车载用电子模块、卡缘连接器以及连接器的制作方法

文档序号:14960577发布日期:2018-07-18 00:26阅读:250来源:国知局

本发明涉及车载用电子模块、与其基板端子连接的卡缘连接器以及其连接结构,车载用电子模块包括搭载有电子部件的电路板、将该电路板与外部空气进行阻断以进行保护的由树脂或金属构成的保护部件以及与从保护部件露出并与外部的电路进行电连接的基板端子。



背景技术:

作为本技术领域的背景技术,公开有日本特开2013-143202号公报(专利文献1)。该公报中记载了如下结构:电子装置由组装有电子部件的电路板和容纳电路板的框体构成,框体构成为具有连接器收纳空间与电路板的收纳空间,连接器收纳空间容纳、固定有将电路板的基板连接端子与外部的线束进行连接的卡缘连接器,电路板的形成有基板连接端子的端部从基板收纳空间突出至连接器收纳空间,插入卡缘连接器的基板插入空间以使得连接器端子与基板连接端子通过连接器侧的弹簧机构而接触连接。记载了即使对电子装置施加振动或外力,电路板与卡缘连接器也不会产生相对偏离的机构。连接器端子的材质,记载了磷青铜上镀镍/金的例子,但关于基板连接端子的材质没有记载。

另一方面,关于通过卡缘连接器连接的电路板的基板连接端子材质,公开有日本特开2006-9126号公报(专利文献2)。在该公报中,记载了如下的fpc基板:在fpc基板中的连接器嵌合部的接线电路中形成有厚度0.2~2.0μm的无铅焊料镀层,在fpc基板的部件实装部的接线电路中形成有用于防止因cusn金属间化合物的生长导致的润湿性降低的厚度2.0μm以上的无铅焊料镀层,对无铅焊料镀层在140~180℃下1小时或者在焊料熔点以上的温度下0.1秒以上的条件实施热处理。记载了在所述fpc基板的连接器嵌合部,能够抑制从连接器端子所接触的位置产生晶须的效果。

另外,关于接触端子的表面处理镀覆材料,公开有日本特开2014-139345号公报(专利文献3)。该公报,记载了在金属基材之上依次形成有由ni或ni合金构成的下层以及由含sn合金镀覆构成的上层的结构,还记载了,作为上层的合金,由选自sn、sn+in、ag、au、pd、pt、ru、rh、os、ir的构成元素群的1种或2种以上的合金构成。还记载了,含sn的合金层的厚度选自0.02~0.5μm的范围内,在其表面处理时通过使用含有p的液体,能够抑制晶须产生,能够获得暴露于高温后的焊料的湿润性、低接触电阻以及连接器的低插入力。

另外,在日本特开2015-45042号公报(专利文献4)中记载了如下结构,即:包括选自由ni、cr、mn、fe、co、cu的a构成元素组的1种或2种以上构成的下层,选自由sn、in的b构成元素组的1种或2种与选自由ag、au、pd、pt、ru、rh、os、ir的c构成元素组的1种或2种以上所构成的厚度0.02μm以上且不足1.0μm的上层,由选自a构成元素组的1种或2种以上以及选自b构成元素组的1种或2种构成的厚度为0.01μm以上且不足0.4μm的中层或者由选自c构成元素组的1种或2种以上构成的厚度为0.01μm以上且不足0.4μm的中层,在基底上依次形成下层、中层、上层,在上层上包括含有选自o、c、s、p、n的1种以上的处理层的结构,能够提供低晶须属性、低附着力磨损(低插入/拔出性)、即使在腐蚀环境下也具有较强的持久性的电子部件用金属材料,可以应用于连接器端子、ffc、fpc端子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-143202号公报

专利文献2:日本特开2006-9126号公报

专利文献3:日本特开2014-139345号公报

专利文献4:日本特开2015-45042号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

卡缘连接器是这样的一种连接器,其将电子模块的电路板端部插入雌连接器的基板插入空间,通过组装于雌连接器的弹簧机构所具有的连接器端子夹持基板的连接端子,使两端子机械接触从而能够电连接。

