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1. (WO2018083997) ELECTRONIC DEVICE
Document

明 細 書

発明の名称 電子装置 0001  

技術分野

0002  

背景技術

0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

0005   0006   0007   0008   0009   0010  

図面の簡単な説明

0011  

発明を実施するための形態

0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044  

請求の範囲

1   2   3   4   5  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

明 細 書

発明の名称 : 電子装置

関連出願への相互参照

[0001]
 本出願は、2016年11月1日に出願された日本特許出願番号2016-214541号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。

技術分野

[0002]
 本開示は、基板上に形成される配線パターンをソルダレジストで覆い、さらにソルダレジストおよび配線パターンの一部をモールド樹脂で覆う電子装置に関するものである。

背景技術

[0003]
 従来より、電子装置においては、プリント配線基板などの基板に形成された配線パターンをソルダレジストで覆い、さらにソルダレジストおよび配線パターンの一部をモールド樹脂で覆う構造が採られている。ソルダレジストは、配線パターンのうちの外部との電気的接続箇所、例えばスルーホールビア以外の部分を全域覆うように形成され、モールド樹脂の外側の位置においても、隣り合う配線パターン間を跨ぐようにソルダレジストが形成されている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2011-71181号公報

発明の概要

[0005]
 過酷な使用環境下においては、冷熱ストレスによりモールド樹脂から露出している部分のソルダレジストにクラックが生じ得る。このような場合、結露が生じたとき等においてクラック内に水分が入り込み、隣り合う配線パターン間が短絡することが懸念される。
[0006]
 本開示は、ソルダレジストのクラックに起因する隣り合う配線パターン間の短絡を抑制することができる電子装置を提供することを目的とする。
[0007]
 本開示の1つの観点における電子装置は、一面および一面の反対面となる他面とを有し、少なくとも直線状部分を有する複数本の配線パターンが形成された基板と、配線パターンを被覆するソルダレジストと、基板の一面側において、配線パターンのうちソルダレジストから露出させられた部分に電気的に接続された電子部品と、基板の一面側に設けられ、電子部品に加えて、配線パターンおよびソルダレジストの一部を封止する樹脂モールド部と、を備えている。このような構成において、複数本の配線パターンは、直線状部分が樹脂モールド部の外部に引き出されており、ソルダレジストは、直線状部分を覆う部分をパターン被覆部として、複数本の配線パターンのうち隣り合っているものの直線状部分を覆うパターン被覆部が、樹脂モールド部の外側において分離されている。
[0008]
 このように、隣り合う配線パターンの直線状部分同士を覆っているソルダレジストのパターン被覆部が離れた状態となっている。このため、仮にソルダレジストにクラックが発生したとしても、クラックが隣り合う配線パターンを繋ぐように形成されることはない。したがって、結露が生じたとき等にクラック内に水分が入り込んだとしても、隣り合う配線パターン間が短絡することを抑制することができる。
[0009]
  本開示のもう1つの観点における電子装置では、複数本の配線パターンは、直線状部分が樹脂モールド部の外部に引き出されており、ソルダレジストは、該ソルダレジストのうちの直線状部分を覆う部分をパターン被覆部とすると共にパターン被覆部同士を繋ぐ部分を連結部として、連結部の端部が樹脂モールド部よりも外側にはみ出しており、隣り合う直線状部分の間の距離をa、樹脂モールド部の端部からの連結部の端部までのはみ出し量をbとすると、a>2×bを満たしている。
[0010]
 このように、a>2×bの関係が成り立つように距離aおよびはみ出し量bを設定すれば、進展したクラックが交差しないようにでき、結露が発生したとき等に隣り合う配線パターン間が短絡することを抑制することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0011]
[図1] 第1実施形態にかかる電子装置の上面レイアウト図である。
[図2] 図1のII-II断面図である。
[図3] 図1の左隅部分の部分拡大図である。
[図4] 比較例として示したソルダレジストを全面覆うように形成する電子装置の部分拡大上面レイアウト図である。
[図5] 第2実施形態にかかる電子装置の部分拡大上面レイアウト図である。
[図6] 第2実施形態の変形例で説明する電子装置の部分拡大上面レイアウト図である。
[図7] 第2実施形態にかかる電子装置の部分拡大上面レイアウト図である。
[図8] 樹脂モールド部の端部とソルダレジストにおける連結部の端部とクラックの関係を示した図である。
[図9] 他の実施形態で説明する樹脂モールド部の端部とソルダレジストにおける連結部の端部とクラックの関係を示した図である。

