JP2005080370A - 回路構成体及び防水処理された回路構成体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ケース内部の回路体に防水処理が施された回路構成体及びその製造方法において、簡易な工程で防水処理ができるようにする。
【解決手段】 放熱部材１０と電力回路を構成する回路体とを接着する接着シート１８を利用して放熱部材１０とケース本体２０を接着することにより、ケース本体２０の前記回路体を取り囲み得る内側面と放熱部材１０の接着面とで形成される空間を作り出すとともにケース本体２０の底面と放熱板１０の接着面との隙間を確実に塞ぎ、その空間内に少なくとも前記回路体の防水対象となる部分を封止するまで液状の防水用樹脂を充填しこの防水用樹脂を硬化させて防水層を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電力回路を構成する回路体とケース本体と放熱部材とを備えた回路構成体及びその内部に防水処理された回路構成体の製造方法に関するものである。

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、複数本のバスバーにより配電用回路を構成し、これにスイッチ素子等を組み込んだ電気接続箱が一般に知られている。この電気接続箱の防水処理方法としては、電力回路を覆う２分割されたケース同士を水密状に嵌合し内部を機密に保つような方法がとられていた。

近年では、電気接続箱の小型化を実現する手段が開発されてきており、その防水処理方法についても種々考えられてきている。例えば特開２００３−１６４０３９号公報には、防水壁を有するケース内に電力回路を構成する回路体を固定し、さらにケースと放熱部材とをシール材を介して固定することでケースの防水壁と放熱部材との接合面で漏れのない空間を作り出し、その後防水壁の上端にカバーを被せて両者を超音波溶接等で接合することにより防水壁内を密封する防水処理方法が記載されている。
特開２００３−１６４０３９号公報

しかし、この文献では具体的にどのようなシール材によってどのようにシーリングするかは記載されておらず、例えばパッキンのようなシール材を用いる場合では、ケース本体にシール材装着用の溝加工が必要で余分なスペースを必要とし小型化の制約になるとともにその溝にはシール材を嵌め込むための加工精度が必要であるため、部品のコストが高いものになる。さらには、シール材を組み込むための作業が必要であるなど、シーリング作業にコストがかかることになる。

本発明は、このような事情に鑑み、小型かつ低コストの構造で、しかもより簡易な工程で防水処理を行うことのできる回路構成体及びその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、電力回路を構成する回路体と、前記回路体を囲うケース本体と、前記回路体と前記ケース本体とが接着される接着面をもつ放熱部材とを備え、前記放熱部材の接着面と前記回路体とが接着剤により接着されているとともに前記回路体を囲むように配設された前記ケース本体と前記放熱部材の接着面とが接着剤により接着されることにより、前記接着面上でかつ前記ケース本体の内側に液状の防水用樹脂を溜めることが可能な空間が形成されている回路構成体である。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の回路構成体において、前記放熱部材の接着面と前記回路体とが接着シートにより接着されているとともに、当該接着シートにより、前記回路体を囲むように配設された前記ケース本体と前記放熱部材の接着面とが接着されているものである。

請求項３に係る発明は、電力回路を構成する回路体と、前記回路体を囲うケース本体と、前記回路体と前記ケース本体とが接着される接着面をもつ放熱部材とを備え、前記回路体を囲むように配設された前記ケース本体と前記放熱部材とが一体成形されることにより前記接着面上でかつ前記ケース本体の内側に液状の防水用樹脂を溜めることが可能な空間が形成され、その空間内で前記放熱部材の接着面と前記回路体とが接着シートにより接着されていることを特徴とする回路構成体である。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の回路構成体を製造する工程と、前記放熱部材の接着面と前記ケース本体の内側面とで形成された空間内に少なくとも前記回路体の防水対象となる部分を封止する高さまで液状の防水用樹脂を充填しこの防水用樹脂の流動性を低下させて防水層を形成する工程とを含む防水処理された回路構成体の製造方法である。

請求項５に係る発明は、請求項４記載の防水処理された回路構成体の製造方法において、回路構成体を製造する工程は、前記放熱部材の接着面に接着シートを介して前記回路体と前記ケース本体とを配設する工程と、前記接着シートの熱圧着により前記回路体及び前記ケース本体を前記放熱部材の接着面に接着する工程とを含むものである。

