シート13を、表面13aが回路基板11の表面11a側となり、裏面13bが金型100のキャビティ103を構成する内面の一部に密着するように保持する。なお、以下に示す上下方向は、厚み方向と一致する。
金型100は、大きく分けて、上型101、下型102、及びスライドコア(図示略)を備えている。スライドコアは、上記した両ターミナル23,24の中央部を覆い電池収容空間を形成するためのものである。上型101、下型102は、それぞれ固定盤若しくは可動盤(いずれも図示略)を有しており、成形機のプラテンに固定されている。
上型101には、ゲート104からキャビティ103内へ充填される樹脂の供給通路としてのスプルー(ランナ)105が形成されており、スプルー105の上流側には樹脂を投入するための上下方向(厚み方向)に延びるポット106が設けられている。そして、ポット106の上方には、プラテン(図示略)の貫通孔を介してポット106内に進退可能なプランジャ(ピストン)107が配設されている。また、上型101には、キャビティ103内にセットされた加飾シート13を負圧により吸引して保持するための吸引孔108が形成されている。この吸引孔108は、配管(図示略)を介して外部の真空ポンプ(図示略)に接続されており、必要に応じて吸引孔108内の圧力が負圧に制御される。
一方、下型102には、キャビティ103内にセットされた回路基板11を負圧により吸引して保持するための吸引孔109が形成されている。この吸引孔109は、配管(図示略)を介して外部の真空ポンプ(図示略)に接続されており、必要に応じて吸引孔109内の圧力が負圧に制御される。
上型101と下型102が離間した状態(型開き状態)において、回路基板11は、下型102の表面(型締めした際にキャビティ103の内面となる下型102の上面)102aに、電子部品21が実装されていない裏面11bの全面が接するように所定位置に配設される。一方、事前に成形された加飾シート13は、上型101の表面(型締めした際にキャビティ103の内面となる上型101の下面)101aに、裏面13bの全面が接するように所定位置に配設される。このとき、吸引孔108内を負圧にすることにより、加飾シート13には図示上方へ向かう力が作用し、加飾シート13は上型101の表面101aに完全に密着する。一方、吸引孔109内を負圧にすることにより、回路基板11には図示下方へ向かう力が作用し、回路基板11は下型102の表面102aに完全に密着する。そして、これら密着状態で、上型101と下型102を型締めする。
図3に示すように、金型100を型締めしてキャビティ103内に回路基板11及び加飾シート13を保持したら、ポット106の上端開口部から、トランスファ成形用の樹脂材料からなるタブレット30を投入する。
この樹脂材料としては、熱硬化性樹脂、本実施形態ではエポキシ樹脂、を用いる。詳しくは、エポキシ樹脂に、シリカなどのフィラーや硬化剤に加え、触媒(硬化促進剤)や離型剤などを適宜配合してなるものを用いる。そして、予め、Bステージ状の粉末のエポキシ樹脂を押し固めてタブレット30としている。このように、ポット106に投入される樹脂材料をタブレット30とすることで、作業性が良好となるとともに、成形樹脂中に空気が混入することを抑制することができる。タブレット30は、必要に応じて予熱してから、ポット106に投入される。
このとき、金型100の温度は、熱硬化性樹脂の硬化反応に適した温度とする必要がある。キャビティ103内に配設され、インサート成形される回路基板11には、電子部品21やターミナル23,24がはんだ実装されているため、成形時におけるはんだの溶融を防ぐために、金型100の温度は、熱硬化性樹脂を硬化させつつ、はんだの融点よりも十分に低い温度に設定される。
そして、上記したタブレット30を金型100のポット106内に投入したら、図4に示すように、ポット106内にプランジャ107を下降させ、タブレット30を軟化させて液状とし、スプルー105を介してゲート104からキャビティ103内に充填する。キャビティ103内に充填された液状のエポキシ樹脂は、金型100から受熱して重合し、硬化(固化)する。これにより、ケーシング12が成形される。
また、キャビティ103内に液状のエポキシ樹脂を充填させた状態で、液状のエポキシ樹脂は、加飾シート13の表面13aに密着する。そして、上記のごとく、液状のエポキシ樹脂が硬化(固化)すると、液状のエポキシ樹脂が硬化してなるケーシング12と加飾シート13の表面13aとの間に、強固な接着構造が構成される。すなわち、ケーシング12が成形されるとともに、電子キー10の外表面の一部をなすように、ケーシング12の表面に加飾シート13が一体化される。以上が、成形工程である。
