金型、射出成形による熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法、及び熱可塑性樹脂封止電子基板
【課題】熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板を封止する際の、電子基板の変形、及び充填不良の発生を抑制できる金型、当該金型を用いる電子基板の封止方法、及び当該金型を用いる電子基板の封止方法により製造される熱可塑性樹脂封止電子基板を提供すること。
【解決手段】ａ）電子基板の前面側に設けられたゲート、ｂ）電子基板の背面に誘導部を形成するための凹部Ｉ、ｃ）ゲートと凹部Ｉとを連通する供給路、電子基板の表面において供給路及び凹部Ｉと連通される、電子基板の表面に誘導部よりも薄肉の被覆部を形成するための凹部ＩＩ、及び、ｅ）電子基板の背面側に設けられ、電子基板の背面に当接及び離間可能であり、電子基板の背面に当接して電子基板を支持する支持体を備える金型を用いて、電子基板を、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により封止する。
【解決手段】ａ）電子基板の前面側に設けられたゲート、ｂ）電子基板の背面に誘導部を形成するための凹部Ｉ、ｃ）ゲートと凹部Ｉとを連通する供給路、電子基板の表面において供給路及び凹部Ｉと連通される、電子基板の表面に誘導部よりも薄肉の被覆部を形成するための凹部ＩＩ、及び、ｅ）電子基板の背面側に設けられ、電子基板の背面に当接及び離間可能であり、電子基板の背面に当接して電子基板を支持する支持体を備える金型を用いて、電子基板を、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により封止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板を封止するための金型、熱可塑性樹脂を用いる射出成形による熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法、及び熱可塑性樹脂封止電子基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用の電子基板等の種々の電子基板が、その保護のために、熱可塑性樹脂を封止材料として用いて全体を包み込むように封止された封止電子基板として使用されている。
【０００３】
かかる封止電子基板の製造方法としては、溶融熱可塑性樹脂による封止時の電子基板へのダメージを考慮して、低粘度の溶融熱可塑性樹脂を低圧で金型内に注入するホットメルトモールディングと呼ばれる方法が採用されている（特許文献１）。
【０００４】
しかし、ホットメルトモールディング法では、溶融粘度の低い熱可塑性樹脂を使用する必要があり、封止材料の選択肢が大きく制限されることや、金型内への溶融熱可塑性樹脂の注入を低圧で行うために、成形サイクルが長く、封止電子基板の製造コストが高い等の問題がある。このため、封止材料の選択肢が広く、生産効率の高い射出成形法による電子基板の封止方法の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１３１９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、射出成形により電子基板を封止する場合、溶融熱可塑性樹脂が高圧で瞬時に金型内に注入されるため、電子基板がダメージを受け変形しやすい問題がある。また、電子基板の表面を完全に封止するためには、金型内で電子基板を支持する支持体を、金型内にある程度熱可塑性樹脂が充填された段階で電子基板から離間させる必要がある。しかし、射出成形では、金型内に瞬時に熱可塑性樹脂が注入されるため、支持体の離間のタイミングの制御が難しい。このため、熱可塑性樹脂が支持体の周囲に充填された後に支持体が離間された場合には、支持体が電子基板に当接していた箇所に熱可塑性樹脂が充填されず、充填不良が発生する場合がある。
【０００７】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板を封止する際の、電子基板の変形、及び充填不良の発生を抑制できる金型、当該金型を用いる電子基板の封止方法、及び当該金型を用いる電子基板の封止方法により製造される熱可塑性樹脂封止電子基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、
ａ）電子基板の前面側に設けられたゲート、
ｂ）電子基板の背面に誘導部を形成する凹部Ｉ、
ｃ）ゲートと凹部Ｉとを連通する供給路、電子基板の表面において供給路及び凹部Ｉと連通される、電子基板の表面に誘導部よりも薄肉の被覆部を形成する凹部ＩＩ、及び、
ｅ）電子基板の背面側に設けられ、電子基板の背面に当接及び離間可能であり、電子基板の背面に当接して電子基板を支持する支持体を備える金型を用いて、電子基板を、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により封止することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【０００９】
（１） 以下のａ）からｅ）を備える、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板を封止するための金型：
ａ）前記電子基板の前面側に設けられたゲート、
ｂ）前記電子基板の背面に誘導部を形成するための凹部Ｉ、
ｃ）前記ゲートと前記凹部Ｉとを連通する供給路、
ｄ）前記電子基板の表面において前記供給路及び前記凹部Ｉと連通される、前記電子基板の表面に前記誘導部よりも薄肉の被覆部を形成するための凹部ＩＩ、及び、
ｅ）前記電子基板の背面側に設けられ、前記電子基板の背面に当接及び離間可能であり、前記電子基板の背面に当接して前記電子基板を支持する支持体。
【００１０】
（２） 前記供給路が、前記電子基板の前面から側面を経由して前記凹部Ｉに連通し、且つ、前記電子基板の表面に接して形成されており、前記供給路の深さが前記凹部ＩＩの深さよりも大きい、（１）記載の金型。
【００１１】
（３） 前記電子基板が、前面と背面とを連通する孔部を備え、前記供給路が、前記孔部を通じて前記ゲートと前記凹部Ｉとを連通して形成されている、（１）記載の金型。
【００１２】
（４） 前記供給路、及び前記凹部Ｉの深さが、前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記供給路、及び前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、（２）記載の金型。
【００１３】
（５） 前記凹部Ｉの深さが、前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、（３）記載の金型。
【００１４】
（６） 前記ゲートは、前記電子基板の側面を含む平面よりも金型側面側に、少なくとも１箇所設けられている（２）又は（４）に記載の金型。
【００１５】
（７） 前記支持体が前記電子基板と当接する面に凹部ＩＩＩを有し、前記凹部ＩＩＩは、前記電子基板と前記支持体とが当接している状態で前記凹部Ｉの一部を形成し、前記支持体の前記電子基板と当接する面は、前記支持体が前記電子基板から離間している状態で前記凹部ＩＩの一部を形成する、（１）から（６）何れか記載の金型。
【００１６】
（８） 下記、１）から５）の工程を含む、熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法：
１）金型内に設けられた、電子基板の背面に当接及び離間可能な支持体上に前記電子基板を載置した後、金型を型締めする工程、
２）前記金型の電子基板の前面側に設けられたゲートから、射出成形機により溶融熱可塑性樹脂を金型内に注入する工程、
３）前記ゲートと前記電子基板の背面に誘導部を形成するための金型の凹部Ｉとを連通する供給路を通じて、前記凹部Ｉに前記溶融熱可塑性樹脂を供給し、前記凹部Ｉに前記溶融熱可塑性樹脂を充填する工程、
４）前記凹部Ｉに優先的に前記溶融熱可塑性樹脂を供給しつつ、前記電子基板の表面において前記供給路及び前記凹部Ｉと連通される、前記電子基板表面に前記誘導部よりも薄肉の被覆部を形成するための金型の凹部ＩＩに、前記溶融熱可塑性樹脂を充填する工程、
５）前記凹部ＩＩに前記溶融熱可塑性樹脂を充填する際に、前記支持体を電子基板から離間させる工程、及び、
６）前記溶融熱可塑性樹脂が固化した後、熱可塑性樹脂封止電子基板を前記金型より離型する工程。
【００１７】
（９） 前記供給路が、前記電子基板の前面から側面を経由して前記凹部Ｉに連通し、且つ、前記電子基板の表面に接して形成されており、前記供給路の深さが前記凹部ＩＩの深さよりも大きい、（８）記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００１８】
（１０） 前記電子基板が、前面と背面とを連通する孔部を備え、前記供給路が、前記孔部を通じて前記ゲートと前記凹部Ｉとを連通して形成されている、（８）記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００１９】
（１１） 前記供給路、及び前記凹部Ｉの深さが前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記供給路、及び前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、（９）記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００２０】
（１２） 前記凹部Ｉの深さが前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの肉厚が１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、（１０）記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００２１】
（１３） 前記ゲートは、前記電子基板の側面を含む平面よりも金型側面側に、少なくとも１箇所設けられている（９）又は（１１）に記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００２２】
（１４） 前記支持体が前記電子基板と当接する面に凹部ＩＩＩを有し、前記凹部ＩＩＩは、前記電子基板と前記支持体とが当接している状態で前記凹部Ｉの一部を形成し、前記支持体の前記電子基板と当接する面は、前記支持体が前記電子基板から離間している状態で前記凹部ＩＩの一部を形成する、（８）から（１３）何れか記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００２３】
（１５） 前記熱可塑性樹脂が、ポリブチレンテレフタレート樹脂、又は、ポリフェニレンサルファイド樹脂である、（８）から（１４）何れか記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００２４】
（１６） （８）から（１５）何れか記載の方法により製造された、熱可塑性樹脂封止電子基板。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板を封止する際の、電子基板の変形、及び充填不良の発生を抑制できる金型、当該金型を用いる電子基板の封止方法、及び当該金型を用いる電子基板の封止方法により製造される熱可塑性樹脂封止電子基板を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる背面側の型をキャビティから見た図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる前面側の型をキャビティから見た図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる背面側の型の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる前面側の型の断面図である。
【図５】背面側の型と前面側の型とを合わせて型締された本発明の第１実施形態の金型の、内部に電子基板が載置された状態での断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる金型を用いて製造される、熱可塑性樹脂封止電子基板の斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる背面側の型をキャビティから見た図である。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる前面側の型をキャビティから見た図である。
【図９】背面側の型と前面側の型とを合わせて型締された本発明の第２実施形態の金型の、内部に電子基板が載置された状態での断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる金型を用いて製造される、熱可塑性樹脂封止電子基板の斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかる金型において封止される電子基板の例を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態にかかる前面側の型をキャビティから見た図である。
【図１３】背面側の型と前面側の型とを合わせて型締された本発明の第３実施形態の金型の、内部に電子基板が載置された状態での断面図である。
【図１４】背面側の型と前面側の型とを合わせて型締された本発明の第３実施形態の、図１３とは異なる例の金型の、内部に電子基板が載置された状態での断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態にかかる金型に備えられる支持体の例を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第４実施形態にかかる背面側の型をキャビティから見た図である。
【図１７】本発明の第４実施形態にかかる背面側の型をキャビティから見た図である。
【図１８】背面側の型と前面側の型とを合わせて型締された本発明の第４実施形態の金型の、内部に電子基板が載置された状態での断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態にかかる背面側の型の、電子基板に当接している時の支持体の状態を示す斜視図である。
【図２０】本発明の第４実施形態にかかる背面側の型の、電子基板から離間している時の支持体の状態を示す斜視図である。
【図２１】可動部と板状部とから構成される支持体の例を示す斜視図である。
【図２２】実施例１で使用した金型の、内部に電子基板が載置された状態の断面図である。
【図２３】実施例２で使用した金型の、内部に電子基板が載置された状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の実施形態は、下記の実施形態に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲は、これに限定されるものではない。
【００２８】
