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JP4148573B2 - Mold type converter and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子機器の負荷部分に対して安定したDC電源を供給するための小型かつ薄型のモールド型コンバータのパッケージ構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化に伴い、電子機器の構成要素である電子部品も小型かつ薄型であることが要求されるようになってきている。
このため、従来、モールド型コンバータにおいては、基板上にトランス等の電子部品を表面実装するなど、種々の小型化及び薄型化のための改良が試みられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のモールド型コンバータにおいては、十分に小型化及び薄型化は達成されていない。
その一方、モールド型コンバータにおいては、樹脂封止工程の際にモールド樹脂が膨張、収縮することによってトランスのL値(自己インダクタンス値)が変動してしまうため、特性を安定させることが困難であるという問題があった。
【0004】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、安定した特性を有し、ばらつきの小さい小型かつ薄型のモールド型コンバータを提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項1記載の発明は、一方の面上に少なくともトランス搭載されるとともに他方の面に所定の電子部品搭載された絶縁基板と前記絶縁基板の一方の面上の少なくともトランスと前記絶縁基板の他方の面上の所定の電子部品を封止するパッケージ部を有するモールド型コンバータであって、前記パッケージ部は、線膨張係数が10〜12×10-6・K-1 で、かつ、熱硬化性の低応力化エポキシ樹脂からなるモールド樹脂から構成され、前記トランスは、一次巻線側及び二次巻線側の磁心の間に所定のギャップが設けられるとともに、少なくとも当該磁心のギャップの間に線膨張係数が10〜12×10 -6 ・K -1 の熱硬化性樹脂が充填されて当該トランスの構成部材が予め固着されているものであることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記トランスは、少なくとも前記磁心間のギャップの空間に、前記パッケージ部を構成する前記モールド樹脂と異なる熱硬化性樹脂が充填されていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記トランスは、少なくとも前記磁心間のギャップの空間に当該パッケージ部を構成する前記モールド樹脂が充填されていることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項記載の発明において、前記絶縁基板は、線膨張係数が7〜12×10 -6 ・K -1 であることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項記載の発明において、前記トランスのボビンの角部分が曲面又は面取り形状に形成されていることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、一方の面上に少なくともトランスが搭載されるとともに他方の面上に所定の電子部品が搭載された絶縁基板に対し、前記絶縁基板の一方の面上の少なくともトランスと前記絶縁基板の他方の面上の所定の電子部品をモールド樹脂によって封止してパッケージ部を形成する工程を有するモールド型コンバータの製造方法であって、前記パッケージ部のモールド樹脂として、線膨張係数が10〜12×10 -6 ・K -1 で、かつ、熱硬化性の低応力化エポキシ樹脂からなるものを用い、前記トランスとして、一次巻線側及び二次巻線側の磁心の間に所定のギャップが設けられるとともに、少なくとも当該磁心のギャップの間に線膨張係数が10〜12×10 -6 ・K -1 の熱硬化性樹脂が充填されて当該トランスの構成部材が予め固着されているものを用いることを特徴とする。
【0006】
本発明の場合、絶縁基板の一方の面上の少なくともトランスと絶縁基板の他方の面上の所定の電子部品を封止するパッケージ部のモールド樹脂が、線膨張係数が10〜12×10-6・K-1 で、かつ、熱硬化性の低応力化エポキシ樹脂からなることから、樹脂封止工程におけるモールド樹脂の膨張及び収縮量が小さく、トランスのL値の変動を抑えることができるので、安定した特性を有するモールド型コンバータを得ることが可能になる。
しかも、本発明によれば、少なくともトランスの磁心間のギャップの間に線膨張係数が10〜12×10 -6 ・K -1 の熱硬化樹脂が充填されて構成部材が予め固着されているため、樹脂封止工程の際にボイド等が発生することなく、容易かつ確実に封止を行うことができるため、安定した特性を有するモールド型コンバータを提供することができる。
また、本発明において、トランスの磁心のギャップ間等を充填する樹脂として封止用のモールド樹脂と異なる種々のものを用いれば、トランスの選択範囲を拡げることが可能になる。
さらに、本発明において、トランスのボビンの角部分を曲面又は面取り形状に形成すれば、樹脂封止の際にトランスのボビンの角部分の近傍において樹脂を円滑に流動させることができるため、成形不良を低減することが可能になる。
また、トランスのボビンの角部分が鋭角の場合はモールドクラックの起点になりやすいが、本発明のようにボビンの角部分を曲面又は面取り形状にすることでクラックを防止することができ、より薄い樹脂モールドが可能になるため、パッケージの薄型化を図ることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るモールド型コンバータの好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1(a)は、本実施の形態のモールド型コンバータの構成を示す平面図、図1(b)は、同実施の形態の内部構成を示す正面断面図、図1(c)は、同実施の形態の構成を示す下面図である。
【0008】
図1(a)〜(c)に示すように、本実施の形態のモールド型コンバータ1は、所定のDC−DCコンバータ回路の配線パターン(図示せず)が形成された長方形状の絶縁基板2を有し、この絶縁基板2の両面に種々の電子部品4、5が表面実装されている。そして、この絶縁基板2上の各電子部品4、5は、後述するモールド樹脂成形によるパッケージ部3によって封止されている。
