JP5510380B2

JP5510380B2 - 電子部品装置

Info

Publication number: JP5510380B2
Application number: JP2011081937A
Authority: JP
Inventors: 淳近藤; 一史芹澤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-04-01
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2031-04-01
Also published as: JP2012216721A

Description

本発明は、電気ノイズ対策が施された電子部品装置に関するものである。

従来、リードフレームに実装された電子部品を樹脂にて封止したモールドＩＣを備える電子部品装置のように、電気ノイズに耐性を必要とする製品では、金属板よりなるシールドカバーによりモールドＩＣを囲んで電気ノイズを遮断するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

そして、電子部品装置のハウジングは、被取り付け部材に螺合されてこの被取り付け部材を介して接地されおり、一般的には、接地されたハウジングにリードフレームを抵抗溶接等で接合することにより、モールドＩＣを接地させるようにしている。また、シールドカバーをハウジングに抵抗溶接等で接合することにより、シールドカバーを接地させるようにしている。

ここで、リードフレームは、モールド樹脂との密着性やボンディングワイヤの接続性確保のために、銅合金等の板材にニッケルめっきを施している。一方、被取り付け部材に螺合されるハウジングは、強度や耐食性確保の観点から、高強度の析出硬化系ステンレス鋼（ＳＵＳ６３０等）が多用される。

特開２０１０−２４２５７４号公報

しかしながら、一般的に安価な抵抗溶接により接合する場合、ニッケルめっき材と析出硬化系ステンレス鋼の組み合わせは溶接性が良好ではないため、モールドＩＣの接地状態を安定且つ長期に亘って維持することが困難であるという問題があった。

本発明は上記点に鑑みて、モールドＩＣの接地状態を安定且つ長期に亘って維持可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、被取り付け部材（１０）に螺合されると共に被取り付け部材（１０）を介して接地された金属製のハウジング（１２）と、ハウジング（１２）の一端側に配置され、金属製のリードフレーム（１６１）に実装された電子部品（１６０）を樹脂にて封止したモールドＩＣ（１６）と、モールドＩＣ（１６）における反ハウジング側に配置され、電気ノイズを遮断する金属製のシールドカバー（１８）とを備える電子部品装置であって、ハウジング（１２）とシールドカバー（１８）が溶接にて接合され、リードフレーム（１６１）とシールドカバー（１８）が溶接にて接合されていることを特徴とする。

ところで、シールドカバー（１８）は、モールド樹脂との密着性やボンディングワイヤの接続性を考慮する必要がなく、また高い強度も必要ではないため、ハウジング（１２）やリードフレーム（１６１）との溶接性が良好な材料を選定することができる。

そして、そのような材料のシールドカバー（１８）に対してハウジング（１２）およびリードフレーム（１６１）を溶接することにより、良好な溶接状態が得られるため、モールドＩＣ（１６）の接地状態を安定且つ長期に亘って維持することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電子部品装置において、シールドカバー（１８）は、錫めっきが施されていることを特徴とする。これによると、特に抵抗溶接において良好な溶接性が得られる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の一実施形態に係る電子部品装置を備えるインジェクタの要部を示す正面断面図である。第１ターミナル部材を組み付ける前の状態を示すインジェクタの平面図である。第１ターミナル部材を組み付けた後の状態を示すインジェクタの平面図である。図１のインジェクタにおける電子部品装置を示す断面図である。（ａ）は図１の第１ターミナル部材単体を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

本発明の一実施形態について説明する。図１は一実施形態に係る電子部品装置を備えるインジェクタの要部を示す正面断面図、図２は出力側第１ターミナル部材を組み付ける前の状態を示すインジェクタの平面図、図３は出力側第１ターミナル部材を組み付けた後の状態を示すインジェクタの平面図、図４（ａ）は図１の電子部品装置を示す正面断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）における中継ターミナル部材単体を示す平面図、図５（ａ）は図１の出力側第１ターミナル部材単体を示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

