JP5358056B2 - 電子部品装置 - Google Patents

Description

本発明は、本体と蓋体とこれらに内蔵される電子部品とを備えて構成される電子部品装置に関する。

図６において、下記特許文献１に開示された電子部品装置１は、本体２と蓋体３と光半導体素子４とリードフレーム５とを備えて構成されている。本体２は、リードフレーム５をインサート成形することにより図示のような状態に形成されている。本体２には、凹部６が形成されている。この凹部６の底には、光半導体素子４が取り付けられている。光半導体素子４は、凹部６の底に露出したリードフレーム５の一部とワイヤー７にて電気的に接続されている。蓋体３は、透明なものであって、凹部６の開口を覆うような状態で本体２に取り付けられている。この取り付けに関しては、気密性を確保するために、蓋体３と本体２とをシール材８で接着するようになっている。尚、蓋体３を取り付けた状態では、一般的に凹部６に不活性ガスが充填封止されている。
特開２００２−９７２５２号公報

ところで、上記従来技術にあっては、蓋体３と本体２とをシール材８で接着する際に、この接着が不完全であると、内部の不活性ガスが抜けて光半導体素子４に関連する回路等に酸化が生じてしまうという問題点を有している。酸化が生じると、これによって電子部品装置１の信頼性が低下してしまうことになる。また、上記従来技術にあっては、接着が不完全であると、耐湿性が低下してしまうという問題点を有している。この他、電子部品装置１が凹部６内で空気層を含むような状態になると、光半導体素子４は最適な受発光特性を得ることができないという問題点を有している。

尚、シール材８で接着する以外には、抵抗溶接等の高度ハーメチック技術を適用することが考えられる。しかしながらこの場合、コスト高になるのは勿論のことリークが懸念されるという問題点を有している。不活性ガスの代替としては、液状シリコーン等のコーティング樹脂を施すことが考えられるが、上記従来技術の場合、コーティング表面形状が不均一であることから、光半導体素子４の受発光特性への影響が懸念されるという問題点を有している。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、信頼性を高め、また、安価に製造することが可能な電子部品装置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なされた請求項１記載の本発明の電子部品装置は、凹部を有する本体と、前記凹部に収納される電子部品と、前記凹部の開口を覆うように前記本体に取り付く蓋体と、を備える電子部品装置において、
前記凹部内に充填して硬化させる光透過性の加熱硬化型液状樹脂によって構成される充填樹脂を更に備え、
一対の平行な短辺と一対の平行な長辺とを有する平面視長方形となる板状の部材で形成する前記蓋体には、前記凹部内に前記充填樹脂を注入するための注入口と、前記充填樹脂の注入の際における前記凹部内の気体を排出するための排気口とを表裏面を丸く貫通するように形成し、
前記注入口の径寸法をφａとし、前記排気口の径寸法をφｂとしたとき、注入口の径寸法φａと前記排気口の径寸法φｂとを、
φａ≦φｂ
と設定し、
前記注入口を前記蓋体の一方の短辺から内側に所定寸法Ａだけ離れた位置に中心が合うように配置形成するとともに、前記排気口を前記蓋体の他方の短辺から内側に所定寸法Ｂだけ離れた位置に中心が合うように配置形成し、
前記寸法Ａと前記寸法Ｂを、
Ａ＝Ｂ
と設定し、
前記蓋体の長辺の寸法をＬ１、短辺の寸法をＬ２としたとき、前記寸法Ａを、
Ａ＜（Ｌ１）／２
の範囲とし、前記寸法Ｂを、
Ｂ＜（Ｌ１）／２
の範囲とし、前記注入口と前記排気口が重なることのないように前記寸法Ａと前記寸法Ｂを設定し、
前記注入口の径の中心と前記排気口の径の中心を、前記蓋体の長辺から内側に
Ｃ＝（Ｌ２）／２
に設定する寸法Ｃだけ離れた位置に合うように配置形成し、
前記排気口には、前記蓋体の表面から裏面に向かって１０゜以上で拡がるテーパを形成してなることを特徴としている。

