JP5722161B2 - 筐体 - Google Patents

Description

本発明は、筐体に関する。

従来の技術として、上面が開口形成されて電気回路を収容する電気機器の樹脂筐体が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この電気機器の樹脂筐体は、樹脂筐体と一体にされたコネクタターミナルが、電気回路と電気的に接続されている。

特開２００５−２３８７５１号公報

しかし、従来の電気機器の樹脂筐体は、コネクタターミナルと電気回路の電気的な接続を行う場合、サイズが小さくなればなるほど、部品の配置、及びはんだ付け等による部品間の接続が、開口の壁が邪魔となって困難になるという問題があった。

従って、本発明の目的は、小型化が可能で、部品の搭載、及び部品間の電気的な接続を容易に行うことができる筐体を提供することにある。

本発明の一態様は、電子部品が搭載される搭載領域の周囲の高さが搭載領域の高さ以下であり、配置された少なくとも１つの導体の表面が露出する基部、少なくとも１つの導体の表面の一部が覆われ、基部との境界に斜面が形成された被覆部、及び基部と斜面の縁、及び被覆部の上部に形成された溶着領域を有する第１の筐体と、第１の筐体の形状に応じて形成され、第１の筐体と重ね合されることで溶着領域と接触した部分に沿って照射されたレーザにより溶着領域と共に溶融して第１の筐体と溶着される溶着部を有する第２の筐体と、を備えた筐体を提供する。

本発明によれば、小型化が可能で、部品の搭載、及び部品間の電気的な接続を容易に行うことができる。

図１は、実施の形態に係る筐体の斜視図である。 図２（ａ）は、実施の形態に係る筐体の前面図、（ｂ）は、右側面図、（ｃ）は、左側面図、（ｄ）は、底面図である。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係る筐体は、電子部品が搭載される搭載領域の周囲の高さが搭載領域の高さ以下であり、配置された少なくとも１つの導体の表面が露出する基部、及び少なくとも１つの導体の表面の一部が覆われる被覆部、を有する第１の筐体と、第１の筐体の形状に応じて形成され、第１の筐体と溶着される溶着部を有する第２の筐体と、を備える。

[実施の形態]
（筐体１の構成）
図１は、実施の形態に係る筐体の斜視図である。図２（ａ）は、実施の形態に係る筐体の前面図、（ｂ）は、右側面図、（ｃ）は、左側面図、（ｄ）は、底面図である。以下に記載する前後左右は、図１に示す第１の筐体２の前面２０、後面２１、右側面２２及び左側面２３を基準としている。なお、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。

本実施の形態に係る筐体１は、一例として、後述するセンサを搭載し、このセンサにより、車両に搭載されるシートベルトの装着を検出するものである。

筐体１は、例えば、図１に示すように、電子部品が搭載される搭載領域２７の周囲の高さが搭載領域２７の高さ以下であり、配置された少なくとも１つの導体としてのリードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂの表面が露出する基部２ａ、及びリードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂの表面の一部が覆われる被覆部２ｂ、を有する第１の筐体２と、第１の筐体２の形状に応じて形成され、第１の筐体２と溶着される溶着部３６を有する第２の筐体３と、を備える。

なお、リードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂは、第１の筐体２と一体に成形されても良いし、第１の筐体２が形成された後に、取り付けられても良い。第１の筐体２が形成された後に取り付けられる場合、一例として、リードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂに応じた溝を基部２ａに形成すると共に開口を被覆部２ｂに形成し、被覆部２ｂの後面２１側から挿入することにより、リードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂを第１の筐体２に取り付ける。本実施の形態では、リードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂは、第１の筐体２と一体に成形されているものとする。

第１の筐体２及び第２の筐体３は、例えば、レーザ溶着法を用いて溶着される。このレーザ溶着法とは、例えば、熱可塑性樹脂からなる透過側と吸収側の樹脂を合わせた界面に透過側からレーザを照射し、吸収側の樹脂がレーザを吸収することで高温となり、両者が溶融して溶融池（溶融プール）を形成し、両者を溶着させる方法である。

この透過側の樹脂は、例えば、レーザをほとんど吸収せずに透過させる樹脂を用いることが好ましい。また、吸収側の樹脂は、例えば、レーザを吸収して効率よく熱に変換する樹脂を用いることが好ましい。

従って、透過側となる第２の筐体３は、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等の非晶性樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の結晶性樹脂が用いられる。また、色材は、例えば、レーザを透過させる染料が用いられる。

吸収側となる第１の筐体２は、例えば、上記の非晶性樹脂及び結晶性樹脂が用いられる。また、色材は、顔料及び染料の組み合わせが好ましい。これは、顔料は、レーザを吸収及び散乱させるので、吸収しすぎて局所的に異常な発熱が起こる可能性があり、染料は、レーザの吸収が弱く十分に発熱しない可能性があるからである。従って、両者を組み合わせることにより、発熱量が制御され、第１の筐体２と第２の筐体３を効率よく溶着することが可能となる。