請求項６に係る発明は、請求項４または５記載の防水処理された回路構成体の製造方法において、防水層を形成する工程では前記空間内に充填した液状の防水用樹脂をゲル化または硬化させて防水層を形成するものである。

請求項７に係る発明は、請求項４〜６のいずれかに記載の防水処理された回路構成体の製造方法において、前記電力回路には脚状端子を有する電子部品が備えられており、防水層を形成する工程では少なくとも前記電子部品の脚状端子を封止する高さまで液状の防水用樹脂を充填するものである。

請求項１に係る発明によれば、ケース本体と放熱部材とを接着剤により接着することで簡単な構造で防水用樹脂を充填するための空間を形成することができ、しかも前記接着剤を用いることによってケース本体と放熱部材との隙間を確実に塞ぐことができる。そのためこの空間内に液状の防水用樹脂を注入しても漏れを生じることなく、同空間内で防水用樹脂の流動性を低下させるだけの簡単な工程で、回路体を防水するための防水層を形成することができる。

請求項２に係る発明によれば、回路体と放熱部材とを接着する接着シートを利用してケース本体と放熱部材とを接着することにより、一度の接着作業で回路体と放熱部材及びケース本体と放熱部材とを接着でき、さらに簡単な工程で防水用樹脂を充填するための空間を形成することができる。

請求項３に係る発明によれば、ケース本体と放熱部材を一体成形することにより、容易に防水用樹脂を充填する空間を形成することができる。

請求項４または６に係る発明によれば、簡単な工程で防水用樹脂を充填するための空間を形成することができる請求項１〜３のいずれかに記載の回路構成体を製造し、この空間内に液状の防水用樹脂を注入することにより、その防水用樹脂の漏れを生ずることなく当該ケース内側の空間内でそのまま防水用樹脂を固めて良好な防水層を形成することができるため、回路構成体内部の防水処理を容易に行うことができる。

請求項５に係る発明によれば、回路体と放熱部材とを接着する接着シートを利用してケース本体と放熱部材を接着することにより簡素な構造で、かつ一度の接着作業でケース本体と放熱部材との隙間を確実に塞ぐことができる。

請求項７に係る発明によれば、電力回路に脚状端子を有する電子部品が備えられている場合には、少なくともその脚状端子を封止するまで防水用樹脂を充填することで充分な防水性を発揮するものである。

本発明の一実施例である回路構成体を図１及び図２に基づいて説明する。

本回路構成体は、放熱部材１０と、ケース本体２０と、回路基板３０とを備え、前期回路基板３０に適当な実装部品が実装されることにより回路体が構成されている。当該実装部品には、基板実装型のリレースイッチ素子４０、電源入力用コネクタ５０、外部接続用コネクタ６０、その他の半導体素子や抵抗素子といった回路素子が含まれる。また、両コネクタ５０，６０上には前記回路基板３０を覆うカバー７０が装着されるようになっている。

前記放熱部材１０の接着面と前記回路体とは接着シート１８（図２では省略）により絶縁状態で接着されているとともに、当該接着シート１８により前記ケース本体２０と前記放熱部材１０の接着面とが接着されている。

次に、本発明のケース内側の回路体に防水処理が施された回路構成体の製造方法を説明する。

複数のバスバー３２とプリント回路基板３４とを接着シート３６を介して接着することにより回路基板３０を製造する。この回路基板３０上にリレースイッチ素子４０、電源入力用コネクタ５０、外部接続用コネクタ６０といった部品を実装して回路体を構築する。リレースイッチ素子４０は、脚状端子である接点側端子及びコイル側端子とを有し、当該接点側端子はプリント回路基板３４に設けられた貫通孔を通じて適当なバスバー３２上に実装され、当該コイル側端子はプリント回路基板３４上に実装される。

各コネクタ５０，６０の基板接続端子５２，６２については、これらの端子５２，６２が回路基板３０を貫通した状態で当該回路基板３０に接続する。これにより当該端子５２，６２の先端は回路基板３０の裏面から突出する突出部となる。

