JP2004031417A - Water-proof method for power-circuit unit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バスバーや半導体素子を含み、絶縁層を介して放熱部材上に配設される電力回路部の防水方法に関し、例えば共通の車載電源から複数の電子ユニットに配電を行うための電力回路部の防水方法に関する。
【0002】
【従来の技術とその課題】
従来、共通の車載電源から各電子ユニットに電力を分配する手段として、複数枚のバスバー基板を積層することにより電力回路部を構成し、これにヒューズやリレースイッチが組み込まれた電気接続箱が知られている。
【0003】
このような電気接続箱は、上記電力回路部をロアケースとアッパーケースとにより構成されるケース内部に収納し、短絡等防止の観点からロアケースとアッパーケースとを水密状に嵌合してケース内部の防水が図られているのが一般的である。
【0004】
ところで、近年、かかる電気接続箱の小型化や高速スイッチング制御を実現すべく、前記リレーに代えてFET等の半導体スイッチング素子を入力端子と出力端子との間に介在させたパワーモジュールが開発されるに至っており、かかるパワーモジュールにおいては半導体素子から発せられる熱を冷却する観点から放熱部材の回路配設面上に絶縁層を介して電力回路部が配設されて構成されているものも提案されている(例えば、特開平11−204700号公報)。
【0005】
このようなパワーモジュールにおいても、短絡等を防止する必要があるのは上記従来の電気接続箱と同様であり、従ってその回路部の防水性が要請されるところ、いまだこのような防水の具体的手法についての開示がなされていない。
【0006】
ここで、上記従来の電気接続箱と同様に、ロアケースとアッパーケースとから構成されるケース内部にパワーモジュールを収納し、このケースによりパワーモジュールの防水を図ることもできるが、上記放熱部材が設けられているパワーモジュールを全体的にケース内部に収納した場合には、十分に放熱することができず、半導体素子の性能および信頼性を高水準のまま維持することができない虞がある。
【0007】
しかも、パワーモジュールを上記ケース内に収納した場合には、パワーモジュールの小型化という要請に反することにもなる。
【0008】
本発明は、簡単な方法で有効な防水を図ることができ、しかも電力回路部の性能を維持させつつ、パワーモジュールの小型化の要請を満足させることができる電力回路部の防水方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、放熱部材の回路配設面上に設けられた電力回路部の防水方法であって、上記放熱部材の回路配設面に重ね合わせるための重合面を有し、この重合面に上記電力回路部を取り囲み得る囲繞溝が形成されたケースを製造するケース製造工程と、上記囲繞溝に接着剤を充填する接着剤充填工程と、その接着剤が充填された重合面に上記放熱部材の回路配設面を重ね合わせ、上記接着剤によりケースと放熱部材との間をシールするシール部材を形成するシール形成工程とを含むものである。
【0010】
この方法によれば、接着剤によりシール部材を形成して上記ケースと放熱部材の間をシールするので、接着剤による粘着性によって両部材間の隙間を確実に塞ぎ、この状態で接着剤により形成されるシール部材で確実にシールすることによって、簡単な方法で有効に電力回路部を防水することができる。すなわち、上記ケースと放熱部材とをシールするに当たって、本発明のように接着剤ではなく、例えばシリコンゴム等からなるシール部材を間に挟み込む方法を採用した場合、ケースの重合面に反り等があってその重合面と回路配設面との平行度が低いことがあり、この場合にシール部材と重合面または回路配設面との間に局所的な隙間ができて十分なシールできないが、本発明では平行度がある程度低くてもこれを接着剤で吸収できる。しかも、接着剤はケースの重合面に設けられた囲繞溝に充填するので、囲繞溝に沿った所望箇所で確実に両部材間のシールをすることができる。また、囲繞溝に接着剤が充填された重合面に上記放熱部材の回路配設面を重ね合わせてケースに組み付けるので、放熱部材がケース内部の密閉空間内に収納されることもなく、放熱部材がその機能を発揮して十分に放熱することができ、電力回路部の性能を高水準のまま維持することができる。さらに、電力回路部からの発熱を放出する放熱部材を有効に利用して防水が図られるので、ロアケースを必要とせず、従来の電気接続箱と比較してコンパクトに構成することができる。
【0011】
この方法において、上記接着剤は熱硬化性樹脂を含み、上記シール形成工程では上記接着剤を熱硬化させる工程を含むものとするのが好ましい。この方法によれば、接着剤は熱硬化性樹脂を含むので、これを加熱硬化させてシール部材を形成した後は、電力回路部からの発熱により比較的高温の雰囲気下でも確実に防水することができる。
【0012】
また、上記ケース製造工程では、この工程により製造されるケースに、上記放熱部材と反対側に突出する筒状のフードを設けると共に、上記電力回路部から折り起こされた外部接続端子を挿通して上記フード内に突出させるための端子用貫通孔を上記囲繞溝の内側に設け、上記ケース製造工程、組み付け工程、シール形成工程の後、上記ケース内部にポッティング剤を、このポッティング剤が端子用貫通孔から上記フード内にはみ出すまで、充填するポッティング工程と、このポッティング工程後、上記フード内の所定高さに亘って防水用樹脂を充填するフード防水処理工程とを含むものとするのが好ましい。