・第１の筐体２の構成
第１の筐体２は、例えば、図１に点線で示すように、基部２ａの表面２５ａの点線から縁までの領域、斜面２５ｂの点線から縁までの領域、及び上面２５ｃの領域を有する溶着領域２６が形成される。つまり、溶着領域２６は、第２の筐体３の溶着部３６が接触する領域である。第１の筐体２及び第２の筐体３は、主に、この溶着領域２６において互いに溶着する。

また、第１の筐体２の基部２ａの表面２５ａは、例えば、平坦となっている。つまり、表面２５ａは、例えば、リードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂの表面と段差がほとんどない状態とされる。

搭載領域２７は、例えば、この表面２５ａの前面２０側に設けられる。図１において、搭載領域２７は、点線で囲まれた領域である。

また、搭載領域２７の周囲は、例えば、搭載領域２７以下の高さとなるように基部２ａは構成されている。つまり、搭載領域２７の周囲が搭載領域２７の高さよりも高い場合、搭載領域２７に電子部品を配置するための治具が、周囲に干渉する可能性があるからである。従って、治具を干渉させないためには、搭載領域２７を大きくする、つまり、基部２ａを大きくすることが必要となり、筐体１が大きくなって小型化が困難となる。

この搭載領域２７には、例えば、図１に示すように、電子部品としてのＭＲ（Magneto Resistive）センサ５及び制御ＩＣ（integrated circuit）５が配置されている。ＭＲセンサ５は、例えば、磁気抵抗を利用して磁場の変化に応じたアナログ信号を出力する磁気センサである。制御ＩＣ６は、例えば、ＭＲセンサ５から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換してリードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂを介して出力するように構成されている。なお、電子部品は、ベアチップであっても良い。

このＭＲセンサ５は、例えば、４つのパッド５０〜パッド５３を備えている。また、制御ＩＣ６は、例えば、６つのパッド６０〜パッド６５を備えている。

ＭＲセンサ５のパッド５０は、ワイヤ７ｃを介して制御ＩＣ６のパッド６０と電気的に接続している。ＭＲセンサ５のパッド５１は、ワイヤ７ｄを介して制御ＩＣ６のパッド６１と電気的に接続している。ＭＲセンサ５のパッド５２は、ワイヤ７ｅを介して制御ＩＣ６のパッド６２と電気的に接続している。ＭＲセンサ５のパッド５３は、ワイヤ７ｆを介して制御ＩＣ６のパッド６３と電気的に接続している。

また、制御ＩＣ６のパッド６４は、ワイヤ７ａを介してリードフレーム４ａと電気的に接続されている。制御ＩＣ６のパッド６５は、ワイヤ７ｂを介してリードフレーム４ｂと電気的に接続されている。

このワイヤ７ａ〜ワイヤ７ｆは、例えば、金、銅等の導電性を有する金属材料を用いて形成される。

リードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂは、例えば、細長い板形状に形成されている。また、リードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂは、例えば、アルミニウム、銅等の導電性を有する金属材料、又は、真鍮等の合金材料を用いて形成される。なお、リードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂは、例えば、その表面に、錫、ニッケル、金、銀等の金属材料を用いたメッキ処理が施されていても良い。

リードフレーム４ａは、例えば、被覆部２ｂ側において、電線８ａと電気的に接続されている。また、リードフレーム４ｂは、例えば、被覆部２ｂ側において、電線８ｂと電気的に接続されている。

このリードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂの表面の一部は、例えば、被覆部２ｂにより覆われている。これは、第１の筐体２及び第２の筐体３を溶着する際、リードフレームが露出していると、溶着できない箇所ができるためである。つまり、樹脂とリードフレームは、溶着させることができないため、溶着する箇所に対応するリードフレーム上に樹脂を形成する必要がある。従って、リードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂは、第２の筐体３と溶着される部分にかかる表面が樹脂により覆われている。

第１の筐体２は、例えば、図１に示すように、基部２ａと被覆部２ｂとの境界に斜面２５ｂが形成されている。この斜面２５ｂは、基部２ａの表面２５ａと、被覆部２ｂの上面２５ｃと、を接続するものである。斜面２５ｂは、例えば、図１に示す右側面２２側から見て右肩上がりとなる一定の傾斜となっている。

被覆部２ｂは、例えば、図１に示すように、基部２ａよりも厚みが厚くなり、リードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂの端部を覆うように形成されている。

ここで、斜面２５ｂが形成されていない場合、例えば、基部２ａと被覆部２ｂの境界面は、基部２ａの表面２５ａと被覆部２ｂの上面２５ｃとに垂直となる。従って、第１の筐体２と第２の筐体３を重ね合わせてレーザ溶着を行う場合、境界面にレーザを照射するため、筐体１又はレーザ装置を傾けなければならない。しかし、斜面２５ｂが形成されているので、筐体１又はレーザ装置を傾けることなく、レーザ溶着が可能となる。

・第２の筐体３の構成
第２の筐体３は、例えば、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、四角柱形状を有する本体３ａの周囲に溶着部３６が形成されている。