なお、本願の発明の詳細な説明、及び特許請求の範囲において、電子基板の「前面」とは、金型内に電子基板が載置された場合に、金型に設けられたゲートに対向する面を意味する。また電子基板の「背面」は、電子基板の前面の裏側の面を意味する。
【００２９】
［１］第１実施形態
＜全体構造＞
まず、本発明の第１実施形態である、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板１を封止するための金型１０について、図１から図６を参照して説明する。
【００３０】
図１は背面側の型１１をキャビティ側から見た図であり、図２は前面側の型１２をキャビティ側から見た図である。また、図３は、図１に記載のＡ−Ａ’断面における背面側の型１１の断面図であり、図４は、図２に記載のＡ−Ａ’断面における前面側の型１２の断面図である。図５は、背面側の型１１の支持体１３上に電子基板１が載置された後に、背面側の型１１と前面側の型１２とが型締めされて形成された金型１０のＡ−Ａ’断面における断面図である。図６は第１の実施形態にかかる金型１０を用いて製造された、熱可塑性樹脂封止電子基板２の斜視図である。
【００３１】
図５に示されるように、第１実施形態の金型１０は、以下のａ）からｅ）を備える。
ａ）電子基板１の前面側に設けられたゲート１６、
ｂ）電子基板１の背面に誘導部２１を形成するための凹部Ｉ１４、
ｃ）ゲート１６と凹部Ｉ１４とを連通する供給路１７、
ｄ）電子基板１の表面において供給路１７及び凹部Ｉ１４と連通される、電子基板１の表面に誘導部２１よりも薄肉の被覆部２３を形成するための凹部ＩＩ１５、及び、
ｅ）背面側の型１１内の凹部ＩＩ１５に設けられ、電子基板１の背面に当接及び離間可能であり、電子基板１の背面に当接して電子基板１を支持する支持体１３。
以下、ａ）からｅ）について順に説明する。
【００３２】
〔ａ）ゲート１６〕
図２、図４及び図５に示されるように、ゲート１６は前面側の型１２に形成された供給路１７上に形成される。供給路１７は、ゲート１６と後述する凹部Ｉ１４とを連通する。ゲート１６を通じて、射出成形機（図示せず）によって金型１０内に溶融熱可塑性樹脂が供給される。ゲート１６の個数は、封止される電子基板１の形状に応じて適宜選択でき、１個でも複数個であってもよい。ゲート１６の形状についても、射出成形用の金型に通常採用されるゲートの形状から適宜選択できる。
【００３３】
〔ｂ）凹部Ｉ１４〕
図１、図３、及び図５に示されるように、凹部Ｉ１４は、電子基板１の背面に誘導部２１を形成する目的で、背面側の型１１上に電子基板１に接して形成される。凹部Ｉ１４に充填された熱可塑性樹脂は、図６に示されるように、熱可塑性樹脂封止電子基板２における誘導部２１となる。凹部Ｉ１４の断面形状は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、正方形、長方形、半円等の任意の形状から適宜選択される。
【００３４】
凹部Ｉ１４は、後述する凹部ＩＩ１５と電子基板１の表面で接しており、凹部Ｉ１４の深さＬ１は、凹部ＩＩ１５の深さＬ２よりも大きい。このため、後述する供給路１７を通じて供給された溶融熱可塑性樹脂は、流動抵抗の大きな凹部ＩＩ１５よりも、流動抵抗の小さな凹部Ｉ１４に先に充填される。従って、第１実施形態にかかる金型を用いる場合、電子基板１の背面に誘導部２１を形成した後に、凹部ＩＩ１５に溶融熱可塑性樹脂を供給して被覆部２３を形成できる。このため、電子基板１の背面が誘導部２１により補強され、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板１を封止する際の電子基板１の変形を抑制できる。
【００３５】
Ｌ１、及びＬ２の値は、Ｌ１がＬ２より大である限り、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。具体的には、Ｌ１はＬ２の２倍以上４倍以下が好ましく、２．５倍以上４倍以下がより好ましい。また、凹部Ｉ１４の幅は、Ｌ２の２倍以上４倍以下が好ましく、３倍以上４倍以下がより好ましい。さらに、Ｌ２は、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下がより好ましい。Ｌ１が過大である場合、凹部Ｉ１４の容積が多くなることから、電子基板１の封止に必要な樹脂量が増加し、熱可塑性樹脂封止電子基板２の製造コストが増加する場合がある。Ｌ２が過大である場合、凹部Ｉ１４と凹部ＩＩ１５との流動抵抗の差がほとんど無くなる場合がある。かかる場合、電子基板１の背面に誘導部２１を形成した後に被覆部２３を形成し難く、封止による電子基板１変形が発生しやすい傾向がある。Ｌ２が過小である場合、凹部ＩＩ１５の流動抵抗が高すぎるため、凹部ＩＩ１５に熱可塑性樹脂が完全に充填されない場合がある。
【００３６】
Ｌ１とＬ２との差が過小である場合、凹部Ｉ１４と凹部ＩＩ１５とへ、ほぼ同時に溶融熱可塑性樹脂が供給されるため、電子基板１に変形が生じやすい。Ｌ１とＬ２との差が過大である場合、凹部Ｉ１４の容積が多くなることから、電子基板１の封止に必要な樹脂量が増加し、熱可塑性樹脂封止電子基板２の製造コストが増加する場合がある。
【００３７】
なお、Ｌ１は電子基板１の表面と凹部Ｉ１４の表面との間の距離であって、電子基板１の表面から垂直方向に測定した最大の距離である。また、Ｌ２は、電子基板１の表面と凹部ＩＩ１５の表面との間の距離であって、電子基板１の表面から垂直方向に測定した距離である。
【００３８】
〔ｃ）供給路１７〕
図１、図３、及び図５に示される通り、供給路１７は、電子基板の前面から側面に沿って溶融熱可塑性樹脂をゲートから凹部Ｉ１４へ供給できるように、ゲート１６と凹部Ｉ１４とを連通する。供給路１７に充填された熱可塑性樹脂は、図６に示されるように、熱可塑性樹脂封止電子基板２における供給部２２となる。供給路１７の断面形状は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、正方形、長方形、半円等の任意の形状から適宜選択される。
【００３９】
また、供給路１７は、後述する凹部ＩＩ１５と電子基板１の表面において接しており、供給路１７の深さＬ３は、凹部ＩＩ１５の深さＬ２よりも大きい。Ｌ３、及びＬ２の値は、Ｌ３がＬ２より大である限り、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。具体的には、Ｌ３はＬ２の２倍以上４倍以下が好ましく、２．５倍以上４倍以下がより好ましい。また、凹部Ｉ１４の幅は、Ｌ２の２倍以上４倍以下が好ましく、３倍以上４倍以下がより好ましい。さらに、Ｌ２は、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下がより好ましい。Ｌ３が過大である場合、供給路１７の容積が多くなることから、電子基板１の封止に必要な樹脂量が増加し、熱可塑性樹脂封止電子基板２の製造コストが増加する場合がある。Ｌ２が過大である場合、供給路１７と凹部ＩＩ１５との流動抵抗の差がほとんど無くなる場合がある。かかる場合、電子基板１の背面に誘導部２１を形成した後に被覆部２３を形成し難く、封止による電子基板１の変形が発生しやすい傾向がある。
【００４０】
また、Ｌ３とＬ２との差が過小である場合、供給路１７と凹部ＩＩ１５と、ほぼ同時に溶融熱可塑性樹脂が供給されるため、電子基板の背面に溶融熱可塑性樹脂が先行して充分供給されないため、電子基板の上面に樹脂圧力が大きくかかり、電子基板１に変形が生じやすい。Ｌ３とＬ２との差が過大である場合、供給路１７の容積が多くなることから、電子基板１の封止に必要な樹脂量が増加し、熱可塑性樹脂封止電子基板２の製造コストが増加する場合がある。
【００４１】
供給路１７と凹部ＩＩ１５とを、かかる深さで構成することにより、ゲートから供給される溶融熱可塑性樹脂が流動抵抗の少ない供給路１７を優先的に流れて、背面側の型１１に形成された凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂が優先的に供給される。
【００４２】
このため、電子基板１の背面に誘導部２１を形成した後に、凹部ＩＩ１５に溶融熱可塑性樹脂を充填して被覆部２３を形成することが出来る。第１の実施形態の金型１０を用いる場合、溶融熱可塑性樹脂のかかる流動挙動によって、電子基板１を変形させることなく、熱可塑性樹脂を用いる射出成形によって電子基板１を封止できる。
【００４３】
〔ｄ）凹部ＩＩ１５〕
図１から図５に示される通り、凹部ＩＩ１５は、背面側の型１１では、凹部Ｉ１４に隣接して形成され、前面側の型１２では供給路１７に隣接して形成される。凹部ＩＩ１５に充填された熱可塑性樹脂は、図６に示されるように、熱可塑性樹脂封止電子基板２における被覆部２３となる。
【００４４】
〔ｅ）支持体１３〕
支持体１３は、背面側の型１１に設けられ、電子基板１の背面に当接及び離間可能であり、電子基板１の背面に当接して電子基板１を支持する。背面側の型１１における支持体１３の位置は、電子基板１を支持できる限り特に限定されないが、典型的には、図１及び図５に示されるように、背面側の型１１内の凹部ＩＩ１５に支持体１３は設けられる。支持体１３は、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂が半分程度充填された時から、支持体１３に溶融熱可塑性樹脂が到達する時の間に、電子基板１の背面から離間される。支持体１３を、かかるタイミングで電子基板１から離間させることにより、凹部ＩＩ１５に完全に樹脂を充填することができる。
【００４５】
電子基板１の封止に、凹部Ｉ１４を備えない金型を用いる場合、電子基板１の背面に一気に溶融熱可塑性樹脂が充填されるため、支持体１３を電子基板１の背面から離間させるタイミングの制御が困難である。このため、かかる金型を用いる場合、支持体１３の離間の遅れにより、背面に支持体１３の痕跡である孔が形成された、熱可塑性樹脂封止電子基板２が得られる場合がある。
【００４６】
一方、第１実施形態にかかる金型によれば、凹部Ｉ１４の深さＬ１と凹部ＩＩ１５の深さＬ２との差によって、凹部Ｉ１４と凹部ＩＩ１５との間に、溶融熱可塑性樹脂の流動抵抗に差が生じ、凹部ＩＩ１５に遅れて溶融熱可塑性樹脂が充填される。このため、第１実施形態にかかる金型を用いて電子基板１を封止する場合、支持体１３に溶融熱可塑瀬樹脂が到達するまでの時間が長く、支持体１３を電子基板１の背面から離間させるタイミングの制御が非常に容易である。
【００４７】
支持体１３の形状は、電子基板１を支持できる限り特に限定されないが、電子基板１に支持体１３を当接又は離間させる際にスムーズに動作させやすいため、円柱状であるのが好ましい。
【００４８】
以上説明した第１実施形態によれば、熱可塑性樹脂を用いる射出成形によって電子基板１を封止する際の電子基板１の変形を抑制することができ、支持体１３を電子基板１の背面から離間させるタイミングの制御が容易となり、充填不良の発生を抑制できる。
【００４９】
［２］第２実施形態
以下、第２実施形態にかかる金型について、図７から図１０を参照して説明する。図７は背面側の型１１をキャビティ側から見た図であり、図８は前面側の型１２をキャビティ側から見た図である。また、図３は、図１に記載のＡ−Ａ’断面における背面側の型１１の断面図であり、図４は、図２に記載のＡ−Ａ’断面における前面側の型１２の断面図である。図９は、背面側の型１１の支持体１３上に電子基板１が載置された後に、背面側の型１１と前面側の型１２とが型締めされて形成された金型１０の、図７及び図８に記載のＡ−Ａ’断面における断面図である。図１０は第２の実施形態にかかる金型１０を用いて製造された、熱可塑性樹脂封止電子基板２の斜視図である。
【００５０】
図７から図９に示されるように、第２実施形態にかかる金型は、前面と背面とを連通する孔部１８を備える電子基板１の封止に使用される点と、供給路１７が孔部１８を通じて、ゲート１６と凹部Ｉ１４とを連通して形成されている点を除いて第１実施形態にかかる金型と同様である。
【００５１】
図９に示されるように、ゲート１６は電子基板１に形成された孔部１８の近傍に位置する。ゲート１６と凹部Ｉ１４とは、電子基板１の孔部１８の内部の空間である供給路１７によって連通される。図９には、ゲート１６の直下である電子基板１の中央に、１つの孔部１８が設けられている態様を示したが、電子基板１に設けられる孔部１８の数は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。例えば、熱可塑性樹脂封止電子基板２において、電子基板１の背面に、背面の中心にて交差する十字形状の誘導部２１が形成される場合、図１１に示されるように、電子基板１における誘導部２１が形成される位置に対応する箇所に、孔部１８を複数形成することも好ましい。かかる電子基板１を用いる場合、速やかに電子基板１の背面の凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂を供給できるため、封止時の電子基板１の変形を抑制しやすくなる。
【００５２】
第２実施形態の金型を用いる場合、電子基板１の背面側の凹部ＩＩ１５は、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂が充填された後に、溶融熱可塑性樹脂が充填される。また、電子基板１の前面側の凹部ＩＩ１５は、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂が充填された後に、電子基板１の外周の空間、及び／又は、ゲート１６と電子基板１との間の空間を経由して、溶融熱可塑性樹脂が充填される。
【００５３】
第２実施形態によれば、金型に容積の大きな供給路１７を設ける必要がないため、電子基板１を封止するための樹脂量を低減できる。このため、第２実施形態によれば、封止時の電子基板１の変形を抑制しつつ、熱可塑性樹脂封止電子基板２の製造コストの低減が期待できる。
【００５４】
［３］第３実施形態
以下、第３実施形態にかかる金型について、図１２、図１３を参照して説明する。図１２は本発明の第３実施形態にかかる前面側の型をキャビティから見た図である。図１３は背面側の型と前面側の型とを合わせて型締された本発明の第３実施形態の金型の、内部に電子基板が載置された状態での断面図である。
【００５５】
図１２、図１３に示されるように、第３実施形態にかかる金型は、ゲート１６が、上記電子基板１の側面よりも外側に設けられる点を除いて第１実施形態にかかる金型と同様である。
【００５６】
図１２、図１３に示されるように、ゲート１６は電子基板１の側面を含む平面よりも金型側面側に位置する。図１２、図１３には、ゲート１６から供給される溶融熱可塑性樹脂の流れる方向が、電子基板１の側面を含む平面に対して平行になる位置にゲート１６が設けられる態様を示したが、図１４に示すように、電子基板１の側面にゲート１６を設けてもよい。かかる位置にゲート１６を設けることで、ゲート１６から供給される溶融熱可塑性樹脂が電子基板１の表面に直接衝突することを抑えられるため、封止時の電子基板１の変形を抑制しやすくなる。また、このような場合、ゲート数はキャビティへの樹脂の供給バランスを考慮して複数設けることが好ましい。
【００５７】
また、第３実施形態にかかる金型においても、複数の位置にゲート１６が設けられていてもよい。例えば、電子基板１の表面と対向する位置（例えば、図２に示す位置）と、第３実施形態におけるゲート１６の位置との両方に設けられていれば、電子基板１の表面と電子基板１の背面とにバランスよく溶融熱可塑性樹脂が共有されて、封止時の電子基板１の変形を抑制しやすくなる。
