WO2016021123A1

WO2016021123A1 - 電子回路部品

Info

Publication number: WO2016021123A1
Application number: PCT/JP2015/003557
Authority: WO
Inventors: 純大西
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2015-07-14
Publication date: 2016-02-11
Also published as: JP2016039291A

Abstract

　電子回路部品は、リードフレーム（１）と、絶縁部材（２）と、複数のコネクタ端子（３）と、導電性接合部（４）と、を備える。リードフレームは、電子部品（Ａ）の配置に対応した回路パターンを形成する。絶縁部材は、リードフレームを回路パターンで固定する。複数のコネクタ端子は、リードフレームとは別体であってコネクタ（３００）の端子を構成する。導電性接合部は、絶縁部材から露出したリードフレームの接合端部（１１）とコネクタ端子とを接合する。

Description

電子回路部品

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１４年８月８日に出願された日本出願番号２０１４－１６２４６７号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、電子回路部品に関する。

　電子回路部品は、主に、ＩＣ等の電子部品が実装される回路パターンと、回路パターンを固定する絶縁部材と、外部との接続を可能とするコネクタと、で構成されている。コネクタ内部には、回路形成部材の一部であるコネクタ端子が配置されている。例えば特開２００３－２８８９０号公報の衝突検知センサでは、コネクタ端子は、ボディ内部まで伸びて、ＩＣが実装される回路パターンを構成している。

特開２００３－２８８９０号公報

　しかしながら、上記構成の電子回路部品では、複数種類の電子回路部品が必要である場合、当該必要な種類と同数の種類の回路形成部材（リードフレーム）が必要となる。回路パターンは、電子部品の配置の仕方の違いや、電子部品そのものの違いによっても異なる。電子部品が加速度センサの場合を例にすると、測定する加速度の向きにより加速度センサの配置の向きが異なり、回路パターンが異なる。

　また、想定する外部との接続状態により、コネクタ端子についても複数の態様（ピン数）が存在し得る。例えば、２ピンのコネクタと４ピンのコネクタが必要である場合、コネクタ端子の態様は２種類となる。

　このように必要な回路パターンが４種類であり且つ必要なコネクタ端子の態様が２種類である場合、従来の構成において必要な回路パターンは８種類（４×２＝８）である。従来の構成では、回路形成部材毎に成形（製造）の型が決定される。したがって、上記の場合、８種類の回路パターンに対して８種類の成形の型が必要となる。

　このように、従来の構成では、回路パターン（ｍ種類）及びコネクタ端子の態様（ｎ種類）の少なくとも一方の増加に伴い、必要となる型数も乗数的に増大する（ｍ×ｎ：ｍ、ｎは自然数）。型数が増大すると製造コストも増大する。また、コネクタ端子の形状の制約等により、回路パターンの微細化が困難であった。

　本開示は、複数の回路パターン及び複数のコネクタ端子の態様が必要な場合において型数の低減が可能であり、且つ回路パターンの微細化が可能な電子回路部品を提供することを目的とする。

　本開示の一形態において、電子回路部品は、リードフレームと、絶縁部材と、複数のコネクタ端子と、導電性接合部と、を備える。リードフレームは、電子部品の配置に対応した回路パターンを形成する。絶縁部材は、前記回路パターンを形成するようにリードフレームを固定する。複数のコネクタ端子は、前記リードフレームとは別体であってコネクタの端子を構成する。導電性接合部は、前記絶縁部材から露出した前記リードフレームの接合端部と前記コネクタ端子とを接合する。

　この構成によれば、別体であるリードフレームとコネクタ端子とが後に組み合わされて全体の回路が構成されるため、型数が加算式（ｍ＋ｎ）で計算される。したがって、複数の回路パターン及び複数のコネクタ端子の態様が必要な場合（両者とも複数で且つ両者の少なくとも一方が３種類以上の場合）において、型数の低減が可能となる。さらに、本開示によれば、リードフレームとコネクタ端子が別体であるため、リードフレームの板厚や板幅は、製造においてコネクタ端子の制約を受けず、コネクタ端子と異なる値に設定できる。このため、リードフレームの薄板化等により、回路パターンの微細化も容易に可能となる。

