樹脂成形部品及び製造方法
【課題】インサート部品と樹脂との接合性をより有効に高めることができる樹脂成形部品及び製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明による樹脂成形部品１は、インサート部品２とインサート部品２を外包する樹脂３を有する樹脂成形部品１であって、インサート部品２は樹脂３のインサート部品２に対向する面の少なくとも一部３ａを押圧する押圧部２ａを含むことを特徴とする。
【解決手段】本発明による樹脂成形部品１は、インサート部品２とインサート部品２を外包する樹脂３を有する樹脂成形部品１であって、インサート部品２は樹脂３のインサート部品２に対向する面の少なくとも一部３ａを押圧する押圧部２ａを含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば乗用車、トラック、バス等の車両や家庭用機器又は産業用機器に適用されて好適な半導体装置を含む樹脂成形部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＩＰＭ（Intelligent Power Module）等の半導体素子を含む樹脂成形部品の製造にあたってはインサート成形が広く用いられる。インサート成形とは、樹脂成形製品の中に構造部品や金属端子などのインサート部品を溶けた樹脂を流し込む前に成形型内に入れた後、樹脂を充填することで成形する技術を一般に指し、生産性を高める等の種々のメリットを有するため、例えば特許文献１に記載されているように一般的に多用される。
【０００３】
上述したインサート成形は生産性が高い等の利点を有するが、特に電子部品に用いられた場合に、インサート部品に電気の導通経路の機能を具備させることが多い。その場合に、ワイヤーボンディング等でリード線を接合する必要性が発生する。ところが、インサート成形は原理的に、成形後に高温から冷める時に収縮が発生し、流し込んだ樹脂とインサート部品との間に隙間が発生しやすい。樹脂とインサート部品との間に隙間が存在すると、この隙間が例えば振動接合等の接合時に、インサート部品の揺れを許容してしまい、ワイヤーボンディングでの接合性を阻害する要因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６４２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
その対策としてインサート部品の樹脂に対向する表面に溝を付けたり、インサート部品表面の面精度を荒くすることで、いわゆるくさび効果により接合性を担保することも考えられるが、現時点では有効性は必ずしも高くない。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑み、インサート部品と樹脂との接合性をより有効に高めることができる樹脂成形部品及び製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明による樹脂成形部品は、
インサート部品と当該インサート部品を外包する樹脂を有する樹脂成形部品であって、前記インサート部品は前記樹脂の前記インサート部品に対向する面の少なくとも一部を押圧する押圧部を含むことを特徴とする。
【０００８】
また上記の課題を解決するため、本発明による製造方法は、
前記インサート部品を成形型内に載置する載置ステップと、前記成形型内に前記樹脂を充填する充填ステップと、前記押圧部に押圧力を蓄積する蓄積ステップと、前記樹脂の硬化時に前記押圧力を解放する解放ステップを含むことを特徴とする前記樹脂成形部品の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記インサート部品と前記樹脂との接合性をより有効に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施例１の樹脂成形部品１及び製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。
【図２】実施例１の樹脂成形部品１を構成するインサート部品２の構成の詳細を示す模式断面図である。
【図３】実施例１の樹脂成形部品１に対して給電又は接地を目的とする配線を行う場合の利点を説明する模式断面図である。
【図４】本発明に係る実施例２の樹脂成形部品１１のインサート部品１２の構成の詳細を示す模式断面図である。
【図５】実施例２の樹脂成形部品１１及び製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。
【図６】本発明に係る実施例３の樹脂成形部品２１のインサート部品２２の構成の詳細を示す模式断面図である。
【図７】実施例３の樹脂成形部品２１及び製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。
【図８】本発明に係る実施例４の樹脂成形部品３１のインサート部品２及びクリップ５の構成の詳細を示す模式断面図である。
【図９】実施例４の樹脂成形部品３１及び製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。
【図１０】本発明に係る実施例５の樹脂成形部品４１のインサート部品４２の構成の詳細を示す模式断面図である。
【図１１】実施例５の樹脂成形部品４１及び製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
本実施例１の樹脂成形部品１は、図１に示すように、インサート部品２とインサート部品２を外包する樹脂３を有する樹脂成形部品１であって、インサート部品２は樹脂３のインサート部品２に対向する面の少なくとも一部３ａを押圧する押圧部２ａを含む。
【００１３】
インサート部品２は、アルミニウム又は銅等の熱伝導性及び電気伝導性の高い平板状の二枚の母材を、例えばプレス加工により方形状に打ち抜き、図２中下側の位置する側のみに図１に示す位置決めピンＰ１、Ｐ２に対応する穴２ｂ、２ｃを形成した後、図示しない楔状のスペーサを挟んで積層して、図２中右側の適宜の箇所を溶接又はリベット締め等の適宜の接合手法によって接合して、左側に開くスリットＳを有する形態にて構成される。押圧部２ａはスリットＳを有する側の端部により構成される。
【００１４】
本実施例１の樹脂成形部品１を形成するための成形型は、図１（ａ）に示す上下一対の上型ＵＭと下型ＤＭとにより、梨地内の白抜きの四角形状の空間状に構成される。下型ＤＭには、インサート部品２の穴２ｂ、２ｃに対応する位置決めピンＰ１、Ｐ２が上方に指向させて設けられ、上型ＵＭには、インサート部品２の上側の表面に図２（ｂ）に示す樹脂３を構成する構成材３Ｍを充填するときに当接する押しピンＰ３が下方に指向させて設けられている。図１（ａ）に示すように、位置決めピンＰ１、Ｐ２にインサート部品２の穴２ｂ、２ｃを嵌め込む形態にて、インサート部品２が下型ＤＭに載置される。
【００１５】
スリットＳの押圧部２ａ側の端部における拡開幅は図１（ａ）に示すように、上型ＵＭが下型ＤＭに対して上下方向に離隔されていて、成形型が形成されておらず、インサート部品２の上側の表面には押しピンＰ３による当接力も、構成材３Ｍによる圧力も作用しない状態においては寸法Ａをなす。
【００１６】
ここで図１（ｂ）に示すように、上型ＵＭが下型ＤＭに対して閉じられて成形型が形成され、押しピンＰ３がインサート部品２の上側の表面に当接する状態においては、インサート部品２の押圧部２ａは当接力により上下方向に圧縮され、スリットＳの厚みは寸法Ａよりも小さい寸法Ｂをなす。スリットＳが寸法Ａから寸法Ｂへと小さくされた分、インサート部品２には弾性エネルギーが蓄積される。
【００１７】