発明を実施するための形態

[0012]
 以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
[0013]
 (第1実施形態)
 第1実施形態にかかる電子装置について、図1~図3を参照して説明する。この電子装置は、例えば自動車などの車両に搭載され、車両用の各装置を駆動するための装置として適用される。したがって、電子装置が例えばエンジンルーム内において高温となる機構の駆動のためなどに用いられる場合、冷熱ストレスが掛かる過酷な使用環境下に置かれることになる。
[0014]
 図1~図3に示すように、電子装置には、プリント配線基板等によって構成される回路基板1が基板として用いられている。回路基板1は、プリント配線基板によって構成される場合には、基材がエポキシ系樹脂などによって構成される。
[0015]
 回路基板1は、図2に示すように一面1aおよびそれに対向する他面1bを有しており、一面1a側に、表層配線等で構成される所望の配線パターン1cが形成されている。配線パターン1cは、例えば銅などで構成され、エッチング等によって所望パターンとされることで形成されている。
[0016]
 また、配線パターン1cは、図1および図3に示すように複数本に分かれて形成され、各配線パターン1cの一方の先端にパッド部1dが形成されていると共に、もう一方の先端がスルーホールビア1eと接続されている。例えば、パッド部1dには、図中破線で示したように電子部品2が実装される。これにより、電子部品2と配線パターン1cとの電気的接続が図られる。電子部品2としては、例えばトランジスタ、コンデンサ、抵抗等が挙げられ、電子部品2の端子がパッド部1dに電気的に接続される。
[0017]
 また、スルーホールビア1eは、例えば図示しないピン状の接続端子が挿入されることで配線パターン1cと外部との電気的接続を可能とする。このような構成により、パッド部1dから配線パターン1cを通じ、スルーホールビア1eを介して、電子部品2が外部と電気的に接続されるようになっている。
[0018]
 より詳しくは、各配線パターン1cは、ライン状に構成されており、図示していないが後述する樹脂モールド部4内において、電子部品2等が実装される所望位置まで延設されており、その先端にパッド部1dが形成されている。そして、樹脂モールド部4の外縁近傍において、各配線パターン1cが平行に並べられ樹脂モールド部4の外側まで延設されている。各配線パターン1cの間の距離は一定でなくても良いが、本実施形態では一定とした場合を図示してある。
[0019]
 また、回路基板1の一面1a上において、配線パターン1cを覆うように、例えばエポキシ系材料で構成されたソルダレジスト3が成膜されている。本実施形態の場合、ソルダレジスト3は、配線パターン1cの1本1本を別々に被覆するように複数に分けられている。具体的には、本実施形態の場合、配線パターン1cおよびその周囲を覆うようにソルダレジスト3が形成されている。そして、配線パターン1cのうちの直線状部分1caにおいては、ソルダレジスト3が直線状部分1caよりも一定幅広くされることで、直線状部分1caが全域被覆され、かつ、直線状部分1caの両側からソルダレジスト3が所定幅はみ出した状態なっている。
[0020]
 ただし、直線状部分1caの両側からのソルダレジスト3のはみ出し量は複数並べられた直線状部分1caの間隔の半分よりも小さく、各ソルダレジスト3の間に所定の間隔が空けられている。つまり、ソルダレジスト3のうち直線状部分1caを覆いつつ、直線状部分1caに沿って形成されている部分をパターン被覆部3aとして、隣り合う直線状部分1caを覆う各パターン被覆部3a同士が離れた状態になっている。
[0021]
 なお、スルーホールビア1eの少なくとも内壁面にはソルダレジスト3が形成されておらず、スルーホールビア1eの内壁面において、図示しない接続端子と電気的な接続が行えるようになっている。
[0022]
 また、回路基板1の一面1a側において、電子部品2に加えて、配線パターン1cおよびソルダレジスト3を覆うように樹脂モールド部4が形成されている。樹脂モールド部4については、ここではコンプレッションモールドやトランスファーモールドなどの樹脂成型によって形成しているが、その他、ポッティング等によって形成しても良い。
[0023]