図１、図４に示すように、インジェクタは、コモンレール（図示せず）から供給される高圧燃料をディーゼル内燃機関の気筒内に噴射するものであり、被取り付け部材としての導電性金属製のインジェクタボデー１０には、高圧燃料が流通する高圧通路１００、および高圧通路１００から分岐した分岐通路１０１が形成されている。

インジェクタボデー１０の上端には、鍔付き円筒状の導電性金属製のハウジング１２が螺合されており、ハウジング１２はインジェクタボデー１０を介して接地されている。ハウジング１２の材料は、耐食性確保の観点からステンレス鋼を採用しており、より詳細には、強度確保の観点から、高強度の析出硬化系ステンレス鋼（ＳＵＳ６３０等）を採用している。

また、ハウジング１２は、インジェクタボデー１０に螺合するための雄ねじ部１２０、および分岐通路１０１を介して導かれる燃料の圧力に応じて変形する薄肉部１２１を備えている。薄肉部１２１には、薄肉部１２１の変形に応じて（換言すると、高圧通路１００の燃料圧力に応じて）抵抗値が変化するセンサ部１４が貼付されている。

ハウジング１２におけるハウジング回転軸Ｘ方向の一端側には、薄肉部１２１およびセンサ部１４を囲むようにしてモールドＩＣ１６が配置されている。このモールドＩＣ１６は、センサ部１４の抵抗値変化に基づいて圧力に応じた電気信号を出力する電子部品としての信号処理回路用ＩＣ１６０、信号処理回路用ＩＣ１６０と電気的に接続されたリードフレーム１６１等を備えている。

信号処理回路用ＩＣ１６０およびリードフレーム１６１は、電気絶縁性に富む樹脂よりなるモールド樹脂層１６２にて封止されている。そして、リードフレーム１６１の一部であるセンサターミナル１６３および接地ターミナル１６４が、モールド樹脂層１６２の外周側面から突出している。

リードフレーム１６１は、電気良導体である銅合金製の板材よりなり、モールド樹脂との密着性やボンディングワイヤの接続性確保のために、銅合金製の板材にニッケルめっきを施している。なお、リードフレーム１６１におけるボンディングワイヤ等の電気的な接続部に部分的に金めっきを施して、その接続部の導通性を向上させるようにしてもよい。

モールドＩＣ１６における反ハウジング側には、電気ノイズを遮断するための導電性金属板よりなるシールドカバー１８が配置されている。シールドカバー１８は、ハウジング１２と溶接にて接合されるとともに、リードフレーム１６１の接地ターミナル１６４と溶接にて接合されている。これにより、モールドＩＣ１６は、シールドカバー１８、ハウジング１２、およびインジェクタボデー１０を介して接地されている。

シールドカバー１８の材料は、導通性および耐食性の観点から銅合金製の板材を用い、さらに、析出硬化系ステンレス鋼よりなるハウジング１２やニッケルめっきを施した銅合金よりなるリードフレーム１６１との溶接性を良好にするために、錫めっきを施したものを用いている。なお、シールドカバー１８の材料として、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４等）を用いても、ハウジング１２やリードフレーム１６１との溶接性は良好である。

また、シールドカバー１８における反ハウジング側には、複数の中継ターミナル２００を有する中継ターミナル部材２０が配置されている。

中継ターミナル部材２０における反ハウジング側には、複数の第１ターミナルを有する第１ターミナル部材２２が配置され、第１ターミナル部材２２における反ハウジング側には、複数の第２ターミナルを有する第２ターミナル部材２４が配置され、さらに、第２ターミナル部材２４における反ハウジング側には、電気絶縁性に富む樹脂よりなる略円筒状の絶縁部材２６が配置されている。

また、絶縁部材２６の貫通孔２６０内を複数のリード線２８が貫通している。さらに、貫通孔２６０とリード線２８との間は、ゴムにて円筒状に形成された防水部材２９にてシールされている。

インジェクタボデー１０の一端には、円筒状のカバー３０が螺合されており、カバー３０の開口端部に円板状のキャップ３２が圧入固定されている。そして、インジェクタボデー１０、カバー３０およびキャップ３２にて囲まれた空間に、ハウジング１２やモールドＩＣ１６等が収容されている。

