電子機器およびその製造方法
【課題】部品の破損を効果的に防いだ上で、軽量且つ安価な電子機器およびその製造方法を提供する。
【解決手段】電子機器は、ケース１と、前記ケース１の底部１ａに下面２ａが対向して、前記ケース１の内部に配置された回路基板２と、前記回路基板２の上面２ｂに実装された電子部品３と、上部開口端４ａと下部開口端４ｂとを有し、前記電子部品３を囲み且つ前記回路基板２の上面２ｂに前記下部開口端４ｂが接するように配置されたチューブ状部材４と、前記チューブ状部材４内で前記電子部品３を封止する第１のモールド樹脂５と、前記ケース１内で、前記チューブ状部材４で囲まれた領域の外側の前記回路基板２を封止する第２のモールド樹脂６と、を備える。前記回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の前記第２のモールド樹脂６の厚さｈ２は、前記回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の前記第１のモールド樹脂５の厚さｈ１より薄い。
【解決手段】電子機器は、ケース１と、前記ケース１の底部１ａに下面２ａが対向して、前記ケース１の内部に配置された回路基板２と、前記回路基板２の上面２ｂに実装された電子部品３と、上部開口端４ａと下部開口端４ｂとを有し、前記電子部品３を囲み且つ前記回路基板２の上面２ｂに前記下部開口端４ｂが接するように配置されたチューブ状部材４と、前記チューブ状部材４内で前記電子部品３を封止する第１のモールド樹脂５と、前記ケース１内で、前記チューブ状部材４で囲まれた領域の外側の前記回路基板２を封止する第２のモールド樹脂６と、を備える。前記回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の前記第２のモールド樹脂６の厚さｈ２は、前記回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の前記第１のモールド樹脂５の厚さｈ１より薄い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品をモールド樹脂で封止した電子機器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図５（ａ）に示すように、電子部品３が実装された回路基板２と、その回路基板２が内部に配置されたケース１とを備える電子機器が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような電子機器は屋外で用いられることがある。そこで、防水や防振のために、ケース１内で、回路基板２と、電子部品３の本体３ａの下部及びリード（電極）３ｂと、をモールド樹脂５０で封止している（ハーフモールド）。つまり、電子部品３の本体３ａの上部は空気中に露出していてモールド樹脂５０には接しておらず、電子部品３の本体３ａの下部及びリード３ｂ部分はモールド樹脂５０に接している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６００３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の電子機器では、温度変化によってモールド樹脂５０が膨張または収縮した場合、モールド樹脂５０に接している電子部品３の本体３ａの下部及びリード（電極）３ｂにのみ力が加わり、モールド樹脂５０から空気中に露出している電子部品３の本体３ａの上部には力が加わらない。このように電子部品３に不均一な力が加わることにより、図５（ｂ）のＸ−Ｘ断面図に示すように、コンデンサなどの扁平状の電子部品３は、その厚み方向に裂けて割れる恐れがある。即ち、空気の膨張係数とモールド樹脂５０の線膨張係数との差が大きく、温度変化によって電子部品３が破損する恐れがある。
【０００５】
そこで、図６に示すように、電子部品３の破損を回避するため、モールド樹脂５０の量を増加させて、電子部品３の全体をモールド樹脂５０で封止した電子機器が知られている。この電子機器では、電子部品３の全体に線膨張係数が等しい同一のモールド樹脂５０が接しているので、温度変化の際に電子部品３の全体に均一に力が加わり、電子部品３の破損を防止できる。しかし、モールド樹脂５０の量が増加するため、電子機器の重量およびコストが増加するという問題がある。
【０００６】
以上より、従来の電子機器は、部品の破損を効果的に防いだ上で、軽量且つ安価に構成できない問題がある。
そこで、本発明に係る実施例では、部品の破損を効果的に防いだ上で、軽量且つ安価な電子機器およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る実施例に従った電子機器は、
ケースと、
前記ケースの底部に下面が対向して、前記ケースの内部に配置された回路基板と、
前記回路基板の上面に実装された部品と、
上部開口端と下部開口端とを有し、前記部品を囲み且つ前記回路基板の上面に前記下部開口端が接するように配置されたチューブ状部材と、
前記チューブ状部材内で前記部品を封止する第１のモールド樹脂と、
前記ケース内で、前記チューブ状部材で囲まれた領域の外側の前記回路基板を封止する第２のモールド樹脂と、を備え、
前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第２のモールド樹脂の厚さは、前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第１のモールド樹脂の厚さより薄い
ことを特徴とする。
【０００８】
また、前記電子機器において、
前記第１のモールド樹脂の線膨張係数と前記第２のモールド樹脂の線膨張係数は、等しくても良い。
【０００９】
また、前記電子機器において、
前記第１のモールド樹脂と前記第２のモールド樹脂は、同一の材料で形成されていても良い。
【００１０】
さらに、前記電子機器において、
前記チューブ状部材の前記上部開口端における前記第１のモールド樹脂の露出面は、前記上部開口端よりも突出した凸状の曲面形状を有していても良い。
【００１１】
また、前記電子機器において、
前記チューブ状部材は、導電性を有していると共に、所定の電位が供給されていても良い。
【００１２】
さらに、前記電子機器において、
前記第１のモールド樹脂の熱伝導率は、前記第２のモールド樹脂の熱伝導率より高くても良い。
【００１３】
また、前記電子機器において、
前記回路基板の上面と平行な断面において、前記チューブ状部材で囲まれる領域の形状は、前記部品の断面形状と相似形であっても良い。
【００１４】
また、前記電子機器において、
前記部品は、前記回路基板の上面と垂直な面に扁平なコンデンサであっても良い。
【００１５】
本発明の一態様に係る実施例に従った電子機器の製造方法は、
上面に部品が実装された回路基板を、ケースの底部に前記回路基板の下面が対向するように、前記ケースの内部に配置する第１の配置工程と、
上部開口端と下部開口端とを有するチューブ状部材を、前記部品を囲み且つ前記回路基板の上面に前記下部開口端が接するように配置する第２の配置工程と、
前記第１の配置工程の後、前記回路基板と、前記部品の下部とが埋没するように、前記ケース内にモールド樹脂材料を充填する第１の充填工程と、
前記第１の配置工程、前記第２の配置工程および前記第１の充填工程の後、前記モールド樹脂材料を硬化させて、前記ケース内で、前記回路基板と、前記チューブ状部材内の前記部品の下部とを、モールド樹脂によって封止する第１の封止工程と、
前記第１の封止工程の後、前記部品が埋没するように、前記チューブ状部材内の前記モールド樹脂上に前記モールド樹脂材料をさらに充填する第２の充填工程と、
前記第２の充填工程の後、前記モールド樹脂材料を硬化させて、前記チューブ状部材内で前記部品を前記モールド樹脂によって封止する第２の封止工程と、を含む
ことを特徴とする。
【００１６】
本発明の一態様に係る実施例に従った電子機器の製造方法は、
上面に部品が実装された回路基板を、ケースの底部に前記回路基板の下面が対向するように、前記ケースの内部に配置する第１の配置工程と、
上部開口端と下部開口端とを有するチューブ状部材を、前記部品を囲み且つ前記回路基板の上面に前記下部開口端が接するように配置する第２の配置工程と、
前記第１及び第２の配置工程の後、前記部品が埋没するように、前記チューブ状部材内に第１のモールド樹脂材料を充填する第３の充填工程と、
前記第３の充填工程の後、前記第１のモールド樹脂材料を硬化させて、前記チューブ状部材内の前記部品を、第１のモールド樹脂によって封止する第３の封止工程と、
前記第３の封止工程の後、前記チューブ状部材で囲まれた領域の外側の前記回路基板が埋没するように、前記ケース内に第２のモールド樹脂材料を充填する第４の充填工程と、
前記第４の充填工程の後、前記第２のモールド樹脂材料を硬化させて、前記ケース内で、前記チューブ状部材で囲まれた領域の外側の前記回路基板を第２のモールド樹脂によって封止する第４の封止工程と、を含み、
前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第２のモールド樹脂の厚さは、前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第１のモールド樹脂の厚さより薄い
ことを特徴とする。
【００１７】
また、前記電子機器の製造方法において、