 本実施形態の場合、樹脂モールド部4は、上面形状が四角形状とされており、そのうちの一辺から直線状部分1caおよびパターン被覆部3aが引き出されることで、樹脂モールド部4から配線パターン1cおよびソルダレジスト3の一部が露出している。より詳しくは、直線状部分1caおよびパターン被覆部3aは、樹脂モールド部4の一辺に対して垂直方向に引き出されている。
[0024]
 以上のようにして、本実施形態にかかる電子装置が構成されている。このように構成された電子装置は、例えば、ケースの底面に立設された複数本の接続端子をスルーホールビア1e内に挿入し、接続端子をスルーホールビア1eに直接接触させること、もしくは、はんだを介して接合することで、外部との電気的接続が図られる。
[0025]
 このような電子装置が例えば車両用の各装置を駆動するための装置として適用された場合、例えばエンジンルーム内において高温となる機構の駆動等に適用される場合、冷熱ストレスが掛かる過酷な使用環境下に置かれることになる。このような場合、冷熱ストレスに起因してソルダレジスト3にクラックが発生し得る。
[0026]
 このとき、図4に示すように、従来のようなスルーホールビア1e以外の領域をソルダレジスト3で覆った構造の場合、ソルダレジスト3が全面に形成されているため、クラックが入った時に隣り合う配線パターン1c間が短絡し得る。
[0027]
 しかしながら、本実施形態では、隣り合う配線パターン1cの直線状部分1ca同士を覆っているソルダレジスト3のパターン被覆部3aが樹脂モールド部4の外部において離れた状態となっている。このため、仮にソルダレジスト3にクラックが発生したとしても、クラックが隣り合う配線パターン1cを繋ぐように形成されることはない。したがって、結露が生じたとき等にクラック内に水分が入り込んだとしても、隣り合う配線パターン1c間が短絡することを抑制することができる。
[0028]
 (第2実施形態)
 第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してソルダレジスト3の上面レイアウトを変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
[0029]
 図5に示すように、本実施形態では、隣り合う直線状部分1caを覆うパターン被覆部3aが繋がっているものの、繋がった部分が樹脂モールド部4によって覆われ、樹脂モールド部4よりも外側ではパターン被覆部3aが離れた状態になっている。つまり、ソルダレジスト3のうち、隣り合う直線状部分1caを覆っているパターン被覆部3a同士を繋ぐ連結部3bの端部全域が、樹脂モールド部4の端部よりも樹脂モールド部4の内側に入り込んだ状態となっている。
[0030]
 結露が発生したとしても、樹脂モールド部4に覆われた部分については水分の侵入が抑制される。このため、ソルダレジスト3にクラックが入ったとしても、結露が発生したときにクラック内に水分が入り込まないため、隣り合う配線パターン1cが短絡することを抑制することができる。したがって、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
[0031]
 (第2実施形態の変形例)
 第2実施形態において、隣り合う配線パターン1cを覆うパターン被覆部3aが連結部3bを介して繋がっている場合において、樹脂モールド部4よりも外側ではパターン被覆部3aが繋がっていない構造の一例を挙げた。このような構造としては、連結部3bの端部全域が樹脂モールド部4の内側に入り込んだ構造だけでなく、少なくとも一部が入り込んだ構造であれば良い。例えば、図6に示すように、連結部3bのうちパターン被覆部3aとの境界位置において、連結部3bの端部が樹脂モールド部4の内側に入り込んだ構造にできる。
[0032]
 (第3実施形態)
 第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1、第2実施形態に対してソルダレジスト3の上面レイアウトを変更したものであり、その他については第1、第2実施形態と同様であるため、第1、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
[0033]
