JP6183303B2 - 複合成形体およびその製造方法、圧力センサおよびその製造方法 - Google Patents

複合成形体およびその製造方法、圧力センサおよびその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、第1次成形体を樹脂によって被覆した構成の複合成形体とその製造方法、および、モールドICを樹脂によって被覆した構成の圧力センサとその製造方法に関する。
従来、第1次成形体を樹脂によって被覆した構成の複合成形体およびその製造方法が知られている。この種のものとして、例えば、特許文献1に記載の圧力センサおよびその製造方法が提案されている。この圧力センサは、第1次成形体(熱硬化性エポキシ樹脂製の半導体パッケージ)と、この第1次成形体を被覆する熱可塑性樹脂で構成されたハウジングとを備える構成とされている。この圧力センサは、樹脂成形用の金型のキャビティ内に第1次成形体を配置して、溶融した熱可塑性樹脂をゲート(流入口)からキャビティ内に流し込んで、キャビティ内に充填された熱可塑性樹脂を硬化してハウジングを形成する硬化工程を経て製造される。
特許第4620303号公報
第1次成形体を樹脂によって被覆した構成の複合成形体において、第1次成形体と樹脂との界面(のうち少なくとも一部)における密着性が要求される場合がある。例えば、複合成形体が圧力センサの場合、圧力媒体が第1次成形体と樹脂との界面を通って圧力センサの外部に漏れることが生じないようにするために、界面の密着性が要求される。しかしながら、樹脂は熱膨張係数が高いため、温度の低下によって樹脂が収縮した場合、樹脂に対して界面に対する法線方向の大きな引っ張り応力が生じ易い。このため、第1次成形体を樹脂によって被覆した構成の複合成形体においては、樹脂の温度が低下した場合、第1次成形体と樹脂との界面の密着性が損なわれ易いという問題がある。
また、第1次成形体を樹脂によって被覆した構成の複合成形体において、樹脂の強度を向上させるために、強化繊維を含有する樹脂を用いることがあり、強化繊維として、長手方向に延在する長細い形状の強化繊維を用いることがある。
ここで、第1次成形体を樹脂によって被覆した構成の複合成形体において、長手方向に延在する強化繊維を含有する樹脂を用いた場合、第1次成形体と樹脂との界面付近の樹脂の強化繊維の長手方向が向いている方向によって界面の密着性が変わる。すなわち、強化繊維の長手方向が界面に対する法線方向に近い方向に向いている場合には、樹脂の温度が低下しても、界面付近の樹脂が界面に対する法線の方向に収縮し難くなり、界面の密着性が損なわれ難い。逆に、強化繊維の長手方向が界面に平行な方向に近い方向に向いている場合には、樹脂の温度が低下したときに、界面付近の樹脂が界面に対する法線方向に収縮し易くなり、界面の密着性が損なわれ易い。
また、この複合成形体の製造において、強化繊維の長手方向の方向は、樹脂成形用の金型のキャビティ内に成形用樹脂を充填する工程における成形用樹脂の流れと略同一方向となる。すなわち、成形用樹脂を充填する製造工程において、第1次成形体のうち界面となる面に対して垂直な方向に成形用樹脂が流れた場合には、複合成形体は、強化繊維の長手方向が界面に対する法線方向に近い方向に向いた構成となり易い。逆に、第1次成形体のうち界面となる面に対して平行な方向に成形用樹脂が流れた場合には、複合成形体は、強化繊維の長手方向が界面に平行な方向に近い方向に向いた構成となり易い。
そして、このような硬化工程では、成形用樹脂がキャビティ内の内壁面などに当たって四方八方に流動方向を変えながら充填されていくため、複数の強化繊維の長手方向の向きが不均一となり易い。しかしながら、特許文献1の製造方法では、第1次成形体のうち界面となる面に対して垂直な方向に成形用樹脂が流れるようにする工夫が特にはなされていない。このため、この製造方法によって製造される複合成形体は、第1次成形体と樹脂との界面付近の複数の強化繊維の長手方向が、不均一となり易く、すなわち界面に対する法線の方向に配向した構成となり難い。よって、この複合成形体では、第1次成形体と樹脂との界面の密着性が損なわれ易い。
本発明は上記点に鑑みて、第1次成形体を樹脂によって被覆した構成の複合成形体において、第1次成形体と樹脂との界面の密着性が損なわれ難い構成の複合成形体およびその製造方法、圧力センサおよびその製造方法を提供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、複合成形体において、第1方向(D1)を法線方向とする一面(2a)を有する一次成形体(2)と、一次成形体のうち一面を含む外壁面を被覆し、一次成形体の一面から第1方向に向かって第1部分(31a)と第2部分(31b)が順に備えられ、長手方向に延在する強化繊維(3a)を含有する樹脂部材(3)と、を有する。また、第1部分が、第1方向に延在すると共に第1方向に垂直な第1断面(S31a)を有して、一次成形体の一面に密着させられており、第2部分が、第1方向と交差する第2方向(D2)に延在すると共に第1断面よりも面積大きく、第2方向に垂直な第2断面(S31b)を有して、第1部分と一体接合させられている。そして、一面から第1部分までの領域内の強化繊維が、第2部分内の強化繊維に比べて、長手方向が第1方向を向くように配向していることを特徴とする。