前記第３の充填工程及び第３の封止工程において、前記第１のモールド樹脂材料は、前記チューブ状部材内に滞留可能な粘性を有していても良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様に係る電子機器およびその製造方法によれば、部品を囲み且つ回路基板の上面に下部開口端が接するようにチューブ状部材を設け、チューブ状部材内の部品を第１のモールド樹脂で封止するようにしている。従って、チューブ状部材内の部品の全体が同一の第１のモールド樹脂で封止されるようになるので、温度変化により第１のモールド樹脂が膨張または収縮しても、チューブ状部材内の部品の全体に均一な力が加わるようにできる。これにより、部品の破損を防ぐことができる。また、ケース内で回路基板を第２のモールド樹脂で封止して、回路基板の上面における第２のモールド樹脂の厚さを、回路基板の上面における第１のモールド樹脂の厚さより薄くしているので、第２のモールド樹脂の量を減らすことができる。これにより、電子機器の重量およびコストの増加を抑制できる。このように、部品の破損を効果的に防いだ上で、電子機器を軽量且つ安価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施例１に係る電子機器の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の電子機器のＡ−Ａ断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の電子機器のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１に係る電子機器の製造方法を説明する断面図である。
【図３】図３は、図２に続く、電子機器の製造方法を説明する断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施例２に係る電子機器の製造方法を説明する断面図である。
【図５】図５（ａ）は、従来の電子機器の断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の電子機器のＸ−Ｘ断面図である。
【図６】図６は、従来の他の電子機器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【実施例１】
【００２１】
図１（ａ）は、本発明の実施例１に係る電子機器の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の電子機器のＡ−Ａ断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の電子機器のＢ−Ｂ断面図である。
【００２２】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、この電子機器は、ケース１と、回路基板２と、電子部品３と、チューブ状部材４と、第１のモールド樹脂５と、第２のモールド樹脂６と、を備えている。
【００２３】
ケース１は、箱状に構成されており、底部１ａと、側面部と、底部１ａと対向する開口部１ｂと、を有している。このケース１の底部１ａには、ケース１の内部側に突出した、回路基板２を支持する２つの支持部１ｃが設けられている。
【００２４】
回路基板２は、ケース１の内部に配置されている。回路基板２は、下面２ａの両端部が支持部１ｃで支持されて、ケース１の底部１ａに下面２ａが対向して配置されている。また、開口部１ｂ側から回路基板２を観察すると、回路基板２は、底部１ａの中央付近に配置されている。
【００２５】
電子部品３は、本体３ａと、本体３ａから導出された２本のリード（電極）３ｂとを有している。本実施例では、電子部品３は、回路基板２の上面２ｂとほぼ垂直な面に扁平なコンデンサである。電子部品３の２本のリード３ｂは、回路基板２を上面２ｂから下面２ａに貫通して、回路基板２の下面２ａに形成された配線パターン（図示せず）に半田付けされている。このようにして、電子部品３は、その本体３ａを回路基板２の上面２ｂにほぼ垂直に、回路基板２の上面２ｂに実装されている。なお、電子部品３以外にも、様々な形状の複数の電子部品が回路基板２の上面２ｂ又は下面２ａに実装されている（図示せず）。
【００２６】
チューブ状部材４は、中空の楕円柱状に構成されており、上部開口端４ａと下部開口端４ｂとを有している。上部開口端４ａと下部開口端４ｂの形状は、ほぼ楕円形である。このチューブ状部材４は、電子部品３を囲み且つ回路基板２の上面２ｂに下部開口端４ｂが接するように配置されている。また、チューブ状部材４は、その中心軸が回路基板２の表面２ｂにほぼ垂直に配置されている。回路基板２の表面２ｂ側の電子部品３がチューブ状部材４内に隠れるように、チューブ状部材４の高さは、基板２の表面２ｂ側の電子部品３の高さより高い。下部開口端４ｂの一部は、回路基板２の上面２ｂに接していなくとも良い。つまり、下部開口端４ｂと回路基板２の上面２ｂとの間に、隙間が形成されていても良い。
【００２７】
図１（ｃ）に示すように、回路基板２の上面２ｂと平行なＢ−Ｂ断面において、電子部品３の本体３ａの断面形状はほぼ楕円形であり、チューブ状部材４の断面形状もほぼ楕円形である。チューブ状部材４の断面形状をなす楕円は、長軸と短軸が電子部品３の本体３ａの断面形状をなす楕円の長軸と短軸より長い。つまり、この断面において、チューブ状部材４で囲まれる領域の形状は、電子部品３の本体３ａの断面形状とほぼ相似形である。これら２つの楕円の中心は、ほぼ等しく、且つ、これらの長軸がほぼ重なるように構成されている。また、この断面において、電子部品３の本体３ａの外側には、ほぼ均等な厚みの第１のモールド樹脂５が存在するように構成されている。このチューブ状部材４は、例えば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）により形成されている。
【００２８】
第１のモールド樹脂５は、チューブ状部材４内で、電子部品３の本体３ａと、本体３ａから回路基板２の上面２ｂに至るリード３ｂと、を封止している。この第１のモールド樹脂５は、チューブ状部材４の上部開口端４ａにおいて露出している露出面５ａを有している。この露出面５ａは、上部開口端４ａよりも突出した凸状の曲面形状を有している。また、露出面５ａと上部開口端４ａとの境界部分は、窪みがないように構成されている。
【００２９】
第２のモールド樹脂６は、ケース１内で、チューブ状部材４で囲まれた領域の外側の回路基板２を封止している。第２のモールド樹脂６の上面は、回路基板２の上面２ｂとほぼ平行に形成されている。回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第２のモールド樹脂６の厚さｈ２は、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第１のモールド樹脂５の厚さｈ１より薄くなっている。つまり、チューブ状部材４及び第１のモールド樹脂５の一部は、第２のモールド樹脂６から突出している。
【００３０】
本実施例では、第１のモールド樹脂５および第２のモールド樹脂６は、同一のモールド樹脂材料から形成された同一の樹脂である。つまり、第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６の線膨張係数は等しい。第１のモールド樹脂５および第２のモールド樹脂６として、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、または、その他の絶縁性樹脂を用いることができる。
【００３１】
また、例えば、第１のモールド樹脂５および第２のモールド樹脂６は、半透明の樹脂である。そこで、本実施例では、図１（ａ）の平面図において、開口部１ｂ側から、第２のモールド樹脂６に封止された回路基板２と、第１のモールド樹脂５に封止された電子部品３とを目視可能となっている。
【００３２】
以上の構造により、電子部品３のリード３ｂと、回路基板２の上面２ｂ及び下面２ａの配線パターンとが、第１のモールド樹脂５および第２のモールド樹脂６により保護されて、水で濡れないようになる。また、電子部品３は、第１のモールド樹脂５及び第２のモールド樹脂６により回路基板２及びケース１に固定されるようになるので、振動により劣化しないようになる。
【００３３】
（製造方法）
次に、図２，３を参照して、上述した図１の電子機器の製造方法を説明する。
図２は、本発明の実施例１に係る電子機器の製造方法を説明する断面図である。図３は、図２に続く、電子機器の製造方法を説明する断面図である。図２，３は、図１（ｂ）に示した断面図に対応する。
【００３４】
（第１の配置工程）
まず、図２（ａ）に示すように、上面２ｂに電子部品３が実装された回路基板２を、ケース１の底部１ａに回路基板２の下面２ａが対向するように、ケース１の内部に配置する。このとき、回路基板２の下面２ａの端部がケース１の支持部１ｃで支持されるようにして、例えばネジ等（図示せず）で両者を固定する。
【００３５】
（第２の配置工程）
次に、図２（ｂ）に示すように、チューブ状部材４を、電子部品３を囲み且つ回路基板２の上面２ｂに下部開口端４ｂが接するように配置する。
但し、第２の配置工程を行った後に第１の配置工程を行っても良い。
【００３６】
（第１の充填工程）
第１及び第２の配置工程の後、回路基板２と、チューブ状部材４内における電子部品３の本体３ａの下部とが埋没するように、ケース１内にモールド樹脂材料１０を充填する。このモールド樹脂材料１０は、例えば、第１の充填工程を行う常温ではヨーグルト状の粘性を有している。そこで、例えば、モールド樹脂材料１０を、開口部１ｂからケース１内に充填すると共に、上部開口端４ａからチューブ状部材４内に充填するようにして、回路基板２と、チューブ状部材４内における電子部品３の本体３ａの下部とが埋没するようにする。
