特開 2024-85246 電子機器の製造方法及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024085246

(43)【公開日】2024-06-26

(54)【発明の名称】電子機器の製造方法及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/28 20060101AFI20240619BHJP

   H05K 5/00 20060101ALI20240619BHJP

   H01L 23/28 20060101ALI20240619BHJP

   H01L 21/56 20060101ALI20240619BHJP

   H04B 1/38 20150101ALI20240619BHJP

   H05K 9/00 20060101ALN20240619BHJP

【ＦＩ】

H05K3/28 G

H05K5/00 B

H05K3/28 B

H01L23/28 C

H01L21/56 E

H04B1/38

H05K9/00 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022199669

(22)【出願日】2022-12-14

(71)【出願人】

【識別番号】507207498

【氏名又は名称】株式会社五洋電子

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 仁

【テーマコード（参考）】

4E360

4M109

5E314

5E321

5F061

5K011

【Ｆターム（参考）】

4E360AB32

4E360ED22

4E360EE02

4E360EE09

4E360GA34

4E360GA42

4E360GB26

4E360GC02

4E360GC08

4M109AA01

4M109BA04

4M109CA04

4M109CA06

4M109DB07

4M109DB16

4M109DB17

4M109GA10

5E314AA24

5E314AA40

5E314BB02

5E314BB11

5E314CC17

5E314GG26

5E321AA02

5E321AA17

5E321GG01

5E321GG05

5E321GG07

5F061AA01

5F061BA04

5F061CA04

5F061CA06

5F061FA06

5K011AA01

5K011AA15

5K011JA01

(57)【要約】

【課題】 ポッティング部を基板に安定的に保持させることができる電子機器の製造方法及び電子機器を提供する。
【解決手段】 一形態にかかる電子機器の製造方法は、スルーホールを有するとともに一方側に電子部品が搭載される基板の、前記一方側に、前記電子部品を囲むフレームを配置し、前記基板の他方側の面に補助板を対向配置させた状態で、前記フレーム内及び前記スルーホール内にポッティング材を供給し、前記ポッティング材を硬化させて、前記電子部品を覆う封止部と、前記封止部から連続して前記スルーホール内に形成される柱状部と、を有するポッティング部を形成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スルーホールを有するとともに一方側に電子部品が搭載される基板の、前記一方側に、前記電子部品を囲むフレームを配置し、
前記基板の他方側の面に補助板を対向配置させた状態で、
前記フレーム内及び前記スルーホール内にポッティング材を供給し、
前記ポッティング材を硬化させて、
前記電子部品を覆う封止部と、前記封止部から連続して前記スルーホール内に形成される柱状部と、を有するポッティング部を形成する、電子機器の製造方法。

【請求項2】

スルーホールを有する基板と、
前記基板の一方側に配される電子部品と、
樹脂材料で構成され、前記電子部品を覆う封止部と、前記スルーホール内の少なくとも一部に配置される脚部と、を有するポッティング部と、
を備える、電子機器。

【請求項3】

前記スルーホールは、前記基板を厚さ方向に貫通し、
前記ポッティング部の前記脚部は、前記封止部から連続して前記スルーホール内に形成される柱状部と、前記柱状部に連続して前記基板の他方側に配置され、前記スルーホールよりも大きい径を有する、係止部と、を備える、請求項２に記載の電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子機器の製造方法及び電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯端末等の電子機器において、基板上の電子部品をポッティング材で覆う構成が知られている。このような電子機器の製造工程において、基板上に、電子部品が配置される対象エリアを囲むフレームを実装し、フレームの内側にポッティング材を供給し、ポッティング材を硬化させてポッティング部を形成する。
このような電子機器は、多様な使用形態に適合させるため、様々な耐環境性能が求められる。このため、電子部品を覆うポッティング部を基板に安定的に保持させることが求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平４－１２２０９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そこで、本発明は、ポッティング部を基板に安定的に保持させることができる電子機器の製造方法及び電子機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一形態にかかる電子機器の製造方法は、スルーホールを有するとともに一方側に電子部品が搭載される基板の、前記一方側に、前記電子部品を囲むフレームを配置し、前記基板の他方側の面に補助板を対向配置させた状態で、前記フレーム内及び前記スルーホール内にポッティング材を供給し、前記ポッティング材を硬化させて、前記電子部品を覆う封止部と、前記封止部から連続して前記スルーホール内に形成される柱状部と、を有するポッティング部を形成する。
他の一形態にかかる電子機器は、スルーホールを有する基板と、前記基板の一方側に配される電子部品と、樹脂材料で構成され、前記電子部品を覆う封止部と、前記スルーホール内の少なくとも一部に配置される脚部と、を有するポッティング部と、を備える。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、ポッティング部を基板に安定的に保持させることができる電子機器の製造方法及び電子機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の第１実施形態にかかる電子機器の構成及び製造方法を示す説明図。