该卡缘连接器为了能够长期稳定地进行电连接,重要的是,1)长期保持接触压力,2)抑制接触界面上的滑动磨损,3)抑制在接触界面混入高电阻杂物或形成高电阻皮膜。同时,对于车载用电子模块、其连接中所使用的连接器部品,成本降低成为重要课题,要求电路板、连接器部件的脱金化。

专利文献1中,在以电路板端部的布线作为连接端子插入雌连接器以获得电连接的卡缘连接器的结构中,设置了用于防止松动(其伴随在容纳电路板的框体上安装连接器壳体时的公差所产生)的机构,通过抑制连接器与电路板之间的相对移动,对应2)由于滑动磨损引起的电阻增加的问题。确实,能够防止由于构造上的松动等大的滑动运动所引起的镀覆层的剥离或被剥离的镀覆层屑所引起的短路不良。但是,伴随着温度变化的热膨胀差所引起的微滑动磨损,即使将连接器与电路板进行固定也不能防止。在专利文献1中,作为接触面的材质列举了ni/au镀覆,能够获得长期可靠性。但是,对连接器端子及电路板的布线进行ni/au镀覆是价格高昂的,没有考虑到部件的低成本化。没有记载对于在汽车引擎这样的严酷环境下使用的情况下的长期可靠选,也没有涉及通过ni/au以外的材料获得长期可靠性的手段、方法。

另外,在专利文献2中记载了,作为能够降低连接器与布线之间的接触电阻、消除电导通不良且控制为低成本的表面处理,采用无铅焊料镀覆,在fpc的端子部实施0.5~2.0μm较薄的无铅焊料镀覆,防止腐蚀并抑制连接器嵌合部的晶须发生,在部件实装部的布线回路中形成2.0μm以上的无铅焊料镀覆层以确保焊料润湿性。但是,专利文献2的结构中,未提及对于连接器嵌合部在严酷环境下的长期连接可靠性、因高温保持下金属间化合物的生长或表面氧化所引起的电阻增加、伴随着温度循环的微滑动磨损所引起的镀覆层的减薄化露出基底材料从而导致电阻增加的课题。实施了0.5~2.0μm较薄无铅焊料镀覆的端子,在如汽车的引擎室内的高温或高温高湿或温度差较大的温度循环环境下,很难将触点的接触电阻长期保持在例如10mω以下的较小值。另外,通过镀覆形成无铅焊料膜,会在镀覆液的管理、废液处理方面花费费用,存在不能降低工艺成本的问题。

另外,专利文献3中记载了,在表层形成0.02~0.5μm厚的含sn的贵金属的合金层后通过含p液体进行表面处理以抑制晶须的发生,能够确保焊料润湿性以及低接触电阻、连接器的低插拔力,可以用于连接器的雄端子与雌端子两方,也可以仅用于一方。但是,在仅用于一方的情况下对于另一方的材料未曾提及。我们的研究确认了,将连接器的另一侧作为电路板的连接端子,作为连接端子的金属化而使用在cu布线上被覆便宜的sn系焊料的材料的情况下,在连接端子表面露出cu从而在长期的高温环境或温度循环环境下存在接触电阻增加的问题。另外,该文献3中,对于接触电阻的可靠性评价是在155℃-16小时且10mω以下、微滑动磨损100次且100mω以下的宽松的基准下进行的,但在汽车用途下要求更长时间的可靠性,专利文献3的材料构成不能获得足够的可靠性。

另外,在专利文献4中记载了上层的与含有sn的贵金属的合金层的厚度为0.02~1.0μm,中层为0.01~0.4μm的贵金属层,作为下层为ni等金属层,其用途与专利文献3中的相同,在作为车载用电子模块的卡缘连接器使用的情况下,关于可靠性与专利文献3存在相同的问题。另外,在由上述金属化层形成的铜条通过加压成型制备连接器端子的情况下,由于上层的sn与贵金属的合金较硬,存在在凸起形状的接触部表面产生多个龟裂缺陷,不能得到长期可靠性的问题。如果在加压成型连接器端子后实施金属化处理,虽然能够消除龟裂缺陷的问题,但是存在制造成本高的问题。