【0013】
この方法によれば、ケース内部にポッティング剤を充填するので、ポッティング剤が電力回路部を被覆してより確実に放熱することができる。また、ポッティング剤を端子用貫通孔からフード内にはみ出すまで充填するので、ポッティング剤の充填を確認することができ、いわゆる充填不良の製品を容易に検出することができ、簡単にその品質を管理することができる。また、このフード内に防水用樹脂を充填して防水処理されるので、端子用貫通孔を通るケース内への水の浸入を防止して電力回路部の防水性をより確実なものとすることができる。しかも、上述のようにポッティング剤が端子用貫通孔からはみ出すまで充填されているので、注入された防水用樹脂が端子用貫通孔を通してケース内部に流入することもなく、従って所定量の防水用樹脂により所定高さに亘って防水層を形成することができ、確実に端子用貫通孔の防水処理がなされる一方、防水用樹脂の使用量を調節することによって防水層の高さを容易に調節することができる。
【0014】
さらに、上記のようにポッティング工程とフード防水処理工程とを行う場合には、上記ケース製造工程では、製造されるケースの重合面における上記囲繞溝と上記端子用貫通孔との間に上記シール形成工程で用いられる接着剤の余剰分を逃がしてこの接着剤が端子用貫通孔側へ進入するのを防ぐ逃がし溝を設けるのが好ましい。
【0015】
すなわち、仮に接着剤を囲繞溝に過剰に充填した場合には、はみ出した接着剤が端子用貫通孔にまで至ると、この接着剤により構成されるシール部材によって端子用貫通孔からのポッティング剤のはみ出しが阻害される虞がある。従って、この方法によれば、接着剤の余剰分が逃がし溝に逃がされるので、この接着剤がより構成されるシール部材が端子用貫通孔を閉塞するという事態が回避される。このため、ポッティング剤を支障なく端子用貫通孔からはみ出させることができ、より一層確実に充填不良の製品を検出することができると共に、より一層確実に端子用貫通孔の防水処理がなされる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電力回路部の防水方法の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、車両等に搭載される共通の電源から供給される電力を複数の電気的負荷に分配する電力回路部を示すが、この発明にかかる電力回路部の用途はこれに限らず、放熱及び防水が要請される電力回路部に広く適用可能である。
【0017】
本実施形態の防水方法によって防水される電力回路部1は、図1に示すようなパワーモジュールの主要部をなすものである。この電力回路部1は、図2に示すように、略矩形状の領域内に複数枚のバスバー10aが所定のパターンで配列されたバスバー構成板10と、このバスバー構成板10を構成するバスバー10aのうちの入力端子用バスバー10aと出力端子用バスバー10aとの間に介在される半導体スイッチング素子である複数個のFET11と、上記バスバー構成板10の片面(図2では上面)に接着され上記FET11のスイッチング動作を制御する制御回路を有する制御回路基板12とを含み、上記FET11はバスバー構成板10と制御回路基板12の双方に電気的に接続されている。また、電力回路部1は、上記バスバー構成板10の所定のバスバー10a端部が垂直に折り起こされて外部端子と接続される外部接続端子13が形成されている。この外部接続端子13は、例えば入力端子、出力端子または信号入力端子として機能するものであり、本実施形態ではこれらの端子がバスバー構成板10の一対の対向する側縁部に列設されている。
【0018】
なお、電力回路部1の具体的形状やその構成等は、特に限定されるものではなく、その電力回路部1の用途等により適宜変更される。例えば、バスバー構成板10についてその形状やバスバー10aの配置パターンを変更したり、FET11についてこれをその他の半導体スイッチング素子、あるいはスイッチング素子以外のその他の半導体素子に変更したり、制御回路基板12についてこれをFET11の上位に配置するように変更することも可能である。
【0019】
この電力回路部1は、図2に示すように、放熱部材2の回路配設面2a上に絶縁層20を介して配設されている。この放熱部材2は、例えば全体がアルミニウム系金属等の熱伝導性に優れた材料で形成され、上面が平坦に形成されて回路配設面2aとして構成されている一方、下面からは左右方向に並ぶ複数枚の放熱フィン2bが下向きに突出して設けられている。
【0020】
また、放熱部材2には、その回路配設面2aの中央部における上記電力回路部1に対応する領域に、図5に明示するような絶縁層20が設けられている。この絶縁層20は、放熱部材2に熱的に接続され、例えば絶縁性の高い接着剤(例えばエポキシ系樹脂からなる接着剤、シリコーン系接着剤等)を塗布して乾燥させることにより形成され、あるいは回路配設面2a上に絶縁シートを貼着することにより形成される。
【0021】
なお、この放熱部材2には、図5に示すように、その左右側壁にケース3の後述する抱持部32の係止爪32aが係止される係止溝22が形成されている。
【0022】
上記電力回路部1を、絶縁層20を介して放熱部材2の回路配設面2a上に配設するには、例えば熱伝導性の高い接着剤により接着し、あるいはバスバー10aの中に接地されるべきものが含まれる場合には、このバスバー10aを放熱部材2にネジ止めすることによって行う。
【0023】
1)ケース製造工程
上記放熱部材2の回路配設面2a上に配設された電力回路部1に防水を施すには、まず放熱部材2の回路配設面2aに重ねる場合にその回路配設面2a上の電力回路部1を覆う所定のケース3を製造する。