図１（ｂ）に示す状態にて、上型ＵＭと下型ＤＭとにより構成される成形型内に図示しない供給経路により高温かつ所定量の構成材３Ｍが充填されて、構成材３Ｍはインサート部品２を下側の露出面を除いて外包するとともに、外形を成形型の内周面に沿う形態に形成された後、冷却され硬化されて、構成材３Ｍは樹脂３を構成する。
【００１８】
図１（ｃ）に示すように、下型ＤＭから上型ＵＭを取り外して、押しピンＰ３を樹脂３から抜出して、硬化された後の樹脂３とインサート部品２を含む樹脂成形部品１は、取出可能な状態で下型ＤＭに保持される。このとき樹脂成形部品１のインサート部品２の上側の表面には押しピンＰ３の当接力が作用しないので、図１（ｂ）の状態でインサート部品２内に蓄積された弾性エネルギーは解放されて、押圧部３ａは上側の樹脂３に対して図１（ｃ）中上下一対の破線で示す範囲において押圧力を作用させる。
【００１９】
なお、インサート部品２自体はスリットＳの寸法Ｂを寸法Ａにするべく復帰しようとするが、硬化した樹脂３によりその復帰動作は制限され、インサート部品２の押圧部２ａと硬化した樹脂３との間に存在する隙間δの二倍に相当する寸法のみ図１（ｃ）中上下方向に拡開する方向に動き、スリットＳの寸法は見かけ上寸法Ｂのまま保持される。隙間δは寸法Ｂよりも十分小さく、例えば数μｍから数十μｍ程度である。
【００２０】
以上説明した樹脂成形部品１の製造方法は、インサート部品２を成形型内に載置する載置ステップと、成形型内に樹脂３を充填する充填ステップと、押圧部２ａに押圧力を蓄積する蓄積ステップと、樹脂３の硬化時に押圧力を解放する解放ステップを含むものである。なお、図１（ａ）〜（ｃ）における説明においては硬化前の樹脂３を、説明の厳密さを期して構成材３Ｍとしている。また、硬化時とは厳密には冷却完了時を指す。
【００２１】
すなわち本実施例１の樹脂成形部品１及びその製造方法によれば、樹脂３の成型時の冷却に伴う硬化により、樹脂３が収縮して樹脂３のインサート部品２に対向する面と、インサート部品２の表面との間に上述した隙間δが発生していても、インサート部品２は上型ＵＭを下型ＤＭにセットした時点で押しピンＰ３の当接力により弾性エネルギーつまり押圧力が蓄積されている。
【００２２】
つまり、上型ＵＭを下型ＤＭから取り外して開いた場合にはこの当接力が作用しなくなり、押圧部２ａの押圧力が解放されてインサート部品２の上側の表面及び下側の表面は樹脂３のインサート部品２に対向する面に押し付けられることとなるため、隙間δは埋められてインサート部品２と樹脂３との密着性が確保される。
【００２３】
すなわち、図１（ｃ）の上下一対の破線の領域に示した押圧力が作用する領域３ａにおいては、隙間δをなくすことができるので、樹脂３とインサート部品２との密着性を確保して、図３に示すように、図１に示した樹脂成形部品１を上下逆として下側の露出面を上としてワイヤーボンド４（テープボンドでもよい）を例えば振動接合により接合する場合に、インサート部品２と樹脂３との相対位置関係のずれに起因してインサート部品２の揺れを誘発することを防止することができる。つまり、ワイヤーボンド４の接合性を確保することができる。
【００２４】
以上述べた実施例１においては、インサート部品２を二枚の母材を重ねて一端を接合することにより構成し、押圧力の蓄積は上型ＵＭの押しピンＰ３の当接力によるものとしたが、インサート部品の形態はこれに限られるものではなく樹脂３を構成する構成材３Ｍの温度変化を利用する他の形態とすることもできる。以下それについての実施例２について述べる。
【実施例２】
【００２５】
本実施例２の樹脂成形部品１１は、インサート部品１２を実施例１に示したインサート部品２とは異なり、形状記憶合金を用いるものとしている。つまり、形状記憶合金の性質を利用して、例えば常温の低温状態では図４（ａ）に示すようにスリットＳを寸法Ａとし、構成材３Ｍの充填時の高温状態では図４（ｂ）に示すようにスリットＳを寸法Ａより小さい寸法Ｂとなるように、インサート部品１２の形状を初期設定する。インサート部品１２は実施例１のインサート部品２と同様に穴１２ｂ、１２ｃと押圧部１２ａを有している。
【００２６】
このように初期設定されたインサート部品１２を高温状態として、低温状態となればスリットＳが寸法Ｂから寸法Ａに戻る見込みの押圧力を蓄積する。つづいて、図５（ａ）に示すように下型ＤＭの位置決めピンＰ１、Ｐ２に穴１２ｂ、１２ｃを嵌めて、インサート部品１２を下型ＤＭに載置する。なお、図５中においては実施例１と共通する構成要素には同一の符号を付し、下記においては相違点を主として説明する。
【００２７】
図５（ａ）に示すように上型ＵＭは実施例１の押しピンＰ３よりも短い支えピンＰ３１を有しており、図５（ｂ）に示すように、下型ＤＭにインサート部品１２を載置しかつ上型ＵＭにて蓋をして成形型を形成した状態では、支えピンＰ３１はインサート部品１２の上側の表面に対してクリアランスεを有しており当接しない。
【００２８】
図５（ｂ）に示す状態にて、上型ＵＭと下型ＤＭとにより構成される成形型内に図示しない供給経路により高温かつ所定量の構成材３Ｍが充填されて、構成材３Ｍはインサート部品１２を下側の露出面を除いて外包するとともに、外形を成形型の内周面に沿う形態に形成された後、冷却され硬化されて、構成材３Ｍは樹脂３を構成する。
【００２９】
図５（ｃ）に示すように、下型ＤＭから上型ＵＭを取り外して、支えピンＰ３１を樹脂３から抜出して、硬化された後の樹脂３とインサート部品１２を含む樹脂成形部品１１は、取出可能な状態で下型ＤＭに保持される。このとき樹脂成形部品１１のインサート部品１２は既に冷却されており低温状態となっており、スリットＳは図４（ａ）で示す寸法Ａにするべく復帰しようとする。
【００３０】
ところが、実施例１と同様に硬化した樹脂３によりその復帰動作は制限され、インサート部品１２の押圧部１２ａと硬化した樹脂３との間に存在する隙間δの二倍に相当する寸法のみ図５（ｃ）中上下方向に拡開する方向に動き、スリットＳの寸法は見かけ上寸法Ｂのまま保持される。隙間δは実施例１と同様に寸法Ｂよりも十分小さく、例えば数μｍから数十μｍ程度である。
【００３１】
以上説明した樹脂成形部品１１の製造方法は、押圧部１２ａに押圧力を蓄積する蓄積ステップと、インサート部品１２を成形型内に載置する載置ステップと、成形型内に樹脂３を充填する充填ステップと、樹脂３の硬化時に押圧力を解放する解放ステップを含むものである。
【００３２】
すなわち本実施例２の樹脂成形部品１１及びその製造方法によれば、樹脂３の成型時の冷却に伴う硬化により、樹脂３が収縮して樹脂３のインサート部品１２に対向する面と、インサート部品１２の表面との間に上述した隙間δが発生していても、インサート部品１２は上型ＵＭを下型ＤＭにセットした時点で、自身の形状記憶合金の性質に基づいて見込みの押圧力が蓄積されている。
【００３３】
つまり、上型ＵＭを下型ＤＭから取り外して開く時点では構成材３Ｍは冷却が完了されて樹脂３となっており低温状態となっているため、高温状態においてスリットＳを寸法Ｂに保持する保持力が解除され、押圧力が解放されてインサート部品１２の上側及び下側の表面は樹脂３のインサート部品１２に対向する面に押し付けられることとなるため、隙間δは埋められてインサート部品１２と樹脂３との密着性が確保される。
【００３４】
すなわち、図５（ｃ）の上下一対の破線の領域に示した押圧力が作用する領域３ａにおいては、隙間δをなくすことができるので、樹脂３とインサート部品１２との密着性を確保して、樹脂成形部品１１を上下逆として下側の露出面を上として図示しないワイヤーボンドを振動接合により接合する場合に、インサート部品１２と樹脂３との隙間δに起因するインサート部品１２の揺れを誘発することを防止することができ、ワイヤーボンドの接合性を確保することができる。
【００３５】
なお、本実施例２においては支えピンＰ３１はインサート部品１２の上側の表面には当接しないが、クリアランスεを有して近接しており、構成材３Ｍの充填時におけるインサート部品１２の移動を規制する機能を有している。