このようにして構築した回路体と前記回路体を取り囲み得る内側面を有したケース本体２０とを放熱部材１０の接着面の上に接着シート１８を介して配設する。ケース本体２０の底面は平面になっており、その底面が放熱部材１０の接着面と接することで、ケース本体２０の内側面と放熱部材１０の接着面とは側面と底面を有する凹状の空間を形成する。

放熱部材１０は、適所に回路基板３０の裏面からの突出部との干渉を回避するための窪み１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを有している。また、接着シート１８も、放熱部材１０の窪み位置と同位置に貫通孔１８ａ，１８ｂ，１８ｃを有している。

接着シート１８は、ケース本体２０を配設する放熱部材１０の接着面と同程度の面積を有し、その材質としては絶縁性の高いエポキシ樹脂等を母材としてこれに熱伝導性に優れたフィラー（例えばアルミナ）を含有させたものが好適である。本実施例では、接着シート１８の大きさはケース本体２０を配設する放熱部材１０の接着面と同程度の大きさとしたが、必ずしもその大きさである必要はなく、本発明の効果を奏するためには、接着シート１８の大きさは、少なくとも前記ケース本体２０の底面を含む大きさであって、当該底面と放熱部材１０の間に接着シート１８を介在させることが可能な大きさであればよい。

放熱部材１０の接着面の上に接着シート１８を介して前記回路体と前記ケース本体２０を配設する際には、回路体裏面からの突出部が接着シート１８の貫通孔を通じて放熱部材１０の窪み位置にくるように、さらにはケース本体２０の外形と放熱部材１０の外形とが一致するように、放熱部材１０と接着シート１８と回路体及びケース本体２０との相互位置決めを行う。

その後、前記重ね合せ状態を保持したまま全体を適当な温度まで加熱しかつ回路体面並びにケース本体２０上の複数点をプレス装置で上下に加圧して前記接着シート１８を完全硬化させることにより、一度の接着作業で当該接着シート１８を媒体として回路体及びケース本体２０を放熱部材１０の接着面に接着することができる。また、ケース本体２０の底面と放熱部材１０の接着面との間に介在させた接着シート１８が熱圧着することにより、当該底面と放熱部材１０の接着面との隙間を確実に塞ぐことができる。

前記接着工程にてケース本体２０の内側面と放熱部材１０の接着面とで形成した空間内に、少なくとも前記回路体の防水対象となる部分を封止する高さ（例えばリレースイッチ素子４０の脚状端子を封止する図２の二点鎖線３８の高さ）まで液状の防水用樹脂を注入し、そのまま放置（防水用樹脂によっては硬化剤を添加）することによりゲル化または硬化させる。これにより、回路体における各素子の実装部分を封止する防水層が形成されて防水状態となる。また、ゲル化または硬化の程度は、回路構成体を水平状態で設置する場合には少なくとも流動性を失う程度であれば防水層を形成することができる。

また、窪み１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ上の回路基板３０（バスバー３２、接着シート３４、プリント回路基板３６）にスリットや貫通孔を設けることにより、そのスリットや貫通孔を通じ回路基板３０に接続された端子５２，６２の回路基板３０の裏面からの突出部分と、放熱部材１０の窪み１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの間にも当該防水用樹脂を充填させることができ、端子５２，６２と放熱部材間の絶縁性を確保することができる。

前記防水層形成工程では、前記接着工程にてケース本体２０の底面と放熱部材１０の接着面との隙間を接着シート１８の熱圧着により確実に塞いだため、ケース本体２０の内側面と放熱部材１０の接着面とで形成した空間内に液状の防水用樹脂を注入しても漏れを生ずることなく当該空間内でそのまま防水用樹脂を固めて良好な防水層を形成することができる。

ここで前記液状の防水用樹脂としては、少なくとも電気絶縁性を有するものであればよいが、さらに耐熱性や耐寒性が優れたものが好ましく、具体的にはシリコーン系樹脂やウレタン系樹脂等を用いることが好ましい。

最後にカバー７０を装着することにより、本回路構成体は完成する。

本実施例では、１枚の接着シート１８を用いて回路体と放熱部材１０及びケース本体２０と放熱部材１０とを接着しているが、接着シートを用いなくても接着剤を放熱部材の接着面に塗布して放熱部材１０の接着面に回路体並びにケース本体２０を接着することにより液状の防水用樹脂を溜めることが可能な空間を形成することも可能である。この場合には、ケース本体２０と放熱部材１０との隙間を確実に防ぐために、ケース本体２０の底面と放熱部材１０の接着面との接合面に、切れ目のない閉じた図形を描くように接着剤の塗布を行う。