【0024】
図3は、このケース3を裏返した状態(上方に開口させた状態)で示す斜視図である。
【0025】
このケース3は、絶縁材からなり、一方に開口して放熱部材2と反対側(図3では上側)から前記電力回路部1を覆う箱型形状を有し、図3及び図5に示すように、周側壁を構成するケース本体30と、このケース本体30の上端開口部(図3では下端開口部)を閉塞するケース天蓋体31とを備える。
【0026】
このケース3のケース本体30は、図3ないし図5に示すように、上記放熱部材2の回路配設面2aに重ね合わす略矩形環状の重合面3aを有し、この重合面3aの四周外側縁部のうち、電力回路部1の外部接続端子13に対応する一対の外側縁部には、相互に対向する抱持部32が下方に突出して設けられ、それらの下端部の適所に放熱部材2の係止溝22に係止する係止爪32aが内側に突出して設けられている。
【0027】
上記重合面3aには、図3ないし図6に示すように、上記外部接続端子13が挿通される複数個の端子用貫通孔33と、この端子用貫通孔33の外側に設けられ上記放熱部材2に配設された電力回路部1を取り囲み得る囲繞溝34と、この囲繞溝34の内側でかつ端子用貫通孔33の外側に両者を隔てる逃がし溝35とを備える。
【0028】
この端子用貫通孔33は、上記電力回路部1の外部接続端子13に対応して、すなわち外部接続端子13に対応する位置に、この端子13の断面形状に対応する断面形状で設けられたものであり、本実施形態ではケース本体30の左右両縁部にこのケース本体30を貫通して設けられている。また、端子用貫通孔33は、ケース本体30内部から外部に向けて開口面積が小さくなるようにテーパー状に形成され、外部接続端子13を挿通させ易いものとなされている。
【0029】
囲繞溝34は、上述のように電力回路部1を取り囲み得るように重合面3aに沿って矩形環状に形成され、その断面形状は特に限定するものではないが、本実施形態では断面略V字状に形成されている。この囲繞溝34は、後述するように、この溝34に沿って熱硬化性樹脂を含む接着剤4aが充填されるものであり、その深さは充填される接着剤4aを考慮して適宜設定される。
【0030】
逃がし溝35は、上述のように囲繞溝34の内側でかつ端子用貫通孔33の外側に設けられるものであり、本実施形態では、図4に示すように、ケース本体30の長手方向(各縁部における外部接続端子13の列設方向)に沿って連続して設けられている。この逃がし溝35は、蛇行状、ギザギザ状等に設けてもよいが、本実施形態では直線的に設けられている。また、逃がし溝35の断面形状は特に限定されるものではないが、本実施形態では、断面U字状のものとなされている。また、逃がし溝35は、囲繞溝34に充填された接着剤4aの余剰分を逃がすものであり、従ってその深さは、接着剤4aの素材や充填量等を勘案して、余剰分を逃がすのに十分な程度に設定される。なお、逃がし溝35は、本実施形態では、連続して設けられているが、不連続、すなわち端子用貫通孔33に対応して断続的に設けるものであってもよく、この場合には各逃がし溝は対応する端子用貫通孔33より長く設定される。
【0031】
一方、ケース本体30の上記重合面3aと反対側の面には、上記電力回路部1の各外部接続端子13に対応して形成されるコネクタ形成用のフード36を備える。すなわち、ケース本体30にはその左右両縁部に上記放熱部材2と反対側に突出する筒状のフード36が設けられ、上記電力回路部1の外部接続端子13が上記ケース本体30の端子用貫通孔33からこのフード36内に突出し得るようにケース本体30が構成されている。そして、この各フード36とこれに対応する外部接続端子13により別のコネクタと結合可能な外部接続コネクタを構成している。従って、このフード36の断面形状は、接続される別のコネクタの形状を考慮して適宜設定されるものである。本実施形態でも複数種類の断面形状のフード36が設けられている。
【0032】
なお、ケース本体30には、一端が上記各フード36内に開口し、他端がケース本体30の上記放熱部材2側で、かつ上記囲繞溝34の外側に開口する水抜き孔37が設けられ、フード36内の水をケース3の放熱部材2側に排出するものとなされている。また、ケース本体30の長手方向両端縁には、一対のフィンカバー39が放熱部材2の放熱フィン2bに沿うように突設される。そして、本実施形態のパワーモジュールをその長手方向を高さ方向として配設した場合において、その下端側フィンカバー39には、上記水抜き孔37からの排水を外部に排出するための切欠き40が設けられている。
【0033】
ケース天蓋体31は、ケース本体30の開口部に対応して略矩形状に形成され、ケース3内部と外部の気圧を調節するためのポアクロン38が設けられている。このケース天蓋体31は、接着、溶着等によりケース本体30に取り付け得るものとなされている。
【0034】
2)接着剤充填工程
上記ケース製造工程により製造されたケース3の上記囲繞溝34に、接着剤4aを充填する。
【0035】
具体的には、まず、図6に示すように、上記ケース3の囲繞溝34に熱硬化性樹脂を含む接着剤4aを充填する。この接着剤4aは、熱硬化性樹脂を含みゲル状等の半固形状のものが好ましく、例えばシリコーン系接着剤4aが用いられる。この接着剤4aの充填は、例えば自動制御される自動注入機によって行う。なお、いうまでもないが、接着剤4aは、上記のものに限定されず、その他接着性を有し、ある程度の保形性を有していればその素材は問わない。
【0036】