このため、樹脂部材の温度が低下した場合でも、樹脂部材のうち一面付近の部分が第1方向に収縮し難くなる。すなわち、樹脂部材において、第1方向の引っ張り応力が生じ難くなる。これにより、樹脂部材の温度が低下した場合でも、一次成形体と樹脂部材との界面(2a)の密着性が損なわれ難い。
本発明の第1実施形態に係る圧力センサの断面構成を示す図である。 図1に示す圧力センサの製造における第1工程を示す図である。 図1に示す圧力センサの製造における第2工程を示す図である。 図1に示す圧力センサの製造における第2工程を示す別の図である。 図1に示す圧力センサの製造における第2工程を示す別の図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る圧力センサ1について図1を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態に係る圧力センサ1は、センサチップ21をモールド樹脂22で被覆した構成のモールドIC2と、モールドIC2を被覆するコネクタケース3と、コネクタケース3に連結されたハウジング4とを有する。この圧力センサ1は、例えば、エンジンに吸引される空気の圧力(吸気圧)や、エンジンに供給される燃料の圧力等を検出する用途に用いられる。
図1に示すように、モールドIC2は、センサチップ21がモールド樹脂22に一体化されたものである。モールドIC2は、圧力を感知する感圧素子部を有するセンサチップ21と、感圧素子部を露出させつつセンサチップ21を被覆するモールド樹脂22と、リードフレーム23とを有する構成とされている。図1に示すように、モールドIC2は、コネクタケース3の一面33aから、モールドIC2のうち感圧素子部を含む一部を突出させて、コネクタケース3によって封止されている。
センサチップ21は、モールド樹脂22に形成された開口部22a内に配置され、接着剤等によってモールド樹脂22に固定されており、開口部22a内に導入された圧力媒体の圧力を検出するようになっている。センサチップ21に備えられている感圧素子部は、ダイアフラム等で構成されている。
モールド樹脂22は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で成形されたものであり、リードフレーム23の大部分を被覆して封止している。また、図示しないが、モールド樹脂22には、電子部品としての信号処理回路用ICが内蔵されている。
リードフレーム23は、センサチップ21とボンディングワイヤ等を介して電気的に接続されており、一端側部分がモールド樹脂22から露出している。
図1に示すように、コネクタケース3は、モールドIC2と一体に成形されたものであり、長手方向に延在する強化繊維3aを含有する樹脂で構成されている。なお、図1では、便宜上、実際よりも強化繊維3aを大きく図示してある。コネクタケース3は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)やPBT(ポリブチレンテレフタレート)等の熱可塑性樹脂で構成されている。コネクタケース3は、外部コネクタが接続されるコネクタ部31と、ターミナル32およびモールドIC2を被覆する被覆部33とが一体に形成されて構成されている。コネクタケース3は、被覆部33において一面33aを有し、モールドIC2のうち感圧素子部を含む一部を一面33aから突出させて、モールドIC2を封止している。このように、コネクタケース3は、感圧素子部を露出させつつモールドIC2を被覆していると共に、ターミナル32を有し、ターミナル32を被覆している。
ここで、図1に示すように、本実施形態に係る圧力センサ1では、モールドIC2とコネクタケース3(被覆部33)との間で界面が複数形成される(図1中の符号2a、2b、2cを参照)。以下において、モールドIC2におけるコネクタケース3(被覆部33)との複数の界面2a〜2cのうち、界面2aを第1界面2aという。また、第1界面2aに対する法線の方向を第1方向(図1中の矢印D1を参照)という。
図1に示すように、コネクタケース3は、モールドIC2のうち第1界面2aを含む外壁面を被覆している。また、ターミナル32は、第1方向D1に延在するように設けられている。