【００３６】
以上述べた実施例２においては、インサート部品１２を形状記憶合金にて実施例１と同様の形態にて構成したが、この形態はスリットＳを有する形態には限られず、凹状空間を有して押圧力の作用する方向を左右方向とする他の形態とすることもできる。以下それについての実施例３について述べる。
【実施例３】
【００３７】
本実施例３の樹脂成形部品２１は、インサート部品２２の構成が実施例２に示したものとは異なり、形状記憶合金を用いかつ凹状空間を有するものとしている。つまり、形状記憶合金の性質を利用して、例えば高温状態では図６（ａ）に示すように凹状空間の左右方向の間隔を寸法Ｃとし、低温状態では図６（ｂ）に示すように凹状空間を寸法Ｃより小さい寸法Ｄとなるように、インサート部品２２の凹状空間をなす左右一対の耳部の形状を初期設定する。インサート部品２２は実施例１のインサート部品２と同様に穴２２ｂ、２２ｃを有しており、凹状空間をなす耳部が押圧部をなしている。
【００３８】
このように初期設定されたインサート部品２２を高温状態として、低温状態となれば凹状空間が寸法Ｃから寸法Ｄに戻る見込みの押圧力を蓄積する。つづいて、図７（ａ）に示すように下型ＤＭの位置決めピンＰ１、Ｐ２に穴２２ｂ、２２ｃを嵌めて、インサート部品２２を下型ＤＭに載置する。なお、図７中においても実施例１、実施例２と共通する構成要素には同一の符号を付し、下記においては相違点を主として説明する。
【００３９】
図７（ａ）に示すように上型ＵＭは実施例２と同様に実施例１の押しピンＰ３よりも短い支えピンＰ３１を有しており、図７（ｂ）に示すように、下型ＤＭにインサート部品２２を載置しかつ上型ＵＭにて蓋をして成形型を形成した状態では、支えピンＰ３１はインサート部品２２の上側の耳部以外の表面に対してクリアランスεを有しており当接しない。
【００４０】
図７（ｂ）に示す状態にて、上型ＵＭと下型ＤＭとにより構成される成形型内に図示しない供給経路により高温かつ所定量の構成材３Ｍが充填されて、構成材３Ｍはインサート部品２２を下側の露出面を除いて外包するとともに、外形を成形型の内周面に沿う形態に形成された後、冷却され硬化されて、構成材３Ｍは樹脂３を構成する。
【００４１】
図７（ｃ）に示すように、下型ＤＭから上型ＵＭを取り外して、支えピンＰ３１を樹脂３から抜出して、硬化された後の樹脂３とインサート部品２２を含む樹脂成形部品２１は、取出可能な状態で下型ＤＭに保持される。このとき樹脂成形部品２１のインサート部品２２は既に冷却されており低温状態となっており、凹状空間の左右方向の寸法は図６（ｂ）で示す寸法Ｄにするべく復帰しようとする。
【００４２】
ところが、実施例２と同様に硬化した樹脂３によりその復帰動作は制限され、インサート部品２２の押圧部をなす左右一対の耳部と硬化した樹脂３との間に存在する隙間δの二倍に相当する寸法のみ図７（ｃ）中左右方向に縮小する方向に動き、凹状空間の左右方向の寸法は見かけ上寸法Ｃのまま保持される。隙間δは実施例２と同様に寸法Ｃよりも十分小さく、例えば数μｍから数十μｍ程度である。
【００４３】
以上説明した樹脂成形部品２１の製造方法は、押圧部に押圧力を蓄積する蓄積ステップと、インサート部品２２を成形型内に載置する載置ステップと、成形型内に樹脂３を充填する充填ステップと、樹脂３の硬化時に押圧力を解放する解放ステップを実施例２と同様に含むものである。
【００４４】
すなわち本実施例３の樹脂成形部品２１及びその製造方法によれば、樹脂３の成型時の冷却に伴う硬化により、樹脂３が収縮して樹脂３のインサート部品２２に対向する面と、インサート部品２２の表面との間に上述した隙間δが発生していても、インサート部品２２は上型ＵＭを下型ＤＭにセットした時点で、自身の形状記憶合金の性質に基づいて押圧力が蓄積されている。
【００４５】
つまり、上型ＵＭを下型ＤＭから取り外して開く時点では、構成材３Ｍは冷却された後で低温状態となっており、高温状態において図６（ａ）に示す寸法Ｃを保持する保持力は解除されているため、押圧力が解放されてインサート部品２２の耳部の左右方向の内側の表面は樹脂３のインサート部品２２に対向する面に押し付けられることとなるため、隙間δは埋められてインサート部品２２と樹脂３との密着性が確保される。
【００４６】
すなわち、図７（ｃ）の破線の領域に示した押圧力が作用する左右一対の領域３ａにおいては、隙間δをなくすことができるので、樹脂３とインサート部品３２との密着性を確保し、かつ左右方向に挟持することができる。このため、樹脂成形部品２１を上下逆として下側の露出面を上として図示しないワイヤーボンドを振動接合により接合する場合に、インサート部品２２の揺れを誘発することを防止することができ、ワイヤーボンドの接合性を確保することができる。
【００４７】
なお、本実施例３においても支えピンＰ３１はインサート部品２２の上側の表面には当接しないが、クリアランスεを有して近接しており、構成材３Ｍの充填時におけるインサート部品２２の移動を規制する機能を有している。
【００４８】
既に述べた実施例１においては、インサート部品２を二枚の母材を重ねて一端を接合することにより構成し、押圧力の蓄積と解放は上型ＵＭの押しピンＰ３の当接力によるものとしたが、この蓄積と解放を別個の部品により行うこともできる。以下それについての実施例４について述べる。
【実施例４】
【００４９】
図８に示すように、本実施例４における上述した別個の部品はクリップ５とし、クリップ５は実施例１で示したインサート部品２の押圧部２ａを外側から挟持してスリットＳを縮小する機能を有するとともに、熱でもろくなる熱可塑性を有する素材にて形成されるものとする。
【００５０】
クリップ５の熱可塑性を利用して、例えば常温の低温状態では図８（ａ）に示すようにスリットＳをクリップ５の保持力により縮小して寸法Ｂとして押圧力を蓄積し、構成材３Ｍの充填時の高温状態を経て所定時間後であって硬化時に相当する時間でクリップ５自体が破断されて図８（ｂ）に示すようにスリットＳを寸法Ｂより大きい寸法Ａとなるように、インサート部品２を、クリップ５を用いて初期設定する。
【００５１】
このように初期設定されたインサート部品２を図９（ａ）に示すように下型ＤＭの位置決めピンＰ１、Ｐ２に穴２ｂ、２ｃを嵌めて、インサート部品２を下型ＤＭに載置する。なお、図９中においては実施例１と共通する構成要素には同一の符号を付し、下記においては相違点を主として説明する。
【００５２】
図９（ａ）に示すように上型ＵＭは実施例１の押しピンＰ３よりも短い支えピンＰ３１を有しており、図９（ｂ）に示すように、下型ＤＭにインサート部品２を載置しかつ上型ＵＭにて蓋をして成形型を形成した状態では、支えピンＰ３１はインサート部品２の上側の表面に対してクリアランスεを有しており当接しない。
【００５３】
図９（ｂ）に示す状態にて、上型ＵＭと下型ＤＭとにより構成される成形型内に図示しない供給経路により高温かつ所定量の構成材３Ｍが充填されて、構成材３Ｍはインサート部品２を下側の露出面を除いて外包するとともに、外形を成形型の内周面に沿う形態にて形成された後、冷却され硬化されて、構成材３Ｍは樹脂３を構成する。
【００５４】
図９（ｃ）に示すように、下型ＤＭから上型ＵＭを取り外して、支えピンＰ３１を樹脂３から抜出して、硬化された後の樹脂３とインサート部品２を含む樹脂成形部品３１は、取出可能な状態で下型ＤＭに保持される。このとき樹脂成形部品３１のインサート部品２は既に冷却されており低温状態となっており、かつ、クリップ５は自身の熱可塑性により既に破断しているため、スリットＳは図８（ｂ）で示す寸法Ａにするべく復帰しようとする。
【００５５】
ところが、実施例１と同様に硬化した樹脂３によりその復帰動作は制限され、インサート部品２の押圧部２ａと硬化した樹脂３との間に存在する隙間δの二倍に相当する寸法のみ図９（ｃ）中上下方向に拡開する方向に動き、スリットＳの寸法は見かけ上寸法Ｂのまま保持される。隙間δは実施例１と同様に寸法Ｂよりも十分小さく、例えば数μｍから数十μｍ程度である。