このように、接着剤4aはケース3の重合面3aに設けられた囲繞溝34に充填するので、後述するように、所望箇所で確実に両部材2,3間のシールをすることができる。さらに、上記接着剤4aは熱硬化性樹脂を含むので、後述のように接着剤4aを加熱硬化させてシール部材4を形成した後は、電力回路部1からの発熱により比較的高温の雰囲気下でも十分にシール機能を発揮することができる。
【0037】
3)シール形成工程
そして、上記接着剤充填工程により上記囲繞溝34に接着剤が充填されたケース3に、上記電力回路部1が配設された放熱部材2を組み付け、その後加熱してこのケース3と放熱部材2との間にシール部材4を形成して両部材2,3をシールする。
【0038】
具体的には、まず、上記のように接着剤4aをケース3の囲繞溝34に隈無く充填した後、ケース3の重合面3aに放熱部材2の回路配設面2aを重ね合わせる。すなわち、上記放熱部材2を、その電力回路部1側から、ケース3の抱持部32およびフィンカバー39により囲まれる空間内に嵌合しつつ、上記重合面3aと回路配設面2aとを重ね合わせ、抱持部32の係止爪32aを放熱部材2の係止溝22に係止する。このとき、接着剤4aが過剰に充填されていた場合には、放熱部材2により圧縮された接着剤4aは、囲繞溝34から溢れ出して重合面3aに沿って囲繞溝34の外側ないし内側に広がる。この囲繞壁の内側に広がった接着剤4aは、逃がし溝35に流れ込み、端子用貫通孔33にまで至らず、従って加熱によりシール部材4を形成してもこのシール部材4により端子用貫通孔33が閉塞されることもない。
【0039】
このように、ケース3が放熱部材2の回路配設面2a上に重ねられ、放熱部材2がケース内部の密閉空間内に収納されることもなく、外部に露出されるので、放熱部材2がその機能を発揮して十分に放熱し、電力回路部1の性能、ひいてはパワーモジュールの性能を高水準のまま維持することができる。さらに、電力回路部1からの発熱を放出する放熱部材2を有効に利用して防水が図られるので、ロアケースを必要とせず、従来の電気接続箱と比較してコンパクトに構成することができる。
【0040】
また、ケース3には、製造されるケース3の重合面3aにおける上記囲繞溝34と上記端子用貫通孔33との間に逃がし溝35が設けられているので、上述のように接着剤4aにより端子用貫通孔33が閉塞されるという事態が回避される。このため、後述するように接着剤4aが熱硬化されてシール部材4を形成し、その後ポッティング剤が予定通り注入された場合には、このポッティング剤を支障なく端子用貫通孔33からはみ出させることができる。
【0041】
次に、上記組み付けたケース3と放熱部材2を加熱すると、熱硬化性樹脂を含む接着剤4aが硬化され、シール部材4が形成される。すなわち、接着剤4aによりシール部材4を形成し、上記ケース3と放熱部材2との間をシールする。
【0042】
この接着剤4aが熱硬化されて形成されたシール部材4は、上記電力回路部1を取り囲む略矩形環状の形状を呈し、上記放熱部材2とケース3との間にこれら両部材2,3に接着された状態で介在している。
【0043】
このように、熱硬化性樹脂を含む接着剤4aによりケース3を放熱部材2に組みけた後、上記接着剤4aを熱硬化させてシール部材4を形成するので、例えばケースの重合面3aに反り等があってその重合面3aと回路配設面2aとの平行度が低い場合でも、両部材2,3間の隙間を吸収することができる。すなわち、接着剤4aによりシール部材4を形成して上記ケース3と放熱部材2との間をシールするので、接着剤4aによる粘着性によって両部材2,3間の隙間を塞ぎ、この状態でシールされるので、簡単な方法で有効な電力回路部の防水を図ることができる。
【0044】
4)ポッティング工程
続いて、上記ケース3内部に適当なポッティング剤を充填することにより、ケース3内部を封止する。このポッティング剤は、上記端子用貫通孔33からフード36内にはみ出すまで充填する。また、このように端子用貫通孔33からはみ出すまで充填した状態では、ケース3内部では電力回路部1がポッティング剤により十分に被覆されている。
【0045】
このようにケース3内部にポッティング剤を注入するので、このポッティング剤が電力回路部1を被覆してより確実に放熱することができると共に、防水性を有するポッティング剤を注入した場合にはより確実に電力回路部1の防水を図ることができる。しかも、ポッティング剤が端子用貫通孔33からはみ出すまで充填されるので、ポッティング剤の充填を確認することができ、しかもこのはみ出し状態では、電力回路部1がポッティング剤により被覆されるようになされているので、例えばポッティング剤によって電力回路部1が被覆されていない、いわゆる充填不良品を容易に検出することができ、簡単に品質を管理することができる。
【0046】
5)フード防水処理工程
上記ポッティング工程後、上記フード36内の下部における所定高さに亘って防水用樹脂を充填する。すなわち、フード36内にはみ出したポッティング剤の上から、防水用樹脂をフード36内の下部に充填し、この防水用樹脂によって防水層5を形成して端子用貫通孔33を封止する。このとき、上記外部接続端子13は、防水層5からその先端部の所定長さ突出されるものとなされている。このフード36内に充填される防水用樹脂には、例えばエポキシ系樹脂等が用いられる。
【0047】