【図2】同電子機器の構成及び製造方法を示す説明図。

【図3】他の実施形態にかかる電子機器の構成を概略的に示す断面図。

【図4】他の実施形態にかかる電子機器の構成を概略的に示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の一実施形態にかかる電子機器１及び電子機器１の製造方法について、図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２は本発明の第１実施形態にかかる電子機器１の構成及び製造方法を示す説明図である。図１は断面図にて各工程を示し、図２は斜視図にて各工程を示す。各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。

【0009】

図１及び図２に示すように、電子機器１は、基板１０と、電子部品２０と、ポッティング部３０と、シールドケース４０と、を備える。電子機器１は、例えば無線部を備える携帯端末機である。

【0010】

基板１０は、例えば回路基板であり、一対の主面としての表面１０ａ及び裏面１０ｂを有する板状に構成される。基板１０の少なくとも一方の主面である表面１０ａには、電子部品２０及びシールドケース４０等の各種部品が実装される。すなわち本実施形態において表面１０ａは実装面を構成する。なお、基板１０には、シールドケース４０で覆われる電子部品２０の他にも各種の電子部品２０や各種配線パターンが設けられていてもよい。また、裏面１０ｂに、さらに各種の電子部品が実装されていてもよい。

【0011】

基板１０は、一方の表面１０ａから裏面１０ｂに至り基板１０を厚さ方向に貫通する、１または複数のスルーホール１２を有する。例えばスルーホール１２は、シールドケース４０で覆われるシールド領域Ｒ１において電子部品２０と重なる部分を避けた部位に形成される。スルーホール１２内にポッティング材が充填されて硬化することでポッティング部３０の一部を構成する脚部３２が形成される。

【0012】

電子部品２０は、例えば実装面となる表面１０ａに搭載される。電子部品２０は、ポッティング部３０内に埋設され、さらにポッティング部３０ごと、シールドケース４０によって覆われる。

【0013】

ポッティング部３０は、基板１０の表面１０ａ側に配される封止部３１と、スルーホール１２内に配される１以上の脚部３２と、を一体に有する。ポッティング部３０は、未硬化の状体で液状またはペースト状等を呈し流動性を有するポッティング材で構成される。ポッティング材として、例えばウレタン系あるいはシリコン系の絶縁特性と熱伝導特性とに優れた樹脂材料が用いられる。ポッティング材は、製造過程で基板１０上に配置されるポッティングフレーム５０内に充填されて基板１０に密着して硬化することで、ポッティングフレーム５０の内側に形成されるポッティング空間Ｓ１やスルーホール１２の内側のホール空間Ｓ２に倣う形状に形成される。

【0014】

封止部３１は、ブロック状に形成され、基板１０の表面１０ａの電子部品２０を覆う。本実施形態において、封止部３１は、矩形の直方体状に形成され、外側に装着されたシールドケース４０によって覆われる。例えばシールドケース４０は、ポッティング材の硬化後、封止部３１からポッティングフレーム５０を外した後に、取り付けられる。

【0015】

脚部３２は、スルーホール１２内の少なくとも一部に配置される。脚部３２は、封止部３１から連続して、裏面１０ｂ側に延出する柱状部を有する。例えば脚部３２はシールド領域Ｒ１内に形成される複数のスルーホール１２内にそれぞれ形成され、スルーホール１２と同数形成される。例えば脚部３２は裏面１０ｂに至る長さを有してもよく、あるいはスルーホール１２の中途部までの長さを有していてもよい。