【0009】
本実施の形態の場合、絶縁基板2としては、膨張、収縮応力の観点から、その線膨張係数が7〜12×10-6・K-1のものを用いることが好ましい。
【0010】
このような絶縁基板2としては、例えば、Al23等のセラミックスからなる基板又はガラス−エポキシ樹脂を積層した基板が用いられる。
【0011】
なお、絶縁基板2の寸法は、縦約30mm、横約20mm、厚さ約1mmである。
【0012】
図1(a)〜(c)に示すように、絶縁基板2の一方の面(図1(b)中の下側面)に、小型のトランス6と、種々の電子部品(コイル、ICチップ、抵抗器、コンデンサ等)5が、例えば、はんだ付け等によって固定されている。
【0013】
また、絶縁基板2の他方の面(図1(b)中の上側面)にも、DC−DCコンバータを構成する種々の電子部品4が、例えばはんだ付け等によって固定されている。
【0014】
図2は、リードフレームに固定された状態の絶縁基板を示す平面図である。
本実施の形態の場合、電子部品4、5を搭載した絶縁基板2は、リードフレーム7に固定された状態でモールド樹脂によって封止される。
【0015】
このリードフレーム7は、例えば、銅合金や鉄−ニッケル合金(例えば42アロイ等)等の金属材料からなるもので、図2に示すように、長方形状の外枠部7aと、この外枠部7aの内側に設けられた複数の接続部7b、7cとから構成される。
【0016】
ここで、リードフレーム7の接続部7bは、外枠部7aに対してその長手方向に延びるように一体的に形成される。本実施の形態の場合は、リードフレーム7に固定される4つの絶縁基板2に対してその両側に一対の接続部7bが設けられるようになっている。この場合、各接続部7bの先端部が絶縁基板2の幅より若干短い間隔をおいて対向するように配置されている。
【0017】
本実施の形態においては、図2に示すように、絶縁基板2の対向する長縁部をリードフレーム7の接続部7bの先端部に載置してはんだ付けした後に、例えば公知のトランスファーモールド法によってパッケージ部3を成形する。
【0018】
すなわち、絶縁基板2が固定されたリードフレーム7を金型(図示せず)のキャビティに配置し、金型を閉じてタブレット状の樹脂を金型のポット内に投入する。ここで、金型は160〜180℃程度の高温に保たれており、上記投入された樹脂は金型に接触した面から溶融を開始する。
【0019】
そして、トランスファー成型機に取り付けたプランジャ(図示せず)を降下させることによって、溶融状態の樹脂を金型のポットからキャビティ内に流入させる。
さらに、所定時間が経過し、樹脂が硬化した時点で、金型を開いて成形品を取り出す。
【0020】
その後、リードフレーム7の接続部7cを切断し、この切断した後の接続部7bを折り曲げ加工によってガルウイング形状に形成し、表面実装に適した形状の端子部8を得る。このような方法により、縦約37mm、横約28mm、高さ約8mmの表面実装型のモールド型コンバータ1を得ることができる。
【0021】
図3は、本実施の形態におけるパッケージ部3の寸法関係を示すための概略構成図である。
本発明において薄型のモールド型コンバータ1を得るためには、パッケージ部3の厚さをできるだけ薄くする必要がある。
そこで、本実施の形態においては、絶縁基板2のそれぞれの面に実装された電子部品4、5のうち最も高さの高いものの上側の樹脂部分の厚さが所定の値より小さくなるようにパッケージ部3を形成するようにしている。
その一方で、パッケージ部3の厚さが薄すぎると、耐電圧が低下するため問題が生ずる。
【0022】
これらの点を考慮すると、本実施の形態の場合、例えば絶縁基板2の一方の面に実装された電子部品4のうち最も高さの高いICチップ4Aの表面の樹脂部分の厚さD1を、0.4〜1mmとなるように構成することが好ましく、より好ましくは0.45〜0.5mmである。
【0023】
また、同様に、絶縁基板2の他方の面に実装されたトランス6の表面の樹脂部分の厚さD2を、0.4〜1mmとなるように構成することが好ましく、より好ましくは0.45〜0.5mmである。
【0024】
図4(a)は、本実施の形態におけるトランスの外観構成を示す正面図、図4(b)は、同トランスの外観構成を示す側面図である。
また、図5(a)は、一般的なトランスのコアの構成を示す正面図、図5(b)は、本実施の形態のトランスのコアの構成を示す正面図、図5(c)は、図5(b)の一点鎖線で示される部分Aの拡大図である。
【0025】
図4(a)(b)に示すように、本実施の形態に使用されるトランス6は、従来例と同様に、磁性体からなる一対のコア(磁心)9、10と、ボビン11とから構成されている。
【0026】
また、図5(b)に示すように、各コア9、10の巻回部9a、10aには、DC−DCコンバータ回路を構成する一次巻線12及び二次巻線13が巻き付けられている。
【0027】
ところで、上述した樹脂モールドの際には、トランス6のコア9、10に対して収縮させるように力が作用するとともに、トランス6のコア9、10の巻回部9a、10a間の隙間(図示せず)及び空間部14、15に樹脂が流れ込むことによってコア9、10が膨張及び収縮し、トランス6のL値が変化してしまう。
【0028】
そこで、本実施の形態においては、封止用のモールド樹脂として、絶縁基板2の線膨張係数と近い線膨張係数の樹脂を用いるようにしている。
【0029】
この場合、好ましいモールド樹脂の線膨張係数は、10〜12×10-6・K-1である。
【0030】
線膨張係数が10×10-6・K-1より小さい樹脂は現在の技術では実現が困難であり、他方、モールド樹脂の線膨張係数が12×10-6・K-1より大きいと、本発明の効果を十分に達成することができなくなるという不都合がある。
【0031】
このような樹脂としては、例えば、低応力化エポキシ樹脂があげられる。なお、樹脂中にフィラー(例えばシリカ等)が80〜90%含有する高充填タイプの樹脂を使用するとよい。
【0032】
また、モールド樹脂のガラス転移温度(Tg)は、半導体部品の保存温度及び製造技術上の観点から、155〜185℃であることが好ましい。
【0033】
本実施の形態に使用されるトランス6は、その大きさが、縦約11mm、横約11mm、高さ約4mmであって、他の電子部品5に比べて大きいため、モールド成形時の樹脂の流動を阻害する原因となりかねない。
【0034】
そこで、本実施の形態においては、ボビン11の各角部分11aが曲面又は面取り形状に形成するようにしている。
【0035】