このような特徴を有する本発明によれば、本体の上に蓋体を置いてこの蓋体の注入口から充填樹脂を本体の凹部に流し込み、この後に流し込んだ充填樹脂の充填を排気口の位置で確認すれば、凹部と蓋体とで形成される内部空間が充填樹脂で満たされたことになる。凹部に収納された電子部品は、充填樹脂によって保護される。充填樹脂としては、加熱硬化型液状樹脂のようなものが適用される。加熱硬化型液状樹脂が例えば液状シリコーンの場合には、電子部品やボンディングワイヤの保護が可能なことは勿論、従来行われてきた気密封止と同等以上の耐環境性が得られる。また、充填樹脂と蓋体との密着性が強固になるような場合には（例えば２液性エポキシを用いる）、蓋体と本体との接着が充填樹脂の注入だけで足りることになる。これにより、接着工程の省略をすることが可能になる。尚、電子部品が光素子の場合に、充填樹脂の屈折率を調整することにより、コネクションに最適な受発光特性を得ることが可能になる。本発明によれば、充填樹脂により空気層が含まれなくなることから、電子部品が光素子の場合、安定した光出力を見込むことが可能になる。
また、本発明によれば、充填樹脂内に生じた気泡は、気泡が抜き易くなる本発明の形状によって排気口から良好に排出される。この他、凹部の内面やこの内面に露出する例えばリードフレーム等に表面処理を施し気泡を脱し易くすることも可能である。

請求項２記載の本発明の電子部品装置は、請求項１に記載の電子部品装置において、前記排気口の開口を、前記径寸法φｂを短径の径寸法とし、短径を前記蓋体の長辺方向、長径を前記蓋体の短辺方向とする長円形に形成し、該排気口の開口面積が前記注入口の開口面積以上となるように形成することを特徴としている。

このような特徴を有する本発明によれば、充填樹脂の粘度が高い場合であっても、凹部内の気体が良好に排出される。充填樹脂を用いる場合、充填樹脂内に気泡が生じてしまうことがあるが、この充填樹脂の気泡は、気泡が抜き易くなる本発明の形状によって排気口から良好に排出される。

請求項１に記載された本発明によれば、蓋体に注入口と排気口とを形成し、これらを用いて内部に充填樹脂を充填し硬化させる構造の電子部品装置であり、例えば従来のような不活性ガスの気密封止の構造でないことから、従来よりも電子部品装置としての信頼性を高めることができるという効果を奏する。また、本発明によれば、耐湿性を高めることができるという効果を奏する。さらに、本発明によれば、電子部品装置を安価に製造することができるという効果を奏する。

請求項２に記載された発明によれば、充填樹脂に気泡が発生した場合、この影響を低減することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の電子部品装置の一実施の形態を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は斜視図である。また、図２は充填樹脂を注入する前の状態を示す斜視図である。

図１において、引用符号２１はセンサー部品や高周波光通信部品に代表される電子部品装置（中空成形パッケージなど）を示している。電子部品装置２１は、本形態において、本体２２と、蓋体２３と、電子部品２４と、充填樹脂２５と、リードフレーム２６とを備えて構成されている。電子部品装置２１において、特に限定するものではないが、本体２２と蓋体２３は合成樹脂材料により成形されている。また、充填樹脂２５は光透過性のものであって、加熱硬化型液状樹脂が適用されている。加熱硬化型液状樹脂に関し具体的には、例えば液状シリコーンや２液性エポキシ等が用いられている。リードフレーム２６は、導電性を有する複数の脚部２７と電子部品実装部２８とを備えている。以下、上記各構成について説明する。

本体２２は、凹部２９を有している。本体２２は、この凹部２９の部分が開口するような図示の如くの形状（箱状）に形成されている。本体２２には、リードフレーム２６がインサート成形されている。本体２２からは、リードフレーム２６の複数の脚部２７が図示の如く突出するようにインサート成形がなされている。本体２２は、特に限定するものでないが、平面視長方形状となるように形成されている。本体２２は、長方形状の底壁３０と、一対の平行な短辺対応壁３１、３２と、同じく一対の平行な長辺対応壁３３、３４と、これらの壁により形成される上記凹部２９とを有している。凹部２９の開口縁部には、段部が形成されている（段部は本体側段部３５とする）。

