JP4940017B2 - 電子ユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子ユニットの製造方法に関する。

従来、入出力端子を備える回路基板の周囲に樹脂からなるケーシング部材がインサートモールド成形された電子ユニットが公知である（例えば、特許文献１に記載の電子ユニットを参照）。この電子ユニットでは、回路基板の側方から突出する複数本の入出力端子（バスバー）を露出させるようにして、ケーシング部材が回路基板の周囲にモールド成形されている。また、この入出力端子を囲むようにしてコネクタハウジング部がケーシング部材に対して一体的に設けられている。

特開２００６−３１１７１４公報

従来の電子ユニットにおいて、回路基板の周囲にケーシング部材をモールド成形する際には、成形用の金型の内部に回路基板を配置した状態でその金型の内部に溶融樹脂を充填する。このとき、回路基板の側方から突出する複数本の入出力端子を挿通させるための挿通穴を金型に設けておく必要があるが、入出力端子の断面寸法と挿通穴の寸法とが厳密に一致していない場合には、入出力端子と挿通穴との間に生じた隙間から溶融樹脂が流出することによって、入出力端子の周囲に樹脂のバリが発生してしまうという問題があった。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電子ユニットの基板の周囲に樹脂からなるケーシング部材をモールド成形する際に、基板の側方から突出する入出力端子の周囲に樹脂のバリが発生しないようにすることである。

課題を解決するための手段は、以下の発明である。
本発明は、入出力端子を備える基板の周囲には、軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材が前記入出力端子を露出させた状態でモールド成形されており、前記内層ケーシング部材の周囲には、硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材がモールド成形されており、前記外層ケーシング部材は、前記入出力端子を囲むコネクタハウジング部を一体に備えている電子ユニットの製造方法であって、前記外層ケーシング部材の成形工程では、前記入出力端子が露出している側の前記内層ケーシング部材の端面にその型面が当接する第１の金型と、前記第１の金型と対向して配置される第２の金型との間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を充填し、前記第１の金型には、前記入出力端子を挿通させる挿通穴が設けられており、前記挿通穴の寸法は、前記入出力端子を挿通させたときに隙間が生じる寸法に設定されており、前記内層ケーシング部材の端面には、前記外層ケーシング部材をモールド成形する際に前記入出力端子の周囲に溶融樹脂が流入することを防止する突条が一体的に設けられていることを特徴とする、電子ユニットの製造方法である。

本発明によれば、外層ケーシング部材をモールド成形する際に、入出力端子が露出している側の内層ケーシング部材の端面に第１の金型の型面を当接させることが可能である。このため、入出力端子の周囲に溶融樹脂が流入することがなくなるために、入出力端子の周囲に樹脂のバリが発生することがなくなる。

また、本発明によれば、第１の金型に設けられる挿通穴の寸法を、入出力端子の断面寸法に厳密に一致させる必要がなくなる。このため、挿通穴を設けるための精密加工が不要であり、第１の金型を製造するためのコストを低減することが可能である。
また、本発明によれば、挿通穴の寸法が入出力端子の断面寸法よりも大きく設定されているために、入出力端子を挿通穴から引き抜く際のアンダーカットを考慮する必要がなくなる。このため、入出力端子の先端部の形状を自由に設計することが可能となる。

また、本発明によれば、内層ケーシング部材の端面に設けられた突条によって、外層ケーシング部材をモールド成形する際に入出力端子の周囲に溶融樹脂が流入することが防止される。これにより、入出力端子の周囲に樹脂のバリが発生することを防止することが可能となる。

本発明によれば、電子ユニットの基板の周囲に樹脂からなるケーシング部材をモールド成形する際に、基板の側方から突出する入出力端子の周囲に樹脂のバリが発生しないようにすることが可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る電子ユニット１０の上面図である。図２は、電子ユニット１０の正面図である。図３は、図１に示す電子ユニット１０のＡ−Ａ線断面図である。
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る電子ユニット１０は、複数本の入出力端子１４を備える回路基板１２（本発明の「基板」に対応する）の周囲に内層ケーシング部材４０及び外層ケーシング部材４２がモールド成形により被覆されたものである。回路基板１２の側方から突出した複数本の入出力端子１４を相手側接続端子に電気的に接続することによって、車両に搭載された電気接続箱等の相手側機器に電子ユニット１０を接続することができるようになっている。

