JP2017147280A - 電子回路部品 - Google Patents

Abstract

【課題】蓋体の板厚を厚くすることなく、耐圧性を向上させることができる電子回路部品を提供すること。【解決手段】本発明の電子回路部品１は、電気素子２１，２２、電気素子２１，２２への導電路の一部２３、より選ばれる少なくとも一つを有する電子部品２と、表面４ａから凹状にくぼんだ収容凹部４１，４２，４３が形成され、収容凹部４１〜４３の内部に電子部品２，２１〜２３が配置される樹脂部材４と、樹脂部材４の表面４ａを被覆する蓋部材５と、を有する電子回路部品１であって、蓋部材５は、収容凹部４１〜４３の開口部の内周面４１ｃ，４２ｃ，４３ｃに当接する突起部５４を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、電子回路部品に関する。

従来、半導体チップを収容する容器と、容器の開口部を密閉する蓋体と、を備えた半導体素子を用いたセンサがある。このセンサは、例えば、特許文献１に開示されている。このセンサは、半導体チップと、有底筒状の容器と、容器の開口部を密閉する、湾曲した板状の蓋体とから構成されている。
このような従来のセンサ（あるいは、半導体素子）は、回路を構成する他の電子部品等とともに、樹脂で一体的にモールド成形される場合がある。

特開２００８−２２７０８７号公報

しかしながら、容器の開口部を密閉する蓋体は、容器の開口部を覆うように配置された板状であり、樹脂モールド成形時の熱や成形圧によって、蓋体が容器側にたわむように変形する恐れがあった。

蓋体が変形すると、変形した蓋体が半導体チップやボンディングワイヤと接触するとともに、半導体チップに不要な圧力をかけてしまう可能性がある。特に、蓋体の変形は、容器の開口部（半導体チップの大きさ）が大きくなるほど、樹脂モールド成型の成型圧力が高くなるほど、その変形量が大きくなっていた。

このような問題に対し、蓋体の板厚を厚くする方法や、より剛性の高い材質に変更する方法が考えられる。これらの方法では、全体の体格の粗大化や、コストの上昇を招いていた。さらに、樹脂よりなる蓋体の板厚を厚くすると、放熱性の低下を招くという問題があった。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、蓋体の板厚を厚くすることなく、耐圧性を向上させることができる電子回路部品を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明者は、電子回路部品の蓋体の変形を抑えることについて検討を重ねた結果、本発明を完成した。

すなわち、本発明の電子回路部品は、電気素子、電気素子への導電路の一部、より選ばれる少なくとも一つを有する電子部品と、表面から凹状にくぼんだ収容凹部が形成され、収容凹部の内部に前記電子部品が配置される樹脂部材と、樹脂部材の表面を被覆する蓋部材と、を有する電子回路部品であって、蓋部材は、収容凹部の開口部の内周面に当接する突起部を有する。

本発明の電子回路部品は、蓋部材が突起部を有する。突起部は、収容凹部の開口部の内周面に当接しており、蓋部材の変形（詳しくは、蓋部材が収容凹部方向に湾曲して、開口部の径方向外方に拡径する変形）を規制する。この結果、蓋部材の変形が抑えられ、耐圧性が向上した電子回路部品となる。

第１実施形態の電子回路部品１の上面図である。 第１実施形態の電子回路部品１のＩＩ−ＩＩ線での断面図である。 第１実施形態の電子回路部品１の構成を示した上面図である。 第１実施形態の電子回路部品１のＩＶ−ＩＶ線での断面図である。 第１実施形態の電子回路部品１のＶ−Ｖ線での断面図である。 第１実施形態の電子回路部品１のＶＩ−ＶＩ線での断面図である。 第１実施形態の電子回路部品１の作用効果を模式的に示す図である。 第１実施形態の電子回路部品１の作用効果を模式的に示す図である。 第２実施形態の電子回路部品１の主要構成を示す断面図である。 第３実施形態の電子回路部品１の主要構成を示す断面図である。 第４実施形態の電子回路部品１の主要構成を示す断面図である。

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、説明に用いる各図は概略構成を示す図である。また、本発明は、各実施形態のみに限定されることなく、種々変形して実施することができる。

［第１実施形態］
本形態の電子回路部品１は、図１〜図６に示すように、電子部品２と、リードフレーム３と、樹脂部材４と、蓋部材５と、被覆樹脂６と、を備えている。図１は、本形態の電子回路部品１の上面図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線での断面図である。図３は、蓋部材５と被覆樹脂６を除いた、本形態の電子回路部品１の構成を示した上面図である。図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線での断面図である。図５は、図３中のＶ−Ｖ線での断面図である。図６は、図３中のＶＩ−ＶＩ線での断面図である。