本実施形態では、上記したように、融点が240℃のはんだと、硬化反応温度が170℃のエポキシ樹脂を用いており、金型100の温度が、エポキシ樹脂の硬化反応温度付近の温度(例えば170〜180℃)に設定される。このような金型100の温度は、熱可塑性樹脂からなり、加飾シート13を構成する基材が溶融する温度よりも低く、本実施形態では、基材の軟化点よりも高い。換言すれば、金型100の温度は、熱可塑性樹脂による一般的な射出成形時の熱可塑性樹脂の溶融温度よりも十分に低い温度とされる。したがって、金型100から受熱しても、加飾シート13の基材は、軟化するものの溶融はせず、事前に成形された加飾シート13は、上型101の表面101aに密着し、その形状が、ケーシング12の成形後まで保持される。また、加飾シート13の加飾層に、ひび割れなどの不具合が生じることはない。
また、本実施形態では、キャビティ103内に液状のエポキシ樹脂(熱硬化性樹脂)を充填するのに約20sを要する。これに対し、熱可塑性樹脂による一般的な射出成形では、同一構造のケーシング12を成形するため、キャビティ内に液状の熱可塑性樹脂を充填するのに5s程度を要する。このように、本実施形態では、キャビティ103内への樹脂の流入速度が遅いので、流入速度が速い熱可塑性樹脂の射出成形時に生じ得る加飾層の流れ(図柄などの崩れ)などの不具合が生じることはない。
ケーシング12の成形後、金型100の上型101と下型102とを型開きし、図示しないエジェクタ機構を作動して、回路基板11がインサート成形され、表面に加飾シート13が一体化されたケーシング12を離型する。離型されたケーシング12には、スプルー(ランナ)105内で固化した樹脂(スプルー部(ランナ部))、及び、ポット106内で固化した樹脂(カル)が一体となっているので、ゲート部で切断してカル及びランナ部を除去する。
キャビティ103内で成形されたケーシング12は、回路基板11の表面11aに実装された電子部品21の全体と、回路基板11の表面11a及び側面と、両ターミナル23,24の一部、つまり図2に示す回路基板11への接続部及びその近傍とを、樹脂材料により封止して形成されている。すなわち、回路基板11の裏面11bは、ケーシング12から露出している。詳しくは、ケーシング12の表面のうち、電子キー10の外表面をなす一部位と回路基板11の裏面11bとは互いに滑らかに連続して同一面を形成している。
そして、回路基板11の表面11a、回路基板11に実装された電子部品21、及び両ターミナル23,24における配線基板20との接続部位は、ケーシング12を形成する樹脂内に完全に内包されて封止されている。これにより、ケーシング12内の電気回路は、両ターミナル23,24の電池収容空間に臨む部分を除いて完全に密閉されるので、電子キー10を防水構造とすることができる。
また、加飾シート13は、ケーシング12の表面のうち、回路基板11の裏面11bと同一面を形成する部位と電子部品21を含む回路基板11に密着する部位とを除く部位、すなわち、回路基板11の表面11aと対向する上面と回路基板11の側面と対向する側面のうち、上面全域と側面の一部とに一体的に設けられている。そして、加飾シート13の縁部と、ケーシング12の側面のうち、電子キー10の外表面をなす部位とは、互いに滑らかに連続して同一面を形成している。
なお、成形工程終了後、必要に応じて、熱硬化性樹脂を硬化させつつ、はんだの融点や加飾シート13の基材の溶融温度よりも充分に低い温度にて、回路基板11がインサート成形されたケーシング12を所定時間加熱し、エポキシ樹脂の重合反応を完結させるようにしても良い。
次に、上記した電子キー10の製造方法における特徴部分の効果について説明する。先ず本実施形態では、表面11aのみに電子部品21が実装された回路基板11の裏面11b(非実装面)を金型100の内面(下型102の表面102a)に密着させた状態で、キャビティ103内に液状のエポキシ樹脂を充填して固化させる。したがって、エポキシ樹脂からの圧力は、回路基板11の両面11a,11bのうちの表面11aのみに作用し、これにより回路基板11は下型102に押し付けられる。このとき、回路基板11は、裏面11b全面が下型102の表面102aに密着して下型102に支持されているため、エポキシ樹脂充填時の圧力や硬化時の圧力による回路基板11の変形や電子部品21の接続信頼性低下などを抑制することができる。
また、ケーシング12を成形する際の熱で、熱可塑樹脂からなり、加飾シート13を構成する基材が軟化するため、ケーシング12を成形するとともに、加飾シート13をケーシング12の表面に密着させて一体化させることができる。すなわち、ケーシング12を成形した時点で、ケーシング12の表面が加飾シート13によって加飾された状態とすることができる。これにより、電子キー10の外表面(ケーシング12の表面)を加飾する加飾作業の工数増大によるコスト増加を抑制することができる。