図1に示すように、コネクタ部31は、外部にセンサ信号を出力する部分であり、内部が空洞の筒状であって、その内部にターミナル32の一端側部分32aが配置されている。ターミナル32の他端側部分32bは、外部に露出しており、モールドIC2のリードフレーム23と電気的に接続される。コネクタ部31は、モールドIC2の第1界面2aから第1方向D1に向かって第1部分31aと第2部分31bが順に備えられた構成とされている。この第1部分31aは、ターミナル32に当接しつつ第1方向D1に延在すると共に第1方向D1に垂直な第1断面(図1の符号S31aを参照)を有して、モールドIC2の第1界面2aに密着させられている。また、第2部分31bは、第1方向D1と交差する第2方向(図1中の矢印D2を参照)に延在すると共に第2方向D2に垂直な第1断面S31aよりも面積の大きい第2断面(図1の符号S31bを参照)を有して、第1部分31aと一体接合させられている。
ここで、図1に示すように、本実施形態では、コネクタケース3のうち、第1界面2aから第1部分31aまでの領域内の強化繊維3aが、第2部分31bの強化繊維3aに比べて、長手方向が第1界面2aに対する法線の方向を向くように配向している。言い換えると、第1界面2aから第1部分31aまでの領域内の強化繊維3aが、第2部分31bの強化繊維3aに比べて、長手方向が第1界面2aに対する法線の方向に近い方向を向いている。
このため、本実施形態に係る圧力センサ1では、コネクタケース3の温度が低下した場合でも、コネクタケース3のうち第1界面2a付近の部分が第1方向D1に収縮し難くなる。すなわち、コネクタケース3のうち第1界面2a付近の部分において、第1方向D1の引っ張り応力が生じ難くなる。これにより、本実施形態に係る圧力センサ1では、コネクタケース3の温度が低下した場合でも、モールドIC2とコネクタケース3(被覆部33)との界面の1つである第1界面2aの密着性が損なわれ難い。よって、本実施形態に係る圧力センサ1では、圧力媒体がモールドIC2とコネクタケース3との界面を通って圧力センサ1の外部に漏れることが生じ難くなる。なお、この密着性を考慮すると、モールドIC2(モールド樹脂22)とコネクタケース3(被覆部33)の熱膨張係数の差が小さければ小さいほど好ましい。
なお、図1に示すように、本実施形態に係る圧力センサ1では、第2部分31bにゲート痕31baが形成されている。
被覆部33は、リードフレーム23に接続されたターミナル32と、モールドIC2のうちコネクタ部31側の部分とを被覆しており、モールドIC2のうちセンサチップ21側の部分を露出している。
ハウジング4は、コネクタケース3に連結された金属製のケースである。図1に示すように、ハウジング4は、圧力の検出対象となる測定媒体を後述の圧力室6内に導入するための圧力導入孔41と、圧力媒体をセンサチップ21の感圧素子部に導く圧力導入通路42と、コネクタケース3の一部を収容する収容部43とを有している。圧力導入通路42は、ハウジング4の中空部として構成されたものである。収容部43は、圧力導入通路42とは反対側の部位に開口部として構成されたものである。本実施形態に係る圧力センサ1では、ハウジング4の内部において、ハウジング4やモールドIC2などによって囲まれた圧力室6が形成されており、この圧力室6はセンサチップ21の感圧素子部の周囲に形成されている。また、本実施形態に係る圧力センサ1では、モールドIC2とコネクタケース3との界面が圧力室6に対して露出している(図1の符号Aを参照)。
ハウジング4は、コネクタケース3のうちモールドIC2側の部分を収容部43に収容した状態で、ハウジング4の一部(コネクタケース3のうち被覆部33側に位置する部分)がかしめられることによって、コネクタケース3と連結されている。本実施形態に係る圧力センサ1では、ハウジング4とコネクタケース3との間においてOリング5が介在しており、このOリング5によってハウジング4とコネクタケース3との間がシールされている。
以上、本実施形態に係る圧力センサ1の構成について説明した。次に、本実施形態に係る圧力センサ1の製造方法について図2〜図5を参照して説明する。
まず、図示しないが、モールドIC2のモールド樹脂22を成形する第1成形工程を行う。具体的には、リードフレーム23を成形型の内部に設置した状態で、トランスファー法、圧縮法、射出法等により、加熱溶融された熱硬化性樹脂を成形型の内部に注入し、熱硬化性樹脂を架橋反応により硬化させる。これにより、モールドIC2のモールド樹脂22を成形する。このようにして、モールド樹脂22が成形されたモールドIC2を用意する。
モールド樹脂22を成形した後、図2に示すように、モールド樹脂22に設けられた開口部22aにセンサチップ21を取り付ける。続いて、モールドIC2のリードフレーム23とターミナル32とを接続する接続工程を行う。