底壁３０には、リードフレーム２６の電子部品実装部２８が露出している。また、底壁３０には、長辺対応壁３３、３４のそれぞれを貫通するようインサート成形された複数の脚部２７の一部が露出している。本形態において、短辺対応壁３２には、光通信を行うための光透過部３６が設けられている。短辺対応壁３１、３２と長辺対応壁３３、３４の端面は、蓋体２３を載せるための平坦な連続する面となるように形成されている（この面の内側に本体側段部３５が形成されている）。

蓋体２３は、平面視長方形となる板状の部材であって、凹部２９の開口を覆って本体２２に対して取り付くように形成されている。蓋体２３は、一対の平行な短辺３７、３８と、同じく一対の平行な長辺３９、４０とを有している。蓋体２３は、この表裏面が平坦となるように形成されている（一例であるものとする。裏面は後述する排気口４３に向けて若干の傾斜が付くように形成しても良いものとする）。蓋体２３の裏面側の外周縁には、段部が形成されている（段部は蓋体側段部４１とする）。蓋体側段部４１は、本体２２に蓋体２３を載せた場合、本体側段部３５と嵌り合うような形状に形成されている。このような蓋体２３には、本発明の要旨となる注入口４２と排気口４３とが表裏面を貫通するように形成されている。

注入口４２は、充填樹脂２５を注入するための部分として形成されている。また、排気口４３は、充填樹脂２５の注入の際における凹部２９内の気体を排出するための部分として形成されている。注入口４２と排気口４３は、特に限定するものでないが、丸く貫通するように形成されている。尚、注入口４２と排気口４３の配置や数については後述するものとする。

電子部品２４は、リードフレーム２６の電子部品実装部２８に一又は複数、実装されている（既知の実装方法を用いて実装するものとする。ボンディングワイヤの図示は省略するものとする）。電子部品２４は、本形態において、光通信用のものとして実装されている。電子部品２４は、電子部品実装部２８に実装されると、凹部２９に収納された状態となるようになっている。

次に、上記構成に基づきながら電子部品装置２１の組み立てについて説明する。電子部品装置２１は、本体２２及び蓋体２３の成形工程、電子部品２４の実装工程、本体２２と蓋体２３との嵌め合わせ工程、充填樹脂２５の充填・硬化工程を順に経て組み立てられている。

本体２２の成形工程は、リードフレーム２６をインサート成形してなる本体２２を樹脂成形する工程である。また、蓋体２３の成形工程は、注入口４２と排気口４３を有する蓋体２３を樹脂成形する工程である。電子部品２４の実装工程は、リードフレーム２６の電子部品実装部２８に電子部品２４を実装する工程である。

本体２２と蓋体２３との嵌め合わせ工程は、電子部品２４を実装した凹部２９の開口を覆うように蓋体２３を本体２２に載せる工程である（図２参照）。尚、この後の工程で使用する充填樹脂２５が液状シリコーンの場合には、本体２２と蓋体２３との嵌め合わせ部分、若しくは蓋体２３が載る部分に簡易的な接着が施されるものとする。

充填樹脂２５の充填工程は、蓋体２３の注入口４２から充填樹脂２５を本体２２の凹部２９内に流し込み、この後に流し込んだ充填樹脂２５の充填を排気口４３の位置で確認する工程である。充填樹脂２５の充填工程では、凹部２９と蓋体２３とで形成される内部空間が充填樹脂２５で満たされることになる。凹部２９に収納された電子部品２４は、充填樹脂２５によって保護される。充填樹脂２５の排気口４３の位置での確認は、排気口４３にまで充填樹脂２５が充填された時点（図１（ｂ）参照）で充填が完了したと確認される。

尚、充填樹脂２５が例えば液状シリコーンの場合には、電子部品２４やボンディングワイヤが保護されるのは勿論のこと、従来例で行われてきた気密封止と同等以上の耐環境性が得られることになる。これに対して充填樹脂２５が例えば２液性エポキシの場合には、蓋体２３と本体２２との接着が充填樹脂２５の注入だけで足りることになる（これにより、接着工程が省略される。接着効果が得られる充填樹脂２５を用いると、従来例よりも格段に接合面積が確保されることになる。従って、接合に係る信頼性を従来よりも向上させることができるようになる）。

充填樹脂２５は、本形態のように光素子が実装されている場合、光路への影響がないように流れ方向が考慮されている。本形態の電子部品装置２１において、充填樹脂２５はこの屈折率を調整することにより、コネクションに最適な受発光特性が得られるものとする（屈折率制御材を添加する。本形態のように光素子が実装されている場合には、受発光パターンが最適なものに合わせ込むことができるようになる。すなわち、受発光特性の最適設計が可能になる）。

