JP2002134929A - 電子回路基板とこれを内蔵した電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性の高い防水構造を短いリードタイムで
実現できる電子回路基板とこれを内蔵した電子機器を提
供する。 【解決手段】 プリント基板２の部品実装面２ａをカバ
ー１ａで覆った電子回路基板１１を、部品実装面２ａ，
２ｂが据付状態における上下方向［矢印Ｃ方向］と交差
する方向に向くよう実装する。部品実装面２ａと対向す
る天面側のカバー１ａの内壁面βに、カバー１ａの内壁
βに付着した結露１２を部品実装面２ａ，２ｂの部品実
装領域Ｂの外周部へ流下させる傾斜面１５ａを形成す
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、温度変化が激しい
環境下や高湿度な環境下で用いられる電子回路基板とこ
れを内蔵した電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子機器の多くは厳しい環境
下で使用されているが、いずれの環境下においても高い
信頼性、安全性が必要である。

【０００３】電子機器には、一般的に、配線パターンが
形成され電子部品が実装されたプリント基板が内蔵され
ているため、電子機器の信頼性や安全性を確保するに
は、プリント基板を温度や湿度などのさまざまな外部要
因から保護する必要がある。

【０００４】電子部品を実装したプリント基板を湿気よ
り保護するために、プリント基板が収納される筐体の嵌
合部をゴム等で形成されたパッキンやシリコングリース
等によって液密を確保する方法や、プリント基板の全体
またはその一部を樹脂で覆って防湿性を確保する方法な
どがとられている。

【０００５】ここでは、後者の基板表面に形成された樹
脂層によって防湿性を確保する方法について、図６を用
いて説明する。なお、樹脂層の形成には、注型あるいは
浸漬塗布の方法が一般的に用いられるが、ここでは注型
によって樹脂層を形成するものとする。

【０００６】図６（ａ）に示すように、プリント基板２
には、表面実装部品３や挿入部品４が実装され、半田付
けされている。４ａは挿入部品の中の発熱部品、５は半
田接合部である。

【０００７】電子部品３，４が半田付けされた後のプリ
ント基板２は吸湿しているため、オーブン等で加熱乾燥
され、内部にプリント基板２を支持するとともにその高
さや位置を決める突起部９が形成された注型用のゴム型
８に設置される。また、後工程でゴム型８の離型が容易
なように、ゴム型８の表面にはシリコン等の離型剤が塗
布される。

【０００８】次いで、図６（ｂ）に示すように、ゴム型
８の内部に充填剤１０が注入される。充填剤１０には、
耐湿性や絶縁性に優れるとともに、硬化時や熱変化によ
って電子部品３，４や半田接合部５さらにプリント基板
２に与えるストレスが小さい方が好ましいため、ポリブ
タジエン系ポリウレタン等が用いられる。充填剤１０は
プリント基板２と電子部品３，４を完全に覆う形で充填
することが好ましいが、大型部品や発熱部品４ａはパッ
ケージの一部を露出させておくこともある。

【０００９】充填剤１０が充填されると、充填剤１０の
硬化が行われる。充填剤１０の効果は、プリント基板２
に実装された電子部品３，４の耐熱温度にもよるが、８
０℃程度で１時間〜数時間硬化させるのが一般的であ
る。

【００１０】最後に、図６（ｃ）に示すようにゴム型８
を離型すると、防水仕様のプリント基板２が得られる。
ただし、注型用の型を樹脂で形成して、注型後に離型せ
ず、使用した型を防水構造の一部として用いる場合もあ
り、その場合はこの工程は不要となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成されたプリント基板２では、防湿構造を用い
た場合、硬化後の充填剤１０が半田接合部５や電子部品
３，４のパッケージに密着して、充填剤１０の熱変化に
よるストレスにより電子部品３，４の半田接合部５に半
田クラックが発生しやすくなる。

【００１２】また、大型部品や発熱部品４ａを完全に覆
わなかった場合、その部品と充填剤１０の界面より水分
が浸入し、耐湿性能が低下する場合がある。また、注型
用の型８を離型する方法を用いた場合、注型時にプリン
ト基板２を保持している突起部９とプリント基板２の接
点には充填剤１０が充填されず、離型後には穴９ａが形
成されるため、プリント基板２と充填剤１０の界面より
水分が浸入して、耐湿性能が低下するという問題が発生
する。

