JP2001168545A - 電子装置及び電子装置のシール方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板、筐体及び蓋を備える電子装置
において、製造コストを低減し、プリント基板上の素子
の配置を自由にし、雰囲気温度の上昇を防ぐ。 【解決手段】 ＥＣＵ１０のケース１２はプラスチック
製の筐体１と金属製の蓋３からなり、その内部にプリン
ト基板２が収容される。筐体１と蓋３との防水シールと
なる充填材６は、液状のものを注入してから加熱、固化
させたものである。また、充填材６はプリント基板２と
蓋３との間にも充填されている。筐体１と蓋３とを充填
材６で接着したので、寸法公差を厳しくする必要がなく
製造コストを低減できる。素子によって発生した熱は、
プリント基板２〜充填材６〜蓋３の経路で外気に放出さ
れるので、特定の素子の位置が限定されることもない。
プリント基板２全体から放熱されるから、全ての発熱素
子による熱を放出でき、ケース１２内の雰囲気温度の上
昇を効率よく防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板とこ
れを収容するケースとからなる電子装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板とこれを収容するケースと
からなる電子装置が知られており、例えば自動車の電子
制御装置（ＥＣＵ）がある。この自動車用ＥＣＵには高
度の防水性が要求されるので、ケースは完全密閉型とさ
れている。

【０００３】ところが、ケースを完全密閉型とすると、
プリント基板上の素子（例えばパワートランジスタ）に
よる熱をいかにして外部に放熱するかという問題が生じ
る。完全密閉型のケースを有する電子装置において、放
熱効率を向上させるために、プリント基板上のパワート
ランジスタに放熱シートを取り付け、ねじを介して放熱
シートを放熱シャーシ（蓋）に固定したものがある（特
開平９−２７６８９号公報）。この構成であると、パワ
ートランジスタの熱が放熱シートから素早く放熱シャー
シに伝導され、その熱を放熱シャーシから効率よく外気
に逃がすことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平９
−２７６８９号公報に記載の技術では、放熱シートをパ
ワートランジスタに密着させる方法で熱を逃がしてやる
ので、放熱シート及び放熱シャーシを含めた寸法公差は
厳しく要求される。このため、製造コストが上昇すると
いう問題が発生した。

【０００５】また、放熱シートの大きさはある程度制約
されるため、プリント基板上のパワートランジスタの位
置が限定されてしまうという問題もあった。さらに、パ
ワートランジスタの放熱性しか考慮していないため、他
の発熱素子の要因によるケース内の雰囲気温度の上昇を
防ぐことができない、という問題もあった。

【０００６】本発明は、これらの問題を解決することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記課
題を解決するための請求項１記載の電子装置は、プリン
ト基板と、筐体と蓋とからなり前記プリント基板を収容
するケースとを備える電子装置において、前記蓋を金属
製とし、前記筐体と蓋との間にそれらの隙間を防水シー
ルする充填材を配したので、筐体と蓋との寸法公差は厳
しくない。よって、製造コストを低減できる。

【０００８】プリント基板上の素子によって発生した熱
は、プリント基板から金属製の蓋に伝わり、蓋から外気
に放出される。蓋が金属製であるから熱伝導率がよく、
放熱効率もよい。プリント基板から蓋に熱を伝えて、蓋
から放熱するので、特定の素子（例えばパワートランジ
スタ）の位置が限定されることもない。

【０００９】また、プリント基板全体から放熱されるか
ら、パワートランジスタばかりでなく、他の発熱素子に
よる熱も放出でき、ケース内の雰囲気温度の上昇を効率
よく防ぐことができる。この電子装置において、請求項
２記載のように、充填材をプリント基板と蓋との間にも
充填すると、プリント基板から蓋への熱伝導が一層良好
となり、放熱効率を一層向上できる。