回路基板１２の表面には、スイッチングデバイス１６などの各種部品が実装されている。一方、回路基板１２の裏面には、絶縁性の接着剤によってバスバー回路１８が接合されている（図３参照）。
スイッチングデバイス１６は、電流のオン／オフを制御可能なものであって、本実施形態では半導体スイッチング素子を用いており、特に本実施形態では、半導体デバイス中にパワーＭＯＳＦＥＴ部と、過熱保護機能或いはＰＷＭ信号発信部等を有する制御部とをワンチップ上に配設したものを用いている。

回路基板１２は、略方形状の絶縁基板上にスクリーン印刷により導電路が形成されたものである。回路基板１２の表面に実装されているスイッチングデバイス１６や抵抗その他の各種の電子素子は、次述のバスバー回路１８に電気的に接続されている（図３参照）。

バスバー回路１８は、金属平板を打抜いて形成された複数本のバスバーによって構成されている。バスバー回路１８は、全体形状が回路基板１２と同様の略方形状をなしており、回路基板１２のほぼ全体に亘る領域をバスバー回路１８で支持することで回路基板１２の強度を確保できるようになっている。
さらに、バスバー回路１８には、回路基板１２の側方から突出する複数本の入出力端子１４が一体的に形成されている。この入出力端子１４を図示しない相手側端子に対して電気的に接続することによって、車両に搭載された電気接続箱等の相手側機器に電子ユニット１０を接続できるようになっている。

上記のように構成された回路基板１２の周囲には、軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材４０が入出力端子１４を露出させた状態でモールド成形されており、内層ケーシング部材４０の周囲には、硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材４２がモールド成形されている。また、外層ケーシング部材４２には、入出力端子１４を囲むコネクタハウジング部４４が一体的に設けられている。

回路基板１２の周囲に内層ケーシング部材４０及び外層ケーシング部材４２がモールド成形により被覆されることによって、回路基板１２が水分やホコリ、衝撃、振動などから保護されている。

回路基板１２の周囲には、軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材４０がモールド形成されている。このため、回路基板１２の周囲に硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材４２が直接的にモールド成形された場合と比較すると、回路基板１２に実装されている部品（スイッチングデバイス１６等）に対して過大な応力が作用しないようになっており、回路基板１２に実装されている部品の半田接続部にクラック等が発生することが防止されている。

また、回路基板１２の周囲に軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材４０がモールド成形されることによって、この内層ケーシング部材４０の偏肉に起因して回路基板１２に反りなどの変形が生じることが防止されている。

内層ケーシング部材４０の材料となる軟質の樹脂には、例えば、シリコーン系ゲル或いはエポキシ樹脂やウレタン樹脂等を用いることができる。
外層ケーシング部材４２の材料となる硬質の樹脂には、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）といった耐熱性の樹脂を用いることができる。
なお、本発明において、「軟質」あるいは「硬質」とあるのは、内層ケーシング部材４０及び外層ケーシング部材４２をモールド成形するための樹脂材料の硬さを相対的に表したものである。

上述のように構成された電子ユニット１０の製造方法について説明する。
まず、図４に示すように、回路基板１２の周囲に内層ケーシング部材４０をモールド成形する。このとき、回路基板１２の側方から突出する複数本の入出力端子１４を露出させた状態で、回路基板１２の周囲に内層ケーシング部材４０をモールド成形する。

つぎに、図５、図６に示すように、内層ケーシング部材４０の周囲に外層ケーシング部材４２をモールド成形する。このとき、入出力端子１４が露出している側の内層ケーシング部材４０の端面４６に対して第１の金型６０の型面６０ａを当接させつつ（図５参照）、その第１の金型６０とそれに対向して配置される第２の金型６２との間に形成されるキャビティ６４内に溶融樹脂６５を射出して充填する（図６参照）。なお、本実施形態では、第１の金型６０に対向して配置される第２の金型６２は、上下一対の金型（上型６３ａ及び下型６３ｂ）により構成されている。

そして、溶融樹脂６５が固化した後に第１の金型６０及び第２の金型６２を離型することによって、内層ケーシング部材４０の周囲に外層ケーシング部材４２がモールド成形された電子ユニット１０を取り出すことができる。

図５及び図６に示す外層ケーシング部材４２の成形工程においては、内層ケーシング部材４０の端面４６に対して第１の金型６０の型面６０ａを当接させる。このため、入出力端子１４の周囲には溶融樹脂が流入しないために、入出力端子１４の周囲には樹脂のバリが発生しない。