【００５６】
以上説明した樹脂成形部品３１の製造方法は、押圧部２ａに押圧力を蓄積する蓄積ステップと、インサート部品２を成形型内に載置する載置ステップと、成形型内に樹脂３を充填する充填ステップと、樹脂３の硬化時に押圧力を解放する解放ステップを含むものである。
【００５７】
すなわち本実施例４の樹脂成形部品３１及びその製造方法によっても、樹脂３の成型時の冷却に伴う硬化により、樹脂３が収縮して樹脂３のインサート部品２に対向する面と、インサート部品２の表面との間に上述した隙間δが発生していても、インサート部品２は自身の弾性に基づいて押圧力が蓄積されている。
【００５８】
つまり、上型ＵＭを下型ＤＭから取り外して開く時点ではクリップ５が熱可塑性に基づいて破断されていて保持力が作用しなくなり、押圧力が解放されてインサート部品２の上側及び下側の表面は樹脂３のインサート部品２に対向する面に押し付けられることとなるため、隙間δは埋められてインサート部品２と樹脂３との密着性が確保される。
【００５９】
すなわち、図９（ｃ）の破線の領域に示した押圧力が作用する上下一対の領域３ａにおいては、隙間δをなくすことができるので、樹脂３とインサート部品２との密着性を確保して、樹脂成形部品３１の露出面を上として図示しないワイヤーボンドを振動接合により接合する場合に、インサート部品２の揺れを誘発することを防止することができ、ワイヤーボンドの接合性を確保することができる。
【００６０】
既に述べた実施例２においては、インサート部品１２を形状記憶合金にて実施例１と同様の形態にて構成し押圧力をスリットＳ側に発生する形態を示したが、押圧力の発生形態はこの形態には限られず、上側に一箇所下側に二箇所とすることもできる。以下それについての実施例５について述べる。
【実施例５】
【００６１】
本実施例５の樹脂成形部品４１は、インサート部品４２の構成が実施例２に示したものとは異なり、表裏異種金属つまりバイメタルを用いかつ平板形状を有するものとしている。つまり、バイメタルの性質を利用して、例えば高温状態では図１０（ａ）に示すように平板形状のままとし、低温状態では図１０（ｂ）に示すように下に凹をなす扇形状となるように、インサート部品４２を初期設定する。インサート部品４２は実施例２のインサート部品２と同様に穴４２ｂ、４２ｃを有している。
【００６２】
このように初期設定されたインサート部品４２を低温状態のまま図１１（ａ）に示すように下型ＤＭの位置決めピンＰ１、Ｐ２に穴４２ｂ、４２ｃを嵌めて、インサート部品４２を下型ＤＭに載置する。なお、図１１中においても実施例２と共通する構成要素には同一の符号を付し、下記においては相違点を主として説明する。
【００６３】
図１１（ａ）に示すように上型ＵＭは実施例２と同様に実施例１の押しピンＰ３よりも短い支えピンＰ３１を有しており、図１１（ｂ）に示すように、下型ＤＭにインサート部品４２を載置しかつ上型ＵＭにて蓋をして成形型を形成した状態では、支えピンＰ３１はインサート部品４２の上側の表面に対してクリアランスεを有しており当接しない。
【００６４】
図１１（ｂ）に示す状態にて、上型ＵＭと下型ＤＭとにより構成される成形型内に図示しない供給経路により高温かつ所定量の構成材３Ｍが充填されて、構成材３Ｍの高温によりインサート部品４２は高温状態とされ図１０（ａ）に示した平板状に変化し、構成材３Ｍはインサート部品４２を下側の露出面を除いて外包するとともに、外形を成形型の内周面に沿う形態にて冷却され硬化されて、構成材３Ｍは樹脂３を構成する。
【００６５】
図１１（ｃ）に示すように、下型ＤＭから上型ＵＭを取り外して、支えピンＰ３１を樹脂３から抜出して、硬化された後の樹脂３とインサート部品４２を含む樹脂成形部品４１は、取出可能な状態で下型ＤＭに保持される。このとき樹脂成形部品４１のインサート部品４２は既に冷却されており低温状態となっており、インサート部品４２の外形は図１０（ｂ）に示す扇形状に変化して復帰しようとする。
【００６６】
ところが、実施例２と同様に硬化した樹脂３によりその復帰動作は制限され、インサート部品４２の押圧部をなす上側の面の中央部と下側の面の左右両端部と硬化した樹脂３との間に存在する隙間δのみ図１１（ｃ）中上下方向に撓み、インサート部品４２は図１０（ａ）に示す平板状に見かけ上保持される。隙間δは実施例２と同様に例えば数μｍから数十μｍ程度である。
【００６７】
以上説明した樹脂成形部品４１の製造方法は、押圧部に押圧力を蓄積する蓄積ステップと、インサート部品４２を成形型内に載置する載置ステップと、成形型内に樹脂３を充填する充填ステップと、樹脂３の硬化時に押圧力を解放する解放ステップを実施例２と同様に含むものである。なお、本実施例４においては蓄積ステップが構成材３Ｍの充填時となる。
【００６８】
すなわち本実施例４の樹脂成形部品４１及びその製造方法によれば、樹脂３の成型時の冷却に伴う硬化により、樹脂３が収縮して樹脂３のインサート部品４２に対向する面と、インサート部品４２の表面との間に上述した隙間δが発生していても、インサート部品４２は上型ＵＭを下型ＤＭにセットした時点で、自身のバイメタルの性質に基づいて押圧力が蓄積されている。
【００６９】
つまり、上型ＵＭを下型ＤＭから取り外して開いた場合にはこの押圧力を抑制する高温状態が解除されており、押圧力が解放されてインサート部品４２の上側の中央部と下側の左右両端部は樹脂３のインサート部品４２に対向する面に押し付けられることとなるため、隙間δは埋められてインサート部品４２と樹脂３との密着性が確保される。
【００７０】
すなわち、図１１（ｃ）の破線の領域に示した押圧力が作用する上の一箇所下の左右二箇所の領域３ａにおいては、隙間δをなくすことができるので、樹脂３とインサート部品４２との密着性を確保することができる。このため、樹脂成形部品２１を上下逆として下側の露出面を上として図示しないワイヤーボンドを振動接合により接合する場合に、インサート部品４２の揺れを誘発することを防止することができ、ワイヤーボンドの接合性を確保することができる。
【００７１】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、樹脂成形部品及びその製造方法に関するものであり、樹脂成形部品を構成するインサート部品と樹脂との境界面において樹脂を構成する構成材が硬化した時以降において、インサート部品の表面と樹脂の表面との間に隙間が発生することをより適切に防止することができるものである。これによりワイヤーボンディングの接合、特には振動接合時の安定性を高めることができる。
【００７３】
本発明においては主にインサート部品の構成に基づいて隙間の発生を防止するための押圧力を確保し、インサート部品の表面に溝を設ける又は凹凸を設ける等の必要がなく、製造コストの増大を招くがない。このため、種々の半導体関連の装置に適用して有益なものである。もちろん、乗用車、トラック、バス等の様々な車両のインバータ等に適用される半導体モジュールに適用しても有益なものである。
【符号の説明】
【００７４】
１ 樹脂成形部品
２ インサート部品
２ａ 押圧部
３ 樹脂
３ａ 密着部
４ ワイヤーボンド
５ クリップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば乗用車、トラック、バス等の車両や家庭用機器又は産業用機器に適用されて好適な半導体装置を含む樹脂成形部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＩＰＭ（Intelligent Power Module）等の半導体素子を含む樹脂成形部品の製造にあたってはインサート成形が広く用いられる。インサート成形とは、樹脂成形製品の中に構造部品や金属端子などのインサート部品を溶けた樹脂を流し込む前に成形型内に入れた後、樹脂を充填することで成形する技術を一般に指し、生産性を高める等の種々のメリットを有するため、例えば特許文献１に記載されているように一般的に多用される。