【００１０】充填材は、筐体と蓋との隙間を防水シール
できるなら、材質等に制限はない。また、防水シールで
きるなら充填の状態等には制限はないが、請求項３記載
のように、充填材が流動状態で充填された後に固化した
ものであると、流動状態にあるときに、筐体と蓋との
間、さらにはプリント基板と蓋との間にも良好に進入す
るから、シール性はきわめて良好であり、またプリント
基板と蓋との間の熱伝導の経路も良好になる。すなわ
ち、請求項１または２による効果を向上させる。

【００１１】蓋を金属製にすると、従来は蓋に設けられ
ていた呼吸穴（単なる穴ではなくて、通気性ではあるが
通水性ではないフィルタが装着される）を設けるのが困
難になる。そこで、請求項４記載の電子装置は、前記筐
体側に呼吸穴を備えた構成としている。筐体は、従来と
同様にプラスチック製のままでよいので、これに呼吸用
の穴とフィルタの保持部を設けるのは困難ではない。

【００１２】請求項５記載の電子装置のシール方法は、
プリント基板と、筐体と蓋とからなり前記プリント基板
を収容するケースとを備える電子装置の前記筐体と蓋と
を接合するに当たって、流動状態の充填材を前記筐体と
蓋との間に充填した後に、これを固化させ、該固化した
充填材により前記筐体と蓋とを接着するので、請求項１
〜４に記載の電子部品を容易に組み立てできる。組立作
業に要する工数も低減できる。また、従来は筐体と蓋と
を液密に接合するために必要であったパッキンも不要と
なるので、この分の部品点数が削減され、パッキンの装
着という比較的精密な作業も不要となるから製造工程は
単純化され、工数も低減される。さらに、筐体と蓋とを
連結する部品（例えばビス）は必要としないので部品点
数も削減できる。要するに、部品点数を削減でき、製造
工程を単純化でき、製造工数も低減できる。

【００１３】ところで、請求項４記載のように筐体側に
呼吸穴を備える場合、呼吸穴とフィルタを保持する部分
を筐体とは別のパーツ（呼吸穴パーツ）とし、筐体に
は、呼吸穴パーツを装着するための取付穴を設ける構成
とすることもできる。このように構成すれば、まず呼吸
穴パーツを取り付けない状態で、筐体にプリント基板を
収容し、その筐体と蓋とを組み合わせ、取付穴から流動
状態の充填材を注入する、という製造手順を採用でき
る。これによれば、ケースの内側にて充填材を注入する
ので、例えばプリント基板と蓋の間のような狭い空間に
も確実に充填材を注入できる。そして、充填材が固化し
てから呼吸穴パーツを取り付ければよい。つまり、この
構造は、請求項５の方法を実施する際にきわめて有利で
ある。

【００１４】なお、請求項３記載の構成を採用する場
合、すなわち請求項５記載のシール方法を用いる場合、
充填材には、流動状態と固化した状態との２つの状態を
とりうる性質が要求される。このような材料としては、
常温では液状で温度を高めると固化し、一旦固化したな
ら低温にしても液状にならない性質のエポキシ樹脂やウ
レタン樹脂が例示される。また、これとは逆に高温時は
液状で常温で固化する性質の材料を用いてもよい。

【００１５】ただし、常温で液状の材料を固化させるた
めに高温とする場合、あるいは常温では固化している材
料を流動化させるために高温にする場合、いずれの場合
もプリント基板上の素子等に悪い影響が及ぼされない温
度範囲（例えば８０℃以下）とする必要がある。前述の
エポキシ樹脂やウレタン樹脂はこの条件に合致するし、
また特殊なものでもなく簡単に入手できるので好ましい
材料である。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面を参
照して説明することにより発明の実施の形態を説明す
る。

【００１７】

【実施例】図１及び図２に示すように、電子装置に該当
する自動車の電子制御装置（以下、ＥＣＵという。）１
０は、ケース１２を構成するプラスチック製の筐体１及
び金属製の蓋３を備え、ケース１２の内部にはプリント
基板２が収容される。

