JP2009140702A - イオン発生素子、イオン発生装置、およびイオン発生装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な製造工程が簡略化でき、部品の製造コストの上昇を抑えることが可能なイオン発生素子、イオン発生装置及びイオン発生装置の製造方法を提供する。
【解決手段】イオン発生素子１は、イオン発生部１ａ，１ｄ，１ｃが設けられ、裏面に回路接続用端子１ｇ，１ｈを設けた、板状をなしている。イオン発生素子１には、その表面と裏面とを貫通する１つ以上の貫通穴１ｆを設けている。この貫通穴１ｆにより、イオン発生素子１とプリント基板との間に必要な絶縁を目的とした樹脂を流し込む際に、樹脂が浸透していく過程で空気が貫通穴１ｆから抜けていくことで、イオン発生素子とプリント基板との間に気泡が発生しにくくなるため、絶縁のための樹脂を効率よく流し込むことが可能で、部品の製造コストの上昇を抑えることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気清浄機やエアコンなどの空気調節装置等に使用されるイオン発生素子、イオン発生装置、およびイオン発生装置の製造方法に関するものである。

居住空間の高気密化に伴い、清潔で快適な居住空間を実現するための技術、特に、居住空間内の空気を清浄化する商品の需要が拡大している。このような空気の清浄化のために従来は、対象となる空間内の空気を吸い込み、空気中に存在する浮遊物をフィルタにて除去する空気清浄機が普及していた。近年、イオン発生装置により、プラスイオンおよびマイナスイオンを発生させ空間内に放出し、空間内の浮遊粒子を不活性化することで清浄化すると共に、浮遊細菌を殺菌する効果のある空気清浄機やエアコンなどの空気調節装置の需要が増加している。このような空気清浄機や空気調節装置にはイオン発生装置が搭載される。

従来のイオン発生装置を、図４から図６を用いて説明する。図４（ａ）は従来のイオン素子の上面図であり、図４（ｂ）は同イオン素子の裏面図、図４（ｃ）は同イオン発生素子の図４（ａ）のＩＶｃ―ＩＶｃにおける断面図である。イオン発生素子１０１は下部誘電体１０１ｂと上部誘電体１０１ａの間に誘電電極１０１ｄを配置し、上部誘電体１０１ａの外側に放電電極１０１ｃを配置している。つまり、上部誘電体１０１ａを挟む形で誘電電極１０１ｄと放電電極１０１ｃが配置されている。また、誘電電極１０１ｄと放電電極１０１ｃとは、イオン発生素子１０１の裏面に配置している接続端子１０１ｇ、１０１ｈにそれぞれ接続されている。なお、イオン発生素子１０１の上面には保護膜１０１ｅが設けられている。そして接続端子１０１ｇ、１０１ｈに高圧（例えば３ｋＶ）の電圧を印加することにより各電極で放電し、その放電によりイオン発生素子１０１の表面からイオンを放出する。

図５は、上記従来のイオン発生素子１０１を備える従来のイオン発生装置の断面図である。このイオン発生装置は、高圧の電力を発生させる機能を有する基板１０２で発生させた高電圧を、接続リード線１０５によりイオン発生素子１０１に印加する構成となっている。また、基板１０２とイオン発生素子１０１との間には、絶縁樹脂１０４を流し込み、硬化させることで、両者間の絶縁を図っている。

図６には、従来のイオン発生装置の他の例の断面を示している。この従来例においては、図６に示すように、基板１０２に直接リフロー半田１０１ｆ，１０１ｈ等でイオン発生素子１０１を接続し、基板１０２とイオン発生素子１０１との隙間および基板１０２の表面に絶縁樹脂１０４を流し硬化させることによって、基板１０２とイオン発生素子１０１との間の絶縁を図っている。

なお、基板に穴や窪みを設けて気泡が生じることを防止する構造を有する半導体装置を開示する先行文献として、以下の特許文献１および２がある。これらの文献に開示された従来の半導体装置は、あくまで基板に穴を設けたものであって、イオン発生素子に穴を設けて気泡の発生を防止するものではない。
特開２００１−２１０６６２号公報 特開２００１−２５７２３２号公報