【0016】

シールドケース４０は、基板１０の表面１０ａに配され、ポッティング部３０及び複数の電子部品２０を覆う。例えばシールドケース４０は、基板１０の表面１０ａ上のシールド領域Ｒ１を覆う。シールドケース４０は、基板１０側の一面が開口する複数の収容空間Ｓ３を形成する。例えばシールドケース４０は、アルミなどの加工性の高い金属材料で形成される。例えばシールドケース４０は、アルミダイキャストで構成され、収容空間Ｓ３を区画する複数の側壁部４１と、矩形の天板部４２と、を一体に有する。シールドケース４０は基板１０の一方側に対向配置された状態で、基板１０との間に、電子部品２０を覆うポッティング部３０が配される所定の収容空間Ｓ３を含む１または複数の空間を形成する。収容空間Ｓ３は、基板１０のシールド領域Ｒ１上の空間であって、封止部３１の型となるポッティングフレーム５０の内側に形成されるポッティング空間Ｓ１に倣う形状であって、ポッティングフレーム５０の内側の空間よりも僅かに大きい、直方体状の空間である。

【0017】

以下、電子機器１の製造方法について図１及び図２を参照して説明する。

【0018】

電子機器１の製造方法は、部品搭載工程と、ポッティングフレーム５０を配置するフレーム装着工程と、ポッティング材を供給する供給工程と、ポッティング材を硬化させる硬化工程と、ポッティングフレーム５０を取り外す除去工程と、シールドケース４０を装着するケース装着工程と、を有する。

【0019】

部品搭載工程として、基板の実装面上に電子部品２０を搭載する。

【0020】

フレーム装着工程として、搭載された複数の電子部品２０のうち、例えば、シールド構造とする対象の電子部品２０に、予め作成されたポッティングフレーム５０を装着する。例えばポッティングフレーム５０はポリオキシメチレン樹脂（POM(Polyoxymethylene, Polyacetal)）、又はポリアセタール樹脂等で構成される枠体であり、所定形状に構成される。ポッティングフレーム５０を基板１０に押し当てて、例えば直方体状のポッティング空間Ｓ１を形成する。１例としてポッティング空間Ｓ１は、複数の電子部品２０を含む。

【0021】

本実施形態において、ポッティングフレーム５０は、ポッティング空間Ｓ１の形状を区画する、枠体であり、例えば対向する２組の側壁を有する矩形状の周壁部５１と、表側である上部に設けられる矩形枠状の縁壁５２と、天井部を構成し移載作業の際に吸着される吸着部５３と、を有するとともに、上部に２つの開口５４を有する。

【0022】

供給工程において、ポッティングフレーム５０内にポッティング材を供給する。例えばポッティングフレーム５０の開口５４に、ディスペンサ７０を配置し、未硬化状態の液状またはペースト状のポッティング材を注入する。
このとき、基板１０の裏面１０ｂに、補助板６０を対向配置することにより、ポッティング材の液漏れを防止する。
ポッティング材は、ポッティングフレーム５０内のポッティング空間Ｓ１に充填されるとともに、基板１０のスルーホール１２で構成されるホール空間Ｓ２にも流れ込む。

【0023】

硬化工程として、例えば加熱処理やＵＶ照射処理などの硬化処理、または常温硬化によって、ポッティング材を硬化させることにより、表面１０ａ側で電子部品２０を覆う封止部３１と、スルーホール１２内の脚部３２、とを一体に有するポッティング部３０が形成される。

【0024】

ポッティング材の硬化後に、除去工程として、ポッティングフレーム５０を取り外す。このとき、ポッティング部３０は、表面１０ａ側の封止部３１と、スルーホール１２内の脚部３２とが一体に形成されていることから、脚部３２によって基板１０に強固に支持される。

【0025】

さらに、ケース装着工程として、ポッティング部３０にシールドケース４０を被せて装着し、基板１０にシールドケース４０を接合する。このとき、シールドケース４０の少なくとも一部は、製造過程でポッティングフレーム５０が配置される型枠エリアＲ２に重ねて配置される。

【0026】

本実施形態にかかる電子機器１によれば、スルーホール１２を設けて脚部３２を形成することでポッティング部３０と基板１０とを強固に係合させることができる。したがって、ポッティングフレーム５０を取り外しても、ポッティング部３０を基板１０上に自立させることが可能となる。このため、ポッティング材の密着性に頼るのみでなく、脚部３２で支持することができ、基板１０に対するポッティング部３０の剥がれやズレを抑制できる。

