JP2006012931A - 封止型電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、樹脂で封止された封止型電子部品において、外部保護層の形状精度が出し易く、しかも樹脂による封止に際して内部の電子部品が熱的影響を受け難く、しかも安価な封止型電子部品を提供することにある。
【解決手段】 本発明の封止型電子部品１０は、電子部品１２を有する内蔵部品と、該内蔵部品の電子部品１２を覆ってなる部品被覆層１３と、この電子部品１２及び部品被覆層１３の外方に設けられた熱可塑性発泡樹脂からなる外部保護層１４とを有することを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品を有する内蔵部品の封止に関するもので、特に自動車に搭載される封止型電子部品に関するものである。

近年、自動車においては、電子制御化が急速に進み、例えばモーター等による数多くのアクチュエーターの制御がＥＣＵで行われるようになってきている。
このＥＣＵでは、例えばプリント回路基板上に必要な電子部品やコネクタ等が実装される。またこのように電子部品が搭載されたプリント回路基板は、通常、ケース内に収納される。このようなケースがエンジンルーム等の近くに設置される場合には、このケースには特に防水性が求められる。

このようにアクチュエーターの制御をＥＣＵで行う傾向は、今後も益々進むと推測され、その場合、数が増えたＥＣＵの搭載スペースをどのように確保するかが大きな問題になってくる。そのためＥＣＵを収納したケースの小型化は避けて通れない問題になってきている。
因みに、ＥＣＵを収納したケースを小型化する方法の一つとして、電子部品が搭載されたプリント回路基板を可撓性を有するプリント回路基板、すなわちＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）にして、これを折り込んで高密度化してケース内に収納する方法がある。
このように小型化したケースを前述したようにエンジンルーム等の近くに設置する場合には、防水性を高めるための処理がさらに必要になる。

ところで、例えばＦＰＣ上に搭載された電子部品に防水処理を施す方法の一つに、電子部品を樹脂等で覆って封止する方法がある（特許文献１）。
特許文献１に開示されている方法は、図７が示すように、熱可塑性樹脂からなる内層６に電子部品４やアンテナ５を埋設し、この内層６をさらに合成樹脂性の外層７で覆ったもので、内層６を構成する熱可塑性樹脂の融点を電子部品４が温度破壊される破壊温度や外層７の融点よりも低いものにした点にその特徴がある。

特開２０００−３０６０７２号公報

ところで、前述してなる特許文献１に開示されている方法では、合成樹脂製の外層７を、例えば熱可塑性樹脂で形成しようとすると、樹脂の流動性が低いため外層の形状精度を出し難い、という問題がある。そこで形状精度を上げるために樹脂の流動性を高めようとすると、今度は成形時の温度や射出圧力を上げざるを得ず、その結果、電子部品４への熱的影響を無視できなくなってしまう。
そこで内層６の樹脂量を多くして外層７からの熱的影響を防いだり、外層７の熱引けを防いで形状精度を高めるために成形金型の温度を細かく管理する必要があった。

上記問題に鑑み本発明の目的は、樹脂で封止された封止型電子部品において、外層の形状精度が出し易く、しかも樹脂による封止に際して内部の電子部品が熱的影響を受け難く、安価な封止型電子部品を提供することにある。

前記目的を達成すべく請求項１記載の封止型電子部品は、電子部品を有する内蔵部品と、該内蔵部品の前記電子部品を覆ってなる部品被覆層と、前記電子部品及び前記部品被覆層の外方に設けられた熱可塑性発泡樹脂からなる外部保護層とを有することを特徴とするものである。

このようにしてなる請求項１記載の封止型電子部品によれば、前記電子部品及び前記部品被覆層の外方に設けられた外部保護層は熱可塑性発泡樹脂からなっているため、樹脂の流動性が発泡したことで高まって外部保護層の形状精度を出し易くなる。またその結果、成形時の温度や圧力を従来のように上げる必要がなくなるため、内部の電子部品への熱的影響も低減できる。
加えて熱的影響が少なくできることから部品被覆層の樹脂量を多くする必要もないため、部品被覆層の材料費を低減でき、コストも抑えられる。

また本発明の請求項２記載の封止型電子部品は、請求項１記載の封止型電子部品において、前記部品被覆層は、エラストマーであることを特徴とするものである。

このようにしてなる請求項２記載の封止型電子部品によれば、部品被覆層が弾性を有するエラストマーであることから、この封止型電子部品に外部から電線を取り込むような場合でも、このエラストマーによって電線表面が押圧されるため、電線表面を伝って封止型電子部品内に侵入しようとする水の侵入をより効果的に防止できる。