続いて、コネクタケース3の成形用樹脂300である熱可塑性樹脂でコネクタケース3を成形する第2成形工程を行う。具体的には、図2に示すように、ターミナル32が接続されたモールドIC2を樹脂成形用の金型100の内部に設置した状態で、射出法、押出法等により、加熱溶融させたコネクタケース3の成形用樹脂300を金型100の内部に注入した後、冷却固化する。ここで、成形用樹脂300として、長手方向に延在する強化繊維3aを含有する樹脂を使用する。
具体的には、まず、一次成形体であるモールドIC2を、コネクタケース3の形状に対応するキャビティ101を形成すると共にコネクタケース3の成形用樹脂300である熱可塑性樹脂を流し込むためのゲート102が形成された金型100に配置する配置工程を行う。このとき、図2に示すように、キャビティ101内において、第1方向(図2中の矢印D1を参照)に延在して構成されると共に第1方向D1に垂直な第1断面(図2中の符号S101a)を有する第1部分31aに対応する第1空間101aが形成されている。また、キャビティ101内において、第1方向D1に交差する第2方向(図2中の矢印D2を参照)に延在して構成され、第2方向D2に垂直な第2断面(図2中の符号S101b)を有すると共に第2断面S101bが第1断面S101aよりも面積の大きい構成とされた第2部分31bに対応する第2空間101bが形成されている。すなわち、本実施形態における製造方法では、第1断面S101aの面積が第2断面S101bの面積よりも小さくされている。なお、本実施形態における製造方法では、モールドIC2を金型100に配置したときに、ゲート102が第1界面2aに対して正対していない配置となっている。以上の配置工程が、特許請求の範囲に記載の第1工程に相当する。
次に、図3に示すように、コネクタケース3の成形用樹脂300として、長手方向に延在する強化繊維3aを含有する成形用樹脂(熱可塑性樹脂)300をゲート102から第2空間101b内に向けて流し込む。成形用樹脂は、まず、第2空間101b内において第2方向D2に流れる。このとき、上記したように、本実施形態における製造方法では、第1空間101aの断面である第1断面S101aの面積が第2空間101bの断面である第2断面S101bの面積よりも小さくされている。また、第1空間101aの延在方向である第1方向D1が第2空間101bの延在方向である第2方向D2と交差している。このため、この製造方法では、第2空間101b内において第2方向D2に流れる成形用樹脂は、第1空間101aに流れ込まず(流れ込み難く)、まず、第2空間101b内に充填されていく。すなわち、第1空間101aよりも第2空間101b内に優先的に成形用樹脂300が充填されていく。そして、第2空間101bに成形用樹脂300が充填された後に、さらにゲート102から第2空間101bに成形用樹脂300を流し込む。これにより、図4に示すように、第2空間101bに充填された成形用樹脂300が第1空間101a内に押し出され、第1空間101a内において、第1方向D1に成形用樹脂300が流される(図4中の矢印Y1を参照)。このとき、第1空間101a内を流される成形用樹脂300に含有された強化繊維3aは、長手方向が第1方向D1を向いた状態で流される。つまり、第1界面2aから第1空間101aまでの領域内の強化繊維3aが、長手方向が第1方向D1を向くように配向した状態となる。なお、このとき、コネクタ部31のうち第1空間101a以外の小さい空間(ゲート102よりも面積が小さい空間)にも成形用樹脂300が流される(図4中の矢印Y2、Y3を参照)。そして、図5に示すように、キャビティ101内の全体に成形用樹脂300が充填されたときにおいても、第1界面2aから第1空間101aまでの領域内の強化繊維3aが、長手方向が第1方向D1を向くように均一に配向した状態となる。また、第2空間101b内の強化繊維3aは、長手方向の向きが不均一となる。つまり、このとき、第1界面2aから第1空間101aまでの領域内の強化繊維3aが、第2空間101b内の強化繊維3aに比べて、長手方向が第1方向D1を向くように配向した状態となっている。このように、コネクタケース3の成形用樹脂300を金型100のキャビティ101内に充填する充填工程を行う。この充填工程が、特許請求の範囲に記載の第2工程に相当する。
このように、本実施形態における製造方法では、上記したようにゲート102が第1界面2aに対して正対していない配置となっているにも関わらず、成形用樹脂300を第1界面2aに向かって第1方向D1に流すことができ、強化繊維3aを配向させることができる。すなわち、本実施形態における製造方法では、強化繊維3aを配向させるためにゲート102の位置が限定的となることがなく、ゲート102の位置の自由度、すなわち金型100の形状の自由度が確保され、ひいては圧力センサ1の形状の自由度が確保される。なお、本実施形態における製造方法において、第1界面2aに対して正対する位置にゲート102を配置してもよい。