【００１８】プリント基板２にはワンチップマイコン、
パワートランジスタ、抵抗、コンデンサ等の素子が実装
されている。また、プリント基板２には、ＥＣＵ１０と
外部の配線（図示は省略）とを接続するためのコネクタ
５が取り付けられている。このコネクタ５は、筐体１に
設けられたコネクタ用の窓１ａにはめ込まれており、窓
１ａから露出している部分に外部の配線が接続される。
なお、コネクタ５と窓１ａの接触部分は液密にシールさ
れている。

【００１９】また、筐体１には呼吸穴パーツ４を装着す
るための取付穴１ｂが設けられている。この取付穴１ｂ
の周囲にはパッキン溝が設けられており、そこにリング
パッキン１ｃが挿入されている。呼吸穴パーツ４はプラ
スチック製で、円盤部４ａと脚部４ｂとからなってい
る。円盤部４ａにはこれを貫通する呼吸穴４ｃが設けら
れ、その内面側には、空気は通過させるが水は通過させ
ない性質のフィルタ４ｄが呼吸穴４ｃを塞ぐようにして
取り付けられている。脚部４ｂは円盤部４ａとの接続部
分を支点として弾性変形可能であり、先端部には係止爪
４ｅが設けられている。

【００２０】ＥＣＵ１０を組み立てるには、まずプリン
ト基板２を筐体１に入れ、窓１ａにコネクタ５をはめ込
んだ状態で、プリント基板２を筐体１に保持させる。プ
リント基板２を筐体１に固定する手法は公知のものを採
用すればよい。なお、プリント基板２の外周と筐体１の
内面との間には適宜の隙間が確保される。また、リング
パッキン１ｃ及び呼吸穴パーツ４はいまだ筐体１に取り
付けられてはいない。

【００２１】次に、その筐体１に蓋３をかぶせる。図１
に示すのはこの状態である。次に、取付穴１ｂから充填
材注入器（図示は省略）を挿入し、常温で液状の充填材
（本実施例ではエポキシ樹脂）６をプリント基板２の上
面側に注入する。すると、液状の充填材６はプリント基
板２上を流動し、プリント基板２の外周と筐体１の内面
１ｄとの隙間からプリント基板２の裏面側すなわちプリ
ント基板２と蓋３との間に流れ込み、さらには蓋３の周
壁３ａと筐体１の外面１ｅとの隙間にも流れ込む。ま
た、この筐体１の内部からの注入とは別に、蓋３の周壁
３ａと筐体１の外面１ｅとの隙間に充填材６を流し込ん
でもよい。

【００２２】充填材６が蓋３の内側に十分に行き渡った
なら、ＥＣＵ１０を例えば加熱槽に入れて加熱して充填
材６を固化させる。このとき、呼吸穴パーツ４は未装着
の方がよい。そして、ＥＣＵ１０が冷めてから、筐体１
にリングパッキン１ｃを装着後、呼吸穴パーツ４の脚部
４ｂを取付穴１ｂに押し込む。すると、まず係止爪４ｅ
が取付穴１ｂの内面に接触して脚部４ｂが内側に弾性変
形する。さらに押し込むと係止爪４ｅが取付穴１ｂを通
過して筐体１の内側に達し、脚部４ｂは弾性復帰する。
これにより係止爪４ｅが取付穴１ｂの周部分に係止さ
れ、呼吸穴パーツ４が筐体１に固定される。この際、円
盤部４ａの裏面が筐体１の外面１ｅに密接する寸法設定
であるので、円盤部４ａがリングパッキン１ｃに強く接
触する。これにより、呼吸穴パーツ４と筐体１との接触
部の液密が確保される。

【００２３】この呼吸穴パーツ４の取付にてＥＣＵ１０
が完成する。このＥＣＵ１０は、蓋３を金属製とし、筐
体１と蓋３との間にそれらの隙間を防水シールする充填
材６を配したので、筐体１と蓋３との寸法公差（例えば
筐体１の外面１ｅと蓋３の周壁３ａとのクリアランス）
を厳しくする必要がない。よって、製造コストを低減で
きる。