但し、第１の配置工程を行った後に、回路基板２と電子部品３の本体３ａの下部とが埋没するようにケース１内にモールド樹脂材料１０を充填する第１の充填工程を行い、その後、第２の配置工程を行っても良い。
【００３７】
（第１の封止工程）
第１の配置工程、第２の配置工程および第１の充填工程の後、加熱等によりモールド樹脂材料１０を硬化させる。このとき、加熱によって、モールド樹脂材料１０は、一旦粘性が低下してケース１、回路基板２、電子部品３及びチューブ状部材４の隅々まで行き渡り、図３（ａ）に示すように、回路基板２の上面２ｂ及び下面２ａと、チューブ状部材４内の電子部品３の下部と、回路基板２の下面２ａから出ているリード３ｂとを覆うようになる。
【００３８】
そして、継続して加熱することで、モールド樹脂材料１０を硬化させて、ケース１内で、チューブ状部材４で囲まれた領域の外側の回路基板２を第２のモールド樹脂６によって封止すると共に、チューブ状部材４内において、電子部品３の本体３ａの下部と、本体３ａから回路基板２の上面２ｂに至るリード３ｂと、を第１のモールド樹脂５によって封止する。この段階では、モールド樹脂材料１０の粘性が一旦低下することに起因して、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第２のモールド樹脂６の厚さは、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第１のモールド樹脂５の厚さとほぼ等しくなっている。
【００３９】
（第２の充填工程）
第１の封止工程の後、第１のモールド樹脂５から露出している電子部品３の本体３ａの上部が埋没するように、チューブ状部材４内の第１のモールド樹脂５上にモールド樹脂材料１０をさらに充填する。このモールド樹脂材料１０は、第１の充填工程で用いたものと同一である。このとき、モールド樹脂材料１０がチューブ状部材４の上部開口端４ａから盛り上がるように充填する。
【００４０】
（第２の封止工程）
第２の充填工程の後、加熱等により、チューブ状部材４内の第１のモールド樹脂５上のモールド樹脂材料１０を硬化させる。このとき、加熱によって、モールド樹脂材料１０は、一旦粘性が低下して、図３（ｂ）に示すように、表面張力によって上部開口端４ａよりも突出した凸状の曲面形状を有するようになる。そして、継続して加熱することで、モールド樹脂材料１０を硬化させて、チューブ状部材４内で電子部品３を第１のモールド樹脂５によって封止する。これにより、図１（ａ）〜（ｃ）に示した構造の電子機器が得られる。
【００４１】
以上のように、本実施例に係る電子機器および電子機器の製造方法によれば、電子部品３を囲み且つ回路基板２の上面２ｂに下部開口端４ｂが接するようにチューブ状部材４を設け、チューブ状部材４内の電子部品３を第１のモールド樹脂５で封止するようにしている。従って、チューブ状部材４内の電子部品３の全体が同一の第１のモールド樹脂５で封止されるようになるので、温度変化により第１のモールド樹脂５が膨張または収縮しても、チューブ状部材４内の電子部品３の全体に均一な力が加わるようにできる。これにより、電子部品３の破損を防ぐことができる。
【００４２】
また、ケース１内で、チューブ状部材４で囲まれた領域の外側の回路基板２を第２のモールド樹脂６で封止して、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第２のモールド樹脂６の厚さｈ２を、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第１のモールド樹脂５の厚さｈ１より薄くしているので、第２のモールド樹脂６の量を、図６の従来技術より減らすことができる。また、チューブ状部材４を軽量且つ安価なＰＶＣで形成している。これらにより、電子機器の重量およびコストの増加を抑制できる。
【００４３】
さらに、第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６を同じ樹脂で構成しているため、両者の線膨張係数は等しい。従って、温度変化により第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６が膨張または収縮しても、チューブ状部材４内の電子部品３の本体３ａ及びリード３ｂに加わる力と、回路基板２の下面２ａから出ているリード３ｂに加わる力とが、ほぼ等しくなる。これにより、チューブ状部材４内外の電子部品３の全体に均一な力が加わるようにできるので、より確実に電子部品３の破損を防ぐことができる。
【００４４】
また、回路基板２の上面２ｂと平行なＢ−Ｂ断面において、チューブ状部材４で囲まれる領域の形状を、電子部品３の本体３ａの断面形状と相似形に構成している。その上で、この断面において、チューブ状部材４で囲まれる領域のほぼ中心に、電子部品３の本体３ａを配置して、電子部品３の本体３ａの外側には、ほぼ均等な厚みの第１のモールド樹脂５が存在するようにしている。従って、電子部品３の本体３ａに加わる力を、より均一にできるので、さらに確実に電子部品３の破損を防ぐことができる。
【００４５】
また、第１のモールド樹脂５の露出面５ａを、上部開口端４ａよりも突出した凸状の曲面形状を有するように構成している。これにより、ケース１内に水が浸入した場合であっても、水は露出面５ａの曲面形状に沿って流れるようになるので、露出面５ａに水が溜まり難くできる。従って、第１のモールド樹脂５が吸水することによる特性の劣化を防止することができる。
【００４６】
なお、第１のモールド樹脂５として、吸水することによる特性の劣化が少ない樹脂を用いる場合など、排水性能が不要であれば、露出面５ａは上部開口端４ａより低く構成しても良い。
【実施例２】
【００４７】
実施例２は、第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６が、互いに異なる樹脂である点が、実施例１と異なる。より詳細には、本実施例の電子機器は、図１に示した第１のモールド樹脂５として、熱伝導率が第２のモールド樹脂６の熱伝導率より高い樹脂を用いている。その他の構成は、図１の実施例１と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
（製造方法）
図４を参照して、実施例２に係る電子機器の製造方法を説明する。図４は、本発明の実施例２に係る電子機器の製造方法を説明する断面図である。
最初に行われる第１および第２の配置工程は、実施例１と同一であるため、説明を省略する。
【００４９】
（第３の充填工程）
第１及び第２の配置工程の後、電子部品３の本体３ａと、本体３ａから回路基板２の上面２ｂに至るリード３ｂとが埋没するように、チューブ状部材４内に第１のモールド樹脂材料１１を充填する。このとき、実施例１の第２の充填工程と同様に、モールド樹脂材料１１がチューブ状部材４の上部開口端４ａから盛り上がるように充填する。
【００５０】
この第１のモールド樹脂材料１１として、例えば、以下に説明する第２のモールド樹脂材料１２に熱伝導率の高いフィラーを混入させた材料を用いることができる。
【００５１】
（第３の封止工程）
次に、図４（ａ）に示すように、第３の充填工程の後、第１のモールド樹脂材料１１を硬化させて、チューブ状部材４内の電子部品を、第１のモールド樹脂５によって封止する。このとき、実施例１の第２の封止工程と同様に、加熱によって、モールド樹脂材料１１は、一旦粘性が低下して、表面張力によって上部開口端４ａよりも突出した凸状の曲面形状を有するようになる。
【００５２】
第１のモールド樹脂材料１１として、これら第３の充填工程及び第３の封止工程においてチューブ状部材４内に滞留可能な粘性を有している材料を用いる。但し、これらの工程において、第１のモールド樹脂材料１１の一部が、チューブ状部材４の下部開口端４ｂと回路基板２の上面２ｂとの間の隙間から、チューブ状部材４の外側に漏れ出しても良い。これにより、より確実に、第１のモールド樹脂材料１１を、下部開口端４ｂと回路基板２の上面２ｂとの間の隙間にも行き渡らせることができる。
【００５３】
（第４の充填工程）
第３の封止工程の後、チューブ状部材４で囲まれた領域の外側の回路基板２が埋没するように、ケース１内に第２のモールド樹脂材料１２を充填する。
【００５４】
（第４の封止工程）
第４の充填工程の後、加熱等により第２のモールド樹脂材料１２を硬化させて、図４（ｂ）に示すように、ケース１内で、チューブ状部材４で囲まれた領域の外側の回路基板２を第２のモールド樹脂６によって封止する。これにより、図１（ａ）〜（ｃ）に示した構造と同様の電子機器が得られる。
【００５５】
ここでは、実施例１の図１（ｂ）と同様に、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第２のモールド樹脂６の厚さは、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第１のモールド樹脂５の厚さより薄くなっている。
【００５６】
なお、実施例１で説明したように、より確実に電子部品３の破損を防ぐという観点では、第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６の線膨張係数は、近い値であることが好ましい。つまり、第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６の線膨張係数は、温度変化により第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６が膨張または収縮しても、電子部品３が破損しないような値とする。