次に、キャビティ101内に充填した成形用樹脂300を架橋反応により硬化させる硬化工程を行う。この硬化工程が、特許請求の範囲に記載の第3工程に相当する。
続いて、図1に示すように、Oリング5を介して、コネクタケース3とハウジング4とを嵌め合わせ、ハウジング4の一部をコネクタケース3にかしめることにより、コネクタケース3とハウジング4とを一体化する。以上により、図1に示す圧力センサ1が完成する。
上記で説明したように、本実施形態の圧力センサ1は、コネクタケース3が、長手方向に延在する強化繊維3aを含有する樹脂で構成されている。また、コネクタケース3が、ターミナル32に当接しつつ第1方向D1に延在すると共に第1方向D1に垂直な第1断面S31aを有して、モールドIC2の第1界面2aに密着させられた第1部分31aを有する。また、コネクタケース3が、第1方向D1と交差する第2方向D2に延在すると共に第2方向D2に垂直な第1断面S31aよりも面積の大きい第2断面S31bを有して、第1部分31aと一体接合させられた第2部分31bを有する。そして、本実施形態の圧力センサ1では、第1界面2aから第1部分31aまでの領域内の強化繊維3aが、第2部分31b内の強化繊維3aに比べて、長手方向が第1方向D1を向くように配向している。
このため、本実施形態に係る圧力センサ1では、コネクタケース3の温度が低下した場合でも、コネクタケース3のうち第1界面2a付近の部分が第1方向D1に収縮し難くなる。すなわち、コネクタケース3において、第1方向D1の引っ張り応力が生じ難くなる。これにより、本実施形態に係る圧力センサ1では、コネクタケース3の温度が低下した場合でも、モールドIC2とコネクタケース3(被覆部33)との界面の1つである第1界面2aの密着性が損なわれ難い。よって、本実施形態に係る圧力センサ1では、圧力媒体がモールドIC2とコネクタケース3との界面を通って圧力センサ1の外部に漏れることが生じ難くなる。
また、本実施形態に係る圧力センサ1は、上記したように、以下の第1〜3工程を有する製造方法によって製造される。
すなわち、第1工程では、一次成形体であるモールドIC2を、コネクタケース3の形状に対応するキャビティ101を形成すると共にコネクタケース3の成形用樹脂300である熱可塑性樹脂を流し込むためのゲート102が形成された金型100に配置する配置工程を行う。このとき、キャビティ101内において、第1方向D1に延在して構成されると共に第1方向D1に垂直な第1断面S101aを有する第1部分31aに対応する第1空間101aが形成されている。また、キャビティ101内において、第1方向D1に交差する第2方向D2に延在して構成され、第2方向D2に垂直な第2断面S101bを有すると共に第2断面S101bが第1断面S101aよりも面積の大きい構成とされた第2部分31bに対応する第2空間101bが形成されている。
また、第2工程では、コネクタケース3の成形用樹脂として、長手方向に延在する強化繊維3aを含有する成形用樹脂(熱可塑性樹脂)300をゲート102から第2空間101b内に向けて流し込む。成形用樹脂300は、まず、第2空間101b内において第2方向D2に流れる。このとき、本実施形態における製造方法では、第1空間101aの断面である第1断面S101aの面積が第2空間101bの断面である第2断面S101bの面積よりも小さくされている。また、第1空間101aの延在方向である第1方向D1が第2空間101bの延在方向である第2方向D2と交差している。このため、この製造方法では、第2空間101b内において第2方向D2に流れる成形用樹脂300は、第1空間101aよりも第2空間101b内に優先的に成形用樹脂300が充填されていく。そして、第2空間101bに成形用樹脂300が充填された後に、さらにゲート102から第2空間101bに成形用樹脂300を流し込む。これにより、第2空間101bに充填された成形用樹脂300が第1空間101a内に押し出され、第1空間101a内において第1方向D1に流される。この結果、第1界面2aから第1空間101aまでの領域内の強化繊維3aが、第2空間101b内の強化繊維3aに比べて、長手方向が第1方向D1を向くように配向した状態となる。
このため、本実施形態における製造方法では、ゲート102が第1界面2aに対して正対していない配置とされた場合でも、成形用樹脂300を第1界面2aに向かって第1方向D1に流すことができ、強化繊維3aを配向させることができる。すなわち、本実施形態における製造方法では、強化繊維3aを配向させるためにゲート102の位置が限定的となることがなく、ゲート102の位置の自由度、すなわち金型100の形状の自由度が確保され、ひいては圧力センサ1の形状の自由度が確保される。
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