この場合、各角部分11aの曲面の半径又は面取りの大きさは、0.2〜2mmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜1mmである。
【0036】
各角部分11aの曲面の半径又は面取りの大きさが0.2mmより小さいと、モールド成形時の樹脂の流動が阻害されやすくなるとともに角部分11aが起点となってモールドクラックの原因となる場合があるという不都合がある。一方、各角部分11aの曲面の半径又は面取りの大きさが2mmより大きいと、トランスの小型化を阻害するという不都合がある。
【0037】
ところで、図5(a)に示すように、この種のトランス6の場合、コア9、10の巻回部9a、10aの対向する面は接触しているのが一般的であるが、そのような構成のトランス6を使用すると、樹脂封止の際に上述した樹脂の膨張等によってコア9、10の巻回部9a、10aの対向する面に隙間が生じ、L値が大きく変化して使用不可能になる。
【0038】
そこで、図5(b)(c)に示すように、本実施の形態においては、コア9、10の巻回部9a、10aの対向する面90、100の間に予め所定のギャップGを形成するようにしている。
【0039】
そして、そのギャップ量が熱応力等によって変化しないように、本実施の形態においては、モールド成形時にコア9、10の巻回部9a、10aの対向する面90、100のギャップGにモールド樹脂を充填するようにする。
【0040】
ここで、L値の変化を最小限に抑えるためには、ギャップGの大きさが0.1〜1mmであることが好ましく、より好ましくは、0.5〜1mmである。
【0041】
このような構成を有する本実施の形態によれば、パッケージ部3を構成するモールド樹脂の線膨張係数が12×10-6・K-1以下であることから、樹脂封止工程におけるモールド樹脂の膨張及び収縮量が小さく、L値の変動を抑えることができるので、安定した特性を有するモールド型コンバータ1を得ることができる。
【0042】
特に本実施の形態においては、トランス6のコア9、10の巻回部9a、10aの間に所定のギャップGが設けられていることから樹脂封止の際に磁心間の距離の変化が小さく、これによりL値の変動を最小限に抑えることができるため、より安定した特性を有するモールド型コンバータ1を得ることができる。
【0043】
さらに、本実施の形態にあっては、トランス6のボビン11の角部分11aが曲面又は面取り形状に形成されていることから、樹脂封止の際にトランス6のボビンの角部分11aの近傍において樹脂を円滑に流動させることができ、これにより成形不良を低減することができる。
【0044】
また、本実施の形態によれば、ボビン11の角部分11aを曲面又は面取り形状にすることでモールドクラックを防止することができ、より薄い樹脂モールドが可能になるため、パッケージ部3の薄型化を図ることができる。
【0045】
図6(a)は、本発明の他の実施の形態におけるトランスの外観構成を示す正面図、図6(b)は、同トランスの内部構成を示す断面図である。
図6(a)(b)に示すように、本実施の形態においては、トランス6のコア9、10の巻回部9a、10aの間及び空間部14、15に所定の熱硬化性樹脂20が充填され、これによりトランス6を構成する各部材が予め固着されるようになっている。
【0046】
トランス6を固着するための熱硬化性樹脂20としては、封止用のモールド樹脂と同様の理由から、線膨張係数が10〜12×10-6・K-1のものを用いることが好ましい。
【0047】
このような熱硬化性樹脂20としては、例えば、上述したモールド成形に用いられた低応力化エポキシ樹脂のほか、種々のものを用いることができる。
【0048】
このような構成を有する本実施の形態によれば、トランス6の間隔の狭い部分(例えば、コア9、10の巻回部9a、10a間のギャップG)に予め熱硬化樹脂20が充填されているため、樹脂封止工程の際にコア9、10内にボイド等を発生させずに容易かつ確実に樹脂封止を行うことができ、これにより一層安定した特性を有するモールド型コンバータ1を提供することができる。
【0049】
また、本実施の形態によれば、トランス6のコア9、10の巻回部9a、10aのギャップG及び空間部14、15を充填する樹脂としてモールド樹脂と異なる種々のものを用いることができるため、トランス6の選択範囲を拡げることができるというメリットもある。
【0050】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述の実施の形態においては、トランスファー成形によってパッケージ部を形成するようにしたが、本発明はこれに限られず、例えば、射出成形によってパッケージ部を形成するようにしてもよい。
【0051】
また、絶縁基板の角部分を曲面又は面取り形状に形成することもできる。その場合には、樹脂封止工程におけるモールド樹脂の流動性を向上させることができ、より一層成形不良を少なくことが可能になる。
【0052】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、安定した特性を有し、ばらつきの小さい小型かつ薄型のモールド型コンバータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a):本発明に係るモールド型コンバータの実施の形態の構成を示す平面図 (b):同実施の形態の内部構成を示す正面断面図 (c):同実施の形態の構成を示す下面図
【図2】同実施の形態においてリードフレームに固定された状態の絶縁基板を示す平面図
【図3】同実施の形態におけるパッケージ部の寸法関係を示すための概略構成図
【図4】(a):本実施の形態におけるトランスの外観構成を示す正面図 (b):同トランスの外観構成を示す側面図
【図5】(a):一般的なトランスのコアの構成を示す正面図 (b):本実施の形態のトランスのコアの構成を示す正面図 (c):図5(b)の一点鎖線で示される部分Aの拡大図
【図6】(a):本発明の他の実施の形態におけるトランスの外観構成を示す正面図 (b):同トランスの内部構成を示す部分断面図
【符号の説明】
1……DC−DCコンバータ
2……絶縁基板
3……パッケージ部
4、5……電子部品
6……トランス
7……リードフレーム
9、10……コア(磁心)
11……ボビン
12……一次巻線
13……二次巻線
14、15……空間部
20……熱硬化性樹脂