　本開示についての上記およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
第一実施形態の電子回路部品を説明するブロック図である。第一実施形態の電子回路部品の構成を示す構成図である。第一実施形態のコネクタの構成を示す構成図である。第一実施形態の１つのフープ状コネクタ端子の構成を示す構成図である。第一実施形態の１つのフープ状コネクタ端子の構成を示す構成図である。第一実施形態の１つのフープ状リードフレームの構成を示す構成図である。第一実施形態の１つのフープ状リードフレームの構成を示す構成図である。第二実施形態の１つのフープ状リードフレームの構成を示す構成図である。

　以下、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、図中、同一符号を付してある。また、説明に用いる各図は概念図であり、各部の形状は必ずしも厳密なものではない場合がある。

　＜第一実施形態＞
　第一実施形態において、電子部品Ａを備えた電子回路部品は加速度センサであり、当該電子部品Ａは加速度を検知するＩＣである。加速度センサは、例えば車両における衝突検知センサに用いられる。この場合、図１に示すように、例えば複数の加速度センサ８１が、ＥＣＵ（電子制御ユニット）８２にＢＵＳ接続される。

　第一実施形態の電子回路部品は、図２に示すように、リードフレーム１と、絶縁部材２と、コネクタ端子３と、導電性接合部４と、を備えている。リードフレーム１は、導電性の平板配線であって、実装される電子部品Ａに対応した回路パターンを形成している。リードフレーム１は、例えば導電性をもつ合金板を型抜き成形して形成された回路形成部材である。リードフレーム１は、複数のリード線で構成されている。リードフレーム１の表面には表面処理（例えばすずめっき）が施されている。

　リードフレーム１の一部は、インサート成形により絶縁部材２に固定されている。リードフレーム１の複数の端部（図では２つ）は、コネクタ端子３と接合される接合端部１１として形成されている。接合端部１１は、平板状であり、絶縁部材２から露出している。リードフレーム１のうち、電子部品Ａの端子及びその他の電子部品の端子が接続される部分（端子部）は、絶縁部材２から露出している。つまり、リードフレーム１は、接合端部１１と、端子部１２と、その他の回路構成部１３と、を備えているといえる。第一実施形態において、リードフレーム１が形成する回路パターンは、電子部品Ａの配置パターンに応じて３種類存在する。

　絶縁部材２は、樹脂で形成された樹脂部材であって、インサート成形によりリードフレーム１の一部が内部に配置されている略直方体状の基板形成部材である。絶縁部材２は、リードフレーム１を所望の回路パターンで固定している。

　コネクタ端子３は、図３に示すように、コネクタケース３０ａ内に配置される導電性の端子部材である。コネクタ端子３は、コネクタ３００の端子を構成している。なお、電子回路部品は、加速度センサ８１として、ケース３０に収容されている。ケース３０は、コネクタ端子３の先端側を収容するコネクタケース３０ａと、電子回路部材のその他の部位を収容する本体ケース３０ｂと、を備えている。コネクタ端子３の先端側とコネクタケース３０ａによりコネクタ３００が形成されている。

　コネクタ端子３は、コネクタケース３０ａ内に複数配置されている。コネクタ端子３は、リードフレーム１とは別体である。つまり、コネクタ端子３は、リードフレーム１とは別に製造され、リードフレーム１とは別部品であり、部品の状態ではリードフレーム１とは分離している。接続を容易とするために、コネクタ端子３の末端部には、表面処理（例えばすずめっき）が施されている（図４、５の黒塗り部分参照）。また、コネクタ端子３の先端部にも、表面処理（例えば金めっき又はすずめっき）が施されている（図２、４、５の斜線部分参照）。