例えば、第1実施形態では、第1次成形体を樹脂によって被覆した構成の複合成形体の一例として、モールドIC2(モールド樹脂22)を樹脂(コネクタケース3)によって被覆した構成の圧力センサ1について説明した。しかしながら、第1次成形体がモールドIC2(モールド樹脂22)に限られるわけではなく、樹脂がコネクタケース3に限られるわけでもなく、複合成形体が圧力センサ1に限られるわけでもない。
なお、第1実施形態に係る圧力センサ1において、モールドIC2(モールド樹脂22)とコネクタケース3の界面(第1界面2aなど)を、ポッティング材で覆うなどによりシールをすることによって、気体や液体の進入を防止できるようにしてもよい。また、第1実施形態に係る圧力センサ1において、モールドIC2(モールド樹脂22)とコネクタケース3(被覆部33)を以下のように接合した構造とした場合には、このようなシールをすることなく、気体や液体の進入の防止することができる。すなわち、モールドIC2を、紫外光照射により固相または液晶相から液相に相転移し、可視光照射または加熱により液相から紫外光照射前の相に相転移する光応答性化合物がモールドIC2の表面に存在するように成形されたものとする。そして、モールドIC2とコネクタケース3とを、モールドIC2の表面に存在する光応答性化合物と熱可塑性樹脂とが混合しており、互いの分子同士の絡み合いによって接合する。このような構造とした場合にも、圧力センサ1における気体や液体の進入の防止を図ることができる。
また、第1実施形態に係る圧力センサ1において、以下のようにして、シールをすることなく、モールドIC2(モールド樹脂22)とコネクタケース3(被覆部33)の界面(第1界面2aなど)における気体や液体の進入の防止を図ってもよい。すなわち、圧力センサ1において、モールドIC2(モールド樹脂22)を構成する主材に第1添加物を添加した構成として、コネクタケース3(被覆部33)を構成する主材に第2添加物を添加した構成とする。この第2添加物として、モールドIC2とコネクタケース3の界面において、第1添加物と、共有結合、イオン結合、水素結合、分子間力(ファンデルワールス力)、分散力、拡散から選ばれる1つ以上の接合作用で接合する材料を用いる。この場合、モールドIC2とコネクタケース3とを、それぞれに含有される第1添加物と第2添加物とが共有結合、イオン結合、水素結合、分子間力(ファンデルワールス力)、分散力、拡散から選ばれる1つ以上の接合作用で接合することにより、電子部品の封止に適したトランスファーモールド法、コンプレッションモールド法等の一次成形手法で、強固に密着することができる。
また、第1実施形態に係る圧力センサ1において、以下のようにして、シールをすることなく、モールドIC2(モールド樹脂22)とコネクタケース3(被覆部33)の界面(第1界面2aなど)における気体や液体の進入の防止を図ってもよい。すなわち、圧力センサ1において、モールドIC2(モールド樹脂22)を構成する主材に第1添加物を添加した構成とする。この第1添加物として、モールドIC2(モールド樹脂22)を構成する主材中に分散する熱可塑性樹脂であって、ガラス転移温度または軟化点がコネクタケース3(被覆部33)を構成する材料の成形温度よりも低く、且つ、熱分解温度がコネクタケース3(被覆部33)を構成する材料の成形温度よりも高い材料を用いる。そして、圧力センサ1を、モールドIC2(とコネクタケース3の界面において、第1添加物とコネクタケース3(被覆部33)を構成する材料とが溶け合って一体された構成とする。この場合、モールドIC2に含有された第1添加物は、ガラス転移温度または軟化点がコネクタケース3を構成する材料の成形温度よりも低く、且つ、熱分解温度がコネクタケース3を構成する材料の成形温度よりも高い。このため、コネクタケース3の成形時には、コネクタケース3の表面に存在する第1添加物が溶融して、コネクタケース3側の溶融した構成材料(熱可塑性樹脂)と混ざり合い、コネクタケース3の成形後には溶け合って一体化した状態となる。よって、電子部品の封止に適したトランスファーモールド法、コンプレッションモールド法等の一次成形手法で、強固に密着することができる。
また、第1実施形態に係る圧力センサ1の製造方法において、以下のようにすることで、モールドIC2(モールド樹脂22)とコネクタケース3(被覆部33)の界面(第1界面2aなど)における気体や液体の進入の防止を図ってもよい。すなわち、第1実施形態における製造方法の第1工程において、一次成形体であるモールドIC2のうち第2成形体であるコネクタケース3との界面となる面に樹脂シートが接着された第1成形体を用意する。そして、第2、3工程において、第1成形体(モールドIC2)と第2成形体(コネクタケース3)の成形用樹脂との間に樹脂シートを挟み混んだ状態で、第2成形体を成形すると共に、第2成形体の成形熱によって樹脂シートの少なくとも第2成形体の成形用樹脂側の一部を溶融させて、樹脂シートを第2成形体と一体化させる。このような第1〜3工程を含む製造方法により製造された圧力センサ1では、シールがなされていなくとも、モールドIC2(モールド樹脂22)とコネクタケース3(被覆部33)の界面(第1界面2aなど)における気体や液体の進入の防止することができる。
