JP6538602B2 - 樹脂成形体 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形体に関する。

コンピュータと周辺機器、電子機器などを接続し、電気的に連絡するために、接続器、いわゆる、コネクタが用いられる。コネクタには、数本から数十本の接続用導体を、インサート成形により形成する構造を有するものがある。

このようなコネクタは、接続用導体を樹脂内部で屈曲させ、所望の方向へ接続用導体の向きを変えることが多い。しかしながら、接続用導体の屈曲部が増え、形状が複雑になるほど、インサート成形時の樹脂圧力により、樹脂内部の接続用導体が変形する可能性がある。そこで、変形に耐えられるように、接続用導体の変形を抑制する突起を別体として成形した一次成形体に設け、その突起に接続用導体を固定してから二次成形としてインサート成形をする方法が知られている。このようにすれば、一次成形体の突起にて接続用導体の移動及び変形を規制することができ、この一次成形品を用いて二次成形を行えば、移動及び変形を抑制したコネクタを得ることができる（例えば、特許文献１参照）。

また半導体チップを搭載し、樹脂によって封止されるリードフレームでも、樹脂圧力によって樹脂内部のリードフレームが移動及び変形する可能性がある。そこで変形に耐えられるように、樹脂内部のリードフレームを樹脂注入部から近いほど間隔を広くしておく、また幅を太くしておくといった構造が知られている。このようにすれば、幅が太いことにより強度向上が臨め、変形を抑制できる。また間隔が広いことにより、仮に変形したとしても、リードフレーム同士の接触を抑えることができる（例えば、特許文献２参照）

特許第５５９０００７号 特開平１０−２２４４１号

ところで、特許文献１の如きセンサの出力を外部に伝達するために接続用導体が用いられている。近年、車載用コネクタ等では、このセンサ側の小型化が進んでおり、必然的にセンサに接続される側の接続用導体の幅寸法及び間隔寸法が狭くなっている。同時に高信頼性も要求されており、接続用導体の露出部はセンサに接続する領域ともう一方の外部に伝達するための領域以外は、一度の成形で覆われることが望まれている。

これらの要求により、従来の一次成形と二次成形を分ける手法が使えず、センサ側ではインサート成形時に金型で固定する接続用導体が低剛性のため、成形時の樹脂圧力等の負荷により接続用導体である端子金具が変形する可能性がある。

本発明の樹脂成形体は、回路基板と、 前記回路基板に接続され、互いに離間して並置された複数の接続用導体と、ゲート痕が形成され、前記複数の接続用導体の一部を覆う樹脂部とを有し、前記回路基板に接続された領域の最も離間した前記複数の接続用導体同士の並置方向間隔寸法よりも、 それ以外の領域の最も離間した前記複数の接続用導体同士の並置方向間隔寸法が大きく、 前記複数の接続用導体は、ある平面内で延在する方向が変化し、 前記平面内での各延在方向毎の前記複数の接続用導体の領域において、
前記ゲート痕と前記平面内の前記複数の接続用導体を最短で結ぶ直線に対して成す角度が小さい方向に延在する領域の方が、 前記直線に対して成す角度が大きい方向に延在する領域よりも、最も離間した前記複数の接続用導体同士の並置方向間隔寸法が小さくされている。