【００２４】プリント基板２上の素子によって発生した
熱は、プリント基板２から充填材６を介して金属製の蓋
３に伝わり、蓋３から外気に放出される。蓋３が金属製
であるから熱伝導率がよく、放熱効率もよい。プリント
基板２から蓋３に熱を伝えて、蓋３から放熱するので、
特定の素子（例えばパワートランジスタ）の位置が限定
されることもない。

【００２５】また、プリント基板２全体から放熱される
から、パワートランジスタばかりでなく、他の発熱素子
による熱も放出でき、ケース１２内の雰囲気温度の上昇
を効率よく防ぐことができる。充填材６は流動状態で充
填された後に固化させられるので、流動状態にあるとき
に、筐体１と蓋３との間やプリント基板２と筐体１及び
蓋３との間に良好に進入するから、シール性はきわめて
良好であり、またプリント基板２と蓋３との間の熱伝導
の経路も良好になる。

【００２６】金属製の蓋３に呼吸穴を設けるのは困難で
あるが、呼吸穴４ｃとフィルタ４ｄを有する呼吸穴パー
ツ４を筐体１の取付穴１ｂに装着する構造としたので、
呼吸穴を設けるための困難性が解消されている。また、
呼吸穴パーツ４を筐体１とは別体にして、筐体１に取付
穴１ｂを設けたので、その取付穴１ｂを充填材６の注入
口として使用できる。これによりケース１２の内側にて
充填材６を注入するので、例えばプリント基板２と筐体
１や蓋３との間のような狭い空間にも確実に充填材６を
注入できる。

【００２７】しかも、ＥＣＵ１０の液密シールは、流動
状態の充填材６を筐体１と蓋３との間に充填してから固
化させ、その固化した充填材６により筐体１と蓋３とを
接着するので、ＥＣＵ１０を容易に組み立てできる。ま
た組立作業に要する工数も低減できる。また、従来は筐
体１と蓋３とを液密に接合するために必要であったパッ
キンも不要となるので、この分の部品点数が削減され、
パッキンの装着という比較的精密な作業も不要となるか
ら製造工程は単純化され、工数も低減される。さらに、
筐体１と蓋３とを連結する部品（例えばビス）は必要と
しないので部品点数も削減できる。要するに、部品点数
を削減でき、製造工程を単純化でき、製造工数も低減で
きる。

【００２８】以上、実施例に従って、本発明の実施の形
態について説明したが、本発明はこのような実施例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
でさまざまに実施できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のＥＣＵの組立途中（充填材の注入
前）の説明図である。

【図２】 実施例のＥＣＵの完成状態の説明図である。

【符号の説明】

１…筐体、２…プリント基板、３…蓋、４…呼吸穴パー
ツ、４ｃ…呼吸穴、５…コネクタ、６…充填材、１０…
電子制御装置（電子装置）、１２…ケース。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E360 AB33 BA08 BC20 BD02 CA07 EA03 ED07 GA24 GA29 GB99 GC02 5E322 AA03 EA03 EA10 FA05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板と、筐体と蓋とからなり前
   記プリント基板を収容するケースとを備える電子装置に
   おいて、 前記蓋を金属製とし、 前記筐体と蓋との間にそれらの隙間を防水シールする充
   填材を配したことを特徴とする電子装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子装置において、 前記充填材は前記プリント基板と前記蓋との間にも充填
   されていることを特徴とする電子装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の電子装置におい
   て、 前記充填材は、流動状態で充填された後に固化したもの
   であることを特徴とする電子装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか記載の電子
   装置において、 前記筐体側に呼吸穴を備えたことを特徴とする電子装
   置。
5. 【請求項５】 プリント基板と、筐体と蓋とからなり前
   記プリント基板を収容するケースとを備える電子装置の
   前記筐体と蓋とを接合するに当たって、 流動状態の充填材を前記筐体と蓋との間に充填した後
   に、これを固化させ、該固化した充填材により前記筐体
   と蓋とを接着することを特徴とする電子装置のシール方
   法。