【００５７】
このように、実施例２の電子機器によれば、熱伝導率が第２のモールド樹脂６の熱伝導率より高い第１のモールド樹脂５によって電子部品３を封止しているので、実施例１の効果に加え、第１のモールド樹脂５を介して電子部品３から効率的に放熱できる。従って、電子機器の放熱性能を向上できる。
【００５８】
さらに、第２のモールド樹脂６より重く且つ高価な第１のモールド樹脂５を、チューブ状部材４内のみに設けるようにしたので、電子機器を軽量且つ安価に構成できる。
【００５９】
なお、チューブ状部材４を金属で構成しても良い。これにより、第１のモールド樹脂５を伝わってチューブ状部材４に達した熱を、より効率的に空気中へ放熱することができる。
【００６０】
また、第２の配置工程において、チューブ状部材４の下部開口端４ｂと、回路基板２の上面２ｂとの間を接着剤などで塞いで、隙間が無いようにしても良い。この場合、第１のモールド樹脂材料１１は、第３の充填工程及び第３の封止工程においてチューブ状部材４内に滞留可能な粘性を有していなくともよい。
【実施例３】
【００６１】
実施例３は、チューブ状部材４として導電性を有しているものを用いて、そのチューブ状部材４に所定の電位を供給するようにしている点が、実施例１と異なる。その他の構成は、図１の実施例１と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施例のチューブ状部材４は、例えば、アルミニウムから構成されている。このチューブ状部材４は、回路基板２に形成されている接地パターンに電気的に接続されて、接地電位が供給される。これにより、チューブ状部材４に囲まれている電子部品３を電気的にシールドして、電気的特性を改善できる。
【００６３】
なお、チューブ状部材４に供給する所定の電位は、接地電位に限られず、電源電位や任意のバイアス電位などでも良い。
【００６４】
以上、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。
【００６５】
例えば、以上の実施例では、電子部品３はコンデンサである一例について説明したが、これに限られない。電子部品３は、ハーフモールドされた場合に温度変化によって破損しやすいヒューズ、リレーおよびトランスなどでも良い。例えば、トランスがハーフモールドされた場合、特にフェライトコアが破損しやすいが、以上の実施例によれば、フェライトコアの破損を防止できる。
【００６６】
また、電子部品３は、回路基板２に直線的に伸びる細いリードを有する電子部品でも良い。このような電子部品は、ハーフモールドされた場合に温度変化によってリードに張力が加わり、リードが切断される恐れがあるが、以上の実施例によれば、切断を防止できる。
また、電子部品３は、表面実装型の電子部品（例えば、セラミックコンデンサ）でも良い。
また、電子部品３の代わりに、ハーフモールドされた場合に温度変化によって破損しやすい構造部品を用いても良い。このような構造部品として、例えば、樹脂製の構造部品などがある。以上の実施例によれば、このような構造部品の破損を防止できる。
【００６７】
また、以上の実施例では、チューブ状部材４は中空の楕円柱状を有している一例について説明したが、これに限られない。チューブ状部材４は、中空の円柱形状や角柱形状を有していてもよい。つまり、回路基板２の上面２ｂと平行なＢ−Ｂ断面において、チューブ状部材４で囲まれる領域の形状は、電子部品３の本体３ａの断面形状と相似形でなくとも良い。また、上部開口端４ａと下部開口端４ｂの形状や大きさは、互いに異なっていても良い。チューブ状部材４の材質も、適宜変更可能である。
【００６８】
また、以上の実施例では、１つのチューブ状部材４を設ける一例について説明したが、これに限られない。複数の壊れ易い電子部品を、それぞれ対応するチューブ状部材４で囲んで第１のモールド樹脂５で封止しても良い。壊れ易い電子部品のみを第１のモールド樹脂５で封止できるので、壊れ易い電子部品の破損を防いだ上で、電子機器を軽量且つ安価に構成できる。
【００６９】
さらに、電子部品３の本体３ａの形状も、以上で説明した扁平形状に限られず、適宜変更しても良い。
【００７０】
また、実施例２では、第１のモールド樹脂５として、熱伝導率が第２のモールド樹脂６の熱伝導率より高い樹脂を用いた一例について説明したが、これに限られない。第１のモールド樹脂５として、第２のモールド樹脂６と異なる物理的特性を有した任意の樹脂を用いることができる。
また、以上で説明した複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１ ケース
２ 回路基板
３ 電子部品
４ チューブ状部材
５ 第１のモールド樹脂
６ 第２のモールド樹脂
１０ モールド樹脂材料
１１ 第１のモールド樹脂材料
１２ 第２のモールド樹脂材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品をモールド樹脂で封止した電子機器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図５（ａ）に示すように、電子部品３が実装された回路基板２と、その回路基板２が内部に配置されたケース１とを備える電子機器が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような電子機器は屋外で用いられることがある。そこで、防水や防振のために、ケース１内で、回路基板２と、電子部品３の本体３ａの下部及びリード（電極）３ｂと、をモールド樹脂５０で封止している（ハーフモールド）。つまり、電子部品３の本体３ａの上部は空気中に露出していてモールド樹脂５０には接しておらず、電子部品３の本体３ａの下部及びリード３ｂ部分はモールド樹脂５０に接している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６００３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の電子機器では、温度変化によってモールド樹脂５０が膨張または収縮した場合、モールド樹脂５０に接している電子部品３の本体３ａの下部及びリード（電極）３ｂにのみ力が加わり、モールド樹脂５０から空気中に露出している電子部品３の本体３ａの上部には力が加わらない。このように電子部品３に不均一な力が加わることにより、図５（ｂ）のＸ−Ｘ断面図に示すように、コンデンサなどの扁平状の電子部品３は、その厚み方向に裂けて割れる恐れがある。即ち、空気の膨張係数とモールド樹脂５０の線膨張係数との差が大きく、温度変化によって電子部品３が破損する恐れがある。
【０００５】
そこで、図６に示すように、電子部品３の破損を回避するため、モールド樹脂５０の量を増加させて、電子部品３の全体をモールド樹脂５０で封止した電子機器が知られている。この電子機器では、電子部品３の全体に線膨張係数が等しい同一のモールド樹脂５０が接しているので、温度変化の際に電子部品３の全体に均一に力が加わり、電子部品３の破損を防止できる。しかし、モールド樹脂５０の量が増加するため、電子機器の重量およびコストが増加するという問題がある。
【０００６】
以上より、従来の電子機器は、部品の破損を効果的に防いだ上で、軽量且つ安価に構成できない問題がある。
そこで、本発明に係る実施例では、部品の破損を効果的に防いだ上で、軽量且つ安価な電子機器およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る実施例に従った電子機器は、
ケースと、
前記ケースの底部に下面が対向して、前記ケースの内部に配置された回路基板と、
前記回路基板の上面に実装された部品と、
上部開口端と下部開口端とを有し、前記部品を囲み且つ前記回路基板の上面に前記下部開口端が接するように配置されたチューブ状部材と、
前記チューブ状部材内で前記部品を封止する第１のモールド樹脂と、
前記ケース内で、前記チューブ状部材で囲まれた領域の外側の前記回路基板を封止する第２のモールド樹脂と、を備え、
前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第２のモールド樹脂の厚さは、前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第１のモールド樹脂の厚さより薄い
ことを特徴とする。
【０００８】
また、前記電子機器において、
前記第１のモールド樹脂の線膨張係数と前記第２のモールド樹脂の線膨張係数は、等しくても良い。
【０００９】
また、前記電子機器において、
前記第１のモールド樹脂と前記第２のモールド樹脂は、同一の材料で形成されていても良い。
【００１０】
さらに、前記電子機器において、
前記チューブ状部材の前記上部開口端における前記第１のモールド樹脂の露出面は、前記上部開口端よりも突出した凸状の曲面形状を有していても良い。
【００１１】
また、前記電子機器において、
前記チューブ状部材は、導電性を有していると共に、所定の電位が供給されていても良い。
【００１２】
さらに、前記電子機器において、
前記第１のモールド樹脂の熱伝導率は、前記第２のモールド樹脂の熱伝導率より高くても良い。
【００１３】
また、前記電子機器において、
前記回路基板の上面と平行な断面において、前記チューブ状部材で囲まれる領域の形状は、前記部品の断面形状と相似形であっても良い。
【００１４】
また、前記電子機器において、
前記部品は、前記回路基板の上面と垂直な面に扁平なコンデンサであっても良い。
【００１５】
本発明の一態様に係る実施例に従った電子機器の製造方法は、