また、加飾シート13のうち、加飾層は、熱可塑性樹脂からなる透明な基材に、印刷や蒸着などにより形成された図柄、文字などであり、デザインの自由度が高い。したがって、従来のシボ加工などに比べて意匠性を向上することができる。
以上から、本実施形態に係る電子キー10の製造方法によれば、回路基板11の変形や電子部品21の実装信頼性低下を抑制し、且つ、低コストで意匠性を向上することができる。また、電子キー10は、回路基板11の変形や電子部品21の実装信頼性低下が抑制され、且つ、低コストで意匠性が向上されている。
また、本実施形態では、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を成形してケーシング12としつつ、ケーシング12に加飾シート13を一体化させる。エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂は、上記したように、熱可塑性樹脂に比べて、一般に成形温度が低く、またキャビティ103内への樹脂の流入速度が遅い。したがって、加飾層のひび割れや図柄の崩れなどの問題が生じるのを抑制することができる。これにより、加飾層の形成方法の選択自由度が向上し、これによってデザインの自由度も高くなるため、意匠性を向上することができる。
また、本実施形態では、トランスファ成形によりケーシング12を成形する。トランスファ成形法の場合、ゲート104(プランジャ107)から遠い部位に、エポキシ樹脂が充填される前に、ゲート104に近い部位ではエポキシ樹脂の硬化が始まり、キャビティ103内へのエポキシ樹脂の流入が不均一となってボイドなどが生じる恐れがある。しかしながら、上記したように、本実施形態では、ケーシング12の表面であって、少なくとも回路基板11の表面11aと対向する上面全域に、加飾シート13を一体化させるので、ボイドなどの成形不良を加飾シート13によって隠すこともできる。これによっても、意匠性を向上することができる。また、歩留を向上し、ひいては製造コストを低減することも可能である。
また、本実施形態では、保持工程の前に、加飾シート13を、成形工程で密着する上型101の表面101aに沿う形状に成形しておくので、保持工程の時点で、加飾シート13を確実に上型101の表面101aに密着させることができる。これによっても、意匠性を向上することができる。また、歩留を向上し、ひいては製造コストを低減することも可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
本実施形態では、熱硬化性樹脂からなるケーシング12の成形法として、トランスファ成形法を採用する例を示した。しかしながら、ケーシング12が、トランスファ成形法以外の、熱硬化性樹脂の成形法によって成形されても良い。例えば、コンプレッション成形法にて成形されても良い。
本実施形態では、電子装置として、スマートエントリシステムで用いられる携帯機(送受信機)である電子キー10の例を示した。しかしながら、電子装置としては、上記例に限定されるものではない。例えば、キーレスエントリーシステムで用いられる携帯機や、自動車に搭載される他の電子装置に適用してもよい。さらに、自動車用の各種電子装置に限らず、民生用各種装置に用いられる電子装置に適用してもよい。また、ケーシング12(電子装置)の形状も略カード状に限定されるものではない。
本実施形態では、加飾シート13が、ケーシング12の表面のうち、回路基板11の裏面11bと同一面を形成する部位と電子部品21を含む回路基板11に密着する部位とを除く部位、すなわち、回路基板11の表面11aと対向する上面と回路基板11の側面と対向する側面のうち、上面全域と側面の一部とに一体的に設けられる例を示した。しかしながら、ケーシング12の表面の対する加飾シート13の配置は、上記例に限定されるものではない。ケーシング12の表面のうち、上面の一部のみに配置された構成も可能である。
本実施形態では、保持工程の前の予備成形工程にて、加飾シート13を事前に成形する例を示した。しかしながら、保持工程の前に、加飾シート13を事前成形しない方法も採用することができる。例えば、事前成形していない加飾シート13を、表面13aが回路基板11側となるように、回路基板11の表面11aと表面11aに対向する上型101の表面101a(金型100の内面)との間に介在させて保持し、図5に示すように金型100を型締めする。そして、キャビティ103内における加飾シート13の表面13aよりも下型102の表面102a側の部位に、液状のエポキシ樹脂(熱硬化性樹脂)を充填する。このエポキシ樹脂を充填する際の圧力と温度を利用して、加飾シート13の基材における加飾層配置面の裏面13bを、上型101の表面101aに密着させることも可能である。この場合、保持工程の前に、加飾シート13を事前成形しなくともよいので、製造工程を簡素化することができる。また、吸引孔108が不要であるので、金型100(上型101)の構成を簡素化することもできる。図5は、電子キーの製造方法のその他変形例を示す断面図であり、保持工程が完了した状態を示している。なお、図5は、ゲート104、スプルー105、ポット106、プランジャ107、及びタブレット30の見えない断面となっている。