【００５８】
［４］第４実施形態
以下、第４実施形態にかかる金型について、図１５から図２０を参照して説明する。図１５は、第４実施形態にかかる金型が備える支持体１３の具体例に関する斜視図である。図１６は、電子基板１と当接する面に十字型の溝を有する支持体１３を備える背面側の型１１をキャビティ側から見た図である。図１７は、電子基板１と当接する面に直線状の溝を有する支持体１３を備える背面側の型１１をキャビティ側から見た図である。図１８は、図１６に記載の背面側の型１１に電子基板１を載置し、図４に記載の前面側の型１２と図１６に記載の背面側の型１１とをあわせた状態の、図１６に記載のＡ−Ａ’断面における断面図である。図１９は、図１６に記載の背面側の型１１における、支持体１３と電子基板１とが当接する際の支持体１３の状態を示す斜視図である。図２０は、図１６に記載の背面側の型１１における、支持体１３が電子基板１から離間している際の支持体１３の状態を示す斜視図である。
【００５９】
第４実施形態に係る金型は、電子基板１と当接する面に凹部ＩＩＩ１９を有する支持体１３を備え、凹部ＩＩＩ１９は、電子基板１と支持体１３とが当接している状態で凹部Ｉ１４の一部を形成し、支持体１３の電子基板１と当接する面は、支持体１３が電子基板１から離間している状態で凹部ＩＩ１５の一部を形成する。例えば、熱可塑性樹脂封止電子基板２の形状が、図６に示されるように電子基板１の背面側に十字型の誘導部２１を有する形状である場合には、例えば、図１５に示されるように、電子基板１と当接する面に、直線状の溝や、十字型の溝を設けて凹部ＩＩＩ１９を形成された支持体１３を用いることができる。
【００６０】
支持体１３における凹部ＩＩＩ１９の形状は本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。具体的には、図１６、及び図１７に示されるように、凹部Ｉ１４の側面と凹部ＩＩＩ１９の側面とが、背面側の型１１において連続した面となるように形成されるのが好ましい。
【００６１】
また、凹部Ｉ１４と凹部ＩＩＩ１９とは連続する面であっても、不連続な面であってもよい。典型的には、図１８、及び図１９に示されるように、支持体１３は、凹部ＩＩＩ１９の内面と、凹部Ｉ１４の内面とが連続した面を形成して凹部ＩＩＩ１９が凹部Ｉ１４の一部を構成するように、背面側の型１１から突出して、電子基板１を支持するのが好ましい。かかる態様で、支持体１３が電子基板１を支持することにより、凹部Ｉ１４に優先的に溶融状態の熱可塑性樹脂を供給して誘導部２１を形成しつつ、凹部Ｉと凹部ＩＩとに熱可塑性樹脂を供給できる。このため、封止時の電子基板１の変形の発生が抑制される。
【００６２】
さらに、図２０に示されるように、支持体１３は、電子基板１から、支持体１３の電子基板１と当接する面が凹部ＩＩの一部を形成するように、凹部Ｉに熱可塑性樹脂が充填された後に、電子基板１から離間する。このため、第４実施形態にかかる金型によれば、支持体１３付近に充填された熱可塑性樹脂が固化する前に、支持体１３を電子基板１から離間させることにより、充填不良を起すことなく凹部ＩＩに熱可塑性樹脂を充填して被覆部２３を形成できる。
【００６３】
第４実施形態にかかる金型では、少数の支持体１３によって、金型内で電子基板１を支持できるため、支持体１３の動作不良等による成形不良の発生を抑制できる。
【００６４】
［５］第５実施形態
以下、第５実施形態にかかる、熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法について説明する。第５実施形態では、第１実施形態にかかる金型を用いて、射出成形により、熱可塑性樹脂によって電子基板を封止する。まず、封止される電子基板、及び封止に用いる熱可塑性樹脂について説明し、次いで、熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法に含まれる各工程について説明する。
【００６５】
〔電子基板〕
第５実施形態において封止される電子基板は、従来から電気・電子部品の製造に使用される電子基板であれば特に限定されず、単層基板であっても、多層基板であってもよい。また、電子基板はその表面に電子部品が実装されたものであっても、実装されていないものであってもよい。
【００６６】
電子基板の材料は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来電子基板の材料として使用されてきた、有機材料、無機材料、又はこれらの複合材料から適宜選択できる。電子基板の好適な材料の具体例としては、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶性ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、又はこれらの組合せ等の樹脂が挙げられる。電子基板の材料が樹脂である場合、これらの樹脂は、ガラス繊維、高弾性樹脂繊維、炭素繊維、又は金属繊維等の繊維を含むのが好ましい。かかる場合、繊維材料は織布、又は不織布の形態であるのが好ましい。
【００６７】
電子基板の形状は、金型のゲート側に相当する前面と、金型内で支持体と当接する背面とが区別できる限り特に限定されず、平面状、曲面状、又はこれらの形状の組合せであってもよい。
【００６８】
本発明において封止される電子基板の厚さは、使用目的に応じて適宜決められる。基板が薄い場合には、封止時の変形を十分に抑制できない場合がある。
【００６９】
〔熱可塑性樹脂〕
第５実施形態において用いる熱可塑性樹脂は、射出成形可能であれば特に限定されず、封止される電子基板の用途と使用環境とに応じて、適宜選択できる。電子基板の封止に用いる熱可塑性樹脂は、結晶性樹脂及び非結晶性樹脂の何れも使用できる。具体例としては、ポリオレフィン（ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ４−メチル−ペンテン−１、ポリ環状オレフィン等）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、（メタ）アクリル樹脂、セルロース系樹脂、エラストマー等の汎用熱可塑性樹脂；脂肪族ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン１２、ナイロン６，１２等）、芳香族ポリアミド（ＭＸＤナイロン等）、芳香族ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）等）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ）、ポリアリーレンサルファイド（ＰＡＳ）（ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等）、ポリスルフォン（ＰＳｕ）、ポリイミド（ＰＩ）、液晶性ポリマー（ＬＣＰ）（液晶ポリエステル、液晶ポリエステルアミド、液晶ポリアミド等）のエンジニアリングプラスチック；脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジオール、及び、脂肪族ヒドロキシカルボン酸若しくはその環状化合物からなる群から選択される単量体を重縮合して得られる脂肪族ポリエステル、ジイソシアネート等により高分子量化された脂肪族ポリエステル等の生分解性樹脂が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は２種以上を組合わせて用いることができる。
【００７０】
上記の熱可塑性樹脂の中では、ポリブチレンテレフタレート樹脂、又はポリフェニレンサルファイド樹脂が特に好ましい。ポリフェニレンサルファイド樹脂は、高い耐熱性、機械的物性、耐薬品性、寸法安定性、及び難燃性等に優れ、ポリブチレンテレフタレート樹脂は高い機械的物性、電気的物性、耐薬品性等に優れることから、電子基板封止に好適に用いられる。
【００７１】
熱可塑性樹脂は、成形品の機械的特性の改良の目的等で充填材を配合できる。熱可塑性樹脂に配合される充填材の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来から高分子材料の充填材として使用される種々の充填材を使用することができ、無機充填材及び有機充填材の何れも使用できる。また、充填材の形状は、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されず、繊維状充填材、粉粒状充填材、及び板状充填材の何れも好適に使用できる。
【００７２】
好適な繊維状充填材として、例えば、ガラス繊維、アスベスト繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維、硼素繊維、チタン酸カリウム繊維、さらにステンレス、アルミニウム、チタン、銅、真鍮等の金属の繊維状物等の無機質繊維状物質が挙げられる。
【００７３】
好適な粉粒状充填材としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、シリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ミルドガラスファイバー、ガラスバルーン、ガラス粉、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、カオリン、タルク、クレー、珪藻土、ウォラストナイトの如き珪酸塩、酸化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、アルミナの如き金属の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムの如き金属の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムの如き金属の硫酸塩、その他フェライト、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、各種金属粉末等が挙げられる。また、好適な板状充填材としては、マイカ、ガラスフレーク、各種の金属箔等が挙げられる。
【００７４】
これらの充填材の中では、コストと得られる第一成形品の物性とのバランスに優れることからガラス繊維を用いるのが特に好ましい。
【００７５】
ガラス繊維としては、公知のガラス繊維が何れも好ましく用いられ、ガラス繊維径や、円筒、繭形断面、長円断面等の断面形状、あるいはチョップドストランドやロービング等の製造に用いる際の長さやガラスカットの方法にはよらない。本発明において、ガラス繊維の原料となるガラスの種類は特に限定されないが、品質上、Ｅガラスや、組成中にジルコニウム元素を含む耐腐食ガラスが好ましく用いられる。
【００７６】
また、熱可塑性樹脂のマトリックスと充填材との界面特性を向上させる目的で、シラン化合物やエポキシ化合物等の有機処理剤で表面処理された充填材が好ましく用いられる。かかる充填材に用いられるシラン化合物やエポキシ化合物としては公知のものが何れも好ましく用いることができ、本発明で充填材の表面処理に用いられるシラン化合物、エポキシ化合物の種類には依存しない。
【００７７】
充填材の使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されないが、典型的には、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、５質量部以上１２０質量部以下が好ましく、１０質量部以上１００質量部以下がより好ましく、１５質量部以上８０質量部以下が特に好ましい。
【００７８】
また、熱可塑性樹脂は、必要に応じて、酸化防止剤、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、染料、顔料、潤滑剤、離型剤、結晶化促進剤、結晶核剤等をさらに添加して使用できる。
【００７９】
〔熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法〕
第５実施形態にかかる熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法は、下記の第１から第６の工程を含む。
１）金型１０内に設けられた、電子基板１の背面に当接及び離間可能な支持体１３上に電子基板１を載置した後、金型１０を型締めする工程、
２）金型１０の電子基板１の前面側に設けられたゲート１６から、射出成形機により溶融熱可塑性樹脂を金型１０内に注入する工程、
３）ゲート１６と電子基板１の背面に誘導部２１を形成するための金型の凹部Ｉ１４とを連通する供給路１７を通じて、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂を供給し、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂を充填する工程、
４）凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂が充填された後に、電子基板１の表面において供給路１７及び凹部Ｉ１４と連通される、電子基板１の表面に誘導部２１よりも薄肉の被覆部２３を形成するための金型の凹部ＩＩ１５に、溶融熱可塑性樹脂を充填する工程、
５）凹部ＩＩ１５に溶融熱可塑性樹脂を充填する際に、支持体１３を電子基板１から離間させる工程、及び、
６）溶融熱可塑性樹脂が固化した後、熱可塑性樹脂封止電子基板２を金型１０より離型する工程。
【００８０】
以下、第１工程から第６工程について、図５及び図６を参照して説明する。
【００８１】
＜第１工程＞
第１工程は、金型１０内に設けられた電子基板１の背面に当接及び離間可能な支持体１３上に電子基板１を載置した後、金型１０を型締めする工程である。
【００８２】
図５に示されるように、支持体１３は、支持体１３上に電子基板１を載置した際に、金型１０内において、凹部Ｉ１４の深さＬ１、凹部ＩＩ１５の深さＬ２、供給路１７の深さＬ３が所定の値となる様に、背面側の型１１の凹部ＩＩ１５から突出して電子基板１の背面に当接する。背面側の型１１の所定の位置に電子基板１が載置された後に、電子基板１の背面側の型１１と前面側の型１２とが合わせられ、型締めされる。
【００８３】
＜第２工程＞
第２工程は、電子基板１の前面側の型１２に設けられたゲート１６から、射出成形機（図示せず）により、背面側の型１１と前面側の型１２とが合わせられた金型１０内に、溶融熱可塑性樹脂を注入する工程である。
【００８４】
第２工程における射出成形条件は特に限定されず、使用する熱可塑性樹脂の種類に応じて、適宜決定することが出来る。
〔第３工程〕
第３工程は、ゲート１６と電子基板１の凹部Ｉ１４とを連通する供給路１７を通じて、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂を供給し、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂を充填する工程である。凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂が充填され、図６に示されるように電子基板１の背面に誘導部２１が形成される。また、供給路１７内の熱可塑性溶融樹脂は、図６に示されるように電子基板１の前面の供給部２２となる。供給部２２も誘導部２１と同様に、封止時の電子基板１の変形を抑制する。