【0027】

また、製造工程においてポッティング塗布用のポッティングフレーム５０を一時的に用いるのみとし、部品を削減することにより、金型等初期費の低コスト化を実現することができる。
また、シールドケース４０の少なくとも一部は、ポッティングフレーム５０が配置されていた型枠エリアに重ねて配置されることから、製造過程におけるポッティングフレーム５０が配される型枠エリアＲ２と実装時にシールドケース４０が配される実装エリアとを共通化・共有でき、基板１０上の占有面積を最小化できる。すなわち、ポッティングフレーム５０の外側にさらにシールドケース４０を配置した構成では、対象エリア毎にポッティングフレーム５０が必要となり、コストが増大する。特に基板１０上に複数の対象エリアが配置される場合には、対象エリア毎にポッティングフレーム５０が必要となり、コストが高額になるが、上記本実施形態によれば、ポッティングフレーム５０を除去できることで、低コスト化を実現できる。また、例えば、シールドケース４０をポッティングフレーム５０の外側に装着する場合と比べ、基板１０上の実装エリアを有効活用でき、電子部品２０の実装エリアやパターンエリアの確保がしやすい。
すなわち、本実施形態によれば、低コストで省スペース化を実現しながら、高い防爆性能を確保できる。また、センサ機能等、無線機能以外の性能搭載が求められる場合にも、限られた内部空間の効率的活用が可能であり、多様な使用形態に適合させることができる。

【0028】

なお、本発明は上記実施の形態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変形実施可能である。

【0029】

例えば他の実施形態として図３に示す電子機器２のように、脚部３２は、封止部３１から連通しスルーホール内に配されるポッティング材で形成される柱状部３３と、柱状部３３に連続して基板の裏面１０ｂ側に形成される係止部３４と、を備える構成としてもよい。例えば係止部３４は、半球状またはくさび形状であり、スルーホール１２の軸に直交する断面がスルーホール１２や脚部３２の断面よりも大きい。例えば係止部３４はスルーホールの径よりも大きい径を有する。係止部３４は基板１０の裏面に係合することで、抜け止め構造を構成する。その他の構成は上記実施形態にかかる電子機器１と同様である。

【0030】

本実施形態の製造工程は、ポッティング材の供給及び硬化の際に、基板１０の裏面１０ｂに、スルーホール１２に対応する位置に凹部６１を有する補助板６０を対向配置させる。補助板６０を対向配置した状態で、スルーホール１２の裏面側の開口と連通する凹部６１にポッティング材を充填させて硬化させることで、脚部３２の先端に連続するとともに基板１０の裏面側に係止される係止部３４を形成できる。その他の構成及び製造方法は上記実施形態にかかる電子機器１の構成及び電子機器１の製造方法と同様である。
なお、係止部３４の形状は上記に限られるものではなく、例えば複数のスルーホール１２に形成される脚部３２の係止部３４が基板１０の裏面１０ｂ側で互いに連結されていても良い。
また、ポッティングフレーム５０内にポッティング材を供給する方法に限らず、例えば基板上面からポッティング材を塗布して半球状またはくさび形のポッティング形状を形成してもよい。

【0031】

また、図３に示すように、ポッティングフレーム５０の天井部に、穴または凹形状を設けることで、ポッティング部３０の天面に凸部３５を形成してもよい。この実施形態によれば、凸部３５が、シールドケース４０を装着した際にシールドケース４０の天板部４２に当接し、押え代となることで、シールドケース４０とポッティング部３０との位置ずれを防止できる。

【0032】

また、他の実施形態として図４に示す電子機器３のように、基板１０上において、電子部品２０と電子部品２０を覆うポッティング部３０と、ポッティング部３０を覆うシールドケース４０とを有するシールド構造が、複数設けられる構成であってもよい。また１つのシールドケース４０内に複数のポッティング部３０が配置されていてもよい。

【0033】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されてもよい。

【符号の説明】

【0034】

１、２、３…電子機器、１０…基板、１０ａ…表面、１０ｂ…裏面、１２…スルーホール、２０…電子部品、３０…ポッティング部（保護部）、３１…封止部、３２…脚部、３３…柱状部、３４…係止部、３５…凸部、４０…シールドケース、４１…側壁部、４２…天板部、５０…ポッティングフレーム、５１…周壁部、５２…縁壁、５３…吸着部、５４…開口、６０…補助板、６１…凹部、７０…ディスペンサ、Ｒ１…シールド領域、Ｓ１…ポッティング空間、Ｓ２…ホール空間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】