また請求項３記載の封止型電子部品は、前記内蔵部品は、請求項１または請求項２いずれかに記載の封止型電子部品において、前記内蔵部品は、ＦＰＣと該ＦＰＣ上に搭載された電子部品とを有し、前記部品被覆層は前記ＦＰＣ上に搭載された電子部品を覆うものであって、前記ＦＰＣは前記電子部品が内側になるように折り曲げられていることを特徴とするものである。

前記請求項３記載の封止型電子部品によれば、前記ＦＰＣはこのＦＰＣ上に搭載された電子部品が内側になるように折り曲げられているものであるため、封止型電子部品をより小型化することができる。

以上のように本発明によれば、樹脂で封止された電子部品において、外層の形状精度が出し易く、しかも樹脂による封止に際して内部の電子部品が熱的影響を受け難く、安価な封止型電子部品を提供することができる。

以下に本発明の封止型電子部品の一実施例を図を用いて詳細に説明する。

図１、図２は、本発明の封止型電子部品の一実施例を示すもので、図１は封止型電子部品内に電線、例えばＦＦＣ（Flexible Flat Cable）を取り込んだ例を示す縦断面図、図２はその状態の斜視図である。
図１が示すように本発明の封止型電子部品１０は、例えば、ＦＰＣ１１とこのＦＰＣ１１上に搭載された電子部品１２とを有する内蔵部品と、この内蔵部品の電子部品１２の表面を覆うように施した、例えばブチルゴムからなる部品被覆層１３と、さらにその外側に施した、例えばポリプロピレン等からなる熱可塑性発泡樹脂製の外部保護層１４とを有するものである。

尚、前記内蔵部品には、必要に応じて図１が示すようにＦＰＣ１１の下方に直接に、あるいは間接的に設けられるヒートシンク１５や、図１で封止型電子部品１０の内部に取り込まれているＦＦＣ１６との接続手段、例えばピアス端子の如き接続端子も含まれる。

図１が示すように、ＦＦＣ１６の所定位置に本発明の封止型電子部品１０を接続する場合には、まず予め必要な電子部品１２が半田等により接続されて搭載されているＦＰＣ１１を用意し、このＦＰＣ１１をＦＦＣ１６上に両者の接続部が正確に重なるように載置し、図示しない、例えばピアス端子をＦＰＣ１１側から打ち込んで貫通させ、その脚部を加締めてＦＰＣ１１とＦＦＣ１６とを電気的に接続する。

しかる後、内蔵部品の電子部品１２の表面を覆うように、例えばブチルゴムのようなエラストマーからなる部品被覆層１３を施す。部品被覆層１３を施したものを所定の金型内に載置し、電子部品１２や部品被覆層１３の外側に、前述したように、例えばポリプロピレン等からなる熱可塑性発泡樹脂製の外部保護層１４を施す。
この実施例では、ポリプロピレンにこのポリプロピレンを３倍に発泡させる割合で炭酸ガスを混ぜ合わせ、押出機から成形金型内に供給し、外部保護層１４を形成した。
ところで図１に示すヒートシンク１５はＦＦＣ１６の下面に設けられているが、通常はＦＰＣ１１の下面に直接、それも最も発熱性の高い電子部品１２の下方に位置決めして設けられることが多い。

このように熱可塑性発泡樹脂からなる外部保護層１４を施せば、樹脂を発泡させたことにより金型内での樹脂の流動性が高まり、従来のように樹脂が発泡していない場合に比して、より低い温度、低い充填圧でも金型の隅々に樹脂が充填され易くなる。具体的には、このポリプロピレンを発泡させない場合には、外部保護層１４を所望の形状に仕上げるために温度を１９０℃にしてその流動性を確保していたが、樹脂を発泡させたことにより、１７０℃で所望の流動性が得られた。しかも樹脂が発泡しているため、その発泡圧力で形状維持が容易になり、また断熱性も高まって、仮に金型の温度が所定温度に十分保持されていなかったとしても熱引け等を起こすことなく穏やかに冷えていく。それ故外部保護層１４の形状精度も出し易くなった。

また外部保護層１４を、より低い温度で、しかもより低い充填圧で成形できる、ということは内方に位置する電子部品１２への熱的影響も低減できることを意味する。そのため部品被覆層１３の材料を従来のものより少なくできる、という効果もある。その結果、部品被覆層１３の材料費を低減でき、封止型電子部品１０全体のコスト低減も可能になる。
また外部保護層１４は熱可塑性発泡樹脂からなっていて、内部に多数の独立気泡を有しているから、外部からの水の侵入の防止効果も充分期待できる。また気泡を有しているので原材料の使用量が少なくてすみ、軽量化とコストの低減も実現できる。