本発明によれば、成形時の樹脂圧力等の負荷による接続用導体の変形及び接続用導体同士の接触が抑制された樹脂成形体とすることができる。

本発明の樹脂成形体の第１の実施形態の接続用導体のみを示す俯瞰図。 本発明の樹脂成形体の第１の実施形態の接続用導体と回路基板パッケージのみを示す俯瞰図。 本発明の樹脂成形体の第１の実施形態を示す俯瞰図。 図４（Ａ）（Ｂ）は本発明の樹脂成形体の第１の実施形態を示す図であり、図４（Ａ）は正面図、図４（Ｂ）は上面図。 図５（Ａ）（Ｂ）は本発明の樹脂成形体の第１の実施形態での樹脂流動を示す模式的な断面図であり、図５（Ａ）は図４（Ｂ）のＢ−Ｂ’線断面図、図５（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ−Ａ’線断面図。 図６（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の樹脂成形体の第１の実施形態の接続用導体のみを示し、図６（Ａ）は正面図、図６（Ｂ）は上面図、図６（Ｃ）は右側面図。 本発明の樹脂成形体の第１の実施形態を示す上面図である。 図８（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の樹脂成形体の第２の実施形態の接続用導体のみを示し、図８（Ａ）は正面図、図８（Ｂ）は上面図、図８（Ｃ）は右側面図。 本発明の樹脂成形体の第２の実施形態を示す上面図である。 図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の樹脂成形体の第３の実施形態の接続用導体のみを示し、図１０（Ａ）は正面図、図１０（Ｂ）は上面図、図１０（Ｃ）は右側面図。 本発明の樹脂成形体の第３の実施形態を示す上面図である。

以下、図１〜図７を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。

図１は、本発明の樹脂成形体の第１の実施形態の接続用導体のみを示す俯瞰図である。図２は本発明の樹脂成形体の第１の実施形態の接続用導体と回路基板パッケージのみを示す俯瞰図である。図３は本発明の樹脂成形体の第１の実施形態を示す俯瞰図であり、図２に記載される接続用導体と回路基板パッケージを樹脂部で覆った図である。

樹脂成形体は、接続用導体１００の内、回路基板側端部１１０と、外部出力側端部１６０を露出した状態で、端子拡大部１２０、端子延在方向変化部１３０、高さ調整部１４０、長さ調整部１５０と回路基板パッケージ２００の一部を覆う樹脂部３００を有する。樹脂成形体は接続用導体１００として導体を複数本有しているが、以下の実施の形態では接続用導体１００には導体が四本保有されるものとして説明する。また回路基板側端部１１０ａ〜ｄ、端子拡大部１２０ａ〜ｄ、端子延在方向Ｉ部１３１ａ〜ｄ、端子延在方向II部１３２ａ〜ｄ、端子延在方向III部１３３ａ〜ｄ、回路基板出力端子２３０ａ〜ｄを、適宜、回路基板側端部１１０、端子拡大部１２０、端子延在方向Ｉ部１３１、端子延在方向II部１３２、端子延在方向III部１３３、回路基板出力端子２３０として説明する。

接続用導体１００は各端子が各領域において平面的に、換言すれば、二次元的に配列された状態を保ちつつ、延在方向が変化している。

接続用導体１００は回路基板側端部１１０において、回路基板出力端子２３０に接続する必要があるため、回路基板出力端子２３０の間隔に合わせて、狭く設定されている。但し、樹脂内部での変形が発生した場合を考慮し、端子拡大部１２０によって、間隔に余裕を作るようになっている。端子拡大部１２０から外部出力側端部１６０の向きに合わせるように、端子延在方向変化部１３０を用いて延在方向が変化できるようになっている。さらに、外部出力側端部１６０の位置に合わせるように、高さ調整部１４０と長さ調整部１５０を用いて、位置が合わさられるようになっている。

回路基板パッケージ２００には、センサ部２１０、回路基板２２０、回路基板出力端子２３０が含まれ、回路基板出力端子２３０は最終的には回路基板側端部１１０と各端子が接続される。

樹脂成形体は、接続用導体１００、回路基板パッケージ２００を金型内にセットした状態で樹脂を流す成形方法であるインサート射出成形等の、モールド成形により形成される。モールド成形で形成された樹脂部３００には、ランナー部３１０、回路基板パッケージ固定部３３０、樹脂成形体の固定などに使用されるフランジ部３４０、外部出力ソケット３５０が含まれる。ランナー部３１０は最終的に不要となるためにカットされ、ゲート痕形成部３２０にゲート痕３６０が形成される。