充填樹脂２５の硬化工程は、高温環境下で充填樹脂２５を硬化させる工程である。充填樹脂２５が硬化すると、一連の組み立てに係る工程及び作業が完了して電子部品装置２１が得られる（図１（ｂ）参照）。

以上、図１を参照しながら説明してきたように、本発明は、蓋体２３に注入口４２と排気口４３とを形成し、これらを用いて内部に充填樹脂２５を充填し硬化させる構造の電子部品装置２１であって、例えば従来のような不活性ガスの気密封止をする構造でないことから、酸化等の問題点の発生がなく、結果、従来よりも信頼性を高めることができるという効果を奏する。すなわち、本発明によれば、信頼性の高い電子部品装置２１を提供することができるという効果を奏する。

本発明によれば、充填樹脂２５として例えば２液性エポキシを用いれば、本体２２と蓋体２３とに接着を施す必要性がないことから、電子部品装置２１を安価に製造することができるという効果を奏する。

続いて、図２を参照しながら蓋体２３の注入口４２と排気口４３の配置について説明する。注入口４２と排気口４３の配置は、充填樹脂２５に気泡が発生した場合を考慮すると、円滑且つ確実に除くことができるようにするために重要なことである（発生した気泡の影響を低減するために重要なことである）。

図２において、上述の電子部品装置２１の注入口４２は、寸法φａで形成されている。また、排気口４３は、寸法φｂで形成されている。寸法φａと寸法φｂは、φａ≦φｂで設定されている。寸法φａと寸法φｂは、注入される充填樹脂２５の粘度によって設定されている。蓋体２３の長辺３９、４０は、寸法Ｌ１で形成されている。また、短辺３７、３８は、寸法Ｌ２で形成されている。寸法Ｌ１と寸法Ｌ２は、Ｌ１＞Ｌ２で設定されている。注入口４２は、短辺３７から内側に寸法Ａだけ離れた位置に中心が合うように配置形成されている。また、排気口４３は、短辺３８から内側に寸法Ｂだけ離れた位置に中心が合うように配置形成されている。寸法Ａと寸法Ｂは、Ａ＝Ｂで設定されている。寸法Ａは、Ａ≦（Ｌ１）／２で設定されている。また、寸法Ｂも、Ｂ≦（Ｌ１）／２で設定されている。注入口４２と排気口４３は、この各中心が長辺３９から内側に寸法Ｃだけ離れた位置に合うように配置形成されている。寸法Ｃは、（Ｌ２）／２で設定されている。尚、特にここでは図示しないが、排気口４３に後述するテーパ４４を１０゜以上設けることが好ましいものとする。注入口４２と排気口４３の配置は、これを逆にしても良いものとする。

図３ないし図５は注入口４２と排気口４３の変更例（配置や数の変更）を示している。図３ないし図５を参照しながら変更例について説明する（図２の寸法関係に合わせて説明する）。

図３において、蓋体２３の中央には注入口４２が配置形成されている。また、この注入口４２の両側には、排気口４３が一つずつ配置形成されている。排気口４３、４３は、この開口面積が注入口４２の開口面積以上となるように形成されている（開口面積は注入される充填樹脂２５の粘度によって設定されている）。注入口４２は、短辺３７から内側に寸法（Ｌ１）／２だけ離れた位置に中心が合うように配置形成されている。一方の排気口４３は、短辺３７から内側に寸法Ａだけ離れた位置に中心が合うように配置形成されている。また、他方の排気口４３は、短辺３８から内側に寸法Ｂだけ離れた位置に中心が合うように配置形成されている（一方、他方の排気口４３は寸法Ａ、Ｂで必ず一致させるものではないものとする）。注入口４２と排気口４３、４３は、この各中心が長辺３９から内側に寸法Ｃだけ離れた位置に合うように配置形成されている。排気口４３、４３には、１０゜以上となるテーパ４４が設けられている。