【０００３】
上述したインサート成形は生産性が高い等の利点を有するが、特に電子部品に用いられた場合に、インサート部品に電気の導通経路の機能を具備させることが多い。その場合に、ワイヤーボンディング等でリード線を接合する必要性が発生する。ところが、インサート成形は原理的に、成形後に高温から冷める時に収縮が発生し、流し込んだ樹脂とインサート部品との間に隙間が発生しやすい。樹脂とインサート部品との間に隙間が存在すると、この隙間が例えば振動接合等の接合時に、インサート部品の揺れを許容してしまい、ワイヤーボンディングでの接合性を阻害する要因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６４２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
その対策としてインサート部品の樹脂に対向する表面に溝を付けたり、インサート部品表面の面精度を荒くすることで、いわゆるくさび効果により接合性を担保することも考えられるが、現時点では有効性は必ずしも高くない。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑み、インサート部品と樹脂との接合性をより有効に高めることができる樹脂成形部品及び製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明による樹脂成形部品は、
インサート部品と当該インサート部品を外包する樹脂を有する樹脂成形部品であって、前記インサート部品は前記樹脂の前記インサート部品に対向する面の少なくとも一部を押圧する押圧部を含むことを特徴とする。
【０００８】
また上記の課題を解決するため、本発明による製造方法は、
前記インサート部品を成形型内に載置する載置ステップと、前記成形型内に前記樹脂を充填する充填ステップと、前記押圧部に押圧力を蓄積する蓄積ステップと、前記樹脂の硬化時に前記押圧力を解放する解放ステップを含むことを特徴とする前記樹脂成形部品の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記インサート部品と前記樹脂との接合性をより有効に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施例１の樹脂成形部品１及び製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。
【図２】実施例１の樹脂成形部品１を構成するインサート部品２の構成の詳細を示す模式断面図である。
【図３】実施例１の樹脂成形部品１に対して給電又は接地を目的とする配線を行う場合の利点を説明する模式断面図である。
【図４】本発明に係る実施例２の樹脂成形部品１１のインサート部品１２の構成の詳細を示す模式断面図である。
【図５】実施例２の樹脂成形部品１１及び製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。
【図６】本発明に係る実施例３の樹脂成形部品２１のインサート部品２２の構成の詳細を示す模式断面図である。
【図７】実施例３の樹脂成形部品２１及び製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。
【図８】本発明に係る実施例４の樹脂成形部品３１のインサート部品２及びクリップ５の構成の詳細を示す模式断面図である。
【図９】実施例４の樹脂成形部品３１及び製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。
【図１０】本発明に係る実施例５の樹脂成形部品４１のインサート部品４２の構成の詳細を示す模式断面図である。
【図１１】実施例５の樹脂成形部品４１及び製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
本実施例１の樹脂成形部品１は、図１に示すように、インサート部品２とインサート部品２を外包する樹脂３を有する樹脂成形部品１であって、インサート部品２は樹脂３のインサート部品２に対向する面の少なくとも一部３ａを押圧する押圧部２ａを含む。
【００１３】
インサート部品２は、アルミニウム又は銅等の熱伝導性及び電気伝導性の高い平板状の二枚の母材を、例えばプレス加工により方形状に打ち抜き、図２中下側の位置する側のみに図１に示す位置決めピンＰ１、Ｐ２に対応する穴２ｂ、２ｃを形成した後、図示しない楔状のスペーサを挟んで積層して、図２中右側の適宜の箇所を溶接又はリベット締め等の適宜の接合手法によって接合して、左側に開くスリットＳを有する形態にて構成される。押圧部２ａはスリットＳを有する側の端部により構成される。
【００１４】
本実施例１の樹脂成形部品１を形成するための成形型は、図１（ａ）に示す上下一対の上型ＵＭと下型ＤＭとにより、梨地内の白抜きの四角形状の空間状に構成される。下型ＤＭには、インサート部品２の穴２ｂ、２ｃに対応する位置決めピンＰ１、Ｐ２が上方に指向させて設けられ、上型ＵＭには、インサート部品２の上側の表面に図２（ｂ）に示す樹脂３を構成する構成材３Ｍを充填するときに当接する押しピンＰ３が下方に指向させて設けられている。図１（ａ）に示すように、位置決めピンＰ１、Ｐ２にインサート部品２の穴２ｂ、２ｃを嵌め込む形態にて、インサート部品２が下型ＤＭに載置される。
【００１５】
スリットＳの押圧部２ａ側の端部における拡開幅は図１（ａ）に示すように、上型ＵＭが下型ＤＭに対して上下方向に離隔されていて、成形型が形成されておらず、インサート部品２の上側の表面には押しピンＰ３による当接力も、構成材３Ｍによる圧力も作用しない状態においては寸法Ａをなす。
【００１６】
ここで図１（ｂ）に示すように、上型ＵＭが下型ＤＭに対して閉じられて成形型が形成され、押しピンＰ３がインサート部品２の上側の表面に当接する状態においては、インサート部品２の押圧部２ａは当接力により上下方向に圧縮され、スリットＳの厚みは寸法Ａよりも小さい寸法Ｂをなす。スリットＳが寸法Ａから寸法Ｂへと小さくされた分、インサート部品２には弾性エネルギーが蓄積される。
【００１７】
図１（ｂ）に示す状態にて、上型ＵＭと下型ＤＭとにより構成される成形型内に図示しない供給経路により高温かつ所定量の構成材３Ｍが充填されて、構成材３Ｍはインサート部品２を下側の露出面を除いて外包するとともに、外形を成形型の内周面に沿う形態に形成された後、冷却され硬化されて、構成材３Ｍは樹脂３を構成する。
【００１８】
図１（ｃ）に示すように、下型ＤＭから上型ＵＭを取り外して、押しピンＰ３を樹脂３から抜出して、硬化された後の樹脂３とインサート部品２を含む樹脂成形部品１は、取出可能な状態で下型ＤＭに保持される。このとき樹脂成形部品１のインサート部品２の上側の表面には押しピンＰ３の当接力が作用しないので、図１（ｂ）の状態でインサート部品２内に蓄積された弾性エネルギーは解放されて、押圧部３ａは上側の樹脂３に対して図１（ｃ）中上下一対の破線で示す範囲において押圧力を作用させる。
【００１９】
なお、インサート部品２自体はスリットＳの寸法Ｂを寸法Ａにするべく復帰しようとするが、硬化した樹脂３によりその復帰動作は制限され、インサート部品２の押圧部２ａと硬化した樹脂３との間に存在する隙間δの二倍に相当する寸法のみ図１（ｃ）中上下方向に拡開する方向に動き、スリットＳの寸法は見かけ上寸法Ｂのまま保持される。隙間δは寸法Ｂよりも十分小さく、例えば数μｍから数十μｍ程度である。
【００２０】