　導電性接合部４は、リードフレーム１の接合端部１１とコネクタ端子３の末端部とを接合する部分であり、溶接により変形した部分又は導電性接合材そのものである。導電性接合材は、例えば、はんだ、ろう材、又は導電性接着剤である。第一実施形態では、接合端部１１とコネクタ端子３とが溶接されており、当該溶接部分が導電性接合部４である。

　このように、導電性接合部４は、例えば抵抗溶接やレーザ溶接等の溶接によりリードフレーム１とコネクタ端子３とが接合されている場合、当該溶接部位に相当する。なお、両者がはんだ付けされている場合、当該はんだが導電性接合部４に相当する。リードフレーム１とコネクタ端子３は、導電性接合部４により、１つの平面状に形成されている。換言すると、リードフレーム１とコネクタ端子３は、導電性接合部４により接合されて、平面方向に延在した一部品（回路形成部材）を構成している。

　第一実施形態では、コネクタ端子３について、２つの態様（４ピンと２ピン）と２つの表面処理（金めっきとすずめっき）が必要であり、回路パターンについては例えば加速度の検知方向の違いによって３種類（例えば前後、左右、上下）の回路パターンが必要であるとする。この場合、必要とされる電子回路部品の種類は１２種類（２×２×３＝１２）となる。

　第一実施形態の電子回路部品の製造方法の一例について説明する。図４に示すように、導電性板状部材（例えば銅板や合金板）から例えば型抜き成形等により、複数のフープ状コネクタ端子３Ａが形成される。同様に、図５に示すように、型抜き成形等により、フープ状コネクタ端子３Ａとは別種類の複数のフープ状コネクタ端子３Ｂが形成される。フープ状コネクタ端子３Ａは、４ピンのコネクタ端子３が１つの共通部材３１に接続された形態の部材である。フープ状コネクタ端子３Ｂは、２ピンのコネクタ端子３が１つの共通部材３１に接続された形態の部材である。

　製造の観点では、１つのコネクタケース３０ａに対して必要なコネクタ端子３の数の違いが、コネクタ端子３の態様の違いとなる。第一実施形態において、１組のコネクタ端子３は、フープ状で一体形成するため、コネクタ端子３の態様毎に製造される。その後、コネクタ端子３に対して、それぞれ２種類の表面処理が施される。このように、コネクタ端子３について４種類の部品が形成される。

　また、図６に示すように、導電性板状部材（例えば銅板や合金板）から例えば型抜き成形等により、複数のフープ状リードフレーム９Ａが形成される。同様に、図７に示すように、型抜き成形等により、フープ状リードフレーム９Ａとは別種類の複数のフープ状リードフレーム９Ｂが形成される。また、同様に、図示しないが、型抜き成形等により、フープ状リードフレーム９Ａ、９Ｂとは別種類の複数のフープ状リードフレーム９Ｃが形成される（図７参照）。

　フープ状リードフレーム９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、リードフレーム１の外側端部が１つの環状部材（枠状部材）９１により一体に連結された形態の部材である。フープ状リードフレーム９Ａのリードフレーム１は、第一の配置パターン（例えば車両前後方向を検知する配置パターン）に対応した回路パターンを形成している。フープ状リードフレーム９Ｂのリードフレーム１は、第二の配置パターン（例えば車両左右方向を検知する配置パターン）に対応した回路パターンを形成している。フープ状リードフレーム９Ｃのリードフレーム１は、第三の配置パターン（例えば車両上下方向を検知する配置パターン）に対応した回路パターンを形成している。

　いずれのフープ状リードフレーム９Ａ、９Ｂ、９Ｃも、システムにおける必要最大コネクタ数（ここでは４ピン）に応じた接合端部１１を有している。このように、リードフレーム１について３種類の部品が形成される。なお、フープ状コネクタ端子３Ａ、３Ｂとフープ状リードフレーム９Ａ、９Ｂ、９Ｃの成形の順序は任意である。