上面に部品が実装された回路基板を、ケースの底部に前記回路基板の下面が対向するように、前記ケースの内部に配置する第１の配置工程と、
上部開口端と下部開口端とを有するチューブ状部材を、前記部品を囲み且つ前記回路基板の上面に前記下部開口端が接するように配置する第２の配置工程と、
前記第１の配置工程の後、前記回路基板と、前記部品の下部とが埋没するように、前記ケース内にモールド樹脂材料を充填する第１の充填工程と、
前記第１の配置工程、前記第２の配置工程および前記第１の充填工程の後、前記モールド樹脂材料を硬化させて、前記ケース内で、前記回路基板と、前記チューブ状部材内の前記部品の下部とを、モールド樹脂によって封止する第１の封止工程と、
前記第１の封止工程の後、前記部品が埋没するように、前記チューブ状部材内の前記モールド樹脂上に前記モールド樹脂材料をさらに充填する第２の充填工程と、
前記第２の充填工程の後、前記モールド樹脂材料を硬化させて、前記チューブ状部材内で前記部品を前記モールド樹脂によって封止する第２の封止工程と、を含む
ことを特徴とする。
【００１６】
本発明の一態様に係る実施例に従った電子機器の製造方法は、
上面に部品が実装された回路基板を、ケースの底部に前記回路基板の下面が対向するように、前記ケースの内部に配置する第１の配置工程と、
上部開口端と下部開口端とを有するチューブ状部材を、前記部品を囲み且つ前記回路基板の上面に前記下部開口端が接するように配置する第２の配置工程と、
前記第１及び第２の配置工程の後、前記部品が埋没するように、前記チューブ状部材内に第１のモールド樹脂材料を充填する第３の充填工程と、
前記第３の充填工程の後、前記第１のモールド樹脂材料を硬化させて、前記チューブ状部材内の前記部品を、第１のモールド樹脂によって封止する第３の封止工程と、
前記第３の封止工程の後、前記チューブ状部材で囲まれた領域の外側の前記回路基板が埋没するように、前記ケース内に第２のモールド樹脂材料を充填する第４の充填工程と、
前記第４の充填工程の後、前記第２のモールド樹脂材料を硬化させて、前記ケース内で、前記チューブ状部材で囲まれた領域の外側の前記回路基板を第２のモールド樹脂によって封止する第４の封止工程と、を含み、
前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第２のモールド樹脂の厚さは、前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第１のモールド樹脂の厚さより薄い
ことを特徴とする。
【００１７】
また、前記電子機器の製造方法において、
前記第３の充填工程及び第３の封止工程において、前記第１のモールド樹脂材料は、前記チューブ状部材内に滞留可能な粘性を有していても良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様に係る電子機器およびその製造方法によれば、部品を囲み且つ回路基板の上面に下部開口端が接するようにチューブ状部材を設け、チューブ状部材内の部品を第１のモールド樹脂で封止するようにしている。従って、チューブ状部材内の部品の全体が同一の第１のモールド樹脂で封止されるようになるので、温度変化により第１のモールド樹脂が膨張または収縮しても、チューブ状部材内の部品の全体に均一な力が加わるようにできる。これにより、部品の破損を防ぐことができる。また、ケース内で回路基板を第２のモールド樹脂で封止して、回路基板の上面における第２のモールド樹脂の厚さを、回路基板の上面における第１のモールド樹脂の厚さより薄くしているので、第２のモールド樹脂の量を減らすことができる。これにより、電子機器の重量およびコストの増加を抑制できる。このように、部品の破損を効果的に防いだ上で、電子機器を軽量且つ安価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施例１に係る電子機器の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の電子機器のＡ−Ａ断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の電子機器のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１に係る電子機器の製造方法を説明する断面図である。
【図３】図３は、図２に続く、電子機器の製造方法を説明する断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施例２に係る電子機器の製造方法を説明する断面図である。
【図５】図５（ａ）は、従来の電子機器の断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の電子機器のＸ−Ｘ断面図である。
【図６】図６は、従来の他の電子機器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【実施例１】
【００２１】
図１（ａ）は、本発明の実施例１に係る電子機器の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の電子機器のＡ−Ａ断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の電子機器のＢ−Ｂ断面図である。
【００２２】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、この電子機器は、ケース１と、回路基板２と、電子部品３と、チューブ状部材４と、第１のモールド樹脂５と、第２のモールド樹脂６と、を備えている。
【００２３】
ケース１は、箱状に構成されており、底部１ａと、側面部と、底部１ａと対向する開口部１ｂと、を有している。このケース１の底部１ａには、ケース１の内部側に突出した、回路基板２を支持する２つの支持部１ｃが設けられている。
【００２４】
回路基板２は、ケース１の内部に配置されている。回路基板２は、下面２ａの両端部が支持部１ｃで支持されて、ケース１の底部１ａに下面２ａが対向して配置されている。また、開口部１ｂ側から回路基板２を観察すると、回路基板２は、底部１ａの中央付近に配置されている。
【００２５】
電子部品３は、本体３ａと、本体３ａから導出された２本のリード（電極）３ｂとを有している。本実施例では、電子部品３は、回路基板２の上面２ｂとほぼ垂直な面に扁平なコンデンサである。電子部品３の２本のリード３ｂは、回路基板２を上面２ｂから下面２ａに貫通して、回路基板２の下面２ａに形成された配線パターン（図示せず）に半田付けされている。このようにして、電子部品３は、その本体３ａを回路基板２の上面２ｂにほぼ垂直に、回路基板２の上面２ｂに実装されている。なお、電子部品３以外にも、様々な形状の複数の電子部品が回路基板２の上面２ｂ又は下面２ａに実装されている（図示せず）。
【００２６】
チューブ状部材４は、中空の楕円柱状に構成されており、上部開口端４ａと下部開口端４ｂとを有している。上部開口端４ａと下部開口端４ｂの形状は、ほぼ楕円形である。このチューブ状部材４は、電子部品３を囲み且つ回路基板２の上面２ｂに下部開口端４ｂが接するように配置されている。また、チューブ状部材４は、その中心軸が回路基板２の表面２ｂにほぼ垂直に配置されている。回路基板２の表面２ｂ側の電子部品３がチューブ状部材４内に隠れるように、チューブ状部材４の高さは、基板２の表面２ｂ側の電子部品３の高さより高い。下部開口端４ｂの一部は、回路基板２の上面２ｂに接していなくとも良い。つまり、下部開口端４ｂと回路基板２の上面２ｂとの間に、隙間が形成されていても良い。
【００２７】
図１（ｃ）に示すように、回路基板２の上面２ｂと平行なＢ−Ｂ断面において、電子部品３の本体３ａの断面形状はほぼ楕円形であり、チューブ状部材４の断面形状もほぼ楕円形である。チューブ状部材４の断面形状をなす楕円は、長軸と短軸が電子部品３の本体３ａの断面形状をなす楕円の長軸と短軸より長い。つまり、この断面において、チューブ状部材４で囲まれる領域の形状は、電子部品３の本体３ａの断面形状とほぼ相似形である。これら２つの楕円の中心は、ほぼ等しく、且つ、これらの長軸がほぼ重なるように構成されている。また、この断面において、電子部品３の本体３ａの外側には、ほぼ均等な厚みの第１のモールド樹脂５が存在するように構成されている。このチューブ状部材４は、例えば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）により形成されている。
【００２８】
第１のモールド樹脂５は、チューブ状部材４内で、電子部品３の本体３ａと、本体３ａから回路基板２の上面２ｂに至るリード３ｂと、を封止している。この第１のモールド樹脂５は、チューブ状部材４の上部開口端４ａにおいて露出している露出面５ａを有している。この露出面５ａは、上部開口端４ａよりも突出した凸状の曲面形状を有している。また、露出面５ａと上部開口端４ａとの境界部分は、窪みがないように構成されている。
【００２９】
第２のモールド樹脂６は、ケース１内で、チューブ状部材４で囲まれた領域の外側の回路基板２を封止している。第２のモールド樹脂６の上面は、回路基板２の上面２ｂとほぼ平行に形成されている。回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第２のモールド樹脂６の厚さｈ２は、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第１のモールド樹脂５の厚さｈ１より薄くなっている。つまり、チューブ状部材４及び第１のモールド樹脂５の一部は、第２のモールド樹脂６から突出している。