车载用电子模块的连接器连接部所应该具备的可靠性是指,耐高温放置性、耐高温高湿性、耐温度循环性、耐机械振动性、这些特性在复杂化的环境中的耐性、伴随电气操作的环境下的耐性等,即使放置于严酷的环境下连接部的接触电阻也不会大幅提高。同时,车载用电子模块所要求的其他课题为,使用部件、制造工艺如何低成本化的问题。

本发明的目的在于,在对电路板或连接器部件不进行昂贵的au镀覆的同时,即使放置在想定的引擎室内的严酷环境下经过长期后连接器连接部的电阻也不会大幅提高、便宜且电连接可靠性高的车载用电子模块、卡缘连接器及其连接结构。

解决课题的方法

本发明人等对基板侧连接端子的金属化构成与雌连接器端子的金属化构成进行各种改变的样品进行了试制并评价长期可靠性,其结果发现,以一方的端子面为ag等软质的贵金属面,将以sn(其和与另一方的端子面相对的贵金属不形成脆的金属间化合物)为主成分并含有ag的低熔点合金层形成预定厚度,在如此构成的情况下,即使在汽车领域所要求的严酷的环境下也能够得到较高的可靠性。需要说明的是,确认了在一方的端子面为贵金属au的情况下,即使另一方的端子面为以sn为主成分的含有ag的低熔点合金层,在汽车的使用环境条件下形成脆的ausn金属间化合物,接触电阻增加。另外确认了,在cu之上形成1μm左右的较薄的、以sn为主成分的含有ag的低熔点合金层的情况下,另一方的端子面即使为ag等贵金属也早早地表面析出cusn金属间化合物,在较短的期间内即开始电阻增加。即发现了,相互接触的面的金属种类的组合以及该金属种类的层的厚度,对于长期可靠性产生较大的影响。判断出,历来已知的ni/au镀覆相互之间、ag镀覆相互之间的组合能够得到较高可靠性,但成本高,以低价的sn系低熔点合金构成一方的端子面能够抑制成本的提高,能够获得足够的可靠性。

基于上述理解完成的本发明的车载用电子模块包括搭载有电子部件的电路板,和容纳所述电路板且与从周围环境中给予保护的金属部件和具有内部空间的箱型壳或金属部件一体成型的模塑树脂的保护部件;所述电路板基板端部从所述保护部件的所述电路板容纳区域突出至外部空间,在所述基板端部的表面上具有用于将基板端部插入雌连接器而进行电导通的连接端子,所述连接端子构成为在cu布线的最外表面以平均4μm以上的厚度形成有以sn为主成分的含有ag的焊料层;对于与一方的所述基板端部嵌合以便电连接的卡缘连接器,连接器连接端子的芯材由具有优异的弹簧特性的cu合金构成,结构形成为在接触部的最外表面为选自ag、pd、pt中的第1金属层、其下为au、ag、pd、pt中任一种以上的金属与sn构成的第2金属层、再下层为1~2层中间层的多层结构,所述接触部的第1金属层的硬度不足100hv,其下的第2金属层的硬度构成为100hv以上,通过该金属化构形成为连接的连接器结构。

另外,在本发明的所述车载用电子模块其他的构成中,在突出至外部空间的电路板端部的cu布线的表面层具有在sn系焊料层中分散有粒径1μm以上的agsn金属间化合物的结构,或者在sn系焊料层的表面形成有层状的agsn金属间化合物的结构。

另外,本发明的所述卡缘连接器的其他结构中,连接器连接端子的芯材由具有优异弹簧特性的cu合金构成,接触部的最表层金属化结构形成为选自ag、pd、pt中的厚度1.0μm以上的第1金属层、其下的厚度1.0μm以上的由ni或ni合金形成的第2金属层,所述接触部的第1金属层的硬度不足100hv,其下层的第2金属层的硬度为100hv以上。

另外,本发明的其他车载用电子模块包括搭载有电子部件的电路板,和容纳所述电路板且与从周围环境中给予保护的金属部件和具有内部空间的箱型壳或金属部件一体成型的模塑树脂的保护部件,所述电路板端部从所述保护部件的所述电路板容纳区域突出至外部空间,在所述基板端部的表面上具有用于将基板端部插入雌连接器而进行电导通的连接端子,所述连接端子构成为在cu布线的最外表面形成由选自ag、pd、pt的组的金属所形成的第1金属层/由选自ag、pd、pt、au的组的金属与sn形成的第2金属层,在其下形成有1~2层的中间层,第1及第2金属层的厚度总计为平均1μm以上,对于与一方的所述基板端部嵌合以便电连接的卡缘连接器,连接器连接端子的芯材由具有优异的弹簧特性的cu合金构成,接触部的最外表层金属化由以sn为主成分且含有ag的厚度4.0μm以上的sn系焊料层构成,通过该金属化结构进行连接而构成。

