JPS6112683Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本案は電子部品の封止構体の改良に関するもの
である。

一般にこの種封止構体は例えば第１図〜第２図
に示すように、セラミツク板などのプリント基板
Ａに半導体素子Ｂ、抵抗、コンデンサなどを適宜
に固定すると共に、半導体素子Ｂの電極とプリン
ト基板Ａのパツド部とを金属細線Ｃにて接続して
なる電子部品の金属ケースＤに収納固定し、この
金属ケースＤに、金属ケースＤに対する密着性に
乏しいものの緩衝性に優れた第１の樹脂材例えば
シリコン樹脂Ｅを、電子部品が埋没されるように
注入すると共に、シリコン樹脂Ｅ上に、金属ケー
スＤに対する密着性に優れた第２の樹脂材例えば
エポキシ樹脂Ｆを注入して構成されている。

ところで、この封止構体は電子部品がシリコン
樹脂Ｅにて被覆されている上、金属ケースＤの開
口部がエポキシ樹脂Ｆにて封止されている関係
で、電子部品を振動、湿気などから充分に保護す
ることができるものである。

しかし乍ら、この封止構体は通常、80℃程度以
下の雰囲気下で使用されることが多いのである
が、時には150℃程度にまで温度上昇することが
ある。

ところがシリコン樹脂Ｅの線膨脹係数は約30×
10⁵／℃、エポキシ樹脂Ｆの線膨脹係数は金属ケ
ースＤのそれに合せる必要があるために約２×
10^-5／℃であり、シリコン樹脂Ｅはエポキシ樹脂
Ｆに比べて１桁以上も線膨脹係数が大きくなつて
いるために、使用温度がそれぞれの樹脂Ｅ，Ｆの
熱硬化のために処理温度程度（例えば80℃程度）
であれば何らトラブルは生じないのであるが、例
えば温度が150℃程度にまで上昇した場合には問
題が生ずる。

即ち、例えばシリコン樹脂Ｅの厚みを５mmと仮
定すれば、シリコン樹脂Ｅの伸び量はほぼ0.1mm
に達するものの、シリコン樹脂Ｅはその全周面が
金属ケースＤ、エポキシ樹脂Ｆにて強固に包囲さ
れている関係で、シリコン樹脂Ｅの膨脹分を吸収
することは全くできない。

このために、シリコン樹脂Ｅにて被覆された電
子部品には過大な圧縮応力が、電子部品の形態に
よつてシリコン樹脂Ｅの被覆厚さが均一化できな
いことにも関連して、不均一に作用する結果、半
導体素子Ｂが破損したり、或いは第３図に示すよ
うに金属細線Ｃが図示点線（正常な状態）より実
線のようにくしやくしやに変形し、ついには断線
したりするという欠点がある。

本案はこのような点に鑑み、使用温度が異常に
上昇しても電子部品に対する影響を効果的に軽減
しうる電子部品の封止構体を提供するもので、以
下実施例について説明する。

第４図〜第６図において、１は例えばアルミニ
ウムなどのように熱伝導性良好なる金属部材にて
構成された金属ケースであつて、例えば上方に開
口部を有する角筒状のケース本体２と、ケース本
体２の開口縁に一体的に形成された取付耳片３と
から構成されている。そして、ケース本体２の取
付耳片３に対向する壁面の上方部分には角形の切
欠き部４が、内壁面の全周に亘つて段部５がそれ
ぞれ形成されている。６は金属ケース１の底部に
接着剤などによつて固定された電子部品であつ
て、例えばセラミツク板などのプリント基板７に
半導体素子８、抵抗、コンデンサなどを接続、固
定すると共に、半導体素子８の電極とプリント基
板７のプリント導体とを金属細線９にて接続して
構成されている。１０は緩衝性を有する第１の樹
脂材であつて、金属ケース１に電子部品６が完全
に埋没するように注入されている。尚、この第１
の樹脂材１０としてはシリコン樹脂が好適し、熱
硬化状態において若干の柔軟性を有する。１１は
可撓性を有する部材にて構成された板材であつ
て、金属ケース１の段部５に、壁面に対して水密
的なるように配置されている。１２は第１の樹脂
材１０の上面と板材１１の下面との間に形成され
た空間部であつて、それの厚みは第１の樹脂材１
０の熱膨脹分を充分に吸収しうる程度に設定され
ている。１３はゴムブツシングであつて、例えば
ブツシング本体と、ブツシング本体の中心に形成
されたリード線挿通孔１４と、ブツシング本体の
両側に形成された溝部１５，１５とから構成され
ている。そして、このゴムブツシング１３は金属
ケース１の切欠き部４に、溝部１５，１５が切欠
き部４の周縁壁面に嵌合されるように装着されて
いる。１６は外部リード線であつて、それの内端
はゴムブツシング１３のリード線挿通孔１４、板
材１１を介して電子部品６の端子部（図示せず）
に半田付けされている。１７は金属ケース１に対
する密着性に優れた第２の樹脂材であつて、板材
１１上に金属ケース１の上方開口部が閉塞される
ように注入されている。尚、この第２の樹脂材１
７としてはエポキシ樹脂が好適し、熱硬化状態に
おいて充分の機械的強度を有する。