イオン発生装置は空気調節装置に取り付けられるものであり、そのスペースの関係から小型化が望まれる。図６に示すイオン発生装置は、図５に示すイオン発生装置と比べて薄型となるのであるが、絶縁樹脂１０４の流し込みに以下に示す困難性を有する。すなわち、イオン発生素子１０１の側面の一部に絶縁樹脂１０４を流すと、イオン発生素子１０１と基板１０２との隙間の毛細管現象により、徐々に絶縁樹脂１０４はイオン発生素子１０１と基板１０２との隙間浸透していく。しかしながら、もし、このような浸透の前に基板１０２の表面にも樹脂が存在すると、基板１０２の表面の樹脂によって空気の通り道が塞がり、イオン発生素子１０１と基板１０２との隙間の空気の逃げ道がなくなり、これが気泡となって残るという問題が発生する。このために、絶縁樹脂１０４をまずイオン発生素子１０１と基板１０２との隙間に流しこんで浸透させ、その後に基板１０２の表面に樹脂を流しこむという、効率の悪い絶縁樹脂の供給方法をとらざるを得ず、イオン発生装置の製造コストを上昇させる要因となる問題が存在している。

本発明は、上記問題点を解消するため、イオン発生装置の製造における複雑な製造工程が簡略化でき、しかも絶縁のための樹脂を効率よく流し込むことが可能で、部品の製造コストの上昇を抑えることが可能なイオン発生素子、イオン発生装置、空気調節装置、およびイオン発生装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のイオン発生素子は、表面にイオン発生部が設けられ、裏面に回路接続用端子が設けられた、板状の素子であって、表面と裏面との間を貫通する貫通孔を１つ以上設けたものである。

また、本発明のイオン発生装置は、本発明のイオン発生素子と、その回路接続用端子に直接半田接続されたプリント基板と、イオン発生素子とプリント基板との間に樹脂が流し込まれることにより形成された絶縁層とを備える。上記イオン発生装置を備える空気調節装置も、本発明に含まれる。

本発明のイオン発生装置の製造方法は、表面にイオン発生部が設けられ、裏面に回路接続用端子が設けられた、板状のイオン発生素子と、プリント基板とを、前記前記回路接続用端子において半田接続する工程と、前記イオン発生素子と前記プリント基板との間に樹脂を流し込む工程と、プリント基板全面を樹脂で覆う工程とを備える。この製造方法においては、イオン発生素子とプリント基板との間に樹脂を流し込む工程と、プリント基板全面を樹脂で覆う工程とが、１回の工程で行われる。

本発明によれば、イオン発生素子に１つ以上の貫通穴を設けているので、イオン発生素子とプリント基板との間に必要な絶縁を目的とした樹脂を流し込む際に、樹脂が浸透していく過程で空気が貫通穴から抜けていく。それによって、イオン発生素子とプリント基板との間に気泡が発生しにくくなることから、絶縁のための樹脂を効率よく流し込むことができ、部品の製造コストの上昇を抑えることが可能となる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるイオン発生素子およびそれを備えたイオン発生装置の構造を、図１および図２により説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態１のイオン発生素子の上面図であり、図１（ｂ）は同イオン素子の裏面図、図１（ｃ）は同イオン発生素子の図１（ａ）のＩｃ―Ｉｃ線断面における断面図である。

本実施の形態のイオン発生素子１は、下部誘電体１ｂと上部誘電体１ａの間に誘電電極１ｄを配置し、上部誘電体１ａの外側に放電電極１ｃを配置しており、全体として板状をなしている。このように上部誘電体１ａを挟む形で誘電電極１ｄと放電電極１ｃが配置され、イオン発生部が形成されている。また、誘電電極１ｄと放電電極１ｃとは、イオン発生素子１の裏面に配置している回路接続用端子１ｇ、１ｈにそれぞれ接続されている。なお、イオン発生素子１の上面には保護膜１ｅが設けられている。そして接続端子１ｇ、１ｈに高圧（例えば３ｋＶ）の電圧を印加することによりイオン発生部で放電し、その放電によりイオン発生素子１の表面からイオンを放出する。本発明の実施の形態１においては、イオン発生素子１の中央に貫通穴１ｆを設けている。イオン発生素子１の貫通穴１ｆについては１つ以上であってもよい。

図２は、実施の形態１のイオン発生素子１を備えたイオン発生装置の断面図である。図２に示すように、高圧の電力を発生させる機能を有するプリント基板２は、回路部品３を備えてケース４に支持されている。イオン発生素子１の回路接続用端子１ｇ，１ｈが直接リフロー半田などの手段で半田接続され、イオン発生素子１とプリント基板２との間に樹脂５が流し込まれることにより、絶縁層が形成されている。プリント基板２で発生させた高電圧は、回路接続用端子１ｇ，１ｈによりイオン発生素子１のイオン発生部に印加される構成となっている。なお、イオン発生素子１とプリント基板２との間の絶縁層を構成する樹脂５と同一の樹脂で、プリント基板２の上面が覆われている。本実施の形態では、イオン発生素子１とプリント基板２との間の絶縁層を構成する樹脂５と同一の樹脂でプリント基板２の上面全面が覆われている。