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a package structure of a small and thin mold type converter for supplying a stable DC power to a load portion of an electronic device, for example.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the miniaturization of electronic devices, electronic components that are components of electronic devices are also required to be small and thin.
For this reason, conventionally, in mold-type converters, various attempts have been made to improve the size and thickness, such as surface mounting electronic components such as a transformer on a substrate.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional molded converter has not been sufficiently reduced in size and thickness.
On the other hand, in the mold type converter, the L value (self-inductance value) of the transformer fluctuates due to the expansion and contraction of the mold resin during the resin sealing process, so it is difficult to stabilize the characteristics. There was a problem.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a small and thin mold converter having stable characteristics and small variations. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1, wherein has been made in order to achieve the above object, an insulating substrate on which predetermined electronic components are mounted on the surface of the other side to together if at least the transformer is mounted on one surface, the a mold converter and a package portion for sealing the predetermined electronic components on at least the transformer and the other surface of the insulating substrate on one surface of the insulating substrate, the package unit, the linear expansion coefficient of 10 in ~ 12 × 10 -6 · K -1 , and is composed of a mold resin made of a thermosetting low stress epoxy resin, the transformer, between the magnetic core of the primary winding and the secondary winding side A predetermined gap is provided, and at least the gap of the magnetic core is filled with a thermosetting resin having a linear expansion coefficient of 10 to 12 × 10 −6 · K −1 so that the constituent members of the transformer are fixed in advance. der those who are It is characterized in.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, in the transformer, at least a gap space between the magnetic cores is filled with a thermosetting resin different from the mold resin constituting the package portion. It is characterized by that.
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the transformer is characterized in that at least a gap space between the magnetic cores is filled with the mold resin constituting the package portion .
The invention of claim 4, wherein, in the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the insulating substrate is characterized in that the linear expansion coefficient of 7~12 × 10 -6 · K -1 .
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the corner portion of the bobbin of the transformer is formed in a curved surface or a chamfered shape .