【００８５】
第１実施形態にかかる金型について説明したように、金型１０内において、凹部Ｉ１４の深さＬ１、凹部ＩＩ１５の深さＬ２、及び供給路１７の深さＬ３が所定の関係を満たすことにより、供給路１７を通じて、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂を優先的に供給することができる。このため、電子基板１の背面に誘導部２１を形成した後に、被覆部２３を形成することができるため、封止時の電子基板１の変形を抑制できる。
【００８６】
〔第４工程〕
第４工程は、第３工程において凹部Ｉ１４への溶融熱可塑性樹脂の充填が開始された後に、凹部Ｉ１４に優先的に溶融熱可塑性樹脂を供給しつつ、電子基板１の表面において供給路１７及び凹部Ｉ１４と連通される凹部ＩＩ１５に熱可塑性樹脂を充填する工程である。凹部ＩＩ１５に溶融熱可塑性樹脂が充填され、図６に示されるように、誘導部２１、及び供給部２２よりも薄肉の被覆部２３が電子基板１の前面、及び背面に形成される。
【００８７】
電子基板１の背面を、熱可塑性樹脂により完全に封止するためには、射出成形時に、電子基板１の背面にある程度溶融熱可塑性樹脂が供給されたタイミングで、電子基板１の背面を支持する支持体１３を、電子基板１の背面から離間させる必要がある。
【００８８】
第５実施形態にかかる方法によれば、第１実施形態にかかる金型について説明した通り、凹部Ｉ１４の深さＬ１と凹部ＩＩ１５の深さＬ２との差によって、凹部Ｉ１４と凹部ＩＩ１５との間に、溶融熱可塑性樹脂の流動抵抗に差が生じ、凹部ＩＩ１５に遅れて溶融熱可塑性樹脂が充填される。このため、第５実施形態にかかる方法によれば、支持体１３に溶融熱可塑瀬樹脂が到達するまでの時間が長く、支持体１３を電子基板１の背面から離間させるタイミングの制御が非常に容易である。
【００８９】
以上説明した第５実施形態によれば、第１実施形態と同様に、熱可塑性樹脂を用いる射出成形によって電子基板１を封止する際の電子基板１の変形を抑制することができ、支持体１３を電子基板１の背面から離間させるタイミングの制御が容易となり、充填不良の発生を抑制できる。
【００９０】
〔第５工程〕
第５工程は、凹部ＩＩ１５に溶融熱可塑性樹脂を充填する際に、支持体１３を電子基板１から離間させる工程である。凹部ＩＩ１５に熱可塑性樹脂を充填して電子基板１の表面に被覆部２３を形成する際に、支持体１３を電子基板１から離間させることによって、支持体１３と電子基板１との接触面も熱可塑性樹脂により被覆することが可能となる。
【００９１】
〔第６工程〕
第６工程は、金型１０のキャビティ内で熱可塑性樹脂が固化した後、熱可塑性樹脂封止電子基板２を金型１０より離型する工程である。熱可塑性樹脂封止電子基板２の金型１０からの離型方法は特に限定されない。例えば、常法に従い、金型１０を背面側の型１１と前面側の型１２とに分割した後、イジェクタピンを用いて熱可塑性樹脂封止電子基板２を離型することができる。
【００９２】
［６］第６実施形態
第６実施形態にかかる熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法は、第２実施形態にかかる金型を用いる他は、第５実施形態にかかる熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法と同様である。
【００９３】
第６実施形態によれば、第２実施形態と同様に、金型に容積の大きな供給路１７を設ける必要がないため、電子基板１を封止するための樹脂量を低減できる。このため、第６実施形態によれば、封止時の電子基板１の変形を抑制しつつ、熱可塑性樹脂封止電子基板２の製造コストの低減が期待できる。
【００９４】
［７］第７実施形態
第７実施形態にかかる熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法は、第４の実施形態にかかる金型を用いる他は、第５実施形態にかかる熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法と同様である。
【００９５】
第７実施形態によれば、少数の支持体１３によって、金型内で電子基板１を支持できるため、第４実施形態と同様に、支持体１３の動作不良等による成形不良の発生を抑制できる。
【００９６】
［変形例］
本発明は上述の第１から第７実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００９７】
〔変形例１〕
第１及び第５実施形態では、凹部Ｉ１４、及び供給路１７の形状を十字型とし、第２及び第５実施形態では、凹部Ｉ１４の形状を十字型としたが、凹部Ｉ１４、及び／又は供給路１７の形状を格子型やハニカム型とすることもできる。凹部Ｉ１４、及び／又は供給路１７の形状をかかる形状とすることで、十字型よりも高い補強効果が期待でき、封止時の電子基板の変形をより抑制できる。
【００９８】
〔変形例２〕
第１から第７実施形態では、金型１０を、背面側の型１１と前面側の型１２とに２分割される金型としたが、背面側の型１１と前面側の型１２とは、さらに所望の数に分割することができる。背面側の型１１と前面側の型１２とを、かかる構造とすることにより、複雑な形状の電子基板１であっても封止できる。
【００９９】
〔変形例３〕
第１から第７実施形態では、円柱状の支持体１３について説明したが、第１から第７実施形態では、図２１に示されるように、柱状の可動部１３ａと、可動部の先端に設けられ、電子基板１の背面に当接する板状部１３ｂとから構成される支持体１３を用いてもよい。柱状の可動部１３ａの形状は、支持体１３が電子基板１に当接及び離間可能であれば特に限定されず、例えば、円柱状や、四角柱状であってよい。板状部１３ｂの形状は特に限定されず、例えば、円形や、四角形であってよい。支持体１３をかかる構成とする場合、面積の広い板状部１３ｂにより電子基板１が支持されるため、金型内で電子基板１の位置を安定させやすい。このため、表面に形成される被覆部２３等の熱可塑性樹脂層の厚さが安定した熱可塑性樹脂封止電子基板の製造が容易である。
【実施例】
【０１００】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０１】
〔実施例１〕
電子基板として、縦４５ｍｍ、横４５ｍｍ、厚さ１．６ｍｍのガラスエポキシ基板を用いた。図２２に、実施例１で用いた金型について、金型に電子基板を載置した状態の、電子基板の対向する辺をそれぞれ中点で結んだ線における断面図を示す。前面側の型には、キャビティの中心で交差する十字型の供給路を設け、背面側の型には、キャビティの中心で交差する十字型の凹部Ｉを設けた。
【０１０２】
背面側の型に設けられた凹部Ｉは、電子基板表面からの深さが５ｍｍであり、幅が４ｍｍである。背面側の型、及び前面側の型において、電子基板の前面、背面、及び側面に被覆部を形成するように設けられた凹部ＩＩは、電子基板表面からの深さが２ｍｍである。前面側の型、及び背面側の型において、電子基板の前面から側面にかけて設けられた供給路は、電子基板表面からの深さが５ｍｍであり、幅４ｍｍである。背面側の金型は、凹部ＩＩにおいて、円柱状の支持体を４つ備える。
【０１０３】
上記の電子基板を、上記形状の金型を用いて、射出成形機により各樹脂の標準的な成形条件により封止したところ、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ジュラネックス３０３ＲＡ、ウィンテックポリマー株式会社製）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（フォートロン６１６５Ａ６１、ポリプラスチックス株式会社製）何れによっても、電子基板の変形、及び被覆部における支持体の痕跡の形成を生じることなく、安定して熱可塑性樹脂封止電子基板を製造できた。
【０１０４】
〔実施例２〕
電子基板として、縦４５ｍｍ、横４５ｍｍ、厚さ１．６ｍｍのガラスエポキシ基板を用いた。電子基板には、電子基板背面に熱可塑性樹脂を供給する供給路として、図１１に示される配置で、貫通孔の外周間の間隔が５ｍｍとなるように、直径３．５ｍｍの貫通孔を設けた。なお、基板中央の貫通孔は、基板の対角線の交点を中心として形成した。
【０１０５】
図２３に、実施例２で用いた金型について、金型に電子基板を載置した状態の、電子基板の対向する辺をそれぞれ中点で結んだ線における断面図を示す。電子基板の孔部を供給路としたため、前面側の型には供給路を設けなかった。また、背面側の型には、キャビティの中心で交差する十字型の凹部Ｉを設けた。
【０１０６】
背面側の型に設けられた凹部Ｉは、電子基板表面からの深さが５ｍｍであり、幅が４ｍｍである。背面側の型、及び前面側の型において、電子基板の前面、背面、及び側面に被覆部を形成するように設けられた凹部ＩＩは、電子基板表面からの深さが２ｍｍである。背面側の金型は、凹部ＩＩにおいて、円柱状の支持体を４つ備える。
【０１０７】
上記の電子基板を、上記形状の金型を用いて、実施例１と同条件で封止したところ、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂何れによっても、電子基板の変形、及び被覆部における支持体の痕跡の形成を生じることなく、安定して熱可塑性樹脂封止電子基板を製造できた。
【０１０８】
〔比較例１〕
実施例１で用いた金型の、供給路、及び凹部Ｉが塞がれた金型を用いて、実施例１で用いた電子基板を、実施例１と同条件で封止したところ、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂何れによっても、電子基板が変形し、基板背面側に樹脂を完全に充填させることが出来なかった。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 電子基板
１０ 金型
１１ 背面側の型
１２ 前面側の型
１３ 支持体
１４ 凹部Ｉ
１５ 凹部ＩＩ
１６ ゲート
１７ 供給路
１８ 孔部
１９ 凹部ＩＩＩ
２ 熱可塑性樹脂封止電子基板
２１ 誘導部
２２ 供給部
２３ 被覆部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板を封止するための金型、熱可塑性樹脂を用いる射出成形による熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法、及び熱可塑性樹脂封止電子基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用の電子基板等の種々の電子基板が、その保護のために、熱可塑性樹脂を封止材料として用いて全体を包み込むように封止された封止電子基板として使用されている。
【０００３】
かかる封止電子基板の製造方法としては、溶融熱可塑性樹脂による封止時の電子基板へのダメージを考慮して、低粘度の溶融熱可塑性樹脂を低圧で金型内に注入するホットメルトモールディングと呼ばれる方法が採用されている（特許文献１）。
【０００４】
しかし、ホットメルトモールディング法では、溶融粘度の低い熱可塑性樹脂を使用する必要があり、封止材料の選択肢が大きく制限されることや、金型内への溶融熱可塑性樹脂の注入を低圧で行うために、成形サイクルが長く、封止電子基板の製造コストが高い等の問題がある。このため、封止材料の選択肢が広く、生産効率の高い射出成形法による電子基板の封止方法の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１３１９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、射出成形により電子基板を封止する場合、溶融熱可塑性樹脂が高圧で瞬時に金型内に注入されるため、電子基板がダメージを受け変形しやすい問題がある。また、電子基板の表面を完全に封止するためには、金型内で電子基板を支持する支持体を、金型内にある程度熱可塑性樹脂が充填された段階で電子基板から離間させる必要がある。しかし、射出成形では、金型内に瞬時に熱可塑性樹脂が注入されるため、支持体の離間のタイミングの制御が難しい。このため、熱可塑性樹脂が支持体の周囲に充填された後に支持体が離間された場合には、支持体が電子基板に当接していた箇所に熱可塑性樹脂が充填されず、充填不良が発生する場合がある。
【０００７】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板を封止する際の、電子基板の変形、及び充填不良の発生を抑制できる金型、当該金型を用いる電子基板の封止方法、及び当該金型を用いる電子基板の封止方法により製造される熱可塑性樹脂封止電子基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、
ａ）電子基板の前面側に設けられたゲート、
ｂ）電子基板の背面に誘導部を形成する凹部Ｉ、
ｃ）ゲートと凹部Ｉとを連通する供給路、電子基板の表面において供給路及び凹部Ｉと連通される、電子基板の表面に誘導部よりも薄肉の被覆部を形成する凹部ＩＩ、及び、
ｅ）電子基板の背面側に設けられ、電子基板の背面に当接及び離間可能であり、電子基板の背面に当接して電子基板を支持する支持体を備える金型を用いて、電子基板を、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により封止することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【０００９】
（１） 以下のａ）からｅ）を備える、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板を封止するための金型：
ａ）前記電子基板の前面側に設けられたゲート、
ｂ）前記電子基板の背面に誘導部を形成するための凹部Ｉ、
ｃ）前記ゲートと前記凹部Ｉとを連通する供給路、
ｄ）前記電子基板の表面において前記供給路及び前記凹部Ｉと連通される、前記電子基板の表面に前記誘導部よりも薄肉の被覆部を形成するための凹部ＩＩ、及び、
ｅ）前記電子基板の背面側に設けられ、前記電子基板の背面に当接及び離間可能であり、前記電子基板の背面に当接して前記電子基板を支持する支持体。
【００１０】
（２） 前記供給路が、前記電子基板の前面から側面を経由して前記凹部Ｉに連通し、且つ、前記電子基板の表面に接して形成されており、前記供給路の深さが前記凹部ＩＩの深さよりも大きい、（１）記載の金型。
【００１１】
（３） 前記電子基板が、前面と背面とを連通する孔部を備え、前記供給路が、前記孔部を通じて前記ゲートと前記凹部Ｉとを連通して形成されている、（１）記載の金型。
【００１２】
（４） 前記供給路、及び前記凹部Ｉの深さが、前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記供給路、及び前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、（２）記載の金型。
【００１３】
（５） 前記凹部Ｉの深さが、前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、（３）記載の金型。
【００１４】
（６） 前記ゲートは、前記電子基板の側面を含む平面よりも金型側面側に、少なくとも１箇所設けられている（２）又は（４）に記載の金型。
【００１５】