このように、ポッティング剤を端子用貫通孔33からフード36内にはみ出すまで充填した後、このフード36内に防水用樹脂を充填して防水処理されるので、端子用貫通孔33を通してケース3内に浸入する水を防止して電力回路部1の防水性が確実に担保される。しかも、ポッティング剤が端子用貫通孔33からはみ出すように充填されているので、所定量の防水用樹脂により所定高さに亘って防水層5を形成することができ、確実に防水処理がなされる一方、防水用樹脂の使用量を調節することによって防水層5の高さを容易に調節することができる。
【0048】
なお、以上に本実施形態に係る電力回路部1の防水方法について説明したが、この発明に係る防水方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0049】
例えば、上記実施形態では、接着剤を熱硬化させることによりシール部材を形成したが、シール部材の形成方法はこの手法に限定されるものではなく、放熱部材を防水ケースに組み付けて所定時間放置しておくことにより接着剤が自然に硬化しシール部材を形成するものであってもよい。
【0050】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、上記放熱部材の回路配設面に重ね合わせるための重合面を有し、この重合面に上記電力回路部を取り囲み得る囲繞溝が形成されたケースを製造するケース製造工程と、上記囲繞溝に接着剤を充填する接着剤充填工程と、その接着剤が充填された重合面に上記放熱部材の回路配設面を重ね合わせ、上記接着剤によりケースと放熱部材との間をシールするためのシール部材を形成するシール形成工程とを含むので、ケースの重合面に反り等があってその重合面と回路配設面との平行度が低く、両部材間に局所的に隙間がある場合でも、接着剤による粘着性によって両部材間の隙間を塞ぎ、この状態でシール部材によってシールすることによって、簡単な方法で有効な電力回路部の防水を図ることができる。しかも、囲繞溝に沿った所望箇所で確実に両部材間のシールをすることができ、また囲繞溝に接着剤が充填された重合面に上記放熱部材の回路配設面を重ね合わせてケースに組み付けるので、放熱部材がケース内部の密閉空間内に収納されることもなく、放熱部材がその機能を発揮して十分に放熱することができ、電力回路部の性能を高水準のまま維持することができる。さらに、電力回路部からの発熱を放出する放熱部材を有効に利用して防水が図られるので、ロアケースを必要とせず、従来の電気接続箱と比較してコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる電力回路部の防水方法が適用されるパワーモジュールを示す斜視図である。
【図2】同パワーモジュールにおける電力回路部と放熱部材とを示す斜視図である。
【図3】同パワーモジュールにおけるケースを示す斜視図である。
【図4】同パワーモジュールにおけるケースを示す底面図である。
【図5】図1のV−V線断面図である。
【図6】ケースと放熱部材の取り付け工程を示す説明図である。
【符号の説明】
1 電力回路部
2 放熱部材
2a 回路配設面
3 ケース
3a 重合面
4 シール部材
5 防水層
13 外部接続端子
33 端子用貫通孔
34 囲繞溝
35 逃がし溝
36 フード[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for waterproofing a power circuit portion including a bus bar and a semiconductor element and disposed on a heat radiating member via an insulating layer, for example, a power circuit for performing power distribution from a common vehicle power supply to a plurality of electronic units. Related to the waterproofing method of the part
[0002]
[Prior art and its problems]
Conventionally, as a means for distributing power from a common on-board power supply to each electronic unit, a power circuit unit is configured by laminating a plurality of bus bar boards, and an electric connection box in which a fuse and a relay switch are incorporated is known. Have been.
[0003]
In such an electric connection box, the power circuit portion is housed in a case formed of a lower case and an upper case, and the lower case and the upper case are fitted in a watertight manner from the viewpoint of preventing a short circuit or the like, so that the inside of the case is formed. Generally, waterproofing is provided.
[0004]