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an insulating substrate in which at least a transformer is mounted on one surface and a predetermined electronic component is mounted on the other surface, and at least a transformer on one surface of the insulating substrate. A method of manufacturing a mold type converter comprising a step of forming a package part by sealing a predetermined electronic component on the other surface of the insulating substrate with a mold resin, wherein a linear expansion coefficient is used as the mold resin of the package part. Is 10-12 × 10 −6 · K −1 , and is made of a thermosetting low stress epoxy resin, and the transformer is between the primary winding side and secondary winding side magnetic cores. A predetermined gap is provided, and at least the gap of the magnetic core is filled with a thermosetting resin having a linear expansion coefficient of 10 to 12 × 10 −6 · K −1 so that the constituent members of the transformer are fixed in advance. It is characterized by using what is worn.
[0006]
For the present invention, the mold resin package portion sealing the predetermined electronic components on at least transformer and insulating the other surface of the substrate on the one surface of the insulating substrate, a coefficient of linear expansion. 10 to 12 × 10 -6 -Since it is K -1 and is made of a thermosetting low stress epoxy resin, the amount of expansion and contraction of the mold resin in the resin sealing process is small, and fluctuations in the L value of the transformer can be suppressed. It is possible to obtain a mold type converter having stable characteristics.
Moreover, according to the present invention, since the thermosetting resin having a linear expansion coefficient of 10 to 12 × 10 −6 · K −1 is filled at least in the gap between the magnetic cores of the transformer, the constituent members are fixed in advance. , it is possible to carry out during the resin sealing step without voids or the like occurs, easily and reliably sealed, it is possible to provide a mold converter with stable characteristics.
Further, Oite the present invention, lever using any of various different from the molding resin for sealing the resin filling the like gap transformer core, it is possible to expand the selection range of the transformer.
Furthermore, since the Oite the present invention, the corner portions of the transformer bobbin by forming into a curved or chamfered shape, it is possible to smoothly flow the resin in the vicinity of the corner portions of the transformer bobbins during resin sealing, It becomes possible to reduce molding defects.
In addition, when the corner portion of the bobbin of the transformer is an acute angle, it tends to be the starting point of the mold crack, but the crack can be prevented by making the corner portion of the bobbin curved or chamfered like the present invention, and it is thinner. Since resin molding is possible, the package can be thinned.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of a mold type converter according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1A is a plan view showing the configuration of the mold converter of the present embodiment, FIG. 1B is a front sectional view showing the internal configuration of the embodiment, and FIG. It is a bottom view which shows the structure of embodiment.
[0008]
As shown in FIGS. 1A to 1C, the mold type converter 1 according to the present embodiment includes a rectangular insulating substrate 2 on which a wiring pattern (not shown) of a predetermined DC-DC converter circuit is formed. Various electronic components 4 and 5 are surface-mounted on both surfaces of the insulating substrate 2. The electronic components 4 and 5 on the insulating substrate 2 are sealed by a package portion 3 formed by molding resin, which will be described later.
[0009]
In the present embodiment, it is preferable to use the insulating substrate 2 having a linear expansion coefficient of 7 to 12 × 10 −6 · K −1 from the viewpoint of expansion and contraction stress.
[0010]
As such an insulating substrate 2, for example, a substrate made of ceramics such as Al 2 O 3 or a substrate laminated with glass-epoxy resin is used.
[0011]
The dimensions of the insulating substrate 2 are about 30 mm in length, about 20 mm in width, and about 1 mm in thickness.
[0012]
As shown in FIGS. 1A to 1C, a small transformer 6 and various electronic components (coil, IC chip, etc.) are formed on one surface of the insulating substrate 2 (the lower surface in FIG. 1B). Resistor, capacitor, etc.) 5 are fixed by, for example, soldering.
[0013]
Moreover, the various electronic components 4 which comprise a DC-DC converter are being fixed also to the other surface (upper side surface in FIG.1 (b)) of the insulated substrate 2 by soldering etc., for example.
[0014]
FIG. 2 is a plan view showing the insulating substrate fixed to the lead frame.
In the case of the present embodiment, the insulating substrate 2 on which the electronic components 4 and 5 are mounted is sealed with a mold resin while being fixed to the lead frame 7.
[0015]
The lead frame 7 is made of, for example, a metal material such as a copper alloy or an iron-nickel alloy (for example, 42 alloy). As shown in FIG. 2, a rectangular outer frame portion 7a and the outer frame portion It is composed of a plurality of connection portions 7b and 7c provided inside 7a.
[0016]
Here, the connecting portion 7b of the lead frame 7 is formed integrally with the outer frame portion 7a so as to extend in the longitudinal direction. In the case of the present embodiment, a pair of connection portions 7 b are provided on both sides of the four insulating substrates 2 fixed to the lead frame 7. In this case, the end portions of the respective connection portions 7b are arranged to face each other with an interval slightly shorter than the width of the insulating substrate 2.
[0017]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, after the opposite long edges of the insulating substrate 2 are placed on the tip of the connecting portion 7 b of the lead frame 7 and soldered, for example, a known transfer molding method is used. The package part 3 is formed by
[0018]
That is, the lead frame 7 to which the insulating substrate 2 is fixed is placed in a cavity of a mold (not shown), the mold is closed, and a tablet-like resin is put into the mold pot. Here, the mold is kept at a high temperature of about 160 to 180 ° C., and the charged resin starts to melt from the surface in contact with the mold.