（７） 前記支持体が前記電子基板と当接する面に凹部ＩＩＩを有し、前記凹部ＩＩＩは、前記電子基板と前記支持体とが当接している状態で前記凹部Ｉの一部を形成し、前記支持体の前記電子基板と当接する面は、前記支持体が前記電子基板から離間している状態で前記凹部ＩＩの一部を形成する、（１）から（６）何れか記載の金型。
【００１６】
（８） 下記、１）から５）の工程を含む、熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法：
１）金型内に設けられた、電子基板の背面に当接及び離間可能な支持体上に前記電子基板を載置した後、金型を型締めする工程、
２）前記金型の電子基板の前面側に設けられたゲートから、射出成形機により溶融熱可塑性樹脂を金型内に注入する工程、
３）前記ゲートと前記電子基板の背面に誘導部を形成するための金型の凹部Ｉとを連通する供給路を通じて、前記凹部Ｉに前記溶融熱可塑性樹脂を供給し、前記凹部Ｉに前記溶融熱可塑性樹脂を充填する工程、
４）前記凹部Ｉに優先的に前記溶融熱可塑性樹脂を供給しつつ、前記電子基板の表面において前記供給路及び前記凹部Ｉと連通される、前記電子基板表面に前記誘導部よりも薄肉の被覆部を形成するための金型の凹部ＩＩに、前記溶融熱可塑性樹脂を充填する工程、
５）前記凹部ＩＩに前記溶融熱可塑性樹脂を充填する際に、前記支持体を電子基板から離間させる工程、及び、
６）前記溶融熱可塑性樹脂が固化した後、熱可塑性樹脂封止電子基板を前記金型より離型する工程。
【００１７】
（９） 前記供給路が、前記電子基板の前面から側面を経由して前記凹部Ｉに連通し、且つ、前記電子基板の表面に接して形成されており、前記供給路の深さが前記凹部ＩＩの深さよりも大きい、（８）記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００１８】
（１０） 前記電子基板が、前面と背面とを連通する孔部を備え、前記供給路が、前記孔部を通じて前記ゲートと前記凹部Ｉとを連通して形成されている、（８）記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００１９】
（１１） 前記供給路、及び前記凹部Ｉの深さが前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記供給路、及び前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、（９）記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００２０】
（１２） 前記凹部Ｉの深さが前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの肉厚が１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、（１０）記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００２１】
（１３） 前記ゲートは、前記電子基板の側面を含む平面よりも金型側面側に、少なくとも１箇所設けられている（９）又は（１１）に記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００２２】
（１４） 前記支持体が前記電子基板と当接する面に凹部ＩＩＩを有し、前記凹部ＩＩＩは、前記電子基板と前記支持体とが当接している状態で前記凹部Ｉの一部を形成し、前記支持体の前記電子基板と当接する面は、前記支持体が前記電子基板から離間している状態で前記凹部ＩＩの一部を形成する、（８）から（１３）何れか記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００２３】
（１５） 前記熱可塑性樹脂が、ポリブチレンテレフタレート樹脂、又は、ポリフェニレンサルファイド樹脂である、（８）から（１４）何れか記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【００２４】
（１６） （８）から（１５）何れか記載の方法により製造された、熱可塑性樹脂封止電子基板。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板を封止する際の、電子基板の変形、及び充填不良の発生を抑制できる金型、当該金型を用いる電子基板の封止方法、及び当該金型を用いる電子基板の封止方法により製造される熱可塑性樹脂封止電子基板を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる背面側の型をキャビティから見た図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる前面側の型をキャビティから見た図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる背面側の型の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる前面側の型の断面図である。
【図５】背面側の型と前面側の型とを合わせて型締された本発明の第１実施形態の金型の、内部に電子基板が載置された状態での断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる金型を用いて製造される、熱可塑性樹脂封止電子基板の斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる背面側の型をキャビティから見た図である。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる前面側の型をキャビティから見た図である。
【図９】背面側の型と前面側の型とを合わせて型締された本発明の第２実施形態の金型の、内部に電子基板が載置された状態での断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる金型を用いて製造される、熱可塑性樹脂封止電子基板の斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかる金型において封止される電子基板の例を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態にかかる前面側の型をキャビティから見た図である。
【図１３】背面側の型と前面側の型とを合わせて型締された本発明の第３実施形態の金型の、内部に電子基板が載置された状態での断面図である。
【図１４】背面側の型と前面側の型とを合わせて型締された本発明の第３実施形態の、図１３とは異なる例の金型の、内部に電子基板が載置された状態での断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態にかかる金型に備えられる支持体の例を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第４実施形態にかかる背面側の型をキャビティから見た図である。
【図１７】本発明の第４実施形態にかかる背面側の型をキャビティから見た図である。
【図１８】背面側の型と前面側の型とを合わせて型締された本発明の第４実施形態の金型の、内部に電子基板が載置された状態での断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態にかかる背面側の型の、電子基板に当接している時の支持体の状態を示す斜視図である。
【図２０】本発明の第４実施形態にかかる背面側の型の、電子基板から離間している時の支持体の状態を示す斜視図である。
【図２１】可動部と板状部とから構成される支持体の例を示す斜視図である。
【図２２】実施例１で使用した金型の、内部に電子基板が載置された状態の断面図である。
【図２３】実施例２で使用した金型の、内部に電子基板が載置された状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の実施形態は、下記の実施形態に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲は、これに限定されるものではない。
【００２８】
なお、本願の発明の詳細な説明、及び特許請求の範囲において、電子基板の「前面」とは、金型内に電子基板が載置された場合に、金型に設けられたゲートに対向する面を意味する。また電子基板の「背面」は、電子基板の前面の裏側の面を意味する。
【００２９】
［１］第１実施形態
＜全体構造＞
まず、本発明の第１実施形態である、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板１を封止するための金型１０について、図１から図６を参照して説明する。
【００３０】
図１は背面側の型１１をキャビティ側から見た図であり、図２は前面側の型１２をキャビティ側から見た図である。また、図３は、図１に記載のＡ−Ａ’断面における背面側の型１１の断面図であり、図４は、図２に記載のＡ−Ａ’断面における前面側の型１２の断面図である。図５は、背面側の型１１の支持体１３上に電子基板１が載置された後に、背面側の型１１と前面側の型１２とが型締めされて形成された金型１０のＡ−Ａ’断面における断面図である。図６は第１の実施形態にかかる金型１０を用いて製造された、熱可塑性樹脂封止電子基板２の斜視図である。
【００３１】
図５に示されるように、第１実施形態の金型１０は、以下のａ）からｅ）を備える。
ａ）電子基板１の前面側に設けられたゲート１６、
ｂ）電子基板１の背面に誘導部２１を形成するための凹部Ｉ１４、
ｃ）ゲート１６と凹部Ｉ１４とを連通する供給路１７、
ｄ）電子基板１の表面において供給路１７及び凹部Ｉ１４と連通される、電子基板１の表面に誘導部２１よりも薄肉の被覆部２３を形成するための凹部ＩＩ１５、及び、
ｅ）背面側の型１１内の凹部ＩＩ１５に設けられ、電子基板１の背面に当接及び離間可能であり、電子基板１の背面に当接して電子基板１を支持する支持体１３。
以下、ａ）からｅ）について順に説明する。
【００３２】
〔ａ）ゲート１６〕
図２、図４及び図５に示されるように、ゲート１６は前面側の型１２に形成された供給路１７上に形成される。供給路１７は、ゲート１６と後述する凹部Ｉ１４とを連通する。ゲート１６を通じて、射出成形機（図示せず）によって金型１０内に溶融熱可塑性樹脂が供給される。ゲート１６の個数は、封止される電子基板１の形状に応じて適宜選択でき、１個でも複数個であってもよい。ゲート１６の形状についても、射出成形用の金型に通常採用されるゲートの形状から適宜選択できる。
【００３３】
〔ｂ）凹部Ｉ１４〕
図１、図３、及び図５に示されるように、凹部Ｉ１４は、電子基板１の背面に誘導部２１を形成する目的で、背面側の型１１上に電子基板１に接して形成される。凹部Ｉ１４に充填された熱可塑性樹脂は、図６に示されるように、熱可塑性樹脂封止電子基板２における誘導部２１となる。凹部Ｉ１４の断面形状は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、正方形、長方形、半円等の任意の形状から適宜選択される。
【００３４】
凹部Ｉ１４は、後述する凹部ＩＩ１５と電子基板１の表面で接しており、凹部Ｉ１４の深さＬ１は、凹部ＩＩ１５の深さＬ２よりも大きい。このため、後述する供給路１７を通じて供給された溶融熱可塑性樹脂は、流動抵抗の大きな凹部ＩＩ１５よりも、流動抵抗の小さな凹部Ｉ１４に先に充填される。従って、第１実施形態にかかる金型を用いる場合、電子基板１の背面に誘導部２１を形成した後に、凹部ＩＩ１５に溶融熱可塑性樹脂を供給して被覆部２３を形成できる。このため、電子基板１の背面が誘導部２１により補強され、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板１を封止する際の電子基板１の変形を抑制できる。
【００３５】
Ｌ１、及びＬ２の値は、Ｌ１がＬ２より大である限り、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。具体的には、Ｌ１はＬ２の２倍以上４倍以下が好ましく、２．５倍以上４倍以下がより好ましい。また、凹部Ｉ１４の幅は、Ｌ２の２倍以上４倍以下が好ましく、３倍以上４倍以下がより好ましい。さらに、Ｌ２は、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下がより好ましい。Ｌ１が過大である場合、凹部Ｉ１４の容積が多くなることから、電子基板１の封止に必要な樹脂量が増加し、熱可塑性樹脂封止電子基板２の製造コストが増加する場合がある。Ｌ２が過大である場合、凹部Ｉ１４と凹部ＩＩ１５との流動抵抗の差がほとんど無くなる場合がある。かかる場合、電子基板１の背面に誘導部２１を形成した後に被覆部２３を形成し難く、封止による電子基板１変形が発生しやすい傾向がある。Ｌ２が過小である場合、凹部ＩＩ１５の流動抵抗が高すぎるため、凹部ＩＩ１５に熱可塑性樹脂が完全に充填されない場合がある。
【００３６】
Ｌ１とＬ２との差が過小である場合、凹部Ｉ１４と凹部ＩＩ１５とへ、ほぼ同時に溶融熱可塑性樹脂が供給されるため、電子基板１に変形が生じやすい。Ｌ１とＬ２との差が過大である場合、凹部Ｉ１４の容積が多くなることから、電子基板１の封止に必要な樹脂量が増加し、熱可塑性樹脂封止電子基板２の製造コストが増加する場合がある。
【００３７】
なお、Ｌ１は電子基板１の表面と凹部Ｉ１４の表面との間の距離であって、電子基板１の表面から垂直方向に測定した最大の距離である。また、Ｌ２は、電子基板１の表面と凹部ＩＩ１５の表面との間の距離であって、電子基板１の表面から垂直方向に測定した距離である。
【００３８】
〔ｃ）供給路１７〕
図１、図３、及び図５に示される通り、供給路１７は、電子基板の前面から側面に沿って溶融熱可塑性樹脂をゲートから凹部Ｉ１４へ供給できるように、ゲート１６と凹部Ｉ１４とを連通する。供給路１７に充填された熱可塑性樹脂は、図６に示されるように、熱可塑性樹脂封止電子基板２における供給部２２となる。供給路１７の断面形状は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、正方形、長方形、半円等の任意の形状から適宜選択される。
【００３９】
また、供給路１７は、後述する凹部ＩＩ１５と電子基板１の表面において接しており、供給路１７の深さＬ３は、凹部ＩＩ１５の深さＬ２よりも大きい。Ｌ３、及びＬ２の値は、Ｌ３がＬ２より大である限り、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。具体的には、Ｌ３はＬ２の２倍以上４倍以下が好ましく、２．５倍以上４倍以下がより好ましい。また、凹部Ｉ１４の幅は、Ｌ２の２倍以上４倍以下が好ましく、３倍以上４倍以下がより好ましい。さらに、Ｌ２は、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下がより好ましい。Ｌ３が過大である場合、供給路１７の容積が多くなることから、電子基板１の封止に必要な樹脂量が増加し、熱可塑性樹脂封止電子基板２の製造コストが増加する場合がある。Ｌ２が過大である場合、供給路１７と凹部ＩＩ１５との流動抵抗の差がほとんど無くなる場合がある。かかる場合、電子基板１の背面に誘導部２１を形成した後に被覆部２３を形成し難く、封止による電子基板１の変形が発生しやすい傾向がある。
【００４０】