 上記第1、第2実施形態では、隣り合う配線パターン1cを覆うパターン被覆部3aが樹脂モールド部4の外側において繋がっていない構造とした。これに対して、本実施形態では、連結部3bを介して隣り合う直線状部分1caを覆うパターン被覆部3aが樹脂モールド部4の外側において繋がるようにしつつ、樹脂モールド部4の端部から連結部3bの端部までの距離を規定することで、第1、第2実施形態と同様の効果を得る。
[0034]
 図7に示すように、本実施形態では、連結部3bの端部が樹脂モールド部4の端部よりも外側に位置しており、連結部3bの一部が樹脂モールド部4の外側にはみ出した状態となっている。
[0035]
 樹脂モールド部4を例えばコンプレッションモールドなどの樹脂成型によって形成する場合、成形に用いる成形型のキャビティの周囲、つまり成形型の開口端が当接する型踏部を形成すると好ましい。特に、型踏部がキャビティの外周を一周するように形成されていれば、キャビティの周囲の全域において、成形型を型踏部に当接させられ、成形時の樹脂漏れを効果的に抑制することが可能となる。
[0036]
 このような型踏部の役割をソルダレジスト3によって構成する場合、ソルダレジスト3がキャビティの外周を一周するように形成されているのが好ましい。この場合、パターン被覆部3aのみでなく、連結部3bについても、樹脂モールド部4の外側にはみ出すことになる。
[0037]
 ソルダレジスト3に発生するクラックは、典型的には、図8に示すように、配線パターン1cの根本部分の両端を起点として、樹脂モールド部4の端部に対して45°の角度で進展する。根元部分の両端とは、配線パターン1cと樹脂モールド部4との境界位置のうちの配線パターン1cの幅方向両側のことを意味している。
[0038]
 このようにクラックが進展することから、進展したクラックが交差しない程度までしか連結部3bを樹脂モールド部4からはみ出させなければ、結露が発生したとき等に隣り合う配線パターン1c間が短絡しなくて済む。
[0039]
 このため、ここでは、隣り合う配線パターン1cの間の距離をa、連結部3bの樹脂モールド部4の端部からのはみ出し量、つまり直線状部分1caの引出方向での樹脂モールド部4の端部から連結部3bの端部までの距離、つまりはみ出し量をbとして、次式が成り立つようにしている。
[0040]
 (数1)a>2×b
 このように、数式1で示すa>2×bの関係が成り立つように距離aおよびはみ出し量bを設定すれば、進展したクラックが交差しないようにでき、結露が発生したとき等に隣り合う配線パターン1c間が短絡することを抑制することが可能となる。
[0041]
 (他の実施形態)
 本開示は、上記した実施形態に準拠して記述されたが、当該実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
[0042]
 例えば、パターン被覆部3aは、直線状部分1caに沿って形成されていれば良く、必ずしも直線状である必要はない。すなわち、パターン被覆部3aの両側の辺が直線でなくても良い。
[0043]
 また、第2、第3実施形態では、連結部3bの端部を直線状としており、第2実施形態の変形例では、連結部3bの端部を直線状としつつ、一部を凹ませた形状としたが、必ずしも連結部3bの端部が直線状である必要はない。その場合、第3実施形態のように連結部3bによって隣り合うパターン被覆部3a同士が繋がるようにする場合、連結部3bの端部のうち、少なくともクラックが進展する範囲よりも遠い位置において、距離aとはみ出し量bとが上記数式1を満たしていれば良い。
[0044]
 具体的には、隣り合う直線状部分1caの配列方向において、クラックの起点からの距離がはみ出し量bの距離よりも短い位置においては、はみ出し量bが距離aの1/2よりも大きかったとしても良い。例えば、図9に示すように、連結部3bのうち直線状部分1caの近傍に位置している部分において、隣り合う直線状部分1caの中央位置に位置している部分よりも、樹脂モールド部4の端部から連結部3bの端部までのはみ出し量bを大きくすることができる。その場合でも、クラックの起点からの距離が距離aの1/2未満の位置ではa<2bの関係となり、クラックの起点からの距離が距離aの1/2以上の位置ではa>2bの関係となるようにする。このような構造であっても、隣り合う起点から進展してきたクラック同士が繋がることはないため、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。