図２、図４に示すように、中継ターミナル部材２０は、モールド樹脂よりなるモールド樹脂層２０２を備え、導電性金属よりなる４つの中継ターミナル２００をモールド成形して一体化したものであり、板状になっている。

４つの中継ターミナル２００は、一端部がモールド樹脂層２０２の外周側面から突出しており、それらの一端部がモールドＩＣ１６のセンサターミナル１６３と溶接されている。

４つの中継ターミナル２００のうち３つの中継ターミナル２００は、ハウジング回転軸Ｘ周りに同心円状に配置された円弧状の接続部を備え、その円弧状接続部がモールド樹脂層２０２の一端面側に露出している。４つの中継ターミナル２００のうち１つの中継ターミナル２００は、ハウジング回転軸Ｘ中心に配置された略矩形状の部位を備え、その矩形状部位がモールド樹脂層２０２の一端面側に露出している。

図３、図５に示すように、第１ターミナル部材２２は、モールド樹脂よりなるモールド樹脂層２２０を備え、導電性金属よりなる４つの第１ターミナル２２１をモールド成形して一体化したものである。モールド樹脂層２２０は、板状であり、中央部には矩形状の開口部２２２が形成されている。

４つの第１ターミナル２２１は、細長い薄板をプレス成形した短冊状で、平行に配置されている。第１ターミナル２２１における長手方向の中間部が開口部２２２内に位置しており、その中間部には、中継ターミナル２００における円弧状接続部や略矩形状部位に向けて突出した凸部２２３が成形されている。そして、この凸部２２３が、中継ターミナル２００における円弧状接続部や略矩形状部位と溶接されている。

また、各第１ターミナル２２１における長手方向のいずれか一方の端部は、モールド樹脂層２２０から突出している。この長手方向に突出した側の端部２２４を、以下、突出端部２２４という。

図１に示すように、第２ターミナル部材２４は、モールド樹脂よりなるモールド樹脂層２４０を備え、導電性金属よりなる４つの第２ターミナル２４１をモールド成形して一体化したものである。

第２ターミナル２４１は、Ｌ字状になっており、両端部がモールド樹脂層２４０から突出している。そして、第２ターミナル２４１の一端側は、第１ターミナル２２１の突出端部２２４と溶接され、第２ターミナル２４１の他端側は、リード線２８と電気的に接続されている。

すなわち、信号処理回路用ＩＣ１６０は、センサターミナル１６３、中継ターミナル部材２０、第１ターミナル部材２２、および第２ターミナル部材２４を介して、複数のリード線２８と電気的に接続されている。これらのリード線２８は、信号処理回路用ＩＣ１６０の電源用、接地用、センサ信号をエンジン制御用ＥＣＵに出力するセンサ信号出力用等に利用される。

次に、ハウジング１２やモールドＩＣ１６等のインジェクタボデー１０への組み付け手順について説明する。

まず、センササブアッシーを準備する。具体的には、ハウジング１２の薄肉部１２１にセンサ部１４を貼付する。続いて、モールドＩＣ１６をハウジング１２に接着剤にて固定した後に、センサ部１４とモールドＩＣ１６の信号処理回路用ＩＣ１６０とをボンディングワイヤにて接続する。

続いて、シールドカバー１８をモールドＩＣ１６に接着剤にて固定し、さらに中継ターミナル部材２０をシールドカバー１８に接着剤にて固定する。続いて、シールドカバー１８とハウジング１２とを溶接するとともに、４つの中継ターミナル２００とモールドＩＣ１６のセンサターミナル１６３とを溶接して、センササブアッシーが完成する。

また、センササブアッシーの準備と並行して、リード線サブアッシーを準備する。具体的には、第２ターミナル部材２４、リード線２８および防水部材２９を一体化し、キャップ３２と絶縁部材２６を一体化する。そして、リード線２８をカバー３０に通し、さらに、リード線２８を絶縁部材２６の貫通孔２６０に通したものが、リード線サブアッシーである。