　その後、例えば共通部材３１と環状部材９１に形成されたパイロット穴により、フープ状コネクタ端子３Ａ、３Ｂと対応するフープ状リードフレーム９Ａ～９Ｃとが位置決めされ、接合端部１１とコネクタ端子３の末端部がはんだ付けされる。そして、例えばはんだ付けにより、ＩＣやコンデンサ等の電子部品がリードフレーム１に実装される。そして、リードフレーム１の一部が樹脂内にインサート成形されて絶縁部材２が形成される。そして、フープ状コネクタ端子３Ａ、３Ｂから共通部材３１が分離され、コネクタ端子３同士が分離され、フープ状リードフレーム９Ａ～９Ｃから環状部材９１が分離され、リードフレーム１から不要な接合端部１１が分離される。このように、第一実施形態の製造方法は、主に、フープ状部材形成工程と、接合工程と、実装工程と、樹脂部材成形工程と、分離工程と、を含んでいる。

　上記のように、第一実施形態の電子回路部品によれば、１２種類の回路パターンを製造するために必要な部品の種類は、コネクタ端子３については４種類（態様が２種類、表面処理が２種類）であり、リードフレーム１については３種類であるため、合計７種類（２＋２＋３＝７）となる。一方、従来の構成では、リードフレームの一部がコネクタ端子を構成しているため、すなわちリードフレーム１とコネクタ端子３が一体であるため、１２種類（２×２×３＝１２）の一体部品（リードフレーム）が必要となる。

　具体的に、第一実施形態において準備される部品種類の数は、金めっきされた２ピン態様のコネクタ端子３、金めっきされた４ピン態様のコネクタ端子３、すずめっきされた２ピン態様のコネクタ端子３、すずめっきされた４ピン態様のコネクタ端子３、第一の配置パターンに対応したリードフレーム１、第二の配置パターンに対応したリードフレーム、及び第三の配置パターンに対応したリードフレーム１の７種類である。各リードフレーム１に所望の態様と表面処理のコネクタ端子３を組み合わせることで、７種類の成形部品（一体部品）から１２種類の電子回路部品が形成される。このように、第一実施形態の電子回路部品によれば、成形部品の種類を低減させ、組み合わせにより回路形成部材（中間部品）の製造自由度を向上させることができる。

　また、製造に必要な型数については、第一実施形態によれば、コネクタ端子３については２種類（４ピンと２ピン）であり、リードフレーム１については３種類であるため、合計５種類（２＋３＝５）となる。一方、従来の構成では、回路全体が一体部品であるため、２種類のコネクタ端子についてそれぞれ３種類のリードフレーム（回路パターン）が必要となり、製造に必要な型数は６種類（２×３＝６）となる。型数とは、成形に用いる型の数である。

　具体的に、第一実施形態において必要な型の種類は、２ピン態様のコネクタ端子３、４ピン態様のコネクタ端子３、第一の配置パターンに対応したリードフレーム１、第二の配置パターンに対応したリードフレーム、及び第三の配置パターンに対応したリードフレーム１の５種類である。第一実施形態によれば、型数を低減させ、製造コストの増加を抑制することができる。

　ここで、例えば回路パターンが４種類に増えた場合、従来の構成では部品種類数が１６種類（２×２×４＝１６）で、型数が８種類（２×４＝８）となる。一方、第一実施形態によれば、部品種類数が８種類（２×２＋４＝８）で、型数が６種類（２＋４＝６）となる。第一実施形態の電子回路部品によれば、回路パターン及びコネクタ端子３の態様の増加に伴う型数の増加度合を低減させることができる。