【００３０】
本実施例では、第１のモールド樹脂５および第２のモールド樹脂６は、同一のモールド樹脂材料から形成された同一の樹脂である。つまり、第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６の線膨張係数は等しい。第１のモールド樹脂５および第２のモールド樹脂６として、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、または、その他の絶縁性樹脂を用いることができる。
【００３１】
また、例えば、第１のモールド樹脂５および第２のモールド樹脂６は、半透明の樹脂である。そこで、本実施例では、図１（ａ）の平面図において、開口部１ｂ側から、第２のモールド樹脂６に封止された回路基板２と、第１のモールド樹脂５に封止された電子部品３とを目視可能となっている。
【００３２】
以上の構造により、電子部品３のリード３ｂと、回路基板２の上面２ｂ及び下面２ａの配線パターンとが、第１のモールド樹脂５および第２のモールド樹脂６により保護されて、水で濡れないようになる。また、電子部品３は、第１のモールド樹脂５及び第２のモールド樹脂６により回路基板２及びケース１に固定されるようになるので、振動により劣化しないようになる。
【００３３】
（製造方法）
次に、図２，３を参照して、上述した図１の電子機器の製造方法を説明する。
図２は、本発明の実施例１に係る電子機器の製造方法を説明する断面図である。図３は、図２に続く、電子機器の製造方法を説明する断面図である。図２，３は、図１（ｂ）に示した断面図に対応する。
【００３４】
（第１の配置工程）
まず、図２（ａ）に示すように、上面２ｂに電子部品３が実装された回路基板２を、ケース１の底部１ａに回路基板２の下面２ａが対向するように、ケース１の内部に配置する。このとき、回路基板２の下面２ａの端部がケース１の支持部１ｃで支持されるようにして、例えばネジ等（図示せず）で両者を固定する。
【００３５】
（第２の配置工程）
次に、図２（ｂ）に示すように、チューブ状部材４を、電子部品３を囲み且つ回路基板２の上面２ｂに下部開口端４ｂが接するように配置する。
但し、第２の配置工程を行った後に第１の配置工程を行っても良い。
【００３６】
（第１の充填工程）
第１及び第２の配置工程の後、回路基板２と、チューブ状部材４内における電子部品３の本体３ａの下部とが埋没するように、ケース１内にモールド樹脂材料１０を充填する。このモールド樹脂材料１０は、例えば、第１の充填工程を行う常温ではヨーグルト状の粘性を有している。そこで、例えば、モールド樹脂材料１０を、開口部１ｂからケース１内に充填すると共に、上部開口端４ａからチューブ状部材４内に充填するようにして、回路基板２と、チューブ状部材４内における電子部品３の本体３ａの下部とが埋没するようにする。
但し、第１の配置工程を行った後に、回路基板２と電子部品３の本体３ａの下部とが埋没するようにケース１内にモールド樹脂材料１０を充填する第１の充填工程を行い、その後、第２の配置工程を行っても良い。
【００３７】
（第１の封止工程）
第１の配置工程、第２の配置工程および第１の充填工程の後、加熱等によりモールド樹脂材料１０を硬化させる。このとき、加熱によって、モールド樹脂材料１０は、一旦粘性が低下してケース１、回路基板２、電子部品３及びチューブ状部材４の隅々まで行き渡り、図３（ａ）に示すように、回路基板２の上面２ｂ及び下面２ａと、チューブ状部材４内の電子部品３の下部と、回路基板２の下面２ａから出ているリード３ｂとを覆うようになる。
【００３８】
そして、継続して加熱することで、モールド樹脂材料１０を硬化させて、ケース１内で、チューブ状部材４で囲まれた領域の外側の回路基板２を第２のモールド樹脂６によって封止すると共に、チューブ状部材４内において、電子部品３の本体３ａの下部と、本体３ａから回路基板２の上面２ｂに至るリード３ｂと、を第１のモールド樹脂５によって封止する。この段階では、モールド樹脂材料１０の粘性が一旦低下することに起因して、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第２のモールド樹脂６の厚さは、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第１のモールド樹脂５の厚さとほぼ等しくなっている。
【００３９】
（第２の充填工程）
第１の封止工程の後、第１のモールド樹脂５から露出している電子部品３の本体３ａの上部が埋没するように、チューブ状部材４内の第１のモールド樹脂５上にモールド樹脂材料１０をさらに充填する。このモールド樹脂材料１０は、第１の充填工程で用いたものと同一である。このとき、モールド樹脂材料１０がチューブ状部材４の上部開口端４ａから盛り上がるように充填する。
【００４０】
（第２の封止工程）
第２の充填工程の後、加熱等により、チューブ状部材４内の第１のモールド樹脂５上のモールド樹脂材料１０を硬化させる。このとき、加熱によって、モールド樹脂材料１０は、一旦粘性が低下して、図３（ｂ）に示すように、表面張力によって上部開口端４ａよりも突出した凸状の曲面形状を有するようになる。そして、継続して加熱することで、モールド樹脂材料１０を硬化させて、チューブ状部材４内で電子部品３を第１のモールド樹脂５によって封止する。これにより、図１（ａ）〜（ｃ）に示した構造の電子機器が得られる。
【００４１】
以上のように、本実施例に係る電子機器および電子機器の製造方法によれば、電子部品３を囲み且つ回路基板２の上面２ｂに下部開口端４ｂが接するようにチューブ状部材４を設け、チューブ状部材４内の電子部品３を第１のモールド樹脂５で封止するようにしている。従って、チューブ状部材４内の電子部品３の全体が同一の第１のモールド樹脂５で封止されるようになるので、温度変化により第１のモールド樹脂５が膨張または収縮しても、チューブ状部材４内の電子部品３の全体に均一な力が加わるようにできる。これにより、電子部品３の破損を防ぐことができる。
【００４２】
また、ケース１内で、チューブ状部材４で囲まれた領域の外側の回路基板２を第２のモールド樹脂６で封止して、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第２のモールド樹脂６の厚さｈ２を、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第１のモールド樹脂５の厚さｈ１より薄くしているので、第２のモールド樹脂６の量を、図６の従来技術より減らすことができる。また、チューブ状部材４を軽量且つ安価なＰＶＣで形成している。これらにより、電子機器の重量およびコストの増加を抑制できる。
【００４３】
さらに、第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６を同じ樹脂で構成しているため、両者の線膨張係数は等しい。従って、温度変化により第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６が膨張または収縮しても、チューブ状部材４内の電子部品３の本体３ａ及びリード３ｂに加わる力と、回路基板２の下面２ａから出ているリード３ｂに加わる力とが、ほぼ等しくなる。これにより、チューブ状部材４内外の電子部品３の全体に均一な力が加わるようにできるので、より確実に電子部品３の破損を防ぐことができる。
【００４４】
また、回路基板２の上面２ｂと平行なＢ−Ｂ断面において、チューブ状部材４で囲まれる領域の形状を、電子部品３の本体３ａの断面形状と相似形に構成している。その上で、この断面において、チューブ状部材４で囲まれる領域のほぼ中心に、電子部品３の本体３ａを配置して、電子部品３の本体３ａの外側には、ほぼ均等な厚みの第１のモールド樹脂５が存在するようにしている。従って、電子部品３の本体３ａに加わる力を、より均一にできるので、さらに確実に電子部品３の破損を防ぐことができる。
【００４５】
また、第１のモールド樹脂５の露出面５ａを、上部開口端４ａよりも突出した凸状の曲面形状を有するように構成している。これにより、ケース１内に水が浸入した場合であっても、水は露出面５ａの曲面形状に沿って流れるようになるので、露出面５ａに水が溜まり難くできる。従って、第１のモールド樹脂５が吸水することによる特性の劣化を防止することができる。
【００４６】
なお、第１のモールド樹脂５として、吸水することによる特性の劣化が少ない樹脂を用いる場合など、排水性能が不要であれば、露出面５ａは上部開口端４ａより低く構成しても良い。
【実施例２】
【００４７】
実施例２は、第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６が、互いに異なる樹脂である点が、実施例１と異なる。より詳細には、本実施例の電子機器は、図１に示した第１のモールド樹脂５として、熱伝導率が第２のモールド樹脂６の熱伝導率より高い樹脂を用いている。その他の構成は、図１の実施例１と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
（製造方法）
図４を参照して、実施例２に係る電子機器の製造方法を説明する。図４は、本発明の実施例２に係る電子機器の製造方法を説明する断面図である。
最初に行われる第１および第２の配置工程は、実施例１と同一であるため、説明を省略する。
【００４９】
（第３の充填工程）