By the way, in recent years, a power module in which a semiconductor switching element such as an FET is interposed between an input terminal and an output terminal in place of the relay has been developed in order to realize miniaturization of the electric junction box and high-speed switching control. From the viewpoint of cooling the heat generated from the semiconductor element, there has been proposed a power module in which a power circuit portion is provided via an insulating layer on a circuit mounting surface of a heat radiating member. (For example, JP-A-11-204700).
[0005]
In such a power module as well, it is necessary to prevent a short circuit or the like as in the above-mentioned conventional electric connection box. Therefore, the waterproofness of the circuit portion is required. There is no disclosure of the method.
[0006]
Here, similarly to the above-mentioned conventional electric connection box, the power module can be housed inside a case composed of a lower case and an upper case, and the power module can be waterproofed by this case. When the entire power module is housed in the case, heat cannot be sufficiently dissipated, and the performance and reliability of the semiconductor element may not be maintained at a high level.
[0007]
Moreover, when the power module is housed in the case, it is against the demand for downsizing the power module.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for waterproofing a power circuit section that can achieve effective waterproofing with a simple method and that can maintain the performance of the power circuit section while satisfying the demand for downsizing the power module. The purpose is to:
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is a method for waterproofing a power circuit portion provided on a circuit disposing surface of a heat dissipating member, the method including a superposed surface for overlapping the circuit disposing surface of the heat dissipating member. Then, a case manufacturing step of manufacturing a case in which a surrounding groove capable of surrounding the power circuit unit is formed on the overlapping surface, an adhesive filling step of filling the surrounding groove with an adhesive, and the adhesive is filled. A step of superposing the circuit arrangement surface of the heat dissipating member on the overlapped surface and forming a seal member for sealing between the case and the heat dissipating member with the adhesive.