[0019]
Then, by lowering a plunger (not shown) attached to the transfer molding machine, the molten resin flows from the pot of the mold into the cavity.
Further, when the predetermined time has elapsed and the resin has hardened, the mold is opened and the molded product is taken out.
[0020]
Thereafter, the connecting portion 7c of the lead frame 7 is cut, and the connecting portion 7b after the cutting is formed into a gull wing shape by bending to obtain a terminal portion 8 having a shape suitable for surface mounting. By such a method, it is possible to obtain a surface-mounted mold converter 1 having a length of about 37 mm, a width of about 28 mm, and a height of about 8 mm.
[0021]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram for illustrating a dimensional relationship of the package part 3 in the present embodiment.
In order to obtain a thin mold type converter 1 in the present invention, it is necessary to make the thickness of the package part 3 as thin as possible.
Therefore, in the present embodiment, the package is formed so that the thickness of the upper resin portion of the highest electronic component 4 or 5 mounted on each surface of the insulating substrate 2 is smaller than a predetermined value. The part 3 is formed.
On the other hand, when the thickness of the package part 3 is too thin, a problem arises because the withstand voltage decreases.
[0022]
Considering these points, in the case of the present embodiment, for example, the thickness D 1 of the resin portion on the surface of the IC chip 4A having the highest height among the electronic components 4 mounted on one surface of the insulating substrate 2 is set. The thickness is preferably 0.4 to 1 mm, more preferably 0.45 to 0.5 mm.
[0023]
Similarly, the thickness D 2 of the resin portion on the surface of the transformer 6 mounted on the other surface of the insulating substrate 2 is preferably configured to be 0.4 to 1 mm, and more preferably is 0.2 mm. It is 45-0.5 mm.
[0024]
FIG. 4A is a front view showing the external configuration of the transformer in the present embodiment, and FIG. 4B is a side view showing the external configuration of the transformer.
5A is a front view showing the structure of a general transformer core, FIG. 5B is a front view showing the structure of the transformer core of the present embodiment, and FIG. FIG. 6 is an enlarged view of a portion A indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0025]
4A and 4B, the transformer 6 used in the present embodiment includes a pair of cores (magnetic cores) 9 and 10 made of a magnetic material and a bobbin 11 as in the conventional example. It is configured.
[0026]
Moreover, as shown in FIG.5 (b), the primary winding 12 and the secondary winding 13 which comprise a DC-DC converter circuit are wound by winding part 9a, 10a of each core 9,10. .
[0027]
By the way, in the above-described resin molding, a force acts so as to contract the cores 9 and 10 of the transformer 6, and a gap between the winding portions 9a and 10a of the cores 9 and 10 of the transformer 6 (see FIG. (Not shown) and the resin flows into the spaces 14 and 15, the cores 9 and 10 expand and contract, and the L value of the transformer 6 changes.
[0028]
Therefore, in the present embodiment, a resin having a linear expansion coefficient close to that of the insulating substrate 2 is used as the sealing mold resin.
[0029]
In this case, the linear expansion coefficient of the preferred mold resin is 10~12 × 10 -6 · K -1.
[0030]
A resin having a linear expansion coefficient smaller than 10 × 10 −6 · K −1 is difficult to realize with the current technology. On the other hand, if the linear expansion coefficient of the mold resin is larger than 12 × 10 −6 · K −1 , There is a disadvantage that the effects of the invention cannot be sufficiently achieved.
[0031]
An example of such a resin is a low stress epoxy resin. In addition, it is good to use the high filling type resin which 80-90% of fillers (for example, silica etc.) contain in resin.
[0032]
Moreover, it is preferable that the glass transition temperature (Tg) of mold resin is 155-185 degreeC from the viewpoint on the storage temperature and manufacturing technology of a semiconductor component.
[0033]
The transformer 6 used in the present embodiment has a size of about 11 mm in length, about 11 mm in width, and about 4 mm in height, which is larger than the other electronic components 5. It may cause the flow to be hindered.
[0034]
Therefore, in the present embodiment, each corner portion 11a of the bobbin 11 is formed in a curved surface or a chamfered shape.
[0035]
In this case, the radius or chamfering size of the curved surface of each corner portion 11a is preferably 0.2 to 2 mm, and more preferably 0.5 to 1 mm.
[0036]
If the radius of the curved surface or the chamfered size of each corner portion 11a is smaller than 0.2 mm, the flow of the resin at the time of molding is likely to be inhibited, and the corner portion 11a may be a starting point and cause a mold crack. There is an inconvenience. On the other hand, if the radius of the curved surface or the chamfer size of each corner portion 11a is larger than 2 mm, there is an inconvenience that the miniaturization of the transformer is hindered.