第１及び第２の配置工程の後、電子部品３の本体３ａと、本体３ａから回路基板２の上面２ｂに至るリード３ｂとが埋没するように、チューブ状部材４内に第１のモールド樹脂材料１１を充填する。このとき、実施例１の第２の充填工程と同様に、モールド樹脂材料１１がチューブ状部材４の上部開口端４ａから盛り上がるように充填する。
【００５０】
この第１のモールド樹脂材料１１として、例えば、以下に説明する第２のモールド樹脂材料１２に熱伝導率の高いフィラーを混入させた材料を用いることができる。
【００５１】
（第３の封止工程）
次に、図４（ａ）に示すように、第３の充填工程の後、第１のモールド樹脂材料１１を硬化させて、チューブ状部材４内の電子部品を、第１のモールド樹脂５によって封止する。このとき、実施例１の第２の封止工程と同様に、加熱によって、モールド樹脂材料１１は、一旦粘性が低下して、表面張力によって上部開口端４ａよりも突出した凸状の曲面形状を有するようになる。
【００５２】
第１のモールド樹脂材料１１として、これら第３の充填工程及び第３の封止工程においてチューブ状部材４内に滞留可能な粘性を有している材料を用いる。但し、これらの工程において、第１のモールド樹脂材料１１の一部が、チューブ状部材４の下部開口端４ｂと回路基板２の上面２ｂとの間の隙間から、チューブ状部材４の外側に漏れ出しても良い。これにより、より確実に、第１のモールド樹脂材料１１を、下部開口端４ｂと回路基板２の上面２ｂとの間の隙間にも行き渡らせることができる。
【００５３】
（第４の充填工程）
第３の封止工程の後、チューブ状部材４で囲まれた領域の外側の回路基板２が埋没するように、ケース１内に第２のモールド樹脂材料１２を充填する。
【００５４】
（第４の封止工程）
第４の充填工程の後、加熱等により第２のモールド樹脂材料１２を硬化させて、図４（ｂ）に示すように、ケース１内で、チューブ状部材４で囲まれた領域の外側の回路基板２を第２のモールド樹脂６によって封止する。これにより、図１（ａ）〜（ｃ）に示した構造と同様の電子機器が得られる。
【００５５】
ここでは、実施例１の図１（ｂ）と同様に、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第２のモールド樹脂６の厚さは、回路基板２の上面２ｂに垂直な方向の第１のモールド樹脂５の厚さより薄くなっている。
【００５６】
なお、実施例１で説明したように、より確実に電子部品３の破損を防ぐという観点では、第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６の線膨張係数は、近い値であることが好ましい。つまり、第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６の線膨張係数は、温度変化により第１のモールド樹脂５と第２のモールド樹脂６が膨張または収縮しても、電子部品３が破損しないような値とする。
【００５７】
このように、実施例２の電子機器によれば、熱伝導率が第２のモールド樹脂６の熱伝導率より高い第１のモールド樹脂５によって電子部品３を封止しているので、実施例１の効果に加え、第１のモールド樹脂５を介して電子部品３から効率的に放熱できる。従って、電子機器の放熱性能を向上できる。
【００５８】
さらに、第２のモールド樹脂６より重く且つ高価な第１のモールド樹脂５を、チューブ状部材４内のみに設けるようにしたので、電子機器を軽量且つ安価に構成できる。
【００５９】
なお、チューブ状部材４を金属で構成しても良い。これにより、第１のモールド樹脂５を伝わってチューブ状部材４に達した熱を、より効率的に空気中へ放熱することができる。
【００６０】
また、第２の配置工程において、チューブ状部材４の下部開口端４ｂと、回路基板２の上面２ｂとの間を接着剤などで塞いで、隙間が無いようにしても良い。この場合、第１のモールド樹脂材料１１は、第３の充填工程及び第３の封止工程においてチューブ状部材４内に滞留可能な粘性を有していなくともよい。
【実施例３】
【００６１】
実施例３は、チューブ状部材４として導電性を有しているものを用いて、そのチューブ状部材４に所定の電位を供給するようにしている点が、実施例１と異なる。その他の構成は、図１の実施例１と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施例のチューブ状部材４は、例えば、アルミニウムから構成されている。このチューブ状部材４は、回路基板２に形成されている接地パターンに電気的に接続されて、接地電位が供給される。これにより、チューブ状部材４に囲まれている電子部品３を電気的にシールドして、電気的特性を改善できる。
【００６３】
なお、チューブ状部材４に供給する所定の電位は、接地電位に限られず、電源電位や任意のバイアス電位などでも良い。
【００６４】
以上、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。
【００６５】
例えば、以上の実施例では、電子部品３はコンデンサである一例について説明したが、これに限られない。電子部品３は、ハーフモールドされた場合に温度変化によって破損しやすいヒューズ、リレーおよびトランスなどでも良い。例えば、トランスがハーフモールドされた場合、特にフェライトコアが破損しやすいが、以上の実施例によれば、フェライトコアの破損を防止できる。
【００６６】
また、電子部品３は、回路基板２に直線的に伸びる細いリードを有する電子部品でも良い。このような電子部品は、ハーフモールドされた場合に温度変化によってリードに張力が加わり、リードが切断される恐れがあるが、以上の実施例によれば、切断を防止できる。
また、電子部品３は、表面実装型の電子部品（例えば、セラミックコンデンサ）でも良い。
また、電子部品３の代わりに、ハーフモールドされた場合に温度変化によって破損しやすい構造部品を用いても良い。このような構造部品として、例えば、樹脂製の構造部品などがある。以上の実施例によれば、このような構造部品の破損を防止できる。
【００６７】
また、以上の実施例では、チューブ状部材４は中空の楕円柱状を有している一例について説明したが、これに限られない。チューブ状部材４は、中空の円柱形状や角柱形状を有していてもよい。つまり、回路基板２の上面２ｂと平行なＢ−Ｂ断面において、チューブ状部材４で囲まれる領域の形状は、電子部品３の本体３ａの断面形状と相似形でなくとも良い。また、上部開口端４ａと下部開口端４ｂの形状や大きさは、互いに異なっていても良い。チューブ状部材４の材質も、適宜変更可能である。
【００６８】
また、以上の実施例では、１つのチューブ状部材４を設ける一例について説明したが、これに限られない。複数の壊れ易い電子部品を、それぞれ対応するチューブ状部材４で囲んで第１のモールド樹脂５で封止しても良い。壊れ易い電子部品のみを第１のモールド樹脂５で封止できるので、壊れ易い電子部品の破損を防いだ上で、電子機器を軽量且つ安価に構成できる。
【００６９】
さらに、電子部品３の本体３ａの形状も、以上で説明した扁平形状に限られず、適宜変更しても良い。
【００７０】
また、実施例２では、第１のモールド樹脂５として、熱伝導率が第２のモールド樹脂６の熱伝導率より高い樹脂を用いた一例について説明したが、これに限られない。第１のモールド樹脂５として、第２のモールド樹脂６と異なる物理的特性を有した任意の樹脂を用いることができる。
また、以上で説明した複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１ ケース
２ 回路基板
３ 電子部品
４ チューブ状部材
５ 第１のモールド樹脂
６ 第２のモールド樹脂
１０ モールド樹脂材料
１１ 第１のモールド樹脂材料
１２ 第２のモールド樹脂材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
前記ケースの底部に下面が対向して、前記ケースの内部に配置された回路基板と、
前記回路基板の上面に実装された部品と、
上部開口端と下部開口端とを有し、前記部品を囲み且つ前記回路基板の上面に前記下部開口端が接するように配置されたチューブ状部材と、
前記チューブ状部材内で前記部品を封止する第１のモールド樹脂と、
前記ケース内で、前記チューブ状部材で囲まれた領域の外側の前記回路基板を封止する第２のモールド樹脂と、を備え、
前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第２のモールド樹脂の厚さは、前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第１のモールド樹脂の厚さより薄い
ことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記第１のモールド樹脂の線膨張係数と前記第２のモールド樹脂の線膨張係数は、等しい
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記第１のモールド樹脂と前記第２のモールド樹脂は、同一の材料で形成されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記チューブ状部材の前記上部開口端における前記第１のモールド樹脂の露出面は、前記上部開口端よりも突出した凸状の曲面形状を有していることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電子機器。
【請求項５】
前記チューブ状部材は、導電性を有していると共に、所定の電位が供給されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の電子機器。
【請求項６】
前記第１のモールド樹脂の熱伝導率は、前記第２のモールド樹脂の熱伝導率より高い