另外,所述卡缘连接器的其他构成中,连接器连接端子的芯材由具有优异的弹簧特性的cu合金构成,接触部最外表层金属化结构形成为以sn为主成分且含有ag的厚度2.0μm以上的sn系焊料形成的第1金属层、其下为厚度1.0μm以上的ni或ni合金形成的第2金属层,所述接触部的第2金属层的硬度为100hv以上。

电路板端部的连接端子的金属化构成为cu布线/厚度4.0μm以上的含有ag的sn系焊料,连接器端子的金属化构成为cu基材/ni镀覆/snag/ag,在两者以预定的接触压力挤压的状态连接的情况下,在高温环境下基板侧连接端子的sn系焊料层由于蠕变变形而不断薄壁化,同时cu扩散进入sn系焊料中,从cu侧开始生长出cusn金属间化合物。焊料中的ag作为agsn金属间化合物析出只是一部分而基质是由sn构成的,因此,随着温度与时间推移cusn金属间化合物成长至最外表面。然而,在连接器端子的最外表面为ag的情况下,在接触部处连接器端子的ag扩散至基板侧连接端子的sn系焊料中并在表层形成agsn金属间化合物,从而防止从下方生长而至的cusn金属间化合物露出表面,长时间保持ag与agsn金属间化合物的接触界面,因此能够保持低接触电阻。在连接器端子的最外表面为agsn金属间化合物的情况下,在基板侧连接端子的表面形成agsn金属间化合物的速度缓慢,处于基板侧cusn金属间化合物也露出至接触界面的状态,因此由于cu的氧化在过了预定时间时接触电阻会增加。

当基板侧连接端子的sn系焊料层的厚度大幅度地薄于4.0μm时,在形成agsn金属间化合物之前cusn金属间化合物成长至表面,妨碍agsn金属间化合物的形成从而难以抑制接触电阻的增加。另外,当在sn系焊料中存在ag时在基板侧连接端子与连接器端子的接触部界面,基板侧表面的氧化sn皮膜易于破损,从而产生ag易于从连接器侧向着基板侧扩散移动的效果。因此,在sn系焊料中含有ag易于长时间保持低电阻,并且ag含量越多则能越长时间保持低电阻。

通过形成这样的结构,即在表面形成为连接器端子侧为选自ag、pd、pt的组的第1金属层且其下为由选自ag、pd、pt、au的组的金属与sn形成的第2金属层,即使由所述金属化构成的铜条通过加压加工成形连接器端子部件,形成卡缘连接器的接触部的突起部表面,能够保持被延展性优异的第1金属层无缺陷地被覆的状态,能够容易地制造本发明的连接器端子。

发明效果

如上所述,在雌连接器中插入基板端部得以电导通的连接器连接结构中,具有在一方的连接端子的最外侧表面为选自ag、pd、pt的组的第1金属层/其下为选自ag、au、pd、pt的组的1种或2种以上的金属与sn之间的金属间化合物形成的第2金属层的2层结构,在另一方的连接端子构成为在cu上形成以sn为主成分且含有ag的厚度为4μm以上的低熔点合金所形成的结构,通过这样的结构的组合,连接部即使置于高温、高湿、温度循环这样的严酷环境下也能够抑制接触连接部的电阻的增加,由于一方的连接端子面可以不是贵金属镀覆部件,因此能够提供低成本、高连接可靠性的车载用电子模块。另外,能够提供即使在严酷环境下经过长期也具有高连接可靠性的卡缘连接器的连接结构。