[0037]
By the way, as shown in FIG. 5 (a), in the case of this type of transformer 6, the opposing surfaces of the winding portions 9a and 10a of the cores 9 and 10 are generally in contact with each other. When the transformer 6 having a simple structure is used, a gap is generated in the facing surfaces of the winding portions 9a and 10a of the cores 9 and 10 due to the expansion of the resin described above during resin sealing, and the L value changes greatly. It becomes impossible.
[0038]
Therefore, as shown in FIGS. 5B and 5C, in the present embodiment, a predetermined gap G is formed in advance between the opposing surfaces 90 and 100 of the winding portions 9a and 10a of the cores 9 and 10. Like to do.
[0039]
In the present embodiment, the mold resin is applied to the gaps G of the opposed surfaces 90 and 100 of the winding portions 9a and 10a of the cores 9 and 10 at the time of molding so that the gap amount does not change due to thermal stress or the like. Try to fill.
[0040]
Here, in order to minimize the change in the L value, the size of the gap G is preferably 0.1 to 1 mm, and more preferably 0.5 to 1 mm.
[0041]
According to the present embodiment having such a configuration, since the linear expansion coefficient of the mold resin constituting the package unit 3 is 12 × 10 −6 · K −1 or less, the mold resin in the resin sealing step Since the amount of expansion and contraction is small and fluctuations in the L value can be suppressed, the mold type converter 1 having stable characteristics can be obtained.
[0042]
Particularly in the present embodiment, since a predetermined gap G is provided between the winding portions 9a and 10a of the cores 9 and 10 of the transformer 6, a change in the distance between the magnetic cores is small during resin sealing. As a result, the fluctuation of the L value can be minimized, so that the molded converter 1 having more stable characteristics can be obtained.
[0043]
Furthermore, in this embodiment, since the corner portion 11a of the bobbin 11 of the transformer 6 is formed in a curved surface or a chamfered shape, in the vicinity of the corner portion 11a of the bobbin of the transformer 6 during resin sealing. Resin can be made to flow smoothly, thereby reducing molding defects.
[0044]
In addition, according to the present embodiment, the corner portion 11a of the bobbin 11 can be formed into a curved surface or a chamfered shape, thereby preventing mold cracks and enabling a thinner resin mold. Can be achieved.
[0045]
FIG. 6A is a front view showing an external configuration of a transformer according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a cross-sectional view showing an internal configuration of the transformer.
As shown in FIGS. 6A and 6B, in the present embodiment, a predetermined thermosetting resin 20 is provided between the winding portions 9a and 10a of the cores 9 and 10 of the transformer 6 and in the space portions 14 and 15. Thus, each member constituting the transformer 6 is fixed in advance.
[0046]
As the thermosetting resin 20 for fixing the transformer 6, it is preferable to use a thermosetting resin having a linear expansion coefficient of 10 to 12 × 10 −6 · K −1 for the same reason as the sealing mold resin.
[0047]
As such a thermosetting resin 20, for example, various resins can be used in addition to the low stress epoxy resin used in the above-described molding.
[0048]
According to the present embodiment having such a configuration, the thermosetting resin 20 is preliminarily filled in the narrow gap portion of the transformer 6 (for example, the gap G between the winding portions 9a and 10a of the cores 9 and 10). Therefore, it is possible to easily and reliably perform resin sealing without generating voids in the cores 9 and 10 during the resin sealing process, thereby providing the mold type converter 1 having more stable characteristics. can do.
[0049]
Further, according to the present embodiment, various resins different from the mold resin can be used as the resin filling the gap G and the space portions 14 and 15 of the winding portions 9a and 10a of the cores 9 and 10 of the transformer 6. Therefore, there is an advantage that the selection range of the transformer 6 can be expanded.
[0050]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made.
For example, in the above-described embodiment, the package portion is formed by transfer molding. However, the present invention is not limited to this, and for example, the package portion may be formed by injection molding.