また、内側の部品被覆層１３を弾性を有するエラストマーからなるものにすれば、ＦＦＣ１６を封止型電子部品１０内に取り込む場合でも、エラストマーからなる部品被覆層１３がＦＦＣ１６の表面を押圧するため、ＦＦＣ１６の表面を伝って封止型電子部品１０内に侵入しようとする水の侵入を防止でき、封止型電子部品１０の防水効果を高めることができる。
因みに、部品被覆層１３をブチルゴムにした本実施例の封止型電子部品１０に対して、−４０℃〜１３０℃、１０００ｃｙｃのサーマルショックを加えた後、このＦＦＣ１６を取り込んだ封止型電子部品１０を水に浸漬したが、封止型電子部品１０の内部への水の侵入は見られなかった。

図３〜図５に本発明の封止型電子部品１０の別の実施例を示す。図３は上面に電子部品１２やこれを覆う部品被覆層１３を設け、下面にヒートシンク１５やＦＦＣ１６等を装着したＦＰＣ１１の横断面図、図４は図３のＦＰＣ１１を折り込み、これに外部保護層１７を施した封止型電子部品１０の横断面図、図５は斜視図である。
まず図３が示すように、上面に必要な電子部品１２を搭載し、かつ下面の必要箇所にヒートシンク１５を装着したＦＰＣ１１の下面の所定位置に、さらにピアス端子１８によりＦＦＣ１６を接続し、しかる後電子部品１２の表面を覆うようにブチルゴム製の部品被覆層１３を施したものを用意した。

続いて図４が示すように図３に示したものを、電子部品１２が内側になるようにＦＰＣ１１を断面略コの字状に折り曲げ、この状態で金型内に載置し、ポリプロピレンからなる、いわゆる熱可塑性発泡樹脂製の外部保護層１４を全体がボックス状になるように、かつヒートシンク１５の大部分が露出するように施した。
図５はＦＦＣ１６をその内部に取り込んだ状態の封止型電子部品１０の斜視図である。
このようにプリント回路基板をＦＰＣにすることで折り曲げが容易になり、封止型電子部品１０をボックス状に仕上げることが極めて容易になる。その結果、電子部品１２の３次元的配置が可能になり、封止型電子部品１０の小型化を図ることができる。また別途用意したケースに封止型電子部品１０を収納する場合よりも組立工程が簡単になり、自動化することも容易になる。

また図６は本発明の封止型電子部品１０のさらにまた別の実施例を示す斜視図である。この封止型電子部品１０の特徴は、ＦＰＣ１１の必要箇所に、例えばアクチュエーターとの接続端子部を接続して設け、これら端子を含むコネクタハウジング１８も含めて外部保護層１４を設けた点にある。それ以外は基本的には図１〜図５に示すものと同じである。
尚、前記コネクタハウジング１８は外部保護層１４と共に一体成形してもよい。

ところで前記各実施例では、部品被覆層１３の材料としてブチルゴムのみ使用しているが、この他、例えばゴムやウレタン等、弾性を有するものが最適である。また外部保護層１４としてはポリエチレンやポリスチレン等を発泡させたものでもよい。

以上のようにしてなる本発明の封止型電子部品によれば、樹脂で封止された電子部品において、外部保護層の形状精度が出し易く、しかも樹脂による封止に際して内部の電子部品が熱的影響を受け難く、安価な封止型電子部品を提供することができる。

本発明の封止型電子部品の一実施例を示す縦断面図である。 図１に示す本発明の封止型電子部品の斜視図である。 本発明の別の実施例に係る電子部品等を装着したＦＰＣの横断面図である。 図３のＦＰＣを折り込み、これに外部保護層を施した封止型電子部品の横断面図である。 図３、図４に示す封止型電子部品の斜視図である。 本発明の封止型電子部品のさらに別の実施例を示す斜視図である。 従来の封止型電子部品の横断面図である。

符号の説明

１０ 封止型電子部品
１１ ＦＰＣ
１２ 電子部品
１３ 部品被覆層
１４ 外部被覆層
１５ ヒートシンク
１６ ＦＦＣ
１８ ピアス端子

Claims (3)

1. 電子部品を有する内蔵部品と、該内蔵部品の前記電子部品を覆ってなる部品被覆層と、前記電子部品及び前記部品被覆層の外方に設けられた熱可塑性発泡樹脂からなる外部保護層とを有することを特徴とする封止型電子部品。
2. 前記部品被覆層は、エラストマーであることを特徴とする請求項１記載の封止型電子部品。
3. 前記内蔵部品は、ＦＰＣと該ＦＰＣ上に搭載された電子部品とを有し、前記部品被覆層は前記ＦＰＣ上に搭載された電子部品を覆うものであって、前記ＦＰＣは前記電子部品が内側になるように折り曲げられていることを特徴とする請求項１または請求項２いずれかに記載の封止型電子部品。

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