附图说明

图1是卡缘连接器结构的车载用电子模块的构成图的例。

图2是在车载用电子模块的电路板上所形成的连接端子的横截面图的例。

图3是车载用电子模块的电路板连接端子与卡缘连接器的连接部的横截面结构图的例。

图4是电路板的连接端子与连接器端子的接触连接部的横截面图的例。

图5是在电路板端部的cu布线上形成连接端子的方法的例。

图6是电路板连接端子和连接器端子的表面材质、膜厚与可靠性的关系的图的例。

图7是电路板连接端子和连接器端子的表面材质、膜厚与可靠性的关系的图的另一例。

图8是卡缘连接器结构的树脂模塑型车载用电子模块的结构图的例。

图9是树脂模具型车载用电子模块的电路板连接端子与卡缘连接器的连接部的横截面结构图的例。

具体实施方式

以下,参考附图说明本发明的实施例。

实施例1

本实施例中,以设置在汽车引擎室内的、适当控制引擎的驱动的电子模块为例进行说明。

图1是具有卡缘连接器结构的车载用电子模块的构成图的例。图中,在由有机绝缘基板1与cu布线2形成的电路板3上,通过焊接搭载有电子部件6,7,8,9。另外,在基板端部,在cu布线2’上被覆含ag的sn系焊料4形成连接端子5。sn系焊料,在电路板上搭载电子部件形成绝缘部件之后,通过浸渍于熔融焊料中的方法来提供。在电子部件实装区域的上下表面形成有有机保护膜17以覆盖基板、电子部件。有机保护膜由具有耐湿性和热传导性且热辐射特性也优异的树脂构成。

电子模块壳由al压铸的金属散热部件11、将电路板从外部空气进行保护的树脂壳10以及后盖14形成,具有容纳并固定卡缘连接器的连接器容纳部12。连接器容纳空间20与电路板收纳空间19之间通过树脂壁13隔断,其设有用于使连接端子5从电路板收纳空间向连接器容纳空间突出的开口部21。电路板的后方,通过插入设置在后盖14上的基板插入槽15而固定,虽未图示但在侧面也通过同样的结构进行固定以提高对于机械振动的耐性。另外发热大的电子部件9,通过高导热润滑脂18与金属散热部件11进行热连接,以确保散热路径。

图2示出了连接端子5的横截面图的例。图中,在cu布线2之上被覆有含3wt%ag的sn系焊料4,在界面上形成有cu与sn的反应层22。sn系焊料层的厚度为3~10μm,cusn反应层的厚度为约1μm。sn系焊料中的ag,根据含量而发生变化,但是作为agsn金属间化合物几乎均匀地分散存在于焊料层中。

图3为在图1的车载用电子模块中组装了卡缘连接器时的连接部的横截面结构图的例。图中,卡缘连接器30包括具有弹簧特性的多对连接器端子31,形成有用于插入电路板的端子部的基板插入空间35。另外,连接器端子与由金属导体32和绝缘被覆材料33形成的线束34相结合。卡缘连接器被抵压至电子模块的连接器收纳空间的树脂壁上而连接,被挤压进基板插入空间的连接端子5由于由连接器端子的弹簧特性所确定的力而被机械挤压,从而确保电导通。两者的接触部保护被覆有热及化学稳定的液体状油36。

此处,作为氟系油使用粘度较大的全氟聚醚(pfpe)。

图4示出了连接器端子与连接端子的接触连接部的横截面结构的例。图中,连接器端子31如下构成,即在弹簧特性与导电性优异的cu合金核40上隔着ni障碍层41形成有agsn化合物层42,其上形成有ag层43。连接器端子的制造是在铜条的状态下进行ni镀覆膜1μm/sn镀覆膜0.2μm/ag镀覆膜1μm的镀覆处理,此后进行热处理,使得sn层与ag进行反应变为agsn化合物层,通过加压切割加工来成型、制造连接器端子。连接器端子的接触部成形为从背面进行加压加工并挤出为凸出形状。连接端子5的含有ag的sn系焊料层是由软质的厚膜构成的,因此,采用在抵压连接器端子时产生凹坑的结构,凹坑显示如下变化举动,即由于蠕变变形随着时间变化而增大,从而接触面积增大。连接端子的接触界面处于软质的sn系焊料与软质的ag膜密合的状态。保护被覆剂的液状油36在连接器上插入基板端部的工序中发挥润滑剂的作用,在改善两金属面的滑动减少表面损耗的同时能够降低基板的插入力。在电子模块的使用期间中,由于油的表面张力以填充接触界面的间隙、覆盖界面附近的金属表面的状态形成被覆膜,造成将接触界面从外界的水分、大气进行阻隔的状态。需要说明的是,液状油不会影响连接器端子的接触压力,因此不会对连接器端子与连接端子的金属接触状态产生影响。