また、第1実施形態に係る圧力センサ1において、以下のようにして、シールをすることなく、モールドIC2(モールド樹脂22)とコネクタケース3(被覆部33)の界面(第1界面2aなど)における気体や液体の進入の防止を図ってもよい。すなわち、圧力センサ1において、モールドIC2(モールド樹脂22)とコネクタケース3(被覆部33)との間に、モールドIC2(モールド樹脂22)を構成する材料やコネクタケース3(被覆部33)を構成する材料とは異なる組成であって硫黄成分を含む硫黄含有膜を介在させた構成とする。そして、モールドIC2(モールド樹脂22)における界面のうち硫黄含有膜の下地として硫黄含有膜の直下に位置する部位の全体を、粗化された(例えば、モールド樹脂22のうちコネクタケース3との界面となる部分以外の部分における外部に露出した面よりも粗化された)粗化面とする。
また、第1実施形態に係る圧力センサ1の製造方法において、以下のようにすることで、モールドIC2(モールド樹脂22)とコネクタケース3(被覆部33)の界面(第1界面2aなど)における気体や液体の進入の防止を図ってもよい。すなわち、モールドIC2(モールド樹脂22)のうちコネクタケース3(被覆部33)との界面となる面の少なくとも一部における最表面に位置する表面層を除去することで界面の少なくとも一部を新生面として、化学的処理が施されたことにより、この新生面に、コネクタケース3を構成する材料(熱可塑性樹脂)と化学結合するチオール基が形成された第1成形体を用意する。そして、第2、3工程において、コネクタケース3の構成材料(熱可塑性樹脂材料)を射出成形することにより、チオール基と熱可塑性樹脂材料とを化学結合させつつモールドIC2における界面を熱可塑性樹脂部材で封止する。このような第1〜3工程を含む製造方法により製造された圧力センサ1では、モールドIC2とコネクタケース3の界面において、界面上の汚染物が除去された新生面が形成され、この新生面において、チオール基を介したモールドIC2の構成材料(熱硬化性樹脂材料)とコネクタケース3の構成材料(熱可塑性樹脂材料)との化学結合が実現される。これにより、モールドIC2とコネクタケース3の界面の密着性の向上が実現できる。
また、第1実施形態に係る圧力センサ1の製造方法において、以下のようにすることで、モールドIC2(モールド樹脂22)とコネクタケース3(被覆部33)の界面(第1界面2aなど)における気体や液体の進入の防止を図ってもよい。すなわち、モールドIC2(モールド樹脂22)のうちコネクタケース3(被覆部33)との界面となる面の少なくとも一部における最表面に位置する表面層を除去することで界面の少なくとも一部を官能基が存在する新生面が形成された第1成形体を用意する。そして、第2、3工程において、新生面が形成された1次成形体であるモールドIC2に対して、コネクタケース3の構成材料として、新生面に存在する官能基と化学結合する官能基を含有する官能基含有添加剤を添加した熱可塑性樹脂材料を射出成形することにより、新生面に存在する官能基と熱可塑性樹脂材料に添加した官能基含有添加剤に存在する官能基とを化学結合させつつ、モールドIC2における界面を熱可塑性樹脂部材で封止する。このような第1〜3工程を含む製造方法により製造された圧力センサ1では、モールドIC2とコネクタケース3の界面では、界面上の汚染物が除去された新生面が形成され、この新生面において官能基を介した熱硬化性樹脂部材と熱可塑性樹脂部材との化学結合が実現される。これにより、モールドIC2とコネクタケース3の界面の密着性の向上が実現できる。
2 モールドIC
3 コネクタケース
31a コネクタケースの第1部分
31b コネクタケースの第2部分
31ba ゲート痕
6 圧力室
101 キャビティ
101a キャビティの第1空間
101b キャビティの第2空間
300 コネクタケースの成形用樹脂

Claims (4)

  1. 第1方向(D1)を法線方向とする一面(2a)を有する一次成形体(2)と、前記一次成形体のうち前記一面を含む外壁面を被覆し、前記一次成形体の前記一面から前記第1方向に向かって第1部分(31a)と第2部分(31b)が順に備えられ、長手方向に延在する強化繊維(3a)を含有する樹脂部材(3)と、を有し、
    前記第1部分が、前記第1方向に延在すると共に前記第1方向に垂直な第1断面(S31a)を有して、前記一次成形体の前記一面に密着させられており、
    前記第2部分が、前記第1方向と交差する第2方向(D2)に延在すると共に前記第1断面よりも面積大きく、前記第2方向に垂直な第2断面(S31b)を有して、前記第1部分と一体接合させられており、