[0010]
According to this method, since the seal member is formed by the adhesive to seal between the case and the heat radiating member, the gap between the two members is surely closed by the adhesiveness of the adhesive, and the adhesive is formed in this state. By reliably sealing with the sealing member to be used, the power circuit portion can be effectively waterproofed by a simple method. That is, when a method of sandwiching a sealing member made of, for example, silicon rubber or the like instead of an adhesive in sealing the case and the heat radiating member as in the present invention is employed, the overlapped surface of the case may be warped or the like. In some cases, the degree of parallelism between the overlapped surface and the circuit arrangement surface is low, and in this case, there is a local gap between the sealing member and the overlapped surface or the circuit arrangement surface. In the invention, even if the parallelism is low to some extent, this can be absorbed by the adhesive. In addition, since the adhesive is filled in the surrounding groove provided on the overlapped surface of the case, it is possible to reliably seal the two members at a desired position along the surrounding groove. In addition, since the circuit arrangement surface of the heat radiating member is superimposed on the overlapping surface filled with the adhesive in the surrounding groove and assembled to the case, the heat radiating member is not housed in the closed space inside the case, and the heat radiating member Can perform its function to sufficiently dissipate heat, and maintain the performance of the power circuit section at a high level. In addition, since the waterproofing is achieved by effectively utilizing the heat radiating member that emits heat from the power circuit unit, a lower case is not required, and the device can be configured to be more compact than a conventional electrical junction box.
[0011]
In this method, the adhesive preferably contains a thermosetting resin, and the seal forming step preferably includes a step of thermally curing the adhesive. According to this method, since the adhesive contains a thermosetting resin, after being heated and cured to form a seal member, it is necessary to surely waterproof even under a relatively high temperature atmosphere due to heat generated from the power circuit portion. Can be.
[0012]
Further, in the case manufacturing step, the case manufactured in this step is provided with a cylindrical hood projecting to the side opposite to the heat radiating member, and the external connection terminal bent from the power circuit unit is inserted therethrough. A terminal through-hole for projecting into the hood is provided inside the surrounding groove, and after the case manufacturing step, the assembling step, and the seal forming step, a potting agent is inserted into the case, and the potting agent penetrates the terminal. It is preferable to include a potting step of filling the hood until it protrudes from the hole into the hood, and a hood waterproofing step of filling a waterproof resin over a predetermined height in the hood after the potting step.
[0013]
According to this method, since the potting agent is filled in the case, the potting agent can cover the power circuit portion and more reliably radiate heat. In addition, since the potting agent is filled until it protrudes into the hood from the terminal through-hole, the filling of the potting agent can be confirmed, so-called defective products can be easily detected, and the quality can be easily controlled. can do. In addition, since the hood is filled with a waterproofing resin to be waterproofed, it is possible to prevent water from entering the case passing through the through hole for the terminal and to further ensure the waterproofness of the power circuit portion. Can be. In addition, since the potting agent is filled until the potting agent protrudes from the terminal through-hole as described above, the injected waterproofing resin does not flow into the case through the terminal through-hole, and accordingly, a predetermined amount of the waterproofing resin is provided. Allows the waterproof layer to be formed over a predetermined height, and ensures that the terminal through-holes are waterproofed, while easily adjusting the height of the waterproof layer by adjusting the amount of the waterproofing resin used. can do.
[0014]
Further, when the potting step and the hood waterproofing step are performed as described above, in the case manufacturing step, the seal is formed between the surrounding groove and the terminal through-hole on the overlapping surface of the case to be manufactured. It is preferable to provide a relief groove for releasing an excess amount of the adhesive used in the step and preventing the adhesive from entering the terminal through hole.
[0015]
That is, if the adhesive is excessively filled in the surrounding groove, if the protruding adhesive reaches the terminal through-hole, the potting agent from the terminal through-hole is sealed by the sealing member formed of the adhesive. The protrusion may be hindered. Therefore, according to this method, since the surplus adhesive is released to the release groove, the situation in which the sealing member formed of the adhesive closes the terminal through hole is avoided. For this reason, the potting agent can be protruded from the terminal through-hole without hindrance, and a product with poor filling can be detected more reliably, and the terminal through-hole can be more reliably waterproofed.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A preferred embodiment of a waterproofing method for a power circuit unit according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, a power circuit unit that distributes electric power supplied from a common power supply mounted on a vehicle or the like to a plurality of electric loads is shown, but the use of the power circuit unit according to the present invention is not limited to this. The present invention can be widely applied to a power circuit unit requiring heat radiation and waterproofing.
[0017]
The
[0018]
The specific shape and configuration of the
[0019]
As shown in FIG. 2, the
[0020]
Further, the
[0021]
As shown in FIG. 5, a locking
[0022]
In order to dispose the
[0023]
1) Case manufacturing process In order to waterproof the
[0024]
FIG. 3 is a perspective view showing the case 3 in an upside-down state (a state in which the case 3 is opened upward).