また、Ｌ３とＬ２との差が過小である場合、供給路１７と凹部ＩＩ１５と、ほぼ同時に溶融熱可塑性樹脂が供給されるため、電子基板の背面に溶融熱可塑性樹脂が先行して充分供給されないため、電子基板の上面に樹脂圧力が大きくかかり、電子基板１に変形が生じやすい。Ｌ３とＬ２との差が過大である場合、供給路１７の容積が多くなることから、電子基板１の封止に必要な樹脂量が増加し、熱可塑性樹脂封止電子基板２の製造コストが増加する場合がある。
【００４１】
供給路１７と凹部ＩＩ１５とを、かかる深さで構成することにより、ゲートから供給される溶融熱可塑性樹脂が流動抵抗の少ない供給路１７を優先的に流れて、背面側の型１１に形成された凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂が優先的に供給される。
【００４２】
このため、電子基板１の背面に誘導部２１を形成した後に、凹部ＩＩ１５に溶融熱可塑性樹脂を充填して被覆部２３を形成することが出来る。第１の実施形態の金型１０を用いる場合、溶融熱可塑性樹脂のかかる流動挙動によって、電子基板１を変形させることなく、熱可塑性樹脂を用いる射出成形によって電子基板１を封止できる。
【００４３】
〔ｄ）凹部ＩＩ１５〕
図１から図５に示される通り、凹部ＩＩ１５は、背面側の型１１では、凹部Ｉ１４に隣接して形成され、前面側の型１２では供給路１７に隣接して形成される。凹部ＩＩ１５に充填された熱可塑性樹脂は、図６に示されるように、熱可塑性樹脂封止電子基板２における被覆部２３となる。
【００４４】
〔ｅ）支持体１３〕
支持体１３は、背面側の型１１に設けられ、電子基板１の背面に当接及び離間可能であり、電子基板１の背面に当接して電子基板１を支持する。背面側の型１１における支持体１３の位置は、電子基板１を支持できる限り特に限定されないが、典型的には、図１及び図５に示されるように、背面側の型１１内の凹部ＩＩ１５に支持体１３は設けられる。支持体１３は、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂が半分程度充填された時から、支持体１３に溶融熱可塑性樹脂が到達する時の間に、電子基板１の背面から離間される。支持体１３を、かかるタイミングで電子基板１から離間させることにより、凹部ＩＩ１５に完全に樹脂を充填することができる。
【００４５】
電子基板１の封止に、凹部Ｉ１４を備えない金型を用いる場合、電子基板１の背面に一気に溶融熱可塑性樹脂が充填されるため、支持体１３を電子基板１の背面から離間させるタイミングの制御が困難である。このため、かかる金型を用いる場合、支持体１３の離間の遅れにより、背面に支持体１３の痕跡である孔が形成された、熱可塑性樹脂封止電子基板２が得られる場合がある。
【００４６】
一方、第１実施形態にかかる金型によれば、凹部Ｉ１４の深さＬ１と凹部ＩＩ１５の深さＬ２との差によって、凹部Ｉ１４と凹部ＩＩ１５との間に、溶融熱可塑性樹脂の流動抵抗に差が生じ、凹部ＩＩ１５に遅れて溶融熱可塑性樹脂が充填される。このため、第１実施形態にかかる金型を用いて電子基板１を封止する場合、支持体１３に溶融熱可塑瀬樹脂が到達するまでの時間が長く、支持体１３を電子基板１の背面から離間させるタイミングの制御が非常に容易である。
【００４７】
支持体１３の形状は、電子基板１を支持できる限り特に限定されないが、電子基板１に支持体１３を当接又は離間させる際にスムーズに動作させやすいため、円柱状であるのが好ましい。
【００４８】
以上説明した第１実施形態によれば、熱可塑性樹脂を用いる射出成形によって電子基板１を封止する際の電子基板１の変形を抑制することができ、支持体１３を電子基板１の背面から離間させるタイミングの制御が容易となり、充填不良の発生を抑制できる。
【００４９】
［２］第２実施形態
以下、第２実施形態にかかる金型について、図７から図１０を参照して説明する。図７は背面側の型１１をキャビティ側から見た図であり、図８は前面側の型１２をキャビティ側から見た図である。また、図３は、図１に記載のＡ−Ａ’断面における背面側の型１１の断面図であり、図４は、図２に記載のＡ−Ａ’断面における前面側の型１２の断面図である。図９は、背面側の型１１の支持体１３上に電子基板１が載置された後に、背面側の型１１と前面側の型１２とが型締めされて形成された金型１０の、図７及び図８に記載のＡ−Ａ’断面における断面図である。図１０は第２の実施形態にかかる金型１０を用いて製造された、熱可塑性樹脂封止電子基板２の斜視図である。
【００５０】
図７から図９に示されるように、第２実施形態にかかる金型は、前面と背面とを連通する孔部１８を備える電子基板１の封止に使用される点と、供給路１７が孔部１８を通じて、ゲート１６と凹部Ｉ１４とを連通して形成されている点を除いて第１実施形態にかかる金型と同様である。
【００５１】
図９に示されるように、ゲート１６は電子基板１に形成された孔部１８の近傍に位置する。ゲート１６と凹部Ｉ１４とは、電子基板１の孔部１８の内部の空間である供給路１７によって連通される。図９には、ゲート１６の直下である電子基板１の中央に、１つの孔部１８が設けられている態様を示したが、電子基板１に設けられる孔部１８の数は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。例えば、熱可塑性樹脂封止電子基板２において、電子基板１の背面に、背面の中心にて交差する十字形状の誘導部２１が形成される場合、図１１に示されるように、電子基板１における誘導部２１が形成される位置に対応する箇所に、孔部１８を複数形成することも好ましい。かかる電子基板１を用いる場合、速やかに電子基板１の背面の凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂を供給できるため、封止時の電子基板１の変形を抑制しやすくなる。
【００５２】
第２実施形態の金型を用いる場合、電子基板１の背面側の凹部ＩＩ１５は、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂が充填された後に、溶融熱可塑性樹脂が充填される。また、電子基板１の前面側の凹部ＩＩ１５は、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂が充填された後に、電子基板１の外周の空間、及び／又は、ゲート１６と電子基板１との間の空間を経由して、溶融熱可塑性樹脂が充填される。
【００５３】
第２実施形態によれば、金型に容積の大きな供給路１７を設ける必要がないため、電子基板１を封止するための樹脂量を低減できる。このため、第２実施形態によれば、封止時の電子基板１の変形を抑制しつつ、熱可塑性樹脂封止電子基板２の製造コストの低減が期待できる。
【００５４】
［３］第３実施形態
以下、第３実施形態にかかる金型について、図１２、図１３を参照して説明する。図１２は本発明の第３実施形態にかかる前面側の型をキャビティから見た図である。図１３は背面側の型と前面側の型とを合わせて型締された本発明の第３実施形態の金型の、内部に電子基板が載置された状態での断面図である。
【００５５】
図１２、図１３に示されるように、第３実施形態にかかる金型は、ゲート１６が、上記電子基板１の側面よりも外側に設けられる点を除いて第１実施形態にかかる金型と同様である。
【００５６】
図１２、図１３に示されるように、ゲート１６は電子基板１の側面を含む平面よりも金型側面側に位置する。図１２、図１３には、ゲート１６から供給される溶融熱可塑性樹脂の流れる方向が、電子基板１の側面を含む平面に対して平行になる位置にゲート１６が設けられる態様を示したが、図１４に示すように、電子基板１の側面にゲート１６を設けてもよい。かかる位置にゲート１６を設けることで、ゲート１６から供給される溶融熱可塑性樹脂が電子基板１の表面に直接衝突することを抑えられるため、封止時の電子基板１の変形を抑制しやすくなる。また、このような場合、ゲート数はキャビティへの樹脂の供給バランスを考慮して複数設けることが好ましい。
【００５７】
また、第３実施形態にかかる金型においても、複数の位置にゲート１６が設けられていてもよい。例えば、電子基板１の表面と対向する位置（例えば、図２に示す位置）と、第３実施形態におけるゲート１６の位置との両方に設けられていれば、電子基板１の表面と電子基板１の背面とにバランスよく溶融熱可塑性樹脂が共有されて、封止時の電子基板１の変形を抑制しやすくなる。
【００５８】
［４］第４実施形態
以下、第４実施形態にかかる金型について、図１５から図２０を参照して説明する。図１５は、第４実施形態にかかる金型が備える支持体１３の具体例に関する斜視図である。図１６は、電子基板１と当接する面に十字型の溝を有する支持体１３を備える背面側の型１１をキャビティ側から見た図である。図１７は、電子基板１と当接する面に直線状の溝を有する支持体１３を備える背面側の型１１をキャビティ側から見た図である。図１８は、図１６に記載の背面側の型１１に電子基板１を載置し、図４に記載の前面側の型１２と図１６に記載の背面側の型１１とをあわせた状態の、図１６に記載のＡ−Ａ’断面における断面図である。図１９は、図１６に記載の背面側の型１１における、支持体１３と電子基板１とが当接する際の支持体１３の状態を示す斜視図である。図２０は、図１６に記載の背面側の型１１における、支持体１３が電子基板１から離間している際の支持体１３の状態を示す斜視図である。
【００５９】
第４実施形態に係る金型は、電子基板１と当接する面に凹部ＩＩＩ１９を有する支持体１３を備え、凹部ＩＩＩ１９は、電子基板１と支持体１３とが当接している状態で凹部Ｉ１４の一部を形成し、支持体１３の電子基板１と当接する面は、支持体１３が電子基板１から離間している状態で凹部ＩＩ１５の一部を形成する。例えば、熱可塑性樹脂封止電子基板２の形状が、図６に示されるように電子基板１の背面側に十字型の誘導部２１を有する形状である場合には、例えば、図１５に示されるように、電子基板１と当接する面に、直線状の溝や、十字型の溝を設けて凹部ＩＩＩ１９を形成された支持体１３を用いることができる。
【００６０】
支持体１３における凹部ＩＩＩ１９の形状は本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。具体的には、図１６、及び図１７に示されるように、凹部Ｉ１４の側面と凹部ＩＩＩ１９の側面とが、背面側の型１１において連続した面となるように形成されるのが好ましい。
【００６１】
また、凹部Ｉ１４と凹部ＩＩＩ１９とは連続する面であっても、不連続な面であってもよい。典型的には、図１８、及び図１９に示されるように、支持体１３は、凹部ＩＩＩ１９の内面と、凹部Ｉ１４の内面とが連続した面を形成して凹部ＩＩＩ１９が凹部Ｉ１４の一部を構成するように、背面側の型１１から突出して、電子基板１を支持するのが好ましい。かかる態様で、支持体１３が電子基板１を支持することにより、凹部Ｉ１４に優先的に溶融状態の熱可塑性樹脂を供給して誘導部２１を形成しつつ、凹部Ｉと凹部ＩＩとに熱可塑性樹脂を供給できる。このため、封止時の電子基板１の変形の発生が抑制される。
【００６２】
さらに、図２０に示されるように、支持体１３は、電子基板１から、支持体１３の電子基板１と当接する面が凹部ＩＩの一部を形成するように、凹部Ｉに熱可塑性樹脂が充填された後に、電子基板１から離間する。このため、第４実施形態にかかる金型によれば、支持体１３付近に充填された熱可塑性樹脂が固化する前に、支持体１３を電子基板１から離間させることにより、充填不良を起すことなく凹部ＩＩに熱可塑性樹脂を充填して被覆部２３を形成できる。
【００６３】
第４実施形態にかかる金型では、少数の支持体１３によって、金型内で電子基板１を支持できるため、支持体１３の動作不良等による成形不良の発生を抑制できる。
【００６４】
［５］第５実施形態
以下、第５実施形態にかかる、熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法について説明する。第５実施形態では、第１実施形態にかかる金型を用いて、射出成形により、熱可塑性樹脂によって電子基板を封止する。まず、封止される電子基板、及び封止に用いる熱可塑性樹脂について説明し、次いで、熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法に含まれる各工程について説明する。
【００６５】
〔電子基板〕
第５実施形態において封止される電子基板は、従来から電気・電子部品の製造に使用される電子基板であれば特に限定されず、単層基板であっても、多層基板であってもよい。また、電子基板はその表面に電子部品が実装されたものであっても、実装されていないものであってもよい。
【００６６】
電子基板の材料は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来電子基板の材料として使用されてきた、有機材料、無機材料、又はこれらの複合材料から適宜選択できる。電子基板の好適な材料の具体例としては、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネート樹脂、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶性ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、又はこれらの組合せ等の樹脂が挙げられる。電子基板の材料が樹脂である場合、これらの樹脂は、ガラス繊維、高弾性樹脂繊維、炭素繊維、又は金属繊維等の繊維を含むのが好ましい。かかる場合、繊維材料は織布、又は不織布の形態であるのが好ましい。
【００６７】
電子基板の形状は、金型のゲート側に相当する前面と、金型内で支持体と当接する背面とが区別できる限り特に限定されず、平面状、曲面状、又はこれらの形状の組合せであってもよい。
【００６８】
本発明において封止される電子基板の厚さは、使用目的に応じて適宜決められる。基板が薄い場合には、封止時の変形を十分に抑制できない場合がある。
【００６９】
〔熱可塑性樹脂〕
第５実施形態において用いる熱可塑性樹脂は、射出成形可能であれば特に限定されず、封止される電子基板の用途と使用環境とに応じて、適宜選択できる。電子基板の封止に用いる熱可塑性樹脂は、結晶性樹脂及び非結晶性樹脂の何れも使用できる。具体例としては、ポリオレフィン（ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ４−メチル−ペンテン−１、ポリ環状オレフィン等）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、（メタ）アクリル樹脂、セルロース系樹脂、エラストマー等の汎用熱可塑性樹脂；脂肪族ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン１２、ナイロン６，１２等）、芳香族ポリアミド（ＭＸＤナイロン等）、芳香族ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）等）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ）、ポリアリーレンサルファイド（ＰＡＳ）（ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等）、ポリスルフォン（ＰＳｕ）、ポリイミド（ＰＩ）、液晶性ポリマー（ＬＣＰ）（液晶ポリエステル、液晶ポリエステルアミド、液晶ポリアミド等）のエンジニアリングプラスチック；脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジオール、及び、脂肪族ヒドロキシカルボン酸若しくはその環状化合物からなる群から選択される単量体を重縮合して得られる脂肪族ポリエステル、ジイソシアネート等により高分子量化された脂肪族ポリエステル等の生分解性樹脂が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は２種以上を組合わせて用いることができる。