図４において、蓋体２３には、注入口４２と略長円形の排気口４３とが形成されている。略長円形の排気口４３は、この開口面積が注入口４２の開口面積以上となるように形成されている（開口面積は注入される充填樹脂２５の粘度によって設定されている）。注入口４２は、短辺３８から内側に寸法Ｂだけ離れた位置に中心が合うように配置形成されている。また、注入口４２は、この中心が長辺３９から内側に寸法Ｃだけ離れた位置に合うように配置形成されている。略長円形の排気口４３は、短辺３７から内側に寸法Ａだけ離れた位置に中心が合うように（長径の軸が合うように）配置形成されている。また、略長円形の排気口４３は、この中心が長辺３９から内側に寸法Ｃだけ離れた位置に合うように（短径の軸が合うように）配置形成されている。尚、特に図示しないが、図３のテーパ４４と同じ機能を凹部２９の内面（短辺対応壁３１、３２と長辺対応壁３３、３４の内面）に持たせても良いものとする。

図５において、蓋体２３には、注入口４２と複数の略長円形の排気口４３とが形成されている。図５の複数の略長円形の排気口４３は、図４のものに対して等間隔で二つ増えたように配置形成されている（この他は図４と同じであるものとする）。

その他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

本発明の電子部品装置の一実施の形態を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は斜視図である。 充填樹脂を注入する前の状態を示す斜視図である。 注入口と排気口の変更例（第一変更例）を示す斜視図である。 注入口と排気口の変更例（第二変更例）を示す斜視図である。 注入口と排気口の変更例（第三変更例）を示す斜視図である。 従来例の電子部品装置を示す断面図である。

符号の説明

２１ 電子部品装置
２２ 本体
２３ 蓋体
２４ 電子部品
２５ 充填樹脂
２６ リードフレーム
２７ 脚部
２８ 電子部品実装部
２９ 凹部
３０ 底壁
３１、３２ 短辺対応壁
３３、３４ 長辺対応壁
３５ 本体側段部
３６ 光透過部
３７、３８ 短辺
３９、４０ 長辺
４１ 蓋体側段部
４２ 注入口
４３ 排気口
４４ テーパ

Claims (2)

1. 凹部を有する本体と、前記凹部に収納される電子部品と、前記凹部の開口を覆うように前記本体に取り付く蓋体と、を備える電子部品装置において、
   前記凹部内に充填して硬化させる光透過性の加熱硬化型液状樹脂によって構成される充填樹脂を更に備え、
   一対の平行な短辺と一対の平行な長辺とを有する平面視長方形となる板状の部材で形成する前記蓋体には、前記凹部内に前記充填樹脂を注入するための注入口と、前記充填樹脂の注入の際における前記凹部内の気体を排出するための排気口とを表裏面を丸く貫通するように形成し、
   前記注入口の径寸法をφａとし、前記排気口の径寸法をφｂとしたとき、注入口の径寸法φａと前記排気口の径寸法φｂとを、
   φａ≦φｂ
   と設定し、
   前記注入口を前記蓋体の一方の短辺から内側に所定寸法Ａだけ離れた位置に中心が合うように配置形成するとともに、前記排気口を前記蓋体の他方の短辺から内側に所定寸法Ｂだけ離れた位置に中心が合うように配置形成し、
   前記寸法Ａと前記寸法Ｂを、
   Ａ＝Ｂ
   と設定し、
   前記蓋体の長辺の寸法をＬ１、短辺の寸法をＬ２としたとき、前記寸法Ａを、
   Ａ＜（Ｌ１）／２
   の範囲とし、前記寸法Ｂを、
   Ｂ＜（Ｌ１）／２
   の範囲とし、前記注入口と前記排気口が重なることのないように前記寸法Ａと前記寸法Ｂを設定し、
   前記注入口の径の中心と前記排気口の径の中心を、前記蓋体の長辺から内側に
   Ｃ＝（Ｌ２）／２
   に設定する寸法Ｃだけ離れた位置に合うように配置形成し、
   前記排気口には、前記蓋体の表面から裏面に向かって１０゜以上で拡がるテーパを形成してなる
   ことを特徴とする電子部品装置。
2. 請求項１に記載の電子部品装置において、
   前記排気口の開口を、前記径寸法φｂを短径の径寸法とし、短径を前記蓋体の長辺方向、長径を前記蓋体の短辺方向とする長円形に形成し、該排気口の開口面積が前記注入口の開口面積以上となるように形成するものである
   ことを特徴とする電子部品装置。

Images