なお、本形態での説明において、樹脂部材４の電子部品２（２１〜２３）が配置される側を上方と称し、その反対側を下方と称する。また、図に示したように、上下方向に直交する平面方向の一方向を前後方向と称し、上下方向及び前後方向に直交する方向を左右方向と称する。また、径方向とは、全周にわたって形成された環状の突起部５４の径方向に相当し、図においては、前後方向や左右方向に相当する。
本実施形態の電子回路部品１は、例えば、加速度センサやＥＣＵ（電子制御ユニット）に用いることができる。

（電子部品）
電子部品２は、電気素子２１，２２、電気素子２１，２２への導電路の一部、より選ばれる少なくとも一つを有するものである。
電気素子２１，２２は、電子回路を構成する素子であり、例えばコンデンサ、抵抗、又はパッケージに封入された集積回路（ＩＣ）を挙げることができる。本形態では、電気素子２１がコンデンサや抵抗素子のようにサイズの小さな素子であり、電気素子２２がサイズの大きなＩＣである。

電子部品２の電気素子２１，２２への導電路の一部とは、電気素子２１，２２に通電する導電路のうち、露出した部分を示す。導電路の一部としては、リードフレーム３の露出部，リードフレーム３と外部端子３１との接続部２３を挙げることができる。接続部２３は、図においては、２本の外部端子３１との接続部（具体的には、溶接部）であるが、外部端子３１の数が多くなれば、接続部２３の数も増加する。

（リードフレーム）
リードフレーム３は、導電性の平板配線であって、電子部品２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３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３は、複数のリード線部３０を用いて構成されている。リード線部３０は、電子部品２と外部とを接続する配線を構成する。リードフレーム３は、後述の外部端子３１を含む。

リードフレーム３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することができる。リードフレーム３は、はんだ付け性を向上させるため表面処理（例えばすずめっき等）が施されていても良い。

（樹脂部材）
樹脂部材４は、樹脂で形成された、リードフレーム３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。樹脂部材４は、平板状の基板形成部位４０と、複数の収容凹部４１，４２，４３と、を備えている。

樹脂部材４の収容凹部４１〜４３は、表面４ａ（上面）から凹状にくぼんで形成されている。収容凹部４１〜４３は、基板形成部位４０に区画される。収容凹部４１〜４３は、その内部に電子部品２（２１，２２，２３）が収容される。収容凹部４１〜４３は、電子部品２（２１〜２３）の配置位置に電気素子２１，２２及び接続部２３の大きさに応じて形成されている。

収容凹部４１〜４３は、図４に示したように、表面４ａ（上面）からくぼんで形成され、内表面が略台形形状をなすように形成されている。収容凹部４１〜４３の略台形形状は、最もくぼんでいる表面４１ｂ〜４３ｂ（凹状の底面にも相当）から、開口部に向かって徐々に拡径するように、側面４１ｃ〜４３ｃが、傾斜して形成されている。収容凹部４１〜４３の側面４１ｃ〜４３ｃの傾斜角は、限定されるものではない。

収容凹部４１は、最もくぼんでいる表面４１ｂに電気素子２１が配置される。収容凹部４２は、最もくぼんでいる表面（凹状の底面にも相当）４２ｂに電気素子２２が配置される。収容凹部４３は、最もくぼんでいる表面（凹状の底面にも相当）４３ｂに接続部２３（複数の溶接部）が配置される。収容凹部４１〜４３のそれぞれは、図４に示したように、側面４１ｃ，４２ｃ，４３ｃが、収容凹部４１〜４３の深さ方向（図中の上下方向）に平行に形成されている。

（蓋部材）
蓋部材５は、図４に示すように、樹脂部材４の表面４ａを被覆するための部材であって、表面４ａ上に配置されている。蓋部材５は、樹脂部材４とは別に形成されている。蓋部材５は、収容凹部４１〜４３に対応する部位（又は、対向する部位）には、下面５ｂからくぼんだ蓋凹部５１〜５３が形成されている。蓋凹部５１〜５３は、突起部５４が形成されることから、収容凹部４１〜４３の開口部の形状よりもわずかに小さく形成されている。