【００７０】
上記の熱可塑性樹脂の中では、ポリブチレンテレフタレート樹脂、又はポリフェニレンサルファイド樹脂が特に好ましい。ポリフェニレンサルファイド樹脂は、高い耐熱性、機械的物性、耐薬品性、寸法安定性、及び難燃性等に優れ、ポリブチレンテレフタレート樹脂は高い機械的物性、電気的物性、耐薬品性等に優れることから、電子基板封止に好適に用いられる。
【００７１】
熱可塑性樹脂は、成形品の機械的特性の改良の目的等で充填材を配合できる。熱可塑性樹脂に配合される充填材の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来から高分子材料の充填材として使用される種々の充填材を使用することができ、無機充填材及び有機充填材の何れも使用できる。また、充填材の形状は、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されず、繊維状充填材、粉粒状充填材、及び板状充填材の何れも好適に使用できる。
【００７２】
好適な繊維状充填材として、例えば、ガラス繊維、アスベスト繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維、硼素繊維、チタン酸カリウム繊維、さらにステンレス、アルミニウム、チタン、銅、真鍮等の金属の繊維状物等の無機質繊維状物質が挙げられる。
【００７３】
好適な粉粒状充填材としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、シリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ミルドガラスファイバー、ガラスバルーン、ガラス粉、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、カオリン、タルク、クレー、珪藻土、ウォラストナイトの如き珪酸塩、酸化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、アルミナの如き金属の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムの如き金属の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムの如き金属の硫酸塩、その他フェライト、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、各種金属粉末等が挙げられる。また、好適な板状充填材としては、マイカ、ガラスフレーク、各種の金属箔等が挙げられる。
【００７４】
これらの充填材の中では、コストと得られる第一成形品の物性とのバランスに優れることからガラス繊維を用いるのが特に好ましい。
【００７５】
ガラス繊維としては、公知のガラス繊維が何れも好ましく用いられ、ガラス繊維径や、円筒、繭形断面、長円断面等の断面形状、あるいはチョップドストランドやロービング等の製造に用いる際の長さやガラスカットの方法にはよらない。本発明において、ガラス繊維の原料となるガラスの種類は特に限定されないが、品質上、Ｅガラスや、組成中にジルコニウム元素を含む耐腐食ガラスが好ましく用いられる。
【００７６】
また、熱可塑性樹脂のマトリックスと充填材との界面特性を向上させる目的で、シラン化合物やエポキシ化合物等の有機処理剤で表面処理された充填材が好ましく用いられる。かかる充填材に用いられるシラン化合物やエポキシ化合物としては公知のものが何れも好ましく用いることができ、本発明で充填材の表面処理に用いられるシラン化合物、エポキシ化合物の種類には依存しない。
【００７７】
充填材の使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されないが、典型的には、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、５質量部以上１２０質量部以下が好ましく、１０質量部以上１００質量部以下がより好ましく、１５質量部以上８０質量部以下が特に好ましい。
【００７８】
また、熱可塑性樹脂は、必要に応じて、酸化防止剤、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、染料、顔料、潤滑剤、離型剤、結晶化促進剤、結晶核剤等をさらに添加して使用できる。
【００７９】
〔熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法〕
第５実施形態にかかる熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法は、下記の第１から第６の工程を含む。
１）金型１０内に設けられた、電子基板１の背面に当接及び離間可能な支持体１３上に電子基板１を載置した後、金型１０を型締めする工程、
２）金型１０の電子基板１の前面側に設けられたゲート１６から、射出成形機により溶融熱可塑性樹脂を金型１０内に注入する工程、
３）ゲート１６と電子基板１の背面に誘導部２１を形成するための金型の凹部Ｉ１４とを連通する供給路１７を通じて、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂を供給し、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂を充填する工程、
４）凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂が充填された後に、電子基板１の表面において供給路１７及び凹部Ｉ１４と連通される、電子基板１の表面に誘導部２１よりも薄肉の被覆部２３を形成するための金型の凹部ＩＩ１５に、溶融熱可塑性樹脂を充填する工程、
５）凹部ＩＩ１５に溶融熱可塑性樹脂を充填する際に、支持体１３を電子基板１から離間させる工程、及び、
６）溶融熱可塑性樹脂が固化した後、熱可塑性樹脂封止電子基板２を金型１０より離型する工程。
【００８０】
以下、第１工程から第６工程について、図５及び図６を参照して説明する。
【００８１】
＜第１工程＞
第１工程は、金型１０内に設けられた電子基板１の背面に当接及び離間可能な支持体１３上に電子基板１を載置した後、金型１０を型締めする工程である。
【００８２】
図５に示されるように、支持体１３は、支持体１３上に電子基板１を載置した際に、金型１０内において、凹部Ｉ１４の深さＬ１、凹部ＩＩ１５の深さＬ２、供給路１７の深さＬ３が所定の値となる様に、背面側の型１１の凹部ＩＩ１５から突出して電子基板１の背面に当接する。背面側の型１１の所定の位置に電子基板１が載置された後に、電子基板１の背面側の型１１と前面側の型１２とが合わせられ、型締めされる。
【００８３】
＜第２工程＞
第２工程は、電子基板１の前面側の型１２に設けられたゲート１６から、射出成形機（図示せず）により、背面側の型１１と前面側の型１２とが合わせられた金型１０内に、溶融熱可塑性樹脂を注入する工程である。
【００８４】
第２工程における射出成形条件は特に限定されず、使用する熱可塑性樹脂の種類に応じて、適宜決定することが出来る。
〔第３工程〕
第３工程は、ゲート１６と電子基板１の凹部Ｉ１４とを連通する供給路１７を通じて、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂を供給し、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂を充填する工程である。凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂が充填され、図６に示されるように電子基板１の背面に誘導部２１が形成される。また、供給路１７内の熱可塑性溶融樹脂は、図６に示されるように電子基板１の前面の供給部２２となる。供給部２２も誘導部２１と同様に、封止時の電子基板１の変形を抑制する。
【００８５】
第１実施形態にかかる金型について説明したように、金型１０内において、凹部Ｉ１４の深さＬ１、凹部ＩＩ１５の深さＬ２、及び供給路１７の深さＬ３が所定の関係を満たすことにより、供給路１７を通じて、凹部Ｉ１４に溶融熱可塑性樹脂を優先的に供給することができる。このため、電子基板１の背面に誘導部２１を形成した後に、被覆部２３を形成することができるため、封止時の電子基板１の変形を抑制できる。
【００８６】
〔第４工程〕
第４工程は、第３工程において凹部Ｉ１４への溶融熱可塑性樹脂の充填が開始された後に、凹部Ｉ１４に優先的に溶融熱可塑性樹脂を供給しつつ、電子基板１の表面において供給路１７及び凹部Ｉ１４と連通される凹部ＩＩ１５に熱可塑性樹脂を充填する工程である。凹部ＩＩ１５に溶融熱可塑性樹脂が充填され、図６に示されるように、誘導部２１、及び供給部２２よりも薄肉の被覆部２３が電子基板１の前面、及び背面に形成される。
【００８７】
電子基板１の背面を、熱可塑性樹脂により完全に封止するためには、射出成形時に、電子基板１の背面にある程度溶融熱可塑性樹脂が供給されたタイミングで、電子基板１の背面を支持する支持体１３を、電子基板１の背面から離間させる必要がある。
【００８８】
第５実施形態にかかる方法によれば、第１実施形態にかかる金型について説明した通り、凹部Ｉ１４の深さＬ１と凹部ＩＩ１５の深さＬ２との差によって、凹部Ｉ１４と凹部ＩＩ１５との間に、溶融熱可塑性樹脂の流動抵抗に差が生じ、凹部ＩＩ１５に遅れて溶融熱可塑性樹脂が充填される。このため、第５実施形態にかかる方法によれば、支持体１３に溶融熱可塑瀬樹脂が到達するまでの時間が長く、支持体１３を電子基板１の背面から離間させるタイミングの制御が非常に容易である。
【００８９】
以上説明した第５実施形態によれば、第１実施形態と同様に、熱可塑性樹脂を用いる射出成形によって電子基板１を封止する際の電子基板１の変形を抑制することができ、支持体１３を電子基板１の背面から離間させるタイミングの制御が容易となり、充填不良の発生を抑制できる。
【００９０】
〔第５工程〕
第５工程は、凹部ＩＩ１５に溶融熱可塑性樹脂を充填する際に、支持体１３を電子基板１から離間させる工程である。凹部ＩＩ１５に熱可塑性樹脂を充填して電子基板１の表面に被覆部２３を形成する際に、支持体１３を電子基板１から離間させることによって、支持体１３と電子基板１との接触面も熱可塑性樹脂により被覆することが可能となる。
【００９１】
〔第６工程〕
第６工程は、金型１０のキャビティ内で熱可塑性樹脂が固化した後、熱可塑性樹脂封止電子基板２を金型１０より離型する工程である。熱可塑性樹脂封止電子基板２の金型１０からの離型方法は特に限定されない。例えば、常法に従い、金型１０を背面側の型１１と前面側の型１２とに分割した後、イジェクタピンを用いて熱可塑性樹脂封止電子基板２を離型することができる。
【００９２】
［６］第６実施形態
第６実施形態にかかる熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法は、第２実施形態にかかる金型を用いる他は、第５実施形態にかかる熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法と同様である。
【００９３】
第６実施形態によれば、第２実施形態と同様に、金型に容積の大きな供給路１７を設ける必要がないため、電子基板１を封止するための樹脂量を低減できる。このため、第６実施形態によれば、封止時の電子基板１の変形を抑制しつつ、熱可塑性樹脂封止電子基板２の製造コストの低減が期待できる。
【００９４】
［７］第７実施形態
第７実施形態にかかる熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法は、第４の実施形態にかかる金型を用いる他は、第５実施形態にかかる熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法と同様である。
【００９５】
第７実施形態によれば、少数の支持体１３によって、金型内で電子基板１を支持できるため、第４実施形態と同様に、支持体１３の動作不良等による成形不良の発生を抑制できる。
【００９６】
［変形例］
本発明は上述の第１から第７実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００９７】
〔変形例１〕
第１及び第５実施形態では、凹部Ｉ１４、及び供給路１７の形状を十字型とし、第２及び第５実施形態では、凹部Ｉ１４の形状を十字型としたが、凹部Ｉ１４、及び／又は供給路１７の形状を格子型やハニカム型とすることもできる。凹部Ｉ１４、及び／又は供給路１７の形状をかかる形状とすることで、十字型よりも高い補強効果が期待でき、封止時の電子基板の変形をより抑制できる。
【００９８】
〔変形例２〕
第１から第７実施形態では、金型１０を、背面側の型１１と前面側の型１２とに２分割される金型としたが、背面側の型１１と前面側の型１２とは、さらに所望の数に分割することができる。背面側の型１１と前面側の型１２とを、かかる構造とすることにより、複雑な形状の電子基板１であっても封止できる。
【００９９】
〔変形例３〕
第１から第７実施形態では、円柱状の支持体１３について説明したが、第１から第７実施形態では、図２１に示されるように、柱状の可動部１３ａと、可動部の先端に設けられ、電子基板１の背面に当接する板状部１３ｂとから構成される支持体１３を用いてもよい。柱状の可動部１３ａの形状は、支持体１３が電子基板１に当接及び離間可能であれば特に限定されず、例えば、円柱状や、四角柱状であってよい。板状部１３ｂの形状は特に限定されず、例えば、円形や、四角形であってよい。支持体１３をかかる構成とする場合、面積の広い板状部１３ｂにより電子基板１が支持されるため、金型内で電子基板１の位置を安定させやすい。このため、表面に形成される被覆部２３等の熱可塑性樹脂層の厚さが安定した熱可塑性樹脂封止電子基板の製造が容易である。
【実施例】
【０１００】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０１】
〔実施例１〕
電子基板として、縦４５ｍｍ、横４５ｍｍ、厚さ１．６ｍｍのガラスエポキシ基板を用いた。図２２に、実施例１で用いた金型について、金型に電子基板を載置した状態の、電子基板の対向する辺をそれぞれ中点で結んだ線における断面図を示す。前面側の型には、キャビティの中心で交差する十字型の供給路を設け、背面側の型には、キャビティの中心で交差する十字型の凹部Ｉを設けた。
【０１０２】
背面側の型に設けられた凹部Ｉは、電子基板表面からの深さが５ｍｍであり、幅が４ｍｍである。背面側の型、及び前面側の型において、電子基板の前面、背面、及び側面に被覆部を形成するように設けられた凹部ＩＩは、電子基板表面からの深さが２ｍｍである。前面側の型、及び背面側の型において、電子基板の前面から側面にかけて設けられた供給路は、電子基板表面からの深さが５ｍｍであり、幅４ｍｍである。背面側の金型は、凹部ＩＩにおいて、円柱状の支持体を４つ備える。