以上説明した樹脂成形部品１の製造方法は、インサート部品２を成形型内に載置する載置ステップと、成形型内に樹脂３を充填する充填ステップと、押圧部２ａに押圧力を蓄積する蓄積ステップと、樹脂３の硬化時に押圧力を解放する解放ステップを含むものである。なお、図１（ａ）〜（ｃ）における説明においては硬化前の樹脂３を、説明の厳密さを期して構成材３Ｍとしている。また、硬化時とは厳密には冷却完了時を指す。
【００２１】
すなわち本実施例１の樹脂成形部品１及びその製造方法によれば、樹脂３の成型時の冷却に伴う硬化により、樹脂３が収縮して樹脂３のインサート部品２に対向する面と、インサート部品２の表面との間に上述した隙間δが発生していても、インサート部品２は上型ＵＭを下型ＤＭにセットした時点で押しピンＰ３の当接力により弾性エネルギーつまり押圧力が蓄積されている。
【００２２】
つまり、上型ＵＭを下型ＤＭから取り外して開いた場合にはこの当接力が作用しなくなり、押圧部２ａの押圧力が解放されてインサート部品２の上側の表面及び下側の表面は樹脂３のインサート部品２に対向する面に押し付けられることとなるため、隙間δは埋められてインサート部品２と樹脂３との密着性が確保される。
【００２３】
すなわち、図１（ｃ）の上下一対の破線の領域に示した押圧力が作用する領域３ａにおいては、隙間δをなくすことができるので、樹脂３とインサート部品２との密着性を確保して、図３に示すように、図１に示した樹脂成形部品１を上下逆として下側の露出面を上としてワイヤーボンド４（テープボンドでもよい）を例えば振動接合により接合する場合に、インサート部品２と樹脂３との相対位置関係のずれに起因してインサート部品２の揺れを誘発することを防止することができる。つまり、ワイヤーボンド４の接合性を確保することができる。
【００２４】
以上述べた実施例１においては、インサート部品２を二枚の母材を重ねて一端を接合することにより構成し、押圧力の蓄積は上型ＵＭの押しピンＰ３の当接力によるものとしたが、インサート部品の形態はこれに限られるものではなく樹脂３を構成する構成材３Ｍの温度変化を利用する他の形態とすることもできる。以下それについての実施例２について述べる。
【実施例２】
【００２５】
本実施例２の樹脂成形部品１１は、インサート部品１２を実施例１に示したインサート部品２とは異なり、形状記憶合金を用いるものとしている。つまり、形状記憶合金の性質を利用して、例えば常温の低温状態では図４（ａ）に示すようにスリットＳを寸法Ａとし、構成材３Ｍの充填時の高温状態では図４（ｂ）に示すようにスリットＳを寸法Ａより小さい寸法Ｂとなるように、インサート部品１２の形状を初期設定する。インサート部品１２は実施例１のインサート部品２と同様に穴１２ｂ、１２ｃと押圧部１２ａを有している。
【００２６】
このように初期設定されたインサート部品１２を高温状態として、低温状態となればスリットＳが寸法Ｂから寸法Ａに戻る見込みの押圧力を蓄積する。つづいて、図５（ａ）に示すように下型ＤＭの位置決めピンＰ１、Ｐ２に穴１２ｂ、１２ｃを嵌めて、インサート部品１２を下型ＤＭに載置する。なお、図５中においては実施例１と共通する構成要素には同一の符号を付し、下記においては相違点を主として説明する。
【００２７】
図５（ａ）に示すように上型ＵＭは実施例１の押しピンＰ３よりも短い支えピンＰ３１を有しており、図５（ｂ）に示すように、下型ＤＭにインサート部品１２を載置しかつ上型ＵＭにて蓋をして成形型を形成した状態では、支えピンＰ３１はインサート部品１２の上側の表面に対してクリアランスεを有しており当接しない。
【００２８】
図５（ｂ）に示す状態にて、上型ＵＭと下型ＤＭとにより構成される成形型内に図示しない供給経路により高温かつ所定量の構成材３Ｍが充填されて、構成材３Ｍはインサート部品１２を下側の露出面を除いて外包するとともに、外形を成形型の内周面に沿う形態に形成された後、冷却され硬化されて、構成材３Ｍは樹脂３を構成する。
【００２９】
図５（ｃ）に示すように、下型ＤＭから上型ＵＭを取り外して、支えピンＰ３１を樹脂３から抜出して、硬化された後の樹脂３とインサート部品１２を含む樹脂成形部品１１は、取出可能な状態で下型ＤＭに保持される。このとき樹脂成形部品１１のインサート部品１２は既に冷却されており低温状態となっており、スリットＳは図４（ａ）で示す寸法Ａにするべく復帰しようとする。
【００３０】
ところが、実施例１と同様に硬化した樹脂３によりその復帰動作は制限され、インサート部品１２の押圧部１２ａと硬化した樹脂３との間に存在する隙間δの二倍に相当する寸法のみ図５（ｃ）中上下方向に拡開する方向に動き、スリットＳの寸法は見かけ上寸法Ｂのまま保持される。隙間δは実施例１と同様に寸法Ｂよりも十分小さく、例えば数μｍから数十μｍ程度である。
【００３１】
以上説明した樹脂成形部品１１の製造方法は、押圧部１２ａに押圧力を蓄積する蓄積ステップと、インサート部品１２を成形型内に載置する載置ステップと、成形型内に樹脂３を充填する充填ステップと、樹脂３の硬化時に押圧力を解放する解放ステップを含むものである。
【００３２】
すなわち本実施例２の樹脂成形部品１１及びその製造方法によれば、樹脂３の成型時の冷却に伴う硬化により、樹脂３が収縮して樹脂３のインサート部品１２に対向する面と、インサート部品１２の表面との間に上述した隙間δが発生していても、インサート部品１２は上型ＵＭを下型ＤＭにセットした時点で、自身の形状記憶合金の性質に基づいて見込みの押圧力が蓄積されている。
【００３３】
つまり、上型ＵＭを下型ＤＭから取り外して開く時点では構成材３Ｍは冷却が完了されて樹脂３となっており低温状態となっているため、高温状態においてスリットＳを寸法Ｂに保持する保持力が解除され、押圧力が解放されてインサート部品１２の上側及び下側の表面は樹脂３のインサート部品１２に対向する面に押し付けられることとなるため、隙間δは埋められてインサート部品１２と樹脂３との密着性が確保される。
【００３４】
すなわち、図５（ｃ）の上下一対の破線の領域に示した押圧力が作用する領域３ａにおいては、隙間δをなくすことができるので、樹脂３とインサート部品１２との密着性を確保して、樹脂成形部品１１を上下逆として下側の露出面を上として図示しないワイヤーボンドを振動接合により接合する場合に、インサート部品１２と樹脂３との隙間δに起因するインサート部品１２の揺れを誘発することを防止することができ、ワイヤーボンドの接合性を確保することができる。
【００３５】
なお、本実施例２においては支えピンＰ３１はインサート部品１２の上側の表面には当接しないが、クリアランスεを有して近接しており、構成材３Ｍの充填時におけるインサート部品１２の移動を規制する機能を有している。
【００３６】
以上述べた実施例２においては、インサート部品１２を形状記憶合金にて実施例１と同様の形態にて構成したが、この形態はスリットＳを有する形態には限られず、凹状空間を有して押圧力の作用する方向を左右方向とする他の形態とすることもできる。以下それについての実施例３について述べる。
【実施例３】
【００３７】
本実施例３の樹脂成形部品２１は、インサート部品２２の構成が実施例２に示したものとは異なり、形状記憶合金を用いかつ凹状空間を有するものとしている。つまり、形状記憶合金の性質を利用して、例えば高温状態では図６（ａ）に示すように凹状空間の左右方向の間隔を寸法Ｃとし、低温状態では図６（ｂ）に示すように凹状空間を寸法Ｃより小さい寸法Ｄとなるように、インサート部品２２の凹状空間をなす左右一対の耳部の形状を初期設定する。インサート部品２２は実施例１のインサート部品２と同様に穴２２ｂ、２２ｃを有しており、凹状空間をなす耳部が押圧部をなしている。
【００３８】
このように初期設定されたインサート部品２２を高温状態として、低温状態となれば凹状空間が寸法Ｃから寸法Ｄに戻る見込みの押圧力を蓄積する。つづいて、図７（ａ）に示すように下型ＤＭの位置決めピンＰ１、Ｐ２に穴２２ｂ、２２ｃを嵌めて、インサート部品２２を下型ＤＭに載置する。なお、図７中においても実施例１、実施例２と共通する構成要素には同一の符号を付し、下記においては相違点を主として説明する。