蓋部材５は、収容凹部４２〜４３に挿入する突起部５４が、下面５ｂから突出して形成されている。突起部５４は、蓋部材５が樹脂部材４の表面４ａを被覆したときに、収容凹部４２〜４３に挿入され、径方向外方側の側面５４ｃが収容凹部４２〜４３の側面４２ｃ〜４３ｃに当接する（又は、密着する）。突起部５４は、断面三角形状をなすように下面５ｂから突出して形成されている。断面三角形状の突起部５４は、径方向外方側の側面５４ｃの傾斜角が、収容凹部４２〜４３の側面４２ｃ〜４３ｃの傾斜角と一致する。

突起部５４は、図４〜６に示したように、収容凹部４２〜４３の開口部の全周にわたって当接可能となるように形成されている。すなわち、蓋凹部５２〜５３の開口部から、全周にわたって突出して形成されている。また、収容凹部４１に対応する蓋凹部５１の開口部には、突起部５４が形成されていない。

突起部５４の下面５ｂからの突出高さ（図中、下方への突出高さ）は、樹脂部材４及び蓋部材５の材質や、蓋部材５に加わる力により適宜決定するものであり、一概に限定されるものではない。

（被覆樹脂）
被覆樹脂６は、リードフレーム３の一部、樹脂部材４及び蓋部材５を囲包するように被覆する樹脂製の部材である。被覆樹脂６は、樹脂部材４及び蓋部材５を、樹脂（例えばＰＢＴ等）によりモールド成形して形成される。

被覆樹脂６は、樹脂部材４及び蓋部材５を被覆する本体部６０と、本体部６０から一端部から突出するコネクタケース部６１と、本体部６０の端部（ここでは他端部）に形成された固定部６２と、を備えている。コネクタケース部６１は、筒状に形成され、内側にリードフレーム３の一部である外部端子３１の端部が露出している。固定部６２には、車両に固定するための固定用金属部材６３が一体に成形（インサート成形）されている。

［第１実施形態の効果］
（第１の効果）
本形態の電子回路部品１は、電子部品２、その内部に電子部品２が収容する収容凹部４１〜４３が形成された樹脂部材４、樹脂部材４の表面４ａを被覆する蓋部材５を有する電子回路部品１であって、蓋部材５が、収容凹部４２〜４３の開口部の内周面４２ｃ〜４３ｃに当接する突起部５４を有する。

この構成によると、蓋部材５が、突起部５４が径方向外方の互いに離反する方向（具体的には、収容凹部４２〜４３の開口部が開く方向）に変形しようとしても、突起部５４の側面が内周面４２ｃ〜４３ｃに当接し、それ以上の変形が規制される。この結果、蓋部材５自身の変形が規制される。この結果、本形態の電子回路部品１は、耐圧性が向上したものとなる。

より詳しくは、本形態の電子回路部品１は、樹脂部材４の表面４ａに蓋部材５を被覆するように配した状態（図７に示した状態）で、インサート成形することで被覆樹脂６が形成される。なお、図７〜８は、樹脂部材４に蓋部材５を配した状態の収容凹部４２近傍の構成を模式的に示した図である。インサート成形時に、樹脂部材４及び蓋部材５には、熱及び圧力が加わる。蓋部材５は、略板状の形状を備えており、変形やたわみが生じやすい。特に、蓋凹部５１〜５３が形成されている部位は、蓋部材５の板厚が薄く、変形やたわみが生じやすい。図７に示したように、蓋部材５の板厚方向に応力が加わる。

本形態の電子回路部品１は、インサート成形時に蓋部材５に応力が加わって、変形やたわみが生じようとしても、上記のように突起部５４が内周面４２ｃ〜４３ｃに当接し、それ以上の変形が規制される。図８に示したように、蓋部材５が変形を開始して突起部５４が内周面４２ｃを押圧しても、内周面４２ｃからの反力により、突起部５４が内周面４２ｃを押し広げることが規制される。つまり、蓋部材５において更なる変形の進行が規制される。この結果、蓋部材５自身の変形が規制される。

このことは、蓋部材５の強度を高めるために、蓋部材５の厚さを厚くする必要が無いことを示す。つまり、電子回路部品１の体格を粗大化することなく、変形を規制される。
以上に詳述したように、本形態の電子回路部品１は、耐圧性が向上したものとなる。

（第２〜第３の効果）
本形態の電子回路部品１は、電子部品２の電気素子２２として集積回路（ＩＣ）が用いられ、突起部５４が収容凹部４２の開口部の全周にわたって形成されている。