このように第１の樹脂材１０と第２の樹脂材１
７との間には空間部１２が形成されているので、
仮に使用時の温度が150℃程度にまで上昇して
も、第１の樹脂材１０の熱膨脹分を空間部１２の
体積変化によつて吸収できる。このために、電子
部品６に対する第１の樹脂材１０による圧縮応力
は殆んど作用せず、半導体素子８の破損、金属細
線９の変形ないし断線を皆無にできる。

又、金属ケース１の段部５には可撓性を有する
板材１１が金属ケース１の壁面に対して水密的に
配設されているので、板材１１上に金属ケース１
の上方開口部が封塞されるように液状（未硬化状
態）の第２の樹脂材１７を注入しても、それの空
間部１２への流出をほぼ完全に防止できる。この
ために、空間部１２の容積縮少は完全に防止で
き、上述の圧縮応力に伴うトラブルを皆無にでき
る。

又、第１の樹脂材１０と第２の樹脂材１７との
間に配設された板材１１は可撓性を有するので、
第２の樹脂材１７の熱硬化時に空間部１２の空気
の熱膨脹を板材１１の彎曲によつて吸収できる
上、空気の第２の樹脂材１７への混入を防止でき
る。このために、第１の樹脂材１０と第２の樹脂
材（板材）との間に所定の空間部１２を確保でき
る上、第２の樹脂材１７の金属ケース１の壁面に
対する充分の密着性を得ることができる。

次に具体的実施例について説明する。

実施例 １ 32×15×0.635^tmmのセラミツク板よりなるプリ
ント基板に半導体素子、抵抗、コンデンサなどを
適宜にマウントすると共に、半導体素子の電極と
プリント基板とを金属細線にて接続してなる電子
部品（自動車用イグナイタ本体）を肉厚が1.5mm
で内寸法が35×18×15mmのアルミニウムケースに
収納固定する。次に液状のシリコン樹脂をアルミ
ニウムケースに、電子部品上の厚みが２mmとなる
ように注入し、熱硬化処理する。次にアルミニウ
ムケースの段部に35.2×18.2×１^tmmのネオプレー
ンゴムを載置すると共に、その上に液状のエポキ
シ樹脂を注入し、熱硬化処理する。尚、シリコン
樹脂の上面とネオプレーンゴムの下面との間の空
間部の厚みは２mmである。

このように製作された封止構体を80℃→150℃
→80℃の温度サイクル試験し、半導体素子、金属
細線に対する影響を調査した処、半導体素子の破
損、金属細線の変形及び断線は全く認められなか
つた。しかし乍ら、従来構造のものはほぼ全数に
金属細線の変形が見られ、半導体素子の破損も５
％に達している。

実施例 ２ 実施例１において、エポキシ樹脂をウレタン樹
脂（ハードタイプ）に変更した処、実施例と同様
の結果が得られた。

尚、本案において、第１の樹脂材はシリコン樹
脂、第２の樹脂材はエポキシ樹脂、ウレタン樹脂
にのみ制約されることなく、他の樹脂材を用いる
こともできる。又、電子部品より外部に導出され
るリード線は第７図に示すように可撓性を有する
板材に付設した端子１８に中継接続した上で導出
させることもできる。

以上のように本案によれば、金属ケースの温度
が異常に上昇しても電子部品に対する影響を効果
的に回避でき、長時間に亘つて高品位に保つこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の側断面図、第２図は第１図の
要部破断平面図、第３図は温度サイクル後におけ
る状態を示す要部拡大断面図、第４図は本案の一
実施例を示す平面図、第５図は第４図の−断
面図、第６図は本案に係る金属ケースの斜視図、
第７図は本案の他の実施例を示す側断面図であ
る。 図中、１は金属ケース、５は段部、６は電子部
品、１０は第１の樹脂材、１１は板材、１２は空
間部、１７は第２の樹脂材である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内周壁に段部を形成し底部に電子部品を収納し
   た金属ケースに緩衝性を有する第１の樹脂材を、
   電子部品が埋没しかつ底部から段部までの中間位
   置まで注入すると共に、段部に可撓性を有する板
   材を配設して密閉し第１の樹脂材と板材との間に
   空間部を形成し、前記板材を底面とする金属ケー
   ス内に金属ケースに対する密着性に優れた第２の
   樹脂材を注入した封止したことを特徴とする電子
   部品の封止構体。