【００３９】
図７（ａ）に示すように上型ＵＭは実施例２と同様に実施例１の押しピンＰ３よりも短い支えピンＰ３１を有しており、図７（ｂ）に示すように、下型ＤＭにインサート部品２２を載置しかつ上型ＵＭにて蓋をして成形型を形成した状態では、支えピンＰ３１はインサート部品２２の上側の耳部以外の表面に対してクリアランスεを有しており当接しない。
【００４０】
図７（ｂ）に示す状態にて、上型ＵＭと下型ＤＭとにより構成される成形型内に図示しない供給経路により高温かつ所定量の構成材３Ｍが充填されて、構成材３Ｍはインサート部品２２を下側の露出面を除いて外包するとともに、外形を成形型の内周面に沿う形態に形成された後、冷却され硬化されて、構成材３Ｍは樹脂３を構成する。
【００４１】
図７（ｃ）に示すように、下型ＤＭから上型ＵＭを取り外して、支えピンＰ３１を樹脂３から抜出して、硬化された後の樹脂３とインサート部品２２を含む樹脂成形部品２１は、取出可能な状態で下型ＤＭに保持される。このとき樹脂成形部品２１のインサート部品２２は既に冷却されており低温状態となっており、凹状空間の左右方向の寸法は図６（ｂ）で示す寸法Ｄにするべく復帰しようとする。
【００４２】
ところが、実施例２と同様に硬化した樹脂３によりその復帰動作は制限され、インサート部品２２の押圧部をなす左右一対の耳部と硬化した樹脂３との間に存在する隙間δの二倍に相当する寸法のみ図７（ｃ）中左右方向に縮小する方向に動き、凹状空間の左右方向の寸法は見かけ上寸法Ｃのまま保持される。隙間δは実施例２と同様に寸法Ｃよりも十分小さく、例えば数μｍから数十μｍ程度である。
【００４３】
以上説明した樹脂成形部品２１の製造方法は、押圧部に押圧力を蓄積する蓄積ステップと、インサート部品２２を成形型内に載置する載置ステップと、成形型内に樹脂３を充填する充填ステップと、樹脂３の硬化時に押圧力を解放する解放ステップを実施例２と同様に含むものである。
【００４４】
すなわち本実施例３の樹脂成形部品２１及びその製造方法によれば、樹脂３の成型時の冷却に伴う硬化により、樹脂３が収縮して樹脂３のインサート部品２２に対向する面と、インサート部品２２の表面との間に上述した隙間δが発生していても、インサート部品２２は上型ＵＭを下型ＤＭにセットした時点で、自身の形状記憶合金の性質に基づいて押圧力が蓄積されている。
【００４５】
つまり、上型ＵＭを下型ＤＭから取り外して開く時点では、構成材３Ｍは冷却された後で低温状態となっており、高温状態において図６（ａ）に示す寸法Ｃを保持する保持力は解除されているため、押圧力が解放されてインサート部品２２の耳部の左右方向の内側の表面は樹脂３のインサート部品２２に対向する面に押し付けられることとなるため、隙間δは埋められてインサート部品２２と樹脂３との密着性が確保される。
【００４６】
すなわち、図７（ｃ）の破線の領域に示した押圧力が作用する左右一対の領域３ａにおいては、隙間δをなくすことができるので、樹脂３とインサート部品３２との密着性を確保し、かつ左右方向に挟持することができる。このため、樹脂成形部品２１を上下逆として下側の露出面を上として図示しないワイヤーボンドを振動接合により接合する場合に、インサート部品２２の揺れを誘発することを防止することができ、ワイヤーボンドの接合性を確保することができる。
【００４７】
なお、本実施例３においても支えピンＰ３１はインサート部品２２の上側の表面には当接しないが、クリアランスεを有して近接しており、構成材３Ｍの充填時におけるインサート部品２２の移動を規制する機能を有している。
【００４８】
既に述べた実施例１においては、インサート部品２を二枚の母材を重ねて一端を接合することにより構成し、押圧力の蓄積と解放は上型ＵＭの押しピンＰ３の当接力によるものとしたが、この蓄積と解放を別個の部品により行うこともできる。以下それについての実施例４について述べる。
【実施例４】
【００４９】
図８に示すように、本実施例４における上述した別個の部品はクリップ５とし、クリップ５は実施例１で示したインサート部品２の押圧部２ａを外側から挟持してスリットＳを縮小する機能を有するとともに、熱でもろくなる熱可塑性を有する素材にて形成されるものとする。
【００５０】
クリップ５の熱可塑性を利用して、例えば常温の低温状態では図８（ａ）に示すようにスリットＳをクリップ５の保持力により縮小して寸法Ｂとして押圧力を蓄積し、構成材３Ｍの充填時の高温状態を経て所定時間後であって硬化時に相当する時間でクリップ５自体が破断されて図８（ｂ）に示すようにスリットＳを寸法Ｂより大きい寸法Ａとなるように、インサート部品２を、クリップ５を用いて初期設定する。
【００５１】
このように初期設定されたインサート部品２を図９（ａ）に示すように下型ＤＭの位置決めピンＰ１、Ｐ２に穴２ｂ、２ｃを嵌めて、インサート部品２を下型ＤＭに載置する。なお、図９中においては実施例１と共通する構成要素には同一の符号を付し、下記においては相違点を主として説明する。
【００５２】
図９（ａ）に示すように上型ＵＭは実施例１の押しピンＰ３よりも短い支えピンＰ３１を有しており、図９（ｂ）に示すように、下型ＤＭにインサート部品２を載置しかつ上型ＵＭにて蓋をして成形型を形成した状態では、支えピンＰ３１はインサート部品２の上側の表面に対してクリアランスεを有しており当接しない。
【００５３】
図９（ｂ）に示す状態にて、上型ＵＭと下型ＤＭとにより構成される成形型内に図示しない供給経路により高温かつ所定量の構成材３Ｍが充填されて、構成材３Ｍはインサート部品２を下側の露出面を除いて外包するとともに、外形を成形型の内周面に沿う形態にて形成された後、冷却され硬化されて、構成材３Ｍは樹脂３を構成する。
【００５４】
図９（ｃ）に示すように、下型ＤＭから上型ＵＭを取り外して、支えピンＰ３１を樹脂３から抜出して、硬化された後の樹脂３とインサート部品２を含む樹脂成形部品３１は、取出可能な状態で下型ＤＭに保持される。このとき樹脂成形部品３１のインサート部品２は既に冷却されており低温状態となっており、かつ、クリップ５は自身の熱可塑性により既に破断しているため、スリットＳは図８（ｂ）で示す寸法Ａにするべく復帰しようとする。
【００５５】
ところが、実施例１と同様に硬化した樹脂３によりその復帰動作は制限され、インサート部品２の押圧部２ａと硬化した樹脂３との間に存在する隙間δの二倍に相当する寸法のみ図９（ｃ）中上下方向に拡開する方向に動き、スリットＳの寸法は見かけ上寸法Ｂのまま保持される。隙間δは実施例１と同様に寸法Ｂよりも十分小さく、例えば数μｍから数十μｍ程度である。
【００５６】
以上説明した樹脂成形部品３１の製造方法は、押圧部２ａに押圧力を蓄積する蓄積ステップと、インサート部品２を成形型内に載置する載置ステップと、成形型内に樹脂３を充填する充填ステップと、樹脂３の硬化時に押圧力を解放する解放ステップを含むものである。
【００５７】
すなわち本実施例４の樹脂成形部品３１及びその製造方法によっても、樹脂３の成型時の冷却に伴う硬化により、樹脂３が収縮して樹脂３のインサート部品２に対向する面と、インサート部品２の表面との間に上述した隙間δが発生していても、インサート部品２は自身の弾性に基づいて押圧力が蓄積されている。
【００５８】
つまり、上型ＵＭを下型ＤＭから取り外して開く時点ではクリップ５が熱可塑性に基づいて破断されていて保持力が作用しなくなり、押圧力が解放されてインサート部品２の上側及び下側の表面は樹脂３のインサート部品２に対向する面に押し付けられることとなるため、隙間δは埋められてインサート部品２と樹脂３との密着性が確保される。
【００５９】