また、上記同様、事前成形していない加飾シート13を、表面13aが回路基板11側となるように、回路基板11の表面11aと表面11aに対向する上型101の表面101a(金型100の内面)との間に介在させる。そして、図6に示すように、上型101に設けた吸引孔108により加飾シート13を吸引し、加飾シート13の裏面13bを上型101の表面101aに密着させて保持する。この保持状態で、図4などに示したように、キャビティ103内に液状のエポキシ樹脂(熱硬化性樹脂)を充填して固化させても良い。この場合も、保持工程の前に、加飾シート13を事前成形しなくともよいので、製造工程を簡素化することができる。また、エポキシ樹脂を充填する前に、加飾シート13を吸引して上型101の表面101aに密着させるので、図5に示した方法に比べて、加飾シート13をより確実に上型101の表面101aに密着させることができる。図6は、電子キーの製造方法のその他変形例を示す断面図であり、保持工程が完了した状態を示している。なお、図6も、図5同様、ゲート104、スプルー105、ポット106、プランジャ107、及びタブレット30の見えない断面となっている。
10・・・電子キー(電子装置)
11・・・回路基板
11a・・・表面
11b・・・裏面
12・・・ケーシング
13・・・加飾シート
21・・・電子部品
100・・・金型
101・・・上型
102・・・下型
103・・・キャビティ

Claims (8)

  1. 両面のうち片面のみに電子部品が実装された回路基板を、前記電子部品の実装面とは反対側の非実装面が内面に密着するように金型のキャビティ内に保持するとともに、熱可塑性樹脂からなる透明な基材の一面上に加飾層を配置してなる加飾シートを、前記加飾層が前記回路基板の電子部品実装面側となるように、前記電子部品実装面と該電子部品実装面に対向する前記金型の内面との間に介在させて保持する保持工程と、
    前記保持の状態で、前記キャビティ内に熱硬化性樹脂を充填して固化させ、前記回路基板の非実装面が外表面の一部をなすように、前記電子部品を含む前記回路基板の電子部品実装面を封止するケーシングを成形するとともに、外表面の一部をなすように前記加飾シートを前記ケーシングと一体化させる成形工程と、を備えることを特徴とする電子装置の製造方法。
  2. 前記成形工程では、トランスファ成形法を用いることを特徴とする請求項1に記載の電子装置の製造方法。
  3. 前記成形工程では、前記キャビティ内に熱硬化性樹脂を充填するとともに、前記加飾シートの基材における加飾層配置面の裏面を前記回路基板の電子部品実装面と対向する前記金型の内面に密着させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子装置の製造方法。
  4. 前記保持工程では、前記加飾シートを吸引して、前記基材における加飾層配置面の裏面を前記回路基板の電子部品実装面と対向する前記金型の内面に密着させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子装置の製造方法。
  5. 前記保持工程の前に、前記加飾シートを、前記回路基板の電子部品実装面と対向する前記金型の内面に沿う形状に成形する予備成形工程を備え、
    前記保持工程では、事前に成形した前記加飾シートを、前記基材における加飾層配置面の裏面が前記回路基板の電子部品実装面と対向する前記金型の内面に密着するように保持することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子装置の製造方法。
  6. 前記ケーシングの形状がカード状であることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の電子装置の製造方法。
  7. 両面のうち片面のみに電子部品が実装された回路基板と、
    熱硬化性樹脂を成形してなり、前記回路基板の電子部品実装面とは反対側の非実装面が外表面の一部をなすように、前記電子部品を含む前記回路基板の電子部品実装面を封止するケーシングと、
    熱可塑性樹脂からなる透明な基材の一面上に加飾層を配置してなり、前記基材における加飾層配置面の裏面が外表面の一部をなすように、インモールド成形により前記ケーシングの表面に一体化された加飾シートと、を備えることを特徴とする電子装置。
  8. 前記ケーシングの形状がカード状であることを特徴とする請求項7に記載の電子装置。
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