[0025]
The case 3 is made of an insulating material, has a box-like shape that is open on one side and covers the
[0026]
As shown in FIGS. 3 to 5, the case
[0027]
As shown in FIGS. 3 to 6, the overlapping
[0028]
The terminal through-
[0029]
The surrounding
[0030]
The
[0031]
On the other hand, on a surface of the
[0032]
The case
[0033]
The
[0034]
2) Adhesive Filling Step The surrounding
[0035]
Specifically, first, as shown in FIG. 6, the surrounding
[0036]
As described above, since the adhesive 4a is filled in the surrounding
[0037]
3) Seal forming step Then, the
[0038]
Specifically, first, after the adhesive 4 a is completely filled in the surrounding
[0039]
As described above, the case 3 is overlaid on the
[0040]
Further, the case 3 is provided with a
[0041]
Next, when the assembled case 3 and
[0042]
The sealing member 4 formed by thermosetting the adhesive 4a has a substantially rectangular annular shape surrounding the
[0043]
As described above, after the case 3 is assembled to the
[0044]
4) Potting Step Subsequently, the inside of the case 3 is sealed by filling the inside of the case 3 with an appropriate potting agent. The potting agent is filled until the potting agent protrudes from the terminal through
[0045]
Since the potting agent is injected into the case 3 as described above, the potting agent covers the
[0046]
5) Hood waterproofing process After the potting process, a waterproof resin is filled over a predetermined height in the lower portion of the
[0047]
As described above, the potting agent is filled until it protrudes into the
[0048]
Although the waterproofing method for the
[0049]
For example, in the above embodiment, the seal member is formed by heat-curing the adhesive, but the method of forming the seal member is not limited to this method, and the heat radiating member is attached to the waterproof case and left for a predetermined time. By doing so, the adhesive may be naturally cured to form a seal member.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a case for manufacturing a case having a superposed surface for superimposing on the circuit disposition surface of the heat radiating member and having a surrounding groove formed on the superposed surface so as to surround the power circuit unit. A manufacturing process, an adhesive filling step of filling the surrounding groove with an adhesive, and a circuit disposing surface of the heat dissipating member are superimposed on the overlapping surface filled with the adhesive, and the adhesive and the case and the heat dissipating member are overlapped. And a seal forming step of forming a seal member for sealing the gap between the members, so that the overlapped surface of the case has a warp or the like, the degree of parallelism between the overlapped surface and the circuit arrangement surface is low, and a local Even if there is a gap, the gap between the two members is closed by the adhesiveness of the adhesive, and in this state, the power circuit portion can be effectively waterproofed by sealing with a seal member. Moreover, it is possible to reliably seal between the two members at a desired location along the surrounding groove, and to superimpose the circuit arrangement surface of the heat dissipating member on the overlapping surface filled with the adhesive in the surrounding groove to form a case. Since the heat dissipating member is assembled, the heat dissipating member can perform its function and dissipate heat sufficiently without being stored in the closed space inside the case, and the performance of the power circuit section is maintained at a high level. Can be. In addition, since the waterproofing is achieved by effectively utilizing the heat radiating member that emits heat from the power circuit unit, a lower case is not required, and the device can be configured to be more compact than a conventional electrical junction box.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a power module to which a waterproofing method for a power circuit unit according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a perspective view showing a power circuit unit and a heat radiating member in the power module.
FIG. 3 is a perspective view showing a case in the power module.
FIG. 4 is a bottom view showing a case in the power module.
FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 1;
FIG. 6 is an explanatory view showing a process of attaching a case and a heat radiation member.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (4)
上記ケース製造工程、組み付け工程、シール形成工程の後、上記ケース内部にポッティング剤を、このポッティング剤が端子用貫通孔から上記フード内にはみ出すまで、充填するポッティング工程と、このポッティング工程後、上記フード内の所定高さに亘って防水用樹脂を充填するフード防水処理工程とを含むことを特徴とする電力回路部の防水方法。3. The method for waterproofing a power circuit section according to claim 1, wherein in the case manufacturing step, the case manufactured in this step is provided with a cylindrical hood protruding on a side opposite to the heat radiating member. A terminal through-hole for inserting the external connection terminal folded up from the power circuit portion and projecting into the hood is provided inside the surrounding groove,
After the case manufacturing step, the assembling step, and the seal forming step, the potting agent is filled into the case, until the potting agent protrudes from the through hole for the terminal into the hood, and the potting step of filling, and after the potting step, A hood waterproofing step of filling a waterproof resin over a predetermined height in the hood.
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