　上記のように、第一実施形態の電子回路部品は、リードフレーム１とコネクタ端子３が元々別体であって、導電性接合部４により接合されている構成である。このため、第一実施形態では、従来、乗算式で計算されていた部品種類数及び型数が、加算式で計算され、増加度合が低減される。第一実施形態によれば、部品種類の数と型数が最小限に抑えられ、製造コストの削減が可能となる。

　さらに、第一実施形態によれば、リードフレーム１の板厚や板幅は、製造においてコネクタ端子３の制約を受けず、コネクタ端子３と異なる値に設定できる。このため、リードフレーム１の薄板化等により、回路パターンの微細化も容易に可能となる。また、第一実施形態によれば、リードフレーム１とコネクタ端子３のセットの組み合わせにより、回路パターンの様々なバリエーションに容易に対応することができる。型数の低減効果については、回路パターン（リードフレーム１）の種類及びコネクタ端子３の態様が両者とも２種類以上であり且つ両者の少なくとも一方が３種類以上である場合に発揮される。

　＜第二実施形態＞
　第二実施形態の電子回路部品は、接合端部１１の形状の点で第一実施形態と異なっている。したがって、異なっている部分について説明する。第一実施形態と同じ符号は、第一実施形態と同様の構成を示すものであって、先行する説明が参照される。

　第二実施形態の接合端部１１は、図８に示すように、平板の一部を曲げて形成された曲げ形状部１１ｂを備えている。つまり、接合端部１１は、先端側（コネクタ端子３側）に位置する平板状部１１ａと、末端側（電子部品Ａ側）に位置する曲げ形状部１１ｂと、を備えている。曲げ形状は、例えば、平板を凸状（凸弧状を含む）に曲げた形状や、平板を波状（又は凹凸状）に曲げた形状である。第二実施形態の曲げ形状部１１ｂは、図８の奥側に向けて突出した、凸弧状に形成されている。接合の観点から、凸状は、接合面（図８の手前側の面）とは反対側に突出した形状であることが好ましい。

　第二実施形態によれば、第一実施形態同様の効果が発揮される上、リードフレーム１とコネクタ端子３を接合する際（例えば接合工程）、接合作業時に生じる応力が曲げ形状部１１ｂで吸収され、リードフレーム１に加わる応力が緩和される。この構成は、例えば多くの接触を伴う溶接を実施する場合、すなわち導電性接合部４が溶接部分である場合に特に効果的である。

　＜その他＞
　本開示は、上記実施形態に限られない。電子部品Ａの種別や態様は上記実施形態に限られない。表面処理の金属も上記に限られない。リードフレーム１とコネクタ端子３は、平板状に接合されず、例えば屈曲して接合されても良い。リードフレーム１は、例えば、ＩＣ部品に用いられる銅材、アロイ材、又はコバール材で形成されても良い。絶縁部材２の樹脂は、例えば、一般にＩＣパッケージに用いられるエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であっても良く、低コストで製造したい場合、射出成形可能な熱可塑性樹脂であっても良い。第二実施形態は、導電性接合部４を備える本開示の構成において有効である。

　また、上記実施形態の実装における変形例について説明すると、絶縁部材２に電子部品に対応した凹状のランドが形成され、ランド内にリードフレーム１の一部が露出して端子部を形成する構成であっても良い。ランド内で当該端子部と電子部品の端子がはんだ付けされることで、はんだの膜厚を所望量で確保しつつ確実に両者を接続させることができる。

Claims

　電子部品（Ａ）の配置に対応した回路パターンを形成するリードフレーム（１）と、
　前記リードフレームを前記回路パターンで固定する絶縁部材（２）と、
　前記リードフレームとは別体であってコネクタ（３００）の端子を構成する複数のコネクタ端子（３）と、
　前記絶縁部材から露出した前記リードフレームの接合端部（１１）と前記コネクタ端子とを接合する導電性接合部（４）と、
　を備える電子回路部品。
　前記接合端部には、曲げ形状部（１１ｂ）が形成されている請求項１に記載の電子回路部品。