図４（Ａ）、（Ｂ）は本発明の樹脂成形体の第１の実施形態を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図である。図５（Ａ）（Ｂ）は本発明の樹脂成形体の第１の実施形態での樹脂流動ＲＦを示す模式的な断面図であり、（Ａ）は図４（Ｂ）のＢ−Ｂ’線断面図、（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。

ランナー部３１０を通って流入した樹脂は、樹脂流動ＲＦで示されるように流れ、接続用導体１００に衝突する。樹脂は速度に依存する慣性力が働きにくい性質があるため、図５（Ｂ）に示されるような広範囲に充填する際には、流路断面積が拡大しながら流れる傾向がある。

図６（Ａ）〜（Ｃ）では本発明の樹脂成形体の第１の実施形態の接続用導体１００のみを示し、図６（Ａ）は正面図、図６（Ｂ）は上面図、図６（Ｃ）は右側面図である。図７は本発明の樹脂成形体の第１の実施形態でのゲート痕３６０と端子延在方向変化部１３０との位置関係を模式的に示す上面図である。

端子延在方向変化部１３０には、樹脂流動ＲＦに沿った直線ＳＬとの成す角度、換言すればゲート痕３６０と接続用導体１００の最短接触部を結んだ直線ＳＬとの成す角度が、大きい順に端子延在方向Ｉ部１３１、端子延在方向II部１３２、端子延在方向III部１３３が存在している。尚、成す角度は端子延在方向Ｉ部１３１の延在方向直線１３１ＥＬ、端子延在方向II部１３２の延在方向直線１３２ＥＬ、端子延在方向III部１３３の延在方向直線１３３ＥＬから算出される。本発明の第１の実施形態での端子延在方向変化部１３０では「端子延在方向Ｉ部１３１ａと端子延在方向Ｉ部１３１ｄとの端子間距離＞端子延在方向II部１３２ａと端子延在方向II部１３２ｄとの端子間距離＞端子延在方向III部１３３ａと端子延在方向III部１３３ｄとの端子間距離」の関係が成り立っている。さらに言えば上記の関係となるための手段として、「端子延在方向Ｉ部１３１内での隣り合う端子間距離＞端子延在方向II部１３２内での隣り合う端子間距離＞端子延在方向III部１３３内での隣り合う端子間距離」の関係が成り立っている。

樹脂流動ＲＦが接続用導体１００に衝突する際の変形を抑制するには、接続用導体１００が樹脂流動ＲＦに衝突する領域を減らすことが有効な手段となる。衝突する領域とは流れに垂直な面に加えて、流れに傾斜した面を流れに垂直な面成分と平行な面成分に分解した際の垂直な面成分も含まれる。

本構造では衝突する領域を減らしつつ、変形して接触が起きやすいが、間隔を狭めても衝突する領域低減にほとんど寄与しない領域ほど間隔を広く保つということを考慮している。本構造により、特に端子延在方向変化部１３０で受ける樹脂圧を減らすことができ、端子同士の接触、及び各端子の変形を抑制するという効果を奏する。

接続用導体１００は、例えば、銅、鉄、鉛などの金属により形成される。または、接続用導体１００は、樹脂やセラミックス等に導電性微粒子が混入され全体が導電性を有する材料により形成することもできる。あるいは、接続用導体１００は、絶縁性部材の表面に金、ニッケル、亜鉛などの導電性金属がめっきされた部材であってもよい。

回路基板パッケージ２００は、例えば、回路基板２２０であるリードフレームを樹脂で覆ったパッケージにより形成される。または、ガラスエポキシやセラミックを基材として、その上に回路が形成されたプリント基板をそのまま回路基板パッケージ２００として用いることができる。

樹脂部３００は、例えば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂により形成することができる。あるいは、樹脂部３００は、樹脂中にガラスやマイカなどの絶縁性微粒子が混入された材料により形成することもできる。