【０１０３】
上記の電子基板を、上記形状の金型を用いて、射出成形機により各樹脂の標準的な成形条件により封止したところ、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ジュラネックス３０３ＲＡ、ウィンテックポリマー株式会社製）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（フォートロン６１６５Ａ６１、ポリプラスチックス株式会社製）何れによっても、電子基板の変形、及び被覆部における支持体の痕跡の形成を生じることなく、安定して熱可塑性樹脂封止電子基板を製造できた。
【０１０４】
〔実施例２〕
電子基板として、縦４５ｍｍ、横４５ｍｍ、厚さ１．６ｍｍのガラスエポキシ基板を用いた。電子基板には、電子基板背面に熱可塑性樹脂を供給する供給路として、図１１に示される配置で、貫通孔の外周間の間隔が５ｍｍとなるように、直径３．５ｍｍの貫通孔を設けた。なお、基板中央の貫通孔は、基板の対角線の交点を中心として形成した。
【０１０５】
図２３に、実施例２で用いた金型について、金型に電子基板を載置した状態の、電子基板の対向する辺をそれぞれ中点で結んだ線における断面図を示す。電子基板の孔部を供給路としたため、前面側の型には供給路を設けなかった。また、背面側の型には、キャビティの中心で交差する十字型の凹部Ｉを設けた。
【０１０６】
背面側の型に設けられた凹部Ｉは、電子基板表面からの深さが５ｍｍであり、幅が４ｍｍである。背面側の型、及び前面側の型において、電子基板の前面、背面、及び側面に被覆部を形成するように設けられた凹部ＩＩは、電子基板表面からの深さが２ｍｍである。背面側の金型は、凹部ＩＩにおいて、円柱状の支持体を４つ備える。
【０１０７】
上記の電子基板を、上記形状の金型を用いて、実施例１と同条件で封止したところ、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂何れによっても、電子基板の変形、及び被覆部における支持体の痕跡の形成を生じることなく、安定して熱可塑性樹脂封止電子基板を製造できた。
【０１０８】
〔比較例１〕
実施例１で用いた金型の、供給路、及び凹部Ｉが塞がれた金型を用いて、実施例１で用いた電子基板を、実施例１と同条件で封止したところ、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂何れによっても、電子基板が変形し、基板背面側に樹脂を完全に充填させることが出来なかった。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 電子基板
１０ 金型
１１ 背面側の型
１２ 前面側の型
１３ 支持体
１４ 凹部Ｉ
１５ 凹部ＩＩ
１６ ゲート
１７ 供給路
１８ 孔部
１９ 凹部ＩＩＩ
２ 熱可塑性樹脂封止電子基板
２１ 誘導部
２２ 供給部
２３ 被覆部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のａ）からｅ）を備える、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板を封止するための金型：
ａ）前記電子基板の前面側に設けられたゲート、
ｂ）前記電子基板の背面に誘導部を形成するための凹部Ｉ、
ｃ）前記ゲートと前記凹部Ｉとを連通する供給路、
ｄ）前記電子基板の表面において前記供給路及び前記凹部Ｉと連通される、前記電子基板の表面に前記誘導部よりも薄肉の被覆部を形成するための凹部ＩＩ、及び、
ｅ）前記電子基板の背面側に設けられ、前記電子基板の背面に当接及び離間可能であり、前記電子基板の背面に当接して前記電子基板を支持する支持体。
【請求項２】
前記供給路が、前記電子基板の前面から側面を経由して前記凹部Ｉに連通し、且つ、前記電子基板の表面に接して形成されており、前記供給路の深さが前記凹部ＩＩの深さよりも大きい、請求項１記載の金型。
【請求項３】
前記電子基板が、前面と背面とを連通する孔部を備え、前記供給路が、前記孔部を通じて前記ゲートと前記凹部Ｉとを連通して形成されている、請求項１記載の金型。
【請求項４】
前記供給路、及び前記凹部Ｉの深さが、前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記供給路、及び前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項２記載の金型。
【請求項５】
前記凹部Ｉの深さが、前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項３記載の金型。
【請求項６】
前記ゲートは、前記電子基板の側面を含む平面よりも金型側面側に、少なくとも１箇所設けられている請求項２又は４に記載の金型。
【請求項７】
前記支持体が前記電子基板と当接する面に凹部ＩＩＩを有し、前記凹部ＩＩＩは、前記電子基板と前記支持体とが当接している状態で前記凹部Ｉの一部を形成し、前記支持体の前記電子基板と当接する面は、前記支持体が前記電子基板から離間している状態で前記凹部ＩＩの一部を形成する、請求項１から６何れか記載の金型。
【請求項８】
下記、１）から５）の工程を含む、熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法：
１）金型内に設けられた、電子基板の背面に当接及び離間可能な支持体上に前記電子基板を載置した後、金型を型締めする工程、
２）前記金型の電子基板の前面側に設けられたゲートから、射出成形機により溶融熱可塑性樹脂を金型内に注入する工程、
３）前記ゲートと前記電子基板の背面に誘導部を形成するための金型の凹部Ｉとを連通する供給路を通じて、前記凹部Ｉに前記溶融熱可塑性樹脂を供給し、前記凹部Ｉに前記溶融熱可塑性樹脂を充填する工程、
４）前記凹部Ｉに優先的に前記溶融熱可塑性樹脂を供給しつつ、前記凹部Ｉと、前記電子基板の表面において前記供給路及び前記凹部Ｉと連通される、前記電子基板表面に前記誘導部よりも薄肉の被覆部を形成するための金型の凹部ＩＩとに、前記溶融熱可塑性樹脂を充填する工程、
５）前記凹部ＩＩに前記溶融熱可塑性樹脂を充填する際に、前記支持体を前記電子基板から離間させる工程、及び、
６）前記溶融熱可塑性樹脂が固化した後、熱可塑性樹脂封止電子基板を前記金型より離型する工程。
【請求項９】
前記供給路が、前記電子基板の前面から側面を経由して前記凹部Ｉに連通し、且つ、前記電子基板の表面に接して形成されており、前記供給路の深さが前記凹部ＩＩの深さよりも大きい、請求項８記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１０】
前記電子基板が、前面と背面とを連通する孔部を備え、前記供給路が、前記孔部を通じて前記ゲートと前記凹部Ｉとを連通して形成されている、請求項８記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１１】
前記供給路、及び前記凹部Ｉの深さが前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記供給路、及び前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項９記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１２】
前記凹部Ｉの深さが前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項１０記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１３】
前記ゲートは、前記電子基板の側面を含む平面よりも金型側面側に、少なくとも１箇所設けられている請求項９又は１１に記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１４】
前記支持体が前記電子基板と当接する面に凹部ＩＩＩを有し、前記凹部ＩＩＩは、前記電子基板と前記支持体とが当接している状態で前記凹部Ｉの一部を形成し、前記支持体の前記電子基板と当接する面は、前記支持体が前記電子基板から離間している状態で前記凹部ＩＩの一部を形成する、請求項８から１３何れか記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１５】
前記熱可塑性樹脂が、ポリブチレンテレフタレート樹脂、又は、ポリフェニレンサルファイド樹脂である、請求項８から１４何れか記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１６】
請求項８から１５何れか記載の方法により製造された、熱可塑性樹脂封止電子基板。
【請求項１】
以下のａ）からｅ）を備える、熱可塑性樹脂を用いる射出成形により電子基板を封止するための金型：
ａ）前記電子基板の前面側に設けられたゲート、
ｂ）前記電子基板の背面に誘導部を形成するための凹部Ｉ、
ｃ）前記ゲートと前記凹部Ｉとを連通する供給路、
ｄ）前記電子基板の表面において前記供給路及び前記凹部Ｉと連通される、前記電子基板の表面に前記誘導部よりも薄肉の被覆部を形成するための凹部ＩＩ、及び、
ｅ）前記電子基板の背面側に設けられ、前記電子基板の背面に当接及び離間可能であり、前記電子基板の背面に当接して前記電子基板を支持する支持体。
【請求項２】
前記供給路が、前記電子基板の前面から側面を経由して前記凹部Ｉに連通し、且つ、前記電子基板の表面に接して形成されており、前記供給路の深さが前記凹部ＩＩの深さよりも大きい、請求項１記載の金型。
【請求項３】
前記電子基板が、前面と背面とを連通する孔部を備え、前記供給路が、前記孔部を通じて前記ゲートと前記凹部Ｉとを連通して形成されている、請求項１記載の金型。
【請求項４】
前記供給路、及び前記凹部Ｉの深さが、前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記供給路、及び前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項２記載の金型。
【請求項５】
前記凹部Ｉの深さが、前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項３記載の金型。
【請求項６】
前記ゲートは、前記電子基板の側面を含む平面よりも金型側面側に、少なくとも１箇所設けられている請求項２又は４に記載の金型。
【請求項７】
前記支持体が前記電子基板と当接する面に凹部ＩＩＩを有し、前記凹部ＩＩＩは、前記電子基板と前記支持体とが当接している状態で前記凹部Ｉの一部を形成し、前記支持体の前記電子基板と当接する面は、前記支持体が前記電子基板から離間している状態で前記凹部ＩＩの一部を形成する、請求項１から６何れか記載の金型。
【請求項８】
下記、１）から５）の工程を含む、熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法：
１）金型内に設けられた、電子基板の背面に当接及び離間可能な支持体上に前記電子基板を載置した後、金型を型締めする工程、
２）前記金型の電子基板の前面側に設けられたゲートから、射出成形機により溶融熱可塑性樹脂を金型内に注入する工程、
３）前記ゲートと前記電子基板の背面に誘導部を形成するための金型の凹部Ｉとを連通する供給路を通じて、前記凹部Ｉに前記溶融熱可塑性樹脂を供給し、前記凹部Ｉに前記溶融熱可塑性樹脂を充填する工程、
４）前記凹部Ｉに優先的に前記溶融熱可塑性樹脂を供給しつつ、前記凹部Ｉと、前記電子基板の表面において前記供給路及び前記凹部Ｉと連通される、前記電子基板表面に前記誘導部よりも薄肉の被覆部を形成するための金型の凹部ＩＩとに、前記溶融熱可塑性樹脂を充填する工程、
５）前記凹部ＩＩに前記溶融熱可塑性樹脂を充填する際に、前記支持体を前記電子基板から離間させる工程、及び、
６）前記溶融熱可塑性樹脂が固化した後、熱可塑性樹脂封止電子基板を前記金型より離型する工程。
【請求項９】
前記供給路が、前記電子基板の前面から側面を経由して前記凹部Ｉに連通し、且つ、前記電子基板の表面に接して形成されており、前記供給路の深さが前記凹部ＩＩの深さよりも大きい、請求項８記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１０】
前記電子基板が、前面と背面とを連通する孔部を備え、前記供給路が、前記孔部を通じて前記ゲートと前記凹部Ｉとを連通して形成されている、請求項８記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１１】
前記供給路、及び前記凹部Ｉの深さが前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記供給路、及び前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項９記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１２】
前記凹部Ｉの深さが前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部Ｉの幅が前記凹部ＩＩの深さの２倍以上４倍以下であり、前記凹部ＩＩの深さが１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項１０記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１３】
前記ゲートは、前記電子基板の側面を含む平面よりも金型側面側に、少なくとも１箇所設けられている請求項９又は１１に記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１４】
前記支持体が前記電子基板と当接する面に凹部ＩＩＩを有し、前記凹部ＩＩＩは、前記電子基板と前記支持体とが当接している状態で前記凹部Ｉの一部を形成し、前記支持体の前記電子基板と当接する面は、前記支持体が前記電子基板から離間している状態で前記凹部ＩＩの一部を形成する、請求項８から１３何れか記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１５】
前記熱可塑性樹脂が、ポリブチレンテレフタレート樹脂、又は、ポリフェニレンサルファイド樹脂である、請求項８から１４何れか記載の熱可塑性樹脂封止電子基板の製造方法。
【請求項１６】
請求項８から１５何れか記載の方法により製造された、熱可塑性樹脂封止電子基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−１７６６０１（Ｐ２０１２−１７６６０１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９５５６（Ｐ２０１１−１９９５５６）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（３９０００６３２３）ポリプラスチックス株式会社 (302)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（３９０００６３２３）ポリプラスチックス株式会社 (302)
【Ｆターム（参考）】
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