この溶着部３６は、例えば、本体３ａの右側面３２、前面３０及び左側面３３に渡って各側面から法線方向に突出する部分と、第１の筐体２の上面２５ｃと接触する本体３ａの表面３５の後面３１側の部分と、から構成されている。

また、溶着部３６は、例えば、図２（ｄ）に示すように、表面３５の反対側の面である裏面３７に開口３８が形成されている。この開口３８は、第１の筐体２の搭載領域２７に対応して形成されている。つまり、開口３８は、第１の筐体２と第２の筐体３とを重ね合わせた際、ＭＲセンサ５、制御ＩＣ６及びワイヤ７ａ〜ワイヤ７ｆが、開口３８に収まり、裏面３７に接触しない形状となるように形成されている。

・レーザ溶着について
まず、第１の筐体２と第２の筐体３を重ね合わせる。この重ね合わせにより、第１の筐体２の右側面２２側の溶着領域２６は、第２の筐体３の右側面３２側の溶着部３６の底面３４ａと接触し、前面２０側は、第２の筐体３の前面３０側の底面３４ａと接触し、左側面２３側は、第２の筐体３の左側面３３側の底面３４ａと接触する。

また、第１の筐体２の右側面２２の斜面２５ｂ側の溶着領域２６は、第２の筐体３の右側面３２側の溶着部３６の斜面３４ｂと接触し、左側面２３の斜面２５ｂ側は、左側面３３側の斜面３４ｄと接触する。

さらに、第１の筐体２の被覆部２ｂの上面２５ｃは、第２の筐体３の後面３１側の底面３４ｃと接触する。

次に、第２の筐体３の溶着部３６に沿ってレーザを照射する。このレーザは、第２の筐体３を透過して第１の筐体２及び第２の筐体３の界面において第１の筐体２の温度を上昇させて第１の筐体２と第２の筐体３が溶融する溶融池を形成して両者を溶着させ、レーザの照射が終了した後、第１の筐体２と第２の筐体３が一体となった筐体１が形成される。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る筐体１は、搭載領域２７の周囲の高さが搭載領域２７の高さ以下であるので、周囲の高さが搭載領域２７の高さより高い場合と比べて、小型化が可能で、さらに、部品の搭載、及び部品間の電気的な接続を容易に行うことができる。つまり、第１の筐体２の搭載領域２７に部品を配置する際、部品を把持する治具に干渉するものがないので、部品の搭載、及び部品間の電気的な接続等が容易となる。また、第１の筐体２は、搭載領域２７を大きくすることなく、部品の搭載等ができるので、筐体１を小型化することができる。

また、第１の筐体２の基部２ａは、搭載領域２７の周囲の高さが搭載領域２７の高さ以下であるので、搭載領域２７にベアチップを搭載し、リードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂとワイヤボンディングにより電気的に接続することが可能となり、筐体１の薄型化や小型化が容易となる。

第１の筐体２及び第２の筐体３は、斜面２５ｂ及び斜面３４ｂが形成されているので、レーザを照射する際、筐体１及びレーザ装置を傾ける必要がなく、製造工程が簡単となり、製造コストを抑制することができる。

第１の筐体２は、被覆部２ｂにより、リードフレーム４ａ及びリードフレーム４ｂを支持しているので、基部のみでリードフレームが支持されている場合と比べて、電線８ａ及び電線８ｂにかかる引っ張り荷重に対して耐性を有する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、この実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、この実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、この実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…筐体、２…第１の筐体、２ａ…基部、２ｂ…被覆部、３…第２の筐体、３ａ…本体、４ａ、４ｂ…リードフレーム、５…ＭＲセンサ、６…制御ＩＣ、７ａ〜７ｆ…ワイヤ、８ａ、８ｂ…電線、２０…前面、２１…後面、２２…右側面、２３…左側面、２５ａ…表面、２５ｂ…斜面、２５ｃ…上面、２６…溶着領域、２７…搭載領域、３０…前面、３１…後面、３２…右側面、３３…左側面、３４ａ…底面、３４ｂ…斜面、３４ｃ…底面、３４ｄ…斜面、３５…表面、３６…溶着部、３７…裏面、３８…開口、５０〜５３…パッド、６０〜６５…パッド

Claims (2)

1. 電子部品が搭載される搭載領域の周囲の高さが前記搭載領域の高さ以下であり、配置された少なくとも１つの導体の表面が露出する基部、前記少なくとも１つの導体の表面の一部が覆われ、前記基部との境界に斜面が形成された被覆部、及び前記基部と前記斜面の縁、及び前記被覆部の上部に形成された溶着領域を有する第１の筐体と、
   前記第１の筐体の形状に応じて形成され、前記第１の筐体と重ね合されることで前記溶着領域と接触した部分に沿って照射されたレーザにより前記溶着領域と共に溶融して前記第１の筐体と溶着される溶着部を有する第２の筐体と、
   を備えた筐体。
2. 前記電子部品は、前記少なくとも１つの導体とワイヤにより電気的に接続される請求項１に記載の筐体。

Images