【００１３】また、充填剤１０の硬化時には、充填剤１
０の収縮によるストレスの発生を低減するためにその硬
化には数時間の時間を必要とすることから、リードタイ
ムが長くなる。

【００１４】また、硬化後の樹脂は、その除去が困難で
あるため、プリント基板２のリサイクルやリペアが困難
になる。また、プリント基板２のサイズにもよるが、充
填剤１０の材料費は一枚のプリント基板２に対し数百円
以上が必要となり、コスト高となる。

【００１５】本発明は前記問題点を解決し、信頼性の高
い防水構造を短いリードタイムで実現できる電子回路基
板とこれを内蔵した電子機器を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の電子機器は、内
蔵された電子回路基板の部品実装面を覆うカバーの内壁
面に、前記カバーの内壁面に付着した結露を部品実装領
域の外周部もしくは部品実装領域から遠ざかる方向へ流
下させる傾斜面を形成したことを特徴とする。

【００１７】この本発明によると、信頼性の高い防水構
造を短いリードタイムで実現できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の電子回路
基板は、プリント基板の少なくとも一方の部品実装面を
カバーで覆った電子回路基板であって、前記カバーの内
壁面に、前記カバーの内壁に付着した結露を前記部品実
装面の部品実装領域の外周部もしくは前記部品実装面か
ら遠ざかる方向へ流下させる傾斜面を形成したことを特
徴とする。

【００１９】本発明の請求項２記載の電子回路基板は、
請求項１において、前記カバーの内壁と前記プリント基
板の部品実装面との間に空間部を設けたことを特徴とす
る。本発明の請求項３記載の電子機器は、プリント基板
の少なくとも一方の部品実装面をカバーで覆った電子回
路基板を内蔵し、前記部品実装面が据付状態における上
下方向と交差する方向に向くようプリント基板を実装し
た電子機器であって、プリント基板の上側の部品実装面
と対向する天面側の前記カバーの内壁面に、前記カバー
の内壁に付着した結露を前記部品実装面の部品実装領域
の外周部へ流下させる傾斜面を形成したことを特徴とす
る。

【００２０】本発明の請求項４記載の電子機器は、プリ
ント基板の少なくとも一方の部品実装面をカバーで覆っ
た電子回路基板を内蔵し、前記部品実装面が据付状態に
おける上下方向と並行に向くようプリント基板を実装し
た電子機器であって、前記カバーの天面となる内壁面
に、前記カバーの内壁に付着した結露を前記部品実装面
から遠ざかる方向へ流下させる傾斜面を形成したことを
特徴とする。

【００２１】以下、本発明の各実施の形態を具体例に基
づき図１〜図５を用いて説明する。なお、上記従来例を
示す図６と同様の構成をなすものには、同一の符号を付
けて説明する。

【００２２】（実施の形態１）図１〜図４は、本発明の
（実施の形態１）を示す。この実施の形態では、電気回
路の動作による発熱や外気との温度差により結露１２が
発生してもプリント基板２に実装された電子部品３，４
や半田接合部５の信頼性を損なわないように、電子回路
基板１１に特殊な構成のカバー１ａを設けた点で上記従
来例とは異なる。

【００２３】図１に示す電子機器１３ａには、図２に示
す電子回路基板１１が、プリント基板２の部品実装面２
ａが機器本体の据付状態における上下方向［矢印Ｃ方
向］と交差する方向に向くよう実装されている。

【００２４】詳細には、表面実装部品３や挿入部品４な
どの電子部品３，４が実装されたプリント基板２に、部
品実装面２ａを覆うカバー１ａが取り付けられて電子回
路基板１１が構成されている。４ａは挿入部品４のうち
の発熱部品である。

【００２５】この実施の形態に特有の構成であるカバー
１ａには、カバー１ａの内壁βに付着した結露１２を部
品実装面２ａの部品実装領域Ｂの外周部へ流下させるよ
う傾斜面１５ａが形成されている。

【００２６】カバー１ａの内壁βとプリント基板２の部
品実装面２ａとの間には、電子部品３，４の半田接合部
５に与えるストレスを低減するために、カバー１ａの内
壁βと電子部品３，４とが当接しないように空間部αが
形成されている。

【００２７】カバー１ａの外周部には、プリント基板２
の外周部と嵌合する折曲部６ａが形成されており、カバ
ー１ａのプリント基板２への取付けはこの折曲部６ａを
プリント基板２の外周部へ嵌合させるだけで良いため、
プリント基板２の着脱やリペアが容易となり、さらにリ
サイクル性の良いものが得られる。