また、第１の金型６０の型面６０ａには、入出力端子１４を挿通させるための挿通穴６６が設けられているが、通常の場合、この挿通穴６６の寸法は、入出力端子１４の断面寸法に厳密に一致させる必要がある。なぜなら、挿通穴６６と入出力端子１４との間の隙間から溶融樹脂が流出して樹脂のバリが発生してしまうからである。
しかし、本実施形態では、入出力端子１４の周囲には溶融樹脂が流入しない。このため、挿通穴６６の寸法と、入出力端子１４の断面寸法とを厳密に一致させる必要がない。この結果、挿通穴６６の寸法を、入出力端子１４を挿通させたときに当該入出力端子１４との間に隙間が生じる寸法に設定することが可能である。

したがって、本実施形態の電子ユニット１０の製造方法では、挿通穴６６の寸法を入出力端子１４の断面寸法に厳密に一致させる必要がなく、挿通穴６６を設けるための精密加工が不要である。このため、第１の金型６０を製造するためのコストを低減することが可能である。

また、挿通穴６６の寸法が入出力端子１４の断面寸法よりも大きく設定されているために、入出力端子１４を挿通穴６６から引き抜く際のアンダーカットを考慮する必要がなくなる。したがって、入出力端子１４の先端部の形状を自由に設計することが可能である。例えば、入出力端子１４の先端部の形状を、図７、図８に示すようなアンダーカット部１４ａを備える形状に設計することが可能である。なお、図７、図８に示すような入出力端子１４の形状は、入出力端子１４の先端部を叩き出し成形することで実現することが可能である。

図９、図１０は、他の実施形態を示している。
図９、図１０に示すように、内層ケーシング部材４０の端面４６には、線状の突条４８が一体的に設けられている。この突条４８は、外層ケーシング部材４２をモールド成形する際に第１の金型６０の型面６０ａが当接することによって潰れる程度の硬さを有している。第１の金型６０の型面６０ａが突条４８に当接してこの突条４８が潰れることによって、入出力端子１４の周囲がシールされるので、外層ケーシング部材４２をモールド成形する際に入出力端子１４の周囲に溶融樹脂６５が流入することが防止される。この結果、入出力端子１４の周囲に樹脂のバリが発生することがより確実に防止される。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、外層ケーシング部材４２とコネクタハウジング部４４が一体に成形されている例を示したが、参考例として、別体に成形されてもよい。
（２）上記実施形態では、第１の金型６０に対向して配置される第２の金型６２が上下一対の金型（６３ａ、６３ｂ）により構成される例を示したが、第２の金型６２は一体の金型で構成されてもよい。

電子ユニットの上面図である。 電子ユニットの正面図である。 図１に示す電子ユニットのＡ−Ａ線断面図である。 回路基板の周囲に内層ケーシング部材をモールド成形する工程を示している。 内層ケーシング部材の周囲に外層ケーシング部材をモールド成形する工程を示しており、内層ケーシング部材の端面に第１の金型の型面を当接させた状態を示している。 内層ケーシング部材の周囲に外層ケーシング部材をモールド成形する工程を示しており、第１の金型及び第２の金型の間に形成されたキャビティ内に溶融樹脂を充填した後の状態を示している。 入出力端子の先端部の上面図である。 入出力端子の先端部の側面図である。 内層ケーシング部材の端面に一体に設けた突条の断面図であり、突条が潰れる前の状態を示している。 内層ケーシング部材の端面に一体に設けた突条の断面図であり、突条が潰れる途中の状態を示している。

符号の説明

１０…電子ユニット
１２…回路基板
１４…入出力端子
１８…バスバー回路
４０…内層ケーシング部材
４２…外層ケーシング部材
４４…コネクタハウジング部
４６…端面
４８…突条
６０…第１の金型
６０ａ…型面
６２…第２の金型
６４…キャビティ
６５…溶融樹脂
６６…挿通穴

Claims (1)

1. 入出力端子を備える基板の周囲には、軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材が前記入出力端子を露出させた状態でモールド成形されており、前記内層ケーシング部材の周囲には、硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材がモールド成形されており、前記外層ケーシング部材は、前記入出力端子を囲むコネクタハウジング部を一体に備えている電子ユニットの製造方法であって、
   前記外層ケーシング部材の成形工程では、前記入出力端子が露出している側の前記内層ケーシング部材の端面にその型面が当接する第１の金型と、前記第１の金型と対向して配置される第２の金型との間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を充填し、
   前記第１の金型には、前記入出力端子を挿通させる挿通穴が設けられており、
   前記挿通穴の寸法は、前記入出力端子を挿通させたときに隙間が生じる寸法に設定されており、
   前記内層ケーシング部材の端面には、前記外層ケーシング部材をモールド成形する際に前記入出力端子の周囲に溶融樹脂が流入することを防止する突条が一体的に設けられていることを特徴とする、電子ユニットの製造方法。

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