このような構造を有するイオン発生装置は、次のような工程を経てせいぞうされる。まず、イオン発生素子１とプリント基板２とを、回路接続用端子１ｇ，１ｈにより半田接続する。次に、イオン発生素子１とプリント基板２との間に樹脂５を流し込むとともに、プリント基板２の上面または全面を樹脂で覆う。そして、イオン発生素子１とプリント基板２との間に樹脂５を流し込む工程とプリント基板２の上面全面を樹脂５で覆う工程とを、１回の工程で行なうことにより、効率よく樹脂による絶縁層を形成することができる。

本実施の形態において、イオン発生素子１の中央に貫通穴１ｆを設けたことにより、図２に示すように、プリント基板２の表面全面に絶縁用の樹脂５を流すと、イオン発生素子１とプリント基板２の隙間に毛細管現象により樹脂５が浸透する。この場合、樹脂５が浸透していく過程で、イオン発生素子１とプリント基板２との間にある空気が貫通穴１ｆから抜けていくことにより、イオン発生素子１とプリント基板２との間に空気が残らないので気泡が発生しにくくなる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２におけるイオン発生素子１の構造を、図３により説明する。実施の形態２において、実施の形態１と同じ構成については、同一番号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２においては、貫通穴１ｊを回路接続用端子１ｇ，１ｈの近傍に配置している。貫通穴１ｊをこのように配置することにより、絶縁樹脂５が貫通穴１ｊに浸透していくことから、回路接続用端子１ｇ，１ｈ近傍は確実に絶縁され、仮に他の部分に気泡が残っても、回路接続用端子１ｇ，１ｈの高電圧部は絶縁される。また、この実施の形態の変形として、貫通穴１ｆ，１ｊを回路接続用端子１ｇと１ｈの間にも配置することも有効である。

以上説明した実施の形態１および２のイオン発生素子を備えたイオン発生装置は、高性能かつ安価であることから、空気調節装置に適用することにより、高性能かつ安価な空気調節装置を提供することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

（ａ）本発明の実施の形態１のイオン発生素子の上面図、（ｂ）は同イオン発生素子の裏面図、（ｃ）は同イオン発生素子の図１（ａ）のＩｃ―Ｉｃ線断面における断面図である。 本発明の実施の形態１にイオン発生装置の断面図である。 本発明の実施の形態２のイオン発生素子の上面図である。 （ａ）従来のイオン発生素子の上面図、（ｂ）同イオン発生素子の裏面図、（ｃ）同イオン発生素子の図４（ａ）のＩＶｃ―ＩＶｃ線断面における断面図である。 従来のイオン発生装置の断面図である。 他の従来のイオン発生装置の断面図である。

符号の説明

１ イオン発生素子，１ａ 上部誘電体、１ｃ 放電電極、１ｄ 誘電電極（イオン発生部）、１ｇ，１ｈ 回路接続用端子、１ｆ，１ｊ 貫通穴、２ プリント基板、３ 回路部品、５ 樹脂（絶縁層）。

Claims (8)

1. 表面にイオン発生部が設けられ、裏面に回路接続用端子が設けられた、板状のイオン発生素子であって、
   前記表面と前記裏面との間を貫通する貫通孔を１つ以上設けた、イオン発生素子。
2. 前記貫通穴は、前記表面のほぼ中央部に配置されている、請求項１に記載のイオン発生素子。
3. 前記貫通穴は、前記回路接続用端子の近傍に配置されている、請求項１に記載のイオン発生素子。
4. 前記貫通穴は、複数の前記回路接続用端子の間に設けられている、請求項１に記載のイオン発生素子。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のイオン発生素子と、
   前記イオン発生素子の前記回路接続用端子に直接半田接続されたプリント基板と、
   前記イオン発生素子と前記プリント基板との間に樹脂が流し込まれることにより形成された絶縁層とを備えた、イオン発生装置。
6. 前記イオン発生素子とプリント基板との間の前記絶縁層を構成する樹脂と同一の樹脂で前記プリント基板全面が覆われている、請求項５に記載のイオン発生装置。
7. 請求項６に記載のイオン発生装置を含む、空気調節装置。
8. 表面にイオン発生部が設けられ、裏面に回路接続用端子が設けられた、板状のイオン発生素子と、プリント基板とを、前記前記回路接続用端子において半田接続する工程と、
   前記イオン発生素子と前記プリント基板との間に樹脂を流し込む工程と、
   前記プリント基板全面を樹脂で覆う工程とを備え、
   前記イオン発生素子と前記プリント基板との間に樹脂を流し込む前記工程と前記プリント基板全面を樹脂で覆う前記工程とが、１回の工程で行われる、イオン発生装置の製造方法。

Images