【００２８】このようなカバー１ａは、耐水性を有する
樹脂を用いて金型成形などを行なうと、短いリードタイ
ムで容易に形成できる。例えば、耐水性や絶縁性、難燃
性、耐熱性に優れ、樹脂の中では比較的加工が容易で低
コストであるシート状のポリカーボネート（以下、「Ｐ
Ｃ」と称す）を用いて、簡易な金型での成形が可能な真
空成形を行なうことで、カバー１ａを作成できる。

【００２９】具体的には、厚さ０．５ｍｍのシート状の
ＰＣを用いた場合には、カバー１ａの形状を、プリント
基板２に嵌合させた後に電子部品３，４とカバー１ａと
の間隙が５ｍｍ以上確保できる形状とし、カバー１ａの
端部には約５ｍｍの折返部６ａを設けて、プリント基板
２の外周部と嵌合するように構成する。さらに、カバー
１ａの内壁面βに形成された傾斜面１５ａの水平面に対
する傾斜角度θを約５°として、この傾斜面１５ａの表
面にテフロン（登録商標）の散布を行って防水加工を施
すと、より良好な防水効果が得られる。

【００３０】上記のようにして作成されたカバー１ａを
プリント基板２の端部に嵌合させると、防水仕様の電子
回路基板１１が得られる。この電子回路基板１１は、カ
バー１ａの内壁面βに形成された傾斜面１５ａが天面側
となるように、すなわち、プリント基板２の部品実装面
２ａ，２ｂが機器本体の据付状態における上下方向［矢
印Ｃ方向］と交差する方向に向くように、本体側のシャ
ーシ１４に形成された支持部１６にて挟持される。

【００３１】このように構成された電子機器１１は、例
えば、電気回路の動作による発熱部品４ａの発熱や外気
との温度差や湿度により結露１２が発生したとしても、
結露１２はカバー１ａの天面側の傾斜面１５ａを伝わっ
て矢印Ａ方向へと流れ、部品実装面２ａの部品実装領域
Ｂの外周部へと流下して、部品実装領域Ｂには落下しな
いため、プリント基板２に実装された電子部品３，４や
半田接合部５の信頼性を向上でき、信頼性の高い防水構
造を実現できる。

【００３２】また、カバー１ａの内壁βと部品実装面２
ａとの間には空間部αが形成されているため、部品実装
面２ａの部品実装領域Ｂの外周部へ流下した結露１２
は、カバー１ａの内壁βに付着することなく気化した
り、あるいはプリント基板２とカバー１ａの折り曲げ部
６ａとの嵌合部の隙間から外部へ排出される。

【００３３】また、部品実装面２ａの全面をカバー１ａ
で覆うことができ、湿気の浸入できる界面が存在しない
ため、耐湿性能を長期間確保できる。また、樹脂カバー
１ａの形成は充填剤１０の硬化時間に比べて短時間であ
るため、リードタイムの短縮化が図れる。

【００３４】また、ＰＣなどの汎用樹脂のシート剤は、
充填剤１０に比べて安価であり、低コスト化を実現でき
る。更に、樹脂カバー１ａは脱着が容易であり、リペア
性やリサイクル性の良いものが得られる。

【００３５】従って、この実施の形態における電子機器
１３ａは、例えば、エアコンの室内機や室外機のように
温度差が大きく、また湿度の高い環境下で使用されるよ
うな電子機器１１として特に好適に使用できる。

【００３６】なお、上記説明では、天面側のカバー１ａ
の傾斜を一端から他端へ向かうように形成して傾斜面１
５ａを形成した電気機器１３ａを例に挙げて説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、図３に示
すように、天面側のカバー１ａの中央部から外周部に向
かって裾拡がりとなる傾斜面１５ｂが形成された電子機
器１３ｂとしてもよい。

【００３７】また、上記説明では、カバー１ａをプリン
ト基板Ｐの部品実装面２ａ，２ｂの片面だけを覆って防
水構造としたが、図４に示すように、部品実装面２ａ，
２ｂの両面を覆うようにカバー１ａ，１ｂを設けても同
様の効果が得られる。その場合、カバー１ｂの内壁面
は、部品実装面２ｂに対して並行でもよく、あるいはカ
バー１ａのようにその内壁に傾斜面を形成してもよい。
６ｂは、カバー１ｂに形成された折曲部である。