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の電子機器。
【請求項７】
前記回路基板の上面と平行な断面において、前記チューブ状部材で囲まれる領域の形状は、前記部品の断面形状と相似形である
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の電子機器。
【請求項８】
前記部品は、前記回路基板の上面と垂直な面に扁平なコンデンサである
ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の電子機器。
【請求項９】
上面に部品が実装された回路基板を、ケースの底部に前記回路基板の下面が対向するように、前記ケースの内部に配置する第１の配置工程と、
上部開口端と下部開口端とを有するチューブ状部材を、前記部品を囲み且つ前記回路基板の上面に前記下部開口端が接するように配置する第２の配置工程と、
前記第１の配置工程の後、前記回路基板と、前記部品の下部とが埋没するように、前記ケース内にモールド樹脂材料を充填する第１の充填工程と、
前記第１の配置工程、前記第２の配置工程および前記第１の充填工程の後、前記モールド樹脂材料を硬化させて、前記ケース内で、前記回路基板と、前記チューブ状部材内の前記部品の下部とを、モールド樹脂によって封止する第１の封止工程と、
前記第１の封止工程の後、前記部品が埋没するように、前記チューブ状部材内の前記モールド樹脂上に前記モールド樹脂材料をさらに充填する第２の充填工程と、
前記第２の充填工程の後、前記モールド樹脂材料を硬化させて、前記チューブ状部材内で前記部品を前記モールド樹脂によって封止する第２の封止工程と、を含む
ことを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項１０】
上面に部品が実装された回路基板を、ケースの底部に前記回路基板の下面が対向するように、前記ケースの内部に配置する第１の配置工程と、
上部開口端と下部開口端とを有するチューブ状部材を、前記部品を囲み且つ前記回路基板の上面に前記下部開口端が接するように配置する第２の配置工程と、
前記第１及び第２の配置工程の後、前記部品が埋没するように、前記チューブ状部材内に第１のモールド樹脂材料を充填する第３の充填工程と、
前記第３の充填工程の後、前記第１のモールド樹脂材料を硬化させて、前記チューブ状部材内の前記部品を、第１のモールド樹脂によって封止する第３の封止工程と、
前記第３の封止工程の後、前記チューブ状部材で囲まれた領域の外側の前記回路基板が埋没するように、前記ケース内に第２のモールド樹脂材料を充填する第４の充填工程と、
前記第４の充填工程の後、前記第２のモールド樹脂材料を硬化させて、前記ケース内で、前記チューブ状部材で囲まれた領域の外側の前記回路基板を第２のモールド樹脂によって封止する第４の封止工程と、を含み、
前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第２のモールド樹脂の厚さは、前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第１のモールド樹脂の厚さより薄い
ことを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項１１】
前記第３の充填工程及び第３の封止工程において、前記第１のモールド樹脂材料は、前記チューブ状部材内に滞留可能な粘性を有している
ことを特徴とする請求項１０に記載の電子機器の製造方法。
【請求項１】
ケースと、
前記ケースの底部に下面が対向して、前記ケースの内部に配置された回路基板と、
前記回路基板の上面に実装された部品と、
上部開口端と下部開口端とを有し、前記部品を囲み且つ前記回路基板の上面に前記下部開口端が接するように配置されたチューブ状部材と、
前記チューブ状部材内で前記部品を封止する第１のモールド樹脂と、
前記ケース内で、前記チューブ状部材で囲まれた領域の外側の前記回路基板を封止する第２のモールド樹脂と、を備え、
前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第２のモールド樹脂の厚さは、前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第１のモールド樹脂の厚さより薄い
ことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記第１のモールド樹脂の線膨張係数と前記第２のモールド樹脂の線膨張係数は、等しい
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記第１のモールド樹脂と前記第２のモールド樹脂は、同一の材料で形成されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記チューブ状部材の前記上部開口端における前記第１のモールド樹脂の露出面は、前記上部開口端よりも突出した凸状の曲面形状を有していることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電子機器。
【請求項５】
前記チューブ状部材は、導電性を有していると共に、所定の電位が供給されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の電子機器。
【請求項６】
前記第１のモールド樹脂の熱伝導率は、前記第２のモールド樹脂の熱伝導率より高い
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の電子機器。
【請求項７】
前記回路基板の上面と平行な断面において、前記チューブ状部材で囲まれる領域の形状は、前記部品の断面形状と相似形である
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の電子機器。
【請求項８】
前記部品は、前記回路基板の上面と垂直な面に扁平なコンデンサである
ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の電子機器。
【請求項９】
上面に部品が実装された回路基板を、ケースの底部に前記回路基板の下面が対向するように、前記ケースの内部に配置する第１の配置工程と、
上部開口端と下部開口端とを有するチューブ状部材を、前記部品を囲み且つ前記回路基板の上面に前記下部開口端が接するように配置する第２の配置工程と、
前記第１の配置工程の後、前記回路基板と、前記部品の下部とが埋没するように、前記ケース内にモールド樹脂材料を充填する第１の充填工程と、
前記第１の配置工程、前記第２の配置工程および前記第１の充填工程の後、前記モールド樹脂材料を硬化させて、前記ケース内で、前記回路基板と、前記チューブ状部材内の前記部品の下部とを、モールド樹脂によって封止する第１の封止工程と、
前記第１の封止工程の後、前記部品が埋没するように、前記チューブ状部材内の前記モールド樹脂上に前記モールド樹脂材料をさらに充填する第２の充填工程と、
前記第２の充填工程の後、前記モールド樹脂材料を硬化させて、前記チューブ状部材内で前記部品を前記モールド樹脂によって封止する第２の封止工程と、を含む
ことを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項１０】
上面に部品が実装された回路基板を、ケースの底部に前記回路基板の下面が対向するように、前記ケースの内部に配置する第１の配置工程と、
上部開口端と下部開口端とを有するチューブ状部材を、前記部品を囲み且つ前記回路基板の上面に前記下部開口端が接するように配置する第２の配置工程と、
前記第１及び第２の配置工程の後、前記部品が埋没するように、前記チューブ状部材内に第１のモールド樹脂材料を充填する第３の充填工程と、
前記第３の充填工程の後、前記第１のモールド樹脂材料を硬化させて、前記チューブ状部材内の前記部品を、第１のモールド樹脂によって封止する第３の封止工程と、
前記第３の封止工程の後、前記チューブ状部材で囲まれた領域の外側の前記回路基板が埋没するように、前記ケース内に第２のモールド樹脂材料を充填する第４の充填工程と、
前記第４の充填工程の後、前記第２のモールド樹脂材料を硬化させて、前記ケース内で、前記チューブ状部材で囲まれた領域の外側の前記回路基板を第２のモールド樹脂によって封止する第４の封止工程と、を含み、
前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第２のモールド樹脂の厚さは、前記回路基板の上面に垂直な方向の前記第１のモールド樹脂の厚さより薄い
ことを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項１１】
前記第３の充填工程及び第３の封止工程において、前記第１のモールド樹脂材料は、前記チューブ状部材内に滞留可能な粘性を有している
ことを特徴とする請求項１０に記載の電子機器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１４２４３１（Ｐ２０１２−１４２４３１Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９３９８９（Ｐ２０１０−２９３９８９）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【Ｆターム（参考）】
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