[0051]
Further, the corner portion of the insulating substrate can be formed into a curved surface or a chamfered shape. In that case, the fluidity of the mold resin in the resin sealing step can be improved, and molding defects can be further reduced.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a small and thin mold type converter having stable characteristics and little variation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view showing a configuration of an embodiment of a mold type converter according to the present invention. FIG. 1B is a front sectional view showing an internal configuration of the embodiment. FIG. FIG. 2 is a bottom view showing the configuration. FIG. 2 is a plan view showing the insulating substrate fixed to the lead frame in the embodiment. FIG. 3 is a schematic configuration diagram for showing the dimensional relationship of the package portion in the embodiment. 4A is a front view showing the external configuration of the transformer in the present embodiment. FIG. 4B is a side view showing the external configuration of the transformer. FIG. 5A is a general transformer core configuration. Front view shown (b): Front view showing the configuration of the core of the transformer of the present embodiment (c): Enlarged view of the portion A indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 5 (b) FIG. 6 (a): Book The front view which shows the external appearance structure of the trans | transformer in other embodiment of invention. (B : Partial sectional view showing an internal structure of the transformer EXPLANATION OF REFERENCE NUMERALS
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... DC-DC converter 2 ... Insulation board 3 ... Package part 4, 5 ... Electronic component 6 ... Transformer 7 ... Lead frame 9, 10 ... Core (magnetic core)
11 ... Bobbin 12 ... Primary winding 13 ... Secondary winding 14, 15 ... Space 20 ... Thermosetting resin

Claims (6)

一方の面上に少なくともトランス搭載されるとともに他方の面に所定の電子部品搭載された絶縁基板と前記絶縁基板の一方の面上の少なくともトランスと前記絶縁基板の他方の面上の所定の電子部品を封止するパッケージ部を有するモールド型コンバータであって、
前記パッケージ部は、線膨張係数が10〜12×10-6・K-1 で、かつ、熱硬化性の低応力化エポキシ樹脂からなるモールド樹脂から構成され、
前記トランスは、一次巻線側及び二次巻線側の磁心の間に所定のギャップが設けられるとともに、少なくとも当該磁心のギャップの間に線膨張係数が10〜12×10 -6 ・K -1 の熱硬化性樹脂が充填されて当該トランスの構成部材が予め固着されているものであることを特徴とするモールド型コンバータ。
When at least transformer on one side is mounted an insulating substrate in which a predetermined electronic components are mounted on the surface of the other side to together, it said on one surface of the insulating substrate at least transformer and the other of said insulating substrate a predetermined electronic components on the surface a mold converter and a package portion for sealing,
The package part is composed of a mold resin having a linear expansion coefficient of 10 to 12 × 10 −6 · K −1 and made of a thermosetting low stress epoxy resin,
In the transformer, a predetermined gap is provided between the magnetic cores on the primary winding side and the secondary winding side, and a linear expansion coefficient is 10 to 12 × 10 −6 · K −1 at least between the gaps of the magnetic core. The mold type converter is characterized in that the thermosetting resin is filled and the components of the transformer are fixed in advance .
前記トランスは、少なくとも前記磁心間のギャップの空間に、前記パッケージ部を構成する前記モールド樹脂と異なる熱硬化性樹脂が充填されていることを特徴とする請求項1記載のモールド型コンバータ。2. The mold type converter according to claim 1, wherein the transformer is filled with a thermosetting resin different from the mold resin constituting the package portion in at least a gap space between the magnetic cores . 前記トランスは、少なくとも前記磁心間のギャップの空間に当該パッケージ部を構成する前記モールド樹脂が充填されていることを特徴とする請求項1記載のモールド型コンバータ。The transformer has at least claim 1 Symbol placement mold converter of the said molding resin constituting the package portion in the space of the gap between the magnetic core, characterized in that it is filled. 前記絶縁基板は、線膨張係数が7〜12×10 -6 ・K -1 であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のモールド型コンバータ。 The insulating substrate is claims 1 to 3 any one mold converter according to, characterized in that the linear expansion coefficient of 7~12 × 10 -6 · K -1. 前記トランスのボビンの角部分が曲面又は面取り形状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のモールド型コンバータ。The mold type converter according to any one of claims 1 to 4, wherein a corner portion of the bobbin of the transformer is formed in a curved surface or a chamfered shape. 一方の面上に少なくともトランスが搭載されるとともに他方の面上に所定の電子部品が搭載された絶縁基板に対し、前記絶縁基板の一方の面上の少なくともトランスと前記絶縁基板の他方の面上の所定の電子部品をモールド樹脂によって封止してパッケージ部を形成する工程を有するモールド型コンバータの製造方法であって、On at least a transformer on one surface of the insulating substrate and on the other surface of the insulating substrate with respect to an insulating substrate on which at least a transformer is mounted on one surface and a predetermined electronic component is mounted on the other surface A method for manufacturing a mold type converter comprising a step of sealing a predetermined electronic component with a mold resin to form a package part,
前記パッケージ部のモールド樹脂として、線膨張係数が10〜12×10As the mold resin of the package part, the linear expansion coefficient is 10 to 12 × 10 -6-6 ・K・ K -1-1 で、かつ、熱硬化性の低応力化エポキシ樹脂からなるものを用い、And using a thermosetting low stress epoxy resin,
前記トランスとして、一次巻線側及び二次巻線側の磁心の間に所定のギャップが設けられるとともに、少なくとも当該磁心のギャップの間に線膨張係数が10〜12×10As the transformer, a predetermined gap is provided between the magnetic cores on the primary winding side and the secondary winding side, and a linear expansion coefficient is 10 to 12 × 10 at least between the gaps of the magnetic core. -6-6 ・K・ K -1-1 の熱硬化性樹脂が充填されて当該トランスの構成部材が予め固着されているものを用いることを特徴とするモールド型コンバータの製造方法。A method of manufacturing a mold converter, characterized in that the transformer is filled with a thermosetting resin and the components of the transformer are fixed in advance.
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