本形態の電子回路部品１は、電気素子２２としてＩＣが用いられる。ＩＣは電気素子２１のコンデンサや抵抗素子と比較してサイズが大きく、ＩＣが収容される収容凹部４２の開口部の面積が、収容凹部４１の開口部と比較して大きくなる。このことは、蓋凹部５２が形成された部位は、蓋凹部５１が形成された部位よりも強度が低く、変形しやすいことを示す。

本形態のように、電子部品２のサイズが大きな電子部品２が収容する収容凹部４２，４３において、開口部の全周にわたって突起部５４が当接することで、蓋部材５の変形がより確実に規制される。
つまり、本形態のように、電子部品２のサイズが大きくなっても、突起部５４を全周にわたって形成することで、上記の効果を発揮できる。

（第４の効果）
本形態の電子回路部品１は、収容凹部４１〜４３の開口部の内周面（側面）４１ｃ〜４３ｃのが、開口部側が拡径した傾斜面をなしている。

この構成によると、蓋部材５に変形やたわみが生じて突起部５４が内周面４２ｃ〜４３ｃを押圧しても、傾斜した内周面４２ｃ〜４３ｃが加圧力を分散する。詳しくは、突起部５４の加圧力は、内周面４２ｃ〜４３ｃの傾斜により、図中の上下方向と前後方向に分散する。このことは、本形態の電子回路部品１の耐圧性がより向上したことを示す。

また、内周面４１ｃ〜４３ｃが傾斜して形成されたことで、樹脂部材４の成形型の型抜き性が向上する。すなわち、樹脂部材４の成形性が向上し、電子回路部品１を低コストで得られる。

（第５の効果）
本形態の電子回路部品１は、蓋部材５が、樹脂部材４の表面４ａに対向する対向面５ｂであって収容凹部４１〜４３に対応した部位に、対向面５ｂから凹状にくぼんだ蓋凹部５１〜５３が形成される。

蓋凹部５１〜５３を形成することで、電子部品２の上方にすき間（クリアランス）を確保できる。このすき間は、蓋部材５が変形しても、電子部品２の上面に接触又は押圧することを防止する。特に、上記のインサート成形時に蓋部材５が変形して電子部品２を損傷することが抑えられる。

さらに、蓋部材５と樹脂部材４の合計の厚さが増加することを防止できる。このことは、全体の体格の粗大化を抑えることができるだけでなく、放熱性を向上できる。

加えて、図に示したように、樹脂部材４の表面を電気素子２１のＩＣの上面より下方とすることができる。つまり、樹脂部材４を薄くすることができ、この点からも全体の体格の粗大化を抑えることができる。

（第６の効果）
本形態の電子回路部品１は、蓋凹部５１〜５３が、断面形状が凹字状をなすように形成されている。
この構成によると、上記の各効果を確実に発揮できる。

（第７の効果）
本形態の電子回路部品１は、電子部品２が対応した回路パターンを備えたリードフレーム３に組み付けられ、樹脂部材４は、リードフレーム３をその内部に固定する。

この構成によると、リードフレーム３が樹脂部材４に固定された状態で電子部品２の組み付けを行うことができる。すなわち、電子部品２が組み付けられていない状態で、樹脂部材４の形成を行うことができる。つまり、電子部品２が樹脂部材４の形成時に損傷することを抑えることができる。

（第８の効果）
本形態の電子回路部品１は、樹脂部材４及び蓋部材５を囲包する被覆樹脂６を有する。
この構成によると、本形態の電子回路部品１は、所望の外周形状を形成できる。

［第２実施形態］
本形態は、蓋凹部５１〜５３の内周形状が異なること以外は、第１実施形態と同様な構成の電子回路部品１である。本形態の構成を、図９に断面図で示す。なお、図９は、図４と同様な断面図である。

蓋凹部５１〜５３は、内周面が弧状をなすように形成されている。本形態において、蓋凹部５１〜５３の内周面の弧の曲率半径等については限定されるものではない。

［第２実施形態の効果］
本形態においても、第１実施形態と同様な効果を発揮する。
本形態では、さらに、蓋凹部５１〜５３の内周面が弧状をなすように形成されている。この構成は、蓋凹部５１〜５３が角部を持たない構成となっている。つまり、蓋部材５に大きな力が加わっても、部分的な応力の集中が起こらない。つまり、蓋部材５自身の耐圧性が向上する。この結果、本形態の電子回路部品１の耐圧性がより向上する。