根据本实施例,使cu合金的连接器端子的最外表面为软质的ag、其下为硬质的agsn金属间化合物、其下的障碍层为ni,电路板的连接端子构成为在cu布线上较厚地形成有含有ag的sn系焊料,在接触界面涂布有氟系液状油,因此,即使将小型且轻量的卡缘连接器型电子模块设置在暴露于如引擎室内的严酷环境下的场所中,经过长期也能够确保高连接可靠性。其结果,能够实现高可靠的卡缘连接器型电子模块的低成本化。

另一方面,卡缘连接器使用贵金属ag,但材料费比au便宜,在铜条的状态下用于进行所需的金属化处理的工艺成本与以往没有变化,能够抑制高可靠性连接器的成本提高。另外,接触部构成为被覆化学稳定的氟类油,连接的端子面为软质ag与sn系焊料的组合,由此,能够降低安装连接器时的基板的插入/拔出力、降低滑动时的磨耗损坏,除了能够将接触部与水分以及大气进行阻隔的效果之外,还能够大幅提高连接器连接部对长期高温、高湿、温度循环、机械振动的耐性。

图5为在图1的电路板端部形成连接端子5的方法的例。图中,在电路板3上搭载电子部件6,7,8,9。将电路板端部的连接端子4的形成区域短时间浸渍在焊料池121中的熔融焊料122中,使焊料润湿cu布线2,并提升出来。通过气刀124吹散附着在提升部的多余的熔融焊料,配置调平刷子123以调整所附着的焊料厚度。

根据本实施例,对于实装有电子部件的电路板,不会对实装区域产生大的热影响,另外无需使用昂贵的设备即能够量产性良好地在连接端子部形成较厚的焊料层,因此,能够低成本地制造附带有卡缘连接器连接用基板端子的电路板。焊料层的厚度能够通过调平刷子与电路板的间隙或空气压进行调整。

实施例2

本实施例中,对改变连接器端子、基板侧连接端子的表面材质、膜厚的情况下的可靠性评价结果的例进行说明。

图6示出了改变作为连接器端子的表面材质最外表面的第1层的ag、其下的第2层的agsn化合物层、在连接端子的cu布线上形成的低熔点合金,改变各金属化层的膜厚,进行组合情况下的可靠性评价结果。连接可靠性评价中,将在150℃高温放置1500h后,通过-40℃/125℃的温度循环试验进行2000次后的接触电阻为10mω以下的判断为合格:○。

从图可知,即使连接器端子表面的ag/agsn层的厚度厚至2μm,基板侧连接端子表面的焊料厚厚至6μm,在材质为不含有ag的sn-zn或sn-cu焊料时不能获得所需的连接可靠性。在基板侧连接端子表面为含有ag的sn系焊料的情况下,在连接器端子的ag/agsn层的厚度薄至0.2μm时即使基板侧焊料层的厚度厚至4μm也不能得到所需的可靠性,在低ag焊料的情况下当焊料厚为2μm以下时即使连接器端子的ag/agsn层厚厚至2μm也不能得到所需的可靠性。获得所需的可靠性的,是连接器端子的ag/agsn层为厚度1μm以上、含有ag的sn系焊料的厚度为4μm以上的情况。

但是,当sn系焊料的ag含量超过20%,即使焊料厚度薄至2μm也能够得到所需的可靠性,但由于焊料的液相温度增加使得通过浸渍于焊料浴进行被覆变得困难,从而存在工艺成本增加的问题。

图7示出了作为连接器端子的表面材质表面的第1/第2层为ag/ni,另一方的基板侧连接端子的表面材质为含有ag的sn系焊料情况下,与ag及sn系焊料的膜厚相对应的连接可靠性的评价结果。

在该图中,出于比较,示出了连接器与基板的各连接端子为ag/ag及au/au的情况下的结果。另外,对于该情况下的基板成本也进行了评价。连接器端子的表面材质为ag/ni的情况与为ag/agsn的情况相同,当ag层薄于1.0μm时连接可靠性不足够,另外,当基板侧连接端子的sn系焊料厚度薄于4μm时连接可靠性不足够。