図８（Ａ）〜（Ｃ）では本発明の樹脂成形体の第２の実施形態の接続用導体１００のみを示し、図８（Ａ）は正面図、図８（Ｂ）は上面図、図８（Ｃ）は右側面図である。図９は本発明の樹脂成形体の第１の実施形態でのゲート痕３６０と端子延在方向変化部１３０との位置関係を模式的に示す上面図である。

第２の実施形態の樹脂成形体では、第１の実施形態での「端子延在方向Ｉ部１３１ａと端子延在方向Ｉ部１３１ｄとの端子間距離＞端子延在方向II部１３２ａと端子延在方向II部１３２ｄとの端子間距離＞端子延在方向III部１３３ａと端子延在方向III部１３３ｄとの端子間距離」の関係が同様に成り立っている。第２の実施形態の樹脂成形体では上記に加えて「端子延在方向Ｉ部１３１内での端子幅寸法＞端子延在方向II部１３２内での端子幅寸法＞端子延在方向III部１３３内での端子幅寸法」の関係が成り立っている。

本構造では衝突する領域を減らしつつ、衝突による力が印加すると、変形が生じやすい領域、即ち端子延在方向Ｉ部１３１ほど端子を太くして強度を高め、樹脂圧による力が印加しても変形が生じにくい領域、即ち端子延在方向III部１３３ほど端子を細くして衝突領域を低減させることにより、結果として端子同士の接触、及び各端子の変形を抑制するという効果を奏する。

図１０（Ａ）〜（Ｃ）では本発明の樹脂成形体の第２の実施形態の接続用導体１００のみを示し、図１０（Ａ）は正面図、図１０（Ｂ）は上面図、図１０（Ｃ）は右側面図である。図１１は本発明の樹脂成形体の第１の実施形態でのゲート痕３６０と端子延在方向変化部１３０との位置関係を模式的に示す上面図である。

第３の実施形態の樹脂成形体では、第１の実施形態での「端子延在方向Ｉ部１３１ａと端子延在方向Ｉ部１３１ｄとの端子間距離＞端子延在方向II部１３２ａと端子延在方向II部１３２ｄとの端子間距離＞端子延在方向III部１３３ａと端子延在方向III部１３３ｄとの端子間距離」の関係が同様に成り立っている。さらに上記の関係となるための手段として、第１の実施形態での「端子延在方向Ｉ部１３１内での隣り合う端子間距離＞端子延在方向II部１３２内での隣り合う端子間距離＞端子延在方向III部１３３内での隣り合う端子間距離」の関係が同様に成り立っている。

第３の実施形態の樹脂成形体では上記に加えて、最もゲート痕３６０に近い端子、即ち端子延在方向Ｉ部１３１ａと、二番目にゲート痕３６０に近い端子、即ち端子延在方向Ｉ部１３１ｂとの隙間が、端子延在方向Ｉ部１３１ｂと端子延在方向Ｉ部１３１ｃ、端子延在方向Ｉ部１３１ｃと端子延在方向Ｉ部１３１ｄの、それぞれの隙間よりも大きく形成されている。本構造では特に衝突による力が印加しやすい端子について、隙間を拡大したものであり、端子同士の接触を第１の実施形態よりも抑制できるという効果を奏する。

さらに第１〜第３の実施形態では共通して、ゲート痕３６０が端子延在方向変化部１３０の平面の延長上に存在するようになっている。これは端子延在方向変化部１３０の端子に順番に衝突することを示しており、特に第３の実施形態の構造の効果を奏し易くする構造である。

なお、ゲート痕３６０の位置は図７、図９、図１１に記載の位置に限定されるものではない。ゲート痕３６０の位置がこれらとは別の位置にある場合、樹脂流動ＲＦの向き、すなわち直線ＳＬの向きが変わる。従って、例えばゲート痕３６０の位置が図７における紙面上部にある場合、直線ＳＬは紙面上部から下部に向かう直線となる。そして、接続用導体の延在方向と直線ＳＬとが成す角に応じて、図７における端子延在方向Ｉ部１３１を端子延在方向III部１３３と、図７における端子延在方向III部１３３を端子延在方向Ｉ部１３１と読み替え、上記実施例に記載の関係を有することで上記実施例の目的を達成することができる。