また、ケース本体２０と放熱部材１０を一体成形することで液状の防水用樹脂を溜めることが可能な空間を形成することも可能である。例えば、射出成型用金型内に放熱部材１０をセットしておき、同金型内にケース本体２０の材料である溶融樹脂を注入することによって、ケース本体２０と放熱部材１０を一体成形することが可能である。

本発明にかかる放熱部材は板状のものに限られず、例えば多数枚のフィンが一体に形成されたブロック状のものでもよい。

図１に示した実施例では、接着シート１８の熱圧着により放熱部材１０とケース本体２０とを接着しているが、接着シート１８をケース本体の底面が形成する平面上の面積よりも少し大きな面積を有する程度の大きさにした場合には、放熱部材１０とケース本体２０との接合はビス止め等で別工程としてもよい。

また、コネクタ５０，６０は必ずしも必要とせず、例えばバスバー３２の回路基板３０の縁に位置する端部を延長してコネクタを形成することも可能である。

本発明の一実施例である回路構成体の分解斜視図である。 前記回路構成体の断面正面図である。

符号の説明

１０ 放熱部材
１８ 接着シート
２０ ケース本体
３０ 回路基板
３２ バスバー
３４ プリント回路基板
４０ リレースイッチ素子

Claims (7)

1. 電力回路を構成する回路体と、前記回路体を囲うケース本体と、前記回路体と前記ケース本体とが接着される接着面をもつ放熱部材とを備え、前記放熱部材の接着面と前記回路体とが接着剤により接着されているとともに前記回路体を囲むように配設された前記ケース本体と前記放熱部材の接着面とが接着剤により接着されることにより、前記接着面上でかつ前記ケース本体の内側に液状の防水用樹脂を溜めることが可能な空間が形成されていることを特徴とする回路構成体。
2. 請求項１記載の回路構成体において、前記放熱部材の接着面と前記回路体とが接着シートにより接着されているとともに、当該接着シートにより、前記回路体を囲むように配設された前記ケース本体と前記放熱部材の接着面とが接着されていることを特徴とする回路構成体。
3. 電力回路を構成する回路体と、前記回路体を囲うケース本体と、前記回路体と前記ケース本体とが接着される接着面をもつ放熱部材とを備え、前記回路体を囲むように配設された前記ケース本体と前記放熱部材とが一体成形されることにより前記接着面上でかつ前記ケース本体の内側に液状の防水用樹脂を溜めることが可能な空間が形成され、その空間内で前記放熱部材の接着面と前記回路体とが接着シートにより接着されていることを特徴とする回路構成体。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の回路構成体を製造する工程と、前記放熱部材の接着面と前記ケース本体の内側面とで形成された空間内に少なくとも前記回路体の防水対象となる部分を封止する高さまで液状の防水用樹脂を充填しこの防水用樹脂の流動性を低下させて防水層を形成する工程とを含むことを特徴とする防水処理された回路構成体の製造方法。
5. 請求項４記載の防水処理された回路構成体の製造方法において、回路構成体を製造する工程は、前記放熱部材の接着面に接着シートを介して前記回路体と前記ケース本体とを配設する工程と、前記接着シートの熱圧着により前記回路体及び前記ケース本体を前記放熱部材の接着面に接着する工程とを含むことを特徴とする防水処理された回路構成体の製造方法。
6. 請求項４または５記載の防水処理された回路構成体の製造方法において、防水層を形成する工程では前記空間内に充填した液状の防水用樹脂をゲル化または硬化させて防水層を形成することを特徴とする防水処理された回路構成体の製造方法。
7. 請求項４〜６のいずれかに記載の防水処理された回路構成体の製造方法において、前記電力回路には脚状端子を有する電子部品が備えられており、防水層を形成する工程では少なくとも前記電子部品の脚状端子を封止する高さまで液状の防水用樹脂を充填することを特徴とする防水処理された回路構成体の製造方法。

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