【００３８】さらに、上記のように構成されたカバー１
ａの内壁面βだけでなく外壁面にも傾斜を設けると、カ
バー１ａの外側表面に付着した水分を、効果的に除去で
きる。

【００３９】（実施の形態２）図５は、本発明の（実施
の形態２）を示す。この（実施の形態２）では、機器本
体の据付状態における上下方向と部品実装面２ａ，２ｂ
とが並行に向くようプリント基板２を実装した点で上記
実施の形態とは異なる。

【００４０】すなわち、プリント基板２は、部品実装面
２ａが機器本体の据付状態における上下方向［矢印Ｃ方
向］と並行に向くように実装されており、部品実装面２
ａを覆うように取付けられたカバー１ｃには、天面側の
内壁面βに付着した結露１２を部品実装面２ａから遠ざ
かる方向［矢印Ｄ方向］へ流下させる傾斜面１５ｃが形
成されている。

【００４１】このような構成によっても、上記と同様の
効果が得られ、短いリードタイムで信頼性の高い防水構
造の電子機器が実現できる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明の電子機器による
と、プリント基板の少なくとも一方の部品実装面をカバ
ーで覆った電子回路基板を内蔵し、前記部品実装面が据
付状態における上下方向と交差する方向に向くようプリ
ント基板を実装した電子機器であって、プリント基板の
上側の部品実装面と対向する天面側の前記カバーの内壁
面に、前記カバーの内壁に付着した結露を前記部品実装
面の部品実装領域の外周部へ流下させる傾斜面を形成す
ることで、この傾斜面により結露は部品実装面の部品実
装領域の外周部へ流下して部品実装領域には落下しない
ため、プリント基板に実装された電子部品や半田接合部
の信頼性が向上するとともに、信頼性の高い防水構造の
電子機器が、短いリードタイムで実現できる。

【００４３】また、部品実装面が据付状態における上下
方向と並行に向くようプリント基板を実装した場合に
は、カバーの天面となる内壁面に、前記カバーの内壁に
付着した結露を前記部品実装面から遠ざかる方向へ流下
させる傾斜面を形成することで、上記と同様の効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の（実施の形態１）における電子回路基
板が据え付けられた電子機器の要部を説明する拡大断面
図

【図２】図１の電子回路基板の平面図

【図３】図１とは別のカバーを有する電子回路基板が据
え付けられた電子機器の要部を説明する拡大断面図

【図４】図１の電子回路基板にさらに別のカバーを設け
た例を説明する電子機器の要部を説明する拡大断面図

【図５】本発明の（実施の形態２）における電子回路基
板が据え付けられた電子機器の要部を説明する拡大断面
図

【図６】従来の防水仕様の電子回路基板の製造工程を説
明する工程図

【符号の説明】

１ａ〜１ｃ カバー ２ プリント基板 ６ａ，６ｂ 折曲部 １１ 電子回路基板 １２ 結露 １３ 電子機器 α 空間部 Ｂ 部品実装領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 義雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E360 CA01 ED03 EE02 EE13 GA29 GA47 GA53 GB97 GC08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント基板の少なくとも一方の部品実装
   面をカバーで覆った電子回路基板であって、 前記カバーの内壁面に、前記カバーの内壁に付着した結
   露を前記部品実装面の部品実装領域の外周部もしくは前
   記部品実装面から遠ざける方向へ流下させる傾斜面を形
   成した電子回路基板。
2. 【請求項２】前記カバーの内壁と前記プリント基板の部
   品実装面との間に空間部を設けた請求項１記載の電子回
   路基板。
3. 【請求項３】プリント基板の少なくとも一方の部品実装
   面をカバーで覆った電子回路基板を内蔵し、前記部品実
   装面が据付状態における上下方向と交差する方向に向く
   ようプリント基板を実装した電子機器であって、 プリント基板の上側の部品実装面と対向する天面側の前
   記カバーの内壁面に、前記カバーの内壁に付着した結露
   を前記部品実装面の部品実装領域の外周部へ流下させる
   傾斜面を形成した電子機器。
4. 【請求項４】プリント基板の少なくとも一方の部品実装
   面をカバーで覆った電子回路基板を内蔵し、前記部品実
   装面が据付状態における上下方向と並行に向くようプリ
   ント基板を実装した電子機器であって、 前記カバーの天面となる内壁面に、前記カバーの内壁に
   付着した結露を前記部品実装面から遠ざかる方向へ流下
   させる傾斜面を形成した電子機器。