必要的可靠性需要连接器端子的ag为1.0μm以上且基板侧连接端子的sn系焊料厚为4μm以上。需要说明的是,在连接器/基板的端子材质为ag/ag或au/au的情况下,即使连接器侧、基板侧的表面金属化较薄也能够得到较高可靠性,但基板成本较高,不能说具有实用性。

根据本实施例,连接器端子的表面材质为ag/agsn层或者ag/ni层,含ag层的厚度为1μm以上,基板侧连接端子的表面材质为厚度4μm以上的含有ag的sn系焊料,由此,确认了在高温放置和温度循环这两方面的连接可靠性能够获得良好的结果,成本上也在具有实用性的水平。

图6或图7的实施例中,连接器端子侧的表面材质使用贵金属ag,基板侧连接端子的表面材质使用含有ag的sn系焊料,但是连接器侧与基板侧的连接端子表面材质即使互换也能够得到相同结果的连接可靠性,是不存在技术问题的组合。但是,基板侧连接端子表面为贵金属ag,需要抓取多片或对单片基板进行部分选择性镀覆等特殊工艺,因此存在成本增加的问题。

另外,图6和图7的实施例中示出了连接器端子的表面材质为贵金属ag的事例,使用在160℃以下的低温区域不会与sn之间形成脆的金属间化合物的pd或pt也能够得到与ag相同的效果。

实施例3

本实施例中,对于电路板的实装区域通过热固型树脂进行密封的树脂模塑型的车载用电子模块的例进行说明。

图9是树脂模塑型的电子模块上组装有卡缘连接器收纳用袖部的车载用电子模块的横截面结构例。图中,在由有机绝缘基板101与cu布线102形成的电路板103上,通过焊接搭载有电子部件105,106,107,108,在散热量较多的电子部件108上连接有高热导热部件109。电路板的实装区域,在表面及背面两面由热固型密封树脂110被覆所有的电子部件的状态下被模塑。在从模塑树脂露出的基板端部形成连接端子104,连接端子104在cu布线上通过浸渍形成有平均6μm厚度的含有ag的sn系焊料。并且,具有容纳并固定卡缘连接器功能的连接器收纳袖部111与模塑树脂一体成型以便被覆基板端部。在模塑和连接端子形成后,通过热可塑性树脂的挤出成型来形成连接器收纳袖部。112为连接器容纳空间。

图9是在图8的车载用电子模块中安装有卡缘连接器时的连接部的横截面图。图中,卡缘连接器115具有多对有弹簧特性的连接器端子116,形成有插入电路板的端子部的基板插入空间119。另外,连接器端子与由金属导体和绝缘被覆材料形成的线束117相结合。连接器端子的表面层形成为在最外表面为ag、在其下为agsn层、再下层为ni层的多层结构。

卡缘连接器被插入由电子模块的连接器收纳袖部所形成的连接器收纳空间而连接,被挤压进基板插入空间的基板端部的连接端子104通过连接器端子的弹簧特性所确定的力而被机械抵压从而确保电导通。两者的接触部被保护被覆有热且化学稳定的液状油118。

根据本实施例,电子模块的电路板构造为被热固性密封树脂模塑,使进行模塑的水平尺寸仅略大于电路板的、除去基板端部的连接端子形成区域的尺寸,并使模具的高度略高于电子部件搭载高度,由此,无需保护电路板的壳部,实现了大幅降低电子模块本体的尺寸。

另外,电子部件的焊料接合部由于密封树脂的收缩力而被固定,成为被施加压缩应力的状态,因而大幅改善了焊料接合部的热疲劳寿命,能够提供具有高可靠性电路板实装部的车载用电子模块。

同时,与实施例1的情况相同,能够提供具有较高卡缘连接器的连接可靠性的连接器连接结构的车载用电子模块、连接器以及连接结构。

附图标记说明

1有机绝缘基板

2cu布线

3电路板

4含有ag的sn系焊料

5连接端子

9电子部件

10树脂壳

11金属散热部件

30卡缘连接器

31连接器端子

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