次に、センササブアッシーにおけるハウジング１２の雄ねじ部１２０をインジェクタボデー１０に螺合して、センササブアッシーをインジェクタボデー１０に取り付ける。

続いて、センササブアッシーにおける中継ターミナル部材２０の上に第１ターミナル部材２２を重ね、中継ターミナル２００と第１ターミナル２２１の凸部２２３を溶接する。

続いて、第１ターミナル部材２２の上にリード線サブアッシーにおける第２ターミナル部材２４を重ね、第１ターミナル２２１と第２ターミナル２４１とを溶接する。

続いて、センササブアッシー、第１ターミナル部材２２、およびリード線サブアッシーを、インジェクタボデー１０に取り付けた状態のまま、樹脂にて二次成形する。

続いて、カバー３０をインジェクタボデー１０に螺合して、カバー３０をインジェクタボデー１０に取り付ける。

続いて、絶縁部材２６をカバー３０に圧入して、キャップ３２と絶縁部材２６をカバー３０に組み付けるとともに、絶縁部材２６の貫通孔２６０に防水部材２９を挿入する。以上により、ハウジング１２やモールドＩＣ１６等のインジェクタボデー１０への組み付けが完了する。

本実施形態は、シールドカバー１８をハウジング１２および接地ターミナル１６４と溶接することにより、モールドＩＣ１６が、シールドカバー１８、ハウジング１２、およびインジェクタボデー１０を介して接地されるようにしている。

そして、シールドカバー１８は、モールド樹脂との密着性やボンディングワイヤの接続性を考慮する必要がなく、また高い強度も必要ではないため、ハウジング１２やリードフレーム１６１との溶接性が良好な材料を選定することができる。

そして、そのような材料のシールドカバー１８に対してハウジング１２およびリードフレーム１６１を溶接することにより、良好な溶接状態が得られるため、モールドＩＣ１６の接地状態を安定且つ長期に亘って維持することができる。

上記実施形態では、本発明をインジェクタに適用したが、本発明はインジェクタ以外の電子部品装置にも適用することができる。

また、上記実施形態では、電子部品としてセンサを示したが、本発明はセンサ以外の電子部品を備える電子部品装置にも適用することができる。

さらに、上記実施形態では、電子部品として圧力を検出するセンサを示したが、本発明は圧力以外の物理量を検出するセンサを備える電子部品装置にも適用することができる。

１０インジェクタボデー（被取り付け部材）
１２ハウジング
１６モールドＩＣ
１８シールドカバー
１６０信号処理回路用ＩＣ（電子部品）
１６１リードフレーム

Claims

被取り付け部材（１０）に螺合されると共に前記被取り付け部材（１０）を介して接地された金属製のハウジング（１２）と、
前記ハウジング（１２）の一端側に配置され、金属製のリードフレーム（１６１）に実装された電子部品（１６０）を樹脂にて封止したモールドＩＣ（１６）と、
前記モールドＩＣ（１６）における反ハウジング側に配置され、電気ノイズを遮断する金属製のシールドカバー（１８）とを備える電子部品装置であって、
前記ハウジング（１２）と前記シールドカバー（１８）が溶接にて接合され、前記リードフレーム（１６１）と前記シールドカバー（１８）が溶接にて接合されていることを特徴とする電子部品装置。
前記シールドカバー（１８）は、錫めっきが施されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品装置。
前記シールドカバー（１８）は、オーステナイト系ステンレス鋼よりなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品装置。
前記リードフレーム（１６１）は、ニッケルめっきが施されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子部品装置。
前記ハウジング（１２）は、析出硬化系ステンレス鋼よりなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電子部品装置。
前記被取り付け部材（１０）は、内燃機関に燃料を噴射するインジェクタのボデーであり、
前記ハウジング（１２）には、前記ボデー（１０）内を流通する燃料の圧力に応じて変形する薄肉部（１２１）が形成され、
前記薄肉部（１２１）の変形に応じて抵抗値が変化するセンサ部（１４）が前記薄肉部（１２１）に配置され、
前記電子部品（１６０）は、前記センサ部（１４）の抵抗値変化に基づいて燃料の圧力に応じた電気信号を出力することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電子部品装置。