請求の範囲

[請求項1]
 一面(1a)および前記一面の反対面となる他面(1b)とを有し、少なくとも直線状部分(1ca)を有する複数本の配線パターン(1c)が形成された基板(1)と、
 前記配線パターンを被覆するソルダレジスト(3)と、
 前記基板の一面側において、前記配線パターンのうち前記ソルダレジストから露出させられた部分に電気的に接続された電子部品(2)と、
 前記基板の一面側に設けられ、前記電子部品に加えて、前記配線パターンおよび前記ソルダレジストの一部を封止する樹脂モールド部(4)と、を備え、
 前記複数本の配線パターンは、前記直線状部分が前記樹脂モールド部の外部に引き出されており、
 前記ソルダレジストは、前記直線状部分を覆う部分をパターン被覆部(3a)として、前記複数本の配線パターンのうち隣り合っているものの前記直線状部分を覆うパターン被覆部が、前記樹脂モールド部の外側において分離されている電子装置。
[請求項2]
 前記ソルダレジストは、隣り合う前記直線状部分を覆う前記パターン被覆部同士を繋ぐ連結部(3b)を有し、前記連結部の端部全域が前記樹脂モールド部の内側に入り込んだ状態となっている請求項1に記載の電子装置。
[請求項3]
 前記ソルダレジストは、隣り合う前記直線状部分を覆う前記パターン被覆部同士を繋ぐ連結部(3b)を有し、前記連結部の端部が前記樹脂モールド部の外側にはみ出しつつ、該連結部の端部の一部が前記樹脂モールド部の内側に入り込んだ状態となっている請求項1に記載の電子装置。
[請求項4]
 一面(1a)および前記一面の反対面となる他面(1b)とを有し、少なくとも直線状部分(1ca)を有する複数本の配線パターン(1c)が形成された基板(1)と、
 前記配線パターンを被覆するソルダレジスト(3)と、
 前記基板の一面側において、前記配線パターンのうち前記ソルダレジストから露出させられた部分に電気的に接続された電子部品(2)と、
 前記基板の一面側に設けられ、前記電子部品に加えて、前記配線パターンおよび前記ソルダレジストの一部を封止する樹脂モールド部(4)と、を備え、
 前記複数本の配線パターンは、前記直線状部分が前記樹脂モールド部の外部に引き出されており、
 前記ソルダレジストは、該ソルダレジストのうちの前記直線状部分を覆う部分をパターン被覆部(3a)とすると共に前記パターン被覆部同士を繋ぐ部分を連結部(3b)として、前記連結部の端部が前記樹脂モールド部よりも外側にはみ出しており、隣り合う前記直線状部分の間の距離をa、前記樹脂モールド部の端部からの前記連結部の端部のはみ出し量をbとすると、a>2×bを満たしている電子装置。
[請求項5]
 前記連結部は、隣り合う前記直線状部分の配列方向において、前記直線状部分からの距離が前記距離aの1/2未満の位置では前記距離aと前記はみ出し量bとがa<2bの関係となり、前記直線状部分からの距離が前記距離aの1/2以上の位置では前記距離aと前記はみ出し量bとがa>2bの関係となる請求項4に記載の電子装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]