    前記一面から前記第1部分までの領域内の前記強化繊維が、前記第2部分内の前記強化繊維に比べて、長手方向が前記第1方向を向くように配向していることを特徴とする複合成形体。
  2. 第1方向(D1)を法線方向とする一面(2a)を有すると共に、圧力を感知する感圧素子部を有するセンサチップ(21)と、前記感圧素子部を露出させつつ前記センサチップを被覆するモールド樹脂(22)と、を有する構成とされたモールドIC(2)と、
    前記モールドICのうち前記一面を含む外壁面を被覆し、前記モールドICの前記一面から前記第1方向に向かって第1部分(31a)と第2部分(31b)が順に備えられ、長手方向に延在する強化繊維(3a)を含有する樹脂で構成され、ターミナル(32)を有し、前記感圧素子部を露出させつつ前記モールドICを被覆すると共に、前記ターミナルを被覆するコネクタケース(3)と、を有すると共に、
    前記感圧素子部の周囲に圧力室(6)が形成され、
    前記モールドICと前記コネクタケースとの界面が前記圧力室に対して露出した構成とされた圧力センサであって、
    前記ターミナルが、前記第1方向に延在するように設けられており、
    前記第1部分が、前記ターミナルに当接しつつ前記第1方向に延在すると共に前記第1方向に垂直な第1断面(S31a)を有して、前記モールドICの前記一面に密着させられており、
    前記第2部分が、前記第1方向と交差する第2方向(D2)に延在すると共に前記第1断面よりも面積大きく、前記第2方向に垂直な第2断面(S31b)を有して、前記第1部分と一体接合させられており、
    前記一面から前記第1部分までの領域内の前記強化繊維が、前記第2部分内の前記強化繊維に比べて、長手方向が前記第1方向を向くように配向していることを特徴とする圧力センサ。
  3. 第1方向(D1)を法線方向とする一面(2a)を有する一次成形体(2)と、前記一次成形体のうち前記一面を含む外壁面を被覆し、前記一次成形体の前記一面から前記第1方向に向かって第1部分(31a)と第2部分(31b)が順に備えられた樹脂部材(3)と、を有する複合成形体の製造方法であって、
    前記第1方向に延在して構成されると共に前記第1方向に垂直な第1断面(S101a)を有する前記第1部分に対応する第1空間(101a)、および、前記第1方向に交差する第2方向(D2)に延在して構成され、前記第2方向に垂直な第2断面(S101b)を有すると共に前記第2断面が前記第1断面よりも面積の大きい構成とされた第2部分(31b)に対応する第2空間(101b)を含み、前記樹脂部材の形状に対応するキャビティ(101)と、前記第2空間内に前記樹脂部材の成形用樹脂(300)を流し込むためのゲート(102)と、を有する樹脂成形用の金型(100)に、前記一次成形体を配置する第1工程と、
    長手方向に延在する強化繊維(3a)を含有する溶融した前記成形用樹脂を前記ゲートから前記第2空間内に流し込んで、前記成形用樹脂を前記第2方向に流しつつ前記第1空間よりも優先的に前記第2空間に充填して、前記第2空間に前記成形用樹脂を充填した後に、さらに前記ゲートから前記第2空間に前記成形用樹脂を流し込むことにより、前記第2空間に充填された前記成形用樹脂を前記第1空間内に押し出して、前記第1空間内において前記成形用樹脂を流すことで、前記一面から前記第1空間までの領域内の前記強化繊維を、前記第2空間内の前記強化繊維に比べて、長手方向が前記第1方向を向くように配向させつつ、前記キャビティ内に前記成形用樹脂を充填する第2工程と、
    前記成形用樹脂を硬化させる第3工程と、を有することを特徴とする複合成形体の製造方法。
  4. 請求項3に記載の複合成形体の製造方法を用いて、
    第1方向(D1)を法線方向とする一面(2a)を有すると共に、圧力を感知する感圧素子部を有するセンサチップ(21)と、前記感圧素子部を露出させつつ前記センサチップを被覆するモールド樹脂(22)と、を有する構成とされた前記一次成形体としてのモールドIC(2)と、
    ターミナル(32)を有し、前記感圧素子部を露出させつつ前記モールドICを被覆すると共に、前記ターミナルを被覆する樹脂で構成された前記樹脂部材としてのコネクタケース(3)と、を有すると共に、
    前記感圧素子部の周囲に圧力室(6)が形成され、
    前記モールドICと前記コネクタケースとの界面が前記圧力室に対して露出した構成とされた圧力センサを製造する圧力センサの製造方法であって、
    前記第1工程では、前記第1方向に延在するように前記ターミナルを前記金型に配置して、前記金型および前記ターミナルに囲まれた空間によって前記第1空間を形成することを特徴とする圧力センサの製造方法。
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