［第３実施形態］
本形態は、収容凹部４１に対応する蓋凹部５１の開口部にも突起部５４が形成されていること以外は、第１実施形態と同様な構成の電子回路部品１である。本形態の構成を、図１０に断面図で示す。なお、図１０も、図４と同様な断面図である。

［第３実施形態の効果］
本形態においても、第１実施形態と同様な効果を発揮する。
本形態では、さらに、蓋凹部５１の開口部にも突起部５４が形成されていることから、収容凹部４１に対応する部位での蓋部材５の変形が抑えられる。このため、上記の効果をより確実に発揮できる。

［第４実施形態］
本形態は、収容凹部４１〜４３の内表面の断面形状、及び突起部５４の外周形状が異なること以外は、第１実施形態と同様な構成の電子回路部品１である。本形態の構成を、図１１に断面図で示す。なお、図１１も、図４と同様な断面図である。
本形態の収容凹部４１〜４３の内表面は、図示したように、断面凹字状をなすように形成されている。

また、突起部５４は、断面凸字状をなすように形成されている。突起部５４は、径方向外方側の側面５４ｃが、収容凹部４２〜４３の側面４２ｃ〜４３ｃとの当接面となる。
突起部５４の径方向の厚さについて、突起部５４の強度を確保できる厚さであればよく、一概に限定されるものではない。

［第４実施形態の効果］
本形態においても、第１実施形態と同様な効果を発揮する。
さらに、本形態では突起部５４自身の強度を高めることができる。この結果、蓋部材５に加わる力がより大きくなっても、蓋部材５の変形を抑えることができる。すなわち、本形態によると、上記の効果をより確実に発揮できる。

［各実施形態の変形形態］
上記の各形態では、蓋部材５に蓋凹部５１〜５３が形成されているが、蓋凹部５１〜５３が形成されていない板状としても良い。この形態においても、突起部５４が形成されていることで、上記の効果を発揮できる。

また、突起部５４が、収容凹部４１〜４３に対応する蓋凹部５１〜５３の開口部の全周にわたって形成されているが、この構成に限定されるものではない。例えば、部分的に切れた環状や、開口部の周方向の一部に線状やポイント状に形成していても良い。好ましくは、蓋部材に上下方向に力が加わったときに、変形量が大きくなる部位であり、蓋凹部５１〜５３の開口部が略長方形状の場合、短辺に沿って形成することが好ましい。

１：電子回路部品
２：電子部品 ２１，２２：電気素子 ２３：接続部
３：リードフレーム ３０：リード線
４：樹脂部材 ４０：基板形成部位 ４１，４２，４３：収容凹部
５：蓋部材 ５１，５２，５３：蓋凹部 ５４：突起部
６：被覆樹脂 ６０：本体部 ６１：コネクタケース部
６２：固定部 ６３：固定用金属部材

Claims (8)

1. 電気素子（２１，２２）、該電気素子への導電路の一部（２３）、より選ばれる少なくとも一つを有する電子部品（２）と、
   表面（４ａ）から凹状にくぼんだ収容凹部（４１，４２，４３）が形成され、該収容凹部の内部に前記電子部品（２）が配置される樹脂部材（４）と、
   前記樹脂部材（４）の前記表面を被覆する蓋部材（５）と、
   を有する電子回路部品（１）であって、
   前記蓋部材（５）は、前記収容凹部（４１〜４３）の開口部の内周面（４１ｃ，４２ｃ，４３ｃ）に当接する突起部（５４）を有する電子回路部品。
2. 前記突起部は、前記収容凹部の前記開口部の全周にわたって形成される請求項１記載の電子回路部品。
3. 前記電子部品は、集積回路（２１）である請求項１〜２のいずれか１項に記載の電子回路部品。
4. 前記収容凹部の開口部の内周面は、開口部側が拡径した傾斜面をなしている請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子回路部品。
5. 前記蓋部材（５）は、前記樹脂部材の前記表面に対向する対向面であって前記収容凹部に対応した部位に、該対向面から凹状にくぼんだ蓋凹部（５１，５２，５３）が形成される請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子回路部品。
6. 前記蓋凹部（５１〜５３）は、断面形状が凹字状、弧状の少なくとも一方をなすように形成されている請求項５記載の電子回路部品。
7. 前記電子部品（２）は、対応した回路パターンを備えたリードフレーム（３）に組み付けられ、
   前記樹脂部材（４）は、前記リードフレームをその内部に固定する請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子回路部品。
8. 前記電子回路部品を囲包する被覆樹脂（６）を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子回路部品。

Images