また、上記実施例では延在方向が端子延在方向Ｉ部１３１、端子延在方向II部１３２、端子延在方向III部１３３と３段階に変化する接続用導体について説明したが、延在方向が２段階、または４段階以上の場合であっても上記実施例で説明した関係を有することで上記実施例の目的を達成することができる。

また、上記実施例では、ゲート痕３６０が端子延在方向Ｉ部１３１、端子延在方向II部１３２、端子延在方向III部１３３と同一平面上にあるかのように図示および説明を行ったが、ゲート痕３６０の位置が図７、図９、図１１に記載の位置から紙面の表側もしくは裏側にずれた位置に配置されていたとしても、同一平面上にある場合と同様に樹脂流動ＲＦの向き、すなわち直線ＳＬの向きに対応した端子延在方向Ｉ部１３１、端子延在方向II部１３２、端子延在方向III部１３３を定め、これらの関係を上記実施例で説明した関係とすることで、上記実施例の目的を達成することができる。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。

本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１００ 接続用導体
１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ 回路基板側端部
１２０、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ 端子拡大部
１３０ 端子延在方向変化部
１３１、１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ 端子延在方向Ｉ部
１３１ＥＬ 端子延在方向Ｉ部の延在方向直線
１３２、１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄ 端子延在方向II部
１３２ＥＬ 端子延在方向II部の延在方向直線
１３３、１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ 端子延在方向III部
１３３ＥＬ 端子延在方向III部の延在方向直線
１４０ 高さ調整部
１５０ 長さ調整部
１６０ 外部出力側端部
２００ 回路基板パッケージ
２１０ センサ部
２２０ 回路基板
２３０、２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ 回路基板出力端子
３００ 樹脂部
３１０ ランナー部
３２０ ゲート痕形成部
３３０ 回路基板パッケージ固定部
３４０ フランジ部
３５０ 外部出力ソケット部
３６０ ゲート痕 ＲＦ 樹脂流動
ＳＬ 直線

Claims (5)

1. 回路基板と、前記回路基板に接続され、互いに離間して並置された複数の接続用導体と、ゲート痕が形成され、前記複数の接続用導体の一部を覆う樹脂部とを有し、前記回路基板に接続された領域の最も離間した前記複数の接続用導体同士の並置方向間隔寸法よりも、それ以外の領域の最も離間した前記複数の接続用導体同士の並置方向間隔寸法が大きく、前記複数の接続用導体は、ある平面内で延在する方向が変化し、前記平面内での各延在方向毎の前記複数の接続用導体の領域において、
   前記ゲート痕から前記平面内の前記複数の接続用導体を最短で結ぶ直線に対して成す角度が小さい方向に延在する領域の方が、前記直線に対して成す角度が大きい方向に延在する領域よりも、最も離間した前記複数の接続用導体同士の並置方向間隔寸法が小さいことを特徴とする樹脂成形体。
2. 請求項１に記載された樹脂成形体において、
   前記直線に対して成す角度が小さい方向に延在する領域の方が、前記直線に対して成す角度が大きい方向に延在する領域よりも、並置方向間隔寸法が小さいことを特徴とする樹脂成形体。
3. 請求項１に記載された樹脂成形体において、
   前記直線に対して成す角度が小さい方向に延在する領域の方が、前記直線に対して成す角度が大きい方向に延在する領域よりも、並置方向幅寸法が小さいことを特徴とする樹脂成形体。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載された樹脂成形体において、
   前記直線上で最も前記ゲート痕に近い接続用導体と二番目に前記ゲート痕に近い接続用導体との並置方向間隔寸法は，その他の接続用導体同士の並置方向間隔寸法よりも大きいことを特徴とする樹脂成形体。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載された樹脂成形体において、
   前記ゲート痕は前記平面の延長上に存在することを特徴とする樹脂成形体。

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