すなわち、図９（ｃ）の破線の領域に示した押圧力が作用する上下一対の領域３ａにおいては、隙間δをなくすことができるので、樹脂３とインサート部品２との密着性を確保して、樹脂成形部品３１の露出面を上として図示しないワイヤーボンドを振動接合により接合する場合に、インサート部品２の揺れを誘発することを防止することができ、ワイヤーボンドの接合性を確保することができる。
【００６０】
既に述べた実施例２においては、インサート部品１２を形状記憶合金にて実施例１と同様の形態にて構成し押圧力をスリットＳ側に発生する形態を示したが、押圧力の発生形態はこの形態には限られず、上側に一箇所下側に二箇所とすることもできる。以下それについての実施例５について述べる。
【実施例５】
【００６１】
本実施例５の樹脂成形部品４１は、インサート部品４２の構成が実施例２に示したものとは異なり、表裏異種金属つまりバイメタルを用いかつ平板形状を有するものとしている。つまり、バイメタルの性質を利用して、例えば高温状態では図１０（ａ）に示すように平板形状のままとし、低温状態では図１０（ｂ）に示すように下に凹をなす扇形状となるように、インサート部品４２を初期設定する。インサート部品４２は実施例２のインサート部品２と同様に穴４２ｂ、４２ｃを有している。
【００６２】
このように初期設定されたインサート部品４２を低温状態のまま図１１（ａ）に示すように下型ＤＭの位置決めピンＰ１、Ｐ２に穴４２ｂ、４２ｃを嵌めて、インサート部品４２を下型ＤＭに載置する。なお、図１１中においても実施例２と共通する構成要素には同一の符号を付し、下記においては相違点を主として説明する。
【００６３】
図１１（ａ）に示すように上型ＵＭは実施例２と同様に実施例１の押しピンＰ３よりも短い支えピンＰ３１を有しており、図１１（ｂ）に示すように、下型ＤＭにインサート部品４２を載置しかつ上型ＵＭにて蓋をして成形型を形成した状態では、支えピンＰ３１はインサート部品４２の上側の表面に対してクリアランスεを有しており当接しない。
【００６４】
図１１（ｂ）に示す状態にて、上型ＵＭと下型ＤＭとにより構成される成形型内に図示しない供給経路により高温かつ所定量の構成材３Ｍが充填されて、構成材３Ｍの高温によりインサート部品４２は高温状態とされ図１０（ａ）に示した平板状に変化し、構成材３Ｍはインサート部品４２を下側の露出面を除いて外包するとともに、外形を成形型の内周面に沿う形態にて冷却され硬化されて、構成材３Ｍは樹脂３を構成する。
【００６５】
図１１（ｃ）に示すように、下型ＤＭから上型ＵＭを取り外して、支えピンＰ３１を樹脂３から抜出して、硬化された後の樹脂３とインサート部品４２を含む樹脂成形部品４１は、取出可能な状態で下型ＤＭに保持される。このとき樹脂成形部品４１のインサート部品４２は既に冷却されており低温状態となっており、インサート部品４２の外形は図１０（ｂ）に示す扇形状に変化して復帰しようとする。
【００６６】
ところが、実施例２と同様に硬化した樹脂３によりその復帰動作は制限され、インサート部品４２の押圧部をなす上側の面の中央部と下側の面の左右両端部と硬化した樹脂３との間に存在する隙間δのみ図１１（ｃ）中上下方向に撓み、インサート部品４２は図１０（ａ）に示す平板状に見かけ上保持される。隙間δは実施例２と同様に例えば数μｍから数十μｍ程度である。
【００６７】
以上説明した樹脂成形部品４１の製造方法は、押圧部に押圧力を蓄積する蓄積ステップと、インサート部品４２を成形型内に載置する載置ステップと、成形型内に樹脂３を充填する充填ステップと、樹脂３の硬化時に押圧力を解放する解放ステップを実施例２と同様に含むものである。なお、本実施例４においては蓄積ステップが構成材３Ｍの充填時となる。
【００６８】
すなわち本実施例４の樹脂成形部品４１及びその製造方法によれば、樹脂３の成型時の冷却に伴う硬化により、樹脂３が収縮して樹脂３のインサート部品４２に対向する面と、インサート部品４２の表面との間に上述した隙間δが発生していても、インサート部品４２は上型ＵＭを下型ＤＭにセットした時点で、自身のバイメタルの性質に基づいて押圧力が蓄積されている。
【００６９】
つまり、上型ＵＭを下型ＤＭから取り外して開いた場合にはこの押圧力を抑制する高温状態が解除されており、押圧力が解放されてインサート部品４２の上側の中央部と下側の左右両端部は樹脂３のインサート部品４２に対向する面に押し付けられることとなるため、隙間δは埋められてインサート部品４２と樹脂３との密着性が確保される。
【００７０】
すなわち、図１１（ｃ）の破線の領域に示した押圧力が作用する上の一箇所下の左右二箇所の領域３ａにおいては、隙間δをなくすことができるので、樹脂３とインサート部品４２との密着性を確保することができる。このため、樹脂成形部品２１を上下逆として下側の露出面を上として図示しないワイヤーボンドを振動接合により接合する場合に、インサート部品４２の揺れを誘発することを防止することができ、ワイヤーボンドの接合性を確保することができる。
【００７１】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、樹脂成形部品及びその製造方法に関するものであり、樹脂成形部品を構成するインサート部品と樹脂との境界面において樹脂を構成する構成材が硬化した時以降において、インサート部品の表面と樹脂の表面との間に隙間が発生することをより適切に防止することができるものである。これによりワイヤーボンディングの接合、特には振動接合時の安定性を高めることができる。
【００７３】
本発明においては主にインサート部品の構成に基づいて隙間の発生を防止するための押圧力を確保し、インサート部品の表面に溝を設ける又は凹凸を設ける等の必要がなく、製造コストの増大を招くがない。このため、種々の半導体関連の装置に適用して有益なものである。もちろん、乗用車、トラック、バス等の様々な車両のインバータ等に適用される半導体モジュールに適用しても有益なものである。
【符号の説明】
【００７４】
１ 樹脂成形部品
２ インサート部品
２ａ 押圧部
３ 樹脂
３ａ 密着部
４ ワイヤーボンド
５ クリップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インサート部品と当該インサート部品を外包する樹脂を有する樹脂成形部品であって、前記インサート部品は前記樹脂の前記インサート部品に対向する面の少なくとも一部を押圧する押圧部を含むことを特徴とする樹脂成形部品。
【請求項２】
前記インサート部品を成形型内に載置する載置ステップと、前記成形型内に前記樹脂を充填する充填ステップと、前記押圧部に押圧力を蓄積する蓄積ステップと、前記樹脂の硬化時に前記押圧力を解放する解放ステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形部品の製造方法。
【請求項１】
インサート部品と当該インサート部品を外包する樹脂を有する樹脂成形部品であって、前記インサート部品は前記樹脂の前記インサート部品に対向する面の少なくとも一部を押圧する押圧部を含むことを特徴とする樹脂成形部品。
【請求項２】
前記インサート部品を成形型内に載置する載置ステップと、前記成形型内に前記樹脂を充填する充填ステップと、前記押圧部に押圧力を蓄積する蓄積ステップと、前記樹脂の硬化時に前記押圧力を解放する解放ステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形部品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−７８８９２（Ｐ２０１３−７８８９２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０１７３（Ｐ２０１１−２２０１７３）
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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