JP2016115697A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電解コンデンサの圧力弁の開弁を妨げることなく電解コンデンサを含めた複数の電子部品等を封止し得る電子装置を提供する。【解決手段】電子装置１０は、複数の電子部品が実装される回路基板１１がモールド樹脂２０により一部の入出力端子を除き封止されてその外郭が構成されている。頂面３１に圧力弁３２が形成されたアルミ電解コンデンサ３０を含めた複数の電子部品が回路基板１１とともにモールド樹脂２０により封止されている。モールド樹脂２０には、底面２２にてアルミ電解コンデンサ３０の頂面３１に対向する凹部２１が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、電解コンデンサを含めた複数の電子部品が実装された回路基板が封止部材により封止されてなる電子装置に関するものである。

近年、電子装置は、益々過酷な環境にて採用される場合が多くなり、冷熱サイクル等に対する耐久性や振動・衝撃等に対する耐久性を有する構造が求められている。このような耐久性を確保するための技術として、各電子部品を、ケースに収容して保護する構造ではなく、樹脂等の封止部材で全て覆って封止する構造が提案されている。しかしながら、アルミ電解コンデンサなど内部の圧力が所定値以上に上昇した際に開弁する圧力弁を有する電子部品については、圧力弁までも封止してしまうと圧力弁が開弁すべきときに開弁できなくなるという問題がある。

この問題を解決する技術として、例えば、下記特許文献１に開示される電子制御装置が知られている。この電子制御装置では、基板上に、コイル、電解コンデンサ、マイクロプロセッサ、電子部品およびコネクタ端子が実装されている。そして、基板上に固定されたカバーの内部により樹脂未充填領域が形成され、この樹脂未充填領域に、樹脂封止することが望ましくないコイル、電解コンデンサおよびマイクロプロセッサが実装されている。これにより、電解コンデンサ等が樹脂封止されないように他の電子部品を樹脂封止している。

特開２００６−１９０７２６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されるような構成では、樹脂封止しない電解コンデンサ等を樹脂未充填領域に実装してさらにカバーで覆う必要があるため、構造が複雑化してしまい、製造コストが増大するだけでなく電子装置が大型化してしまうという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電解コンデンサの圧力弁の開弁を妨げることなく電解コンデンサを含めた複数の電子部品等を封止し得る電子装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の電子装置（１０，１０ａ）は、電解コンデンサ（３０）を含めた複数の電子部品（１２）が実装された回路基板（１１）と、前記回路基板とともに前記複数の電子部品を封止する封止部材（２０）と、を備え、前記電解コンデンサには、内部の圧力が所定値以上に上昇した際に開弁する圧力弁（３２）が頂面（３１）に形成されており、前記封止部材には、底面（２２）にて前記頂面に対向する凹部（２１）が形成されることを特徴とする。

請求項５に記載の電子装置（１０ｂ）は、発明は、電解コンデンサ（３０ａ）を含めた複数の電子部品（１２）が実装された回路基板（１１）と、前記回路基板とともに前記複数の電子部品を封止する封止部材（２０）と、を備え、前記電解コンデンサには、内部の圧力が所定値以上に上昇した際に開弁する圧力弁（３２）が前記回路基板に対向する対向面（３４）に形成されており、前記回路基板には、前記対向面を露出させる貫通穴（１１ａ）が形成されており、前記封止部材には、底面（２６）にて前記貫通穴を介して前記頂面に対向する凹部（２５）が形成されることを特徴とする。
なお、特許請求の範囲および上記手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

請求項１の発明では、頂面に圧力弁が形成された電解コンデンサを含めた複数の電子部品が回路基板とともに封止部材により封止されている。封止部材には、底面にて電解コンデンサの頂面に対向する凹部が形成されている。

このように、電解コンデンサを含めた複数の電子部品が回路基板とともに封止部材により封止されるため、複数の電子部品および回路基板について熱サイクル等に対する耐久性や振動・衝撃等に対する耐久性が高まるので、電気的接続等に関して信頼性向上を図ることができる。特に、封止部材には、底面にて電解コンデンサの頂面に対向する凹部が形成されていることから、電解コンデンサの頂面を覆っている封止部材の部位（以下、弁被覆部ともいう）の厚さが薄くなるので、電解コンデンサの内部の圧力（以下、単に内圧ともいう）が所定値以上に上昇した場合には、圧力弁の開弁に伴い弁被覆部が破断する。すなわち、電解コンデンサの圧力弁が開弁する際には弁被覆部が破断するので、封止部材のために電解コンデンサの圧力弁が開弁しなくなることもない。したがって、電解コンデンサの圧力弁の開弁を妨げることなく電解コンデンサを含めた複数の電子部品等を封止することができる。

請求項５の発明では、回路基板に対向する対向面に圧力弁が形成された電解コンデンサを含めた複数の電子部品が回路基板とともに封止部材により封止されている。封止部材には、底面にて回路基板の貫通穴を介して電解コンデンサの対向面に対向する凹部が形成されている。

このように、電解コンデンサを含めた複数の電子部品が回路基板とともに封止部材により封止されるため、複数の電子部品および回路基板について熱サイクル等に対する耐久性や振動・衝撃等に対する耐久性が高まるので、電気的接続等に関して信頼性向上を図ることができる。特に、封止部材には、底面にて回路基板の貫通穴を介して電解コンデンサの対向面に対向する凹部が形成されていることから、電解コンデンサの対向面を覆っている封止部材の部位（弁被覆部）の厚さが薄くなるので、電解コンデンサの内圧が所定値以上に上昇した場合には、圧力弁の開弁に伴い弁被覆部が破断する。すなわち、電解コンデンサの圧力弁が開弁する際には弁被覆部が破断するので、封止部材のために電解コンデンサの圧力弁が開弁しなくなることもない。したがって、電解コンデンサの圧力弁の開弁を妨げることなく電解コンデンサを含めた複数の電子部品等を封止することができる。

第１実施形態に係る電子装置の概略構成を示す斜視図である。 図１の切断面Ｘによる断面図である。 第２実施形態に係る電子装置を示す断面図である。 第２実施形態の第１変形例に係る電子装置の要部を示す説明図である。 第２実施形態の第２変形例に係る電子装置の要部を示す説明図である。 第３実施形態に係る電子装置を示す断面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明に係る電子装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
本第１実施形態に係る電子装置１０は、例えば、車両に搭載されたエンジン等の車載機器を制御する電子制御装置（Electronic Control Unit）など、冷熱サイクル等に対する耐久性や振動・衝撃等に対する耐久性が要求される環境に採用される装置として構成されている。この電子装置１０は、図１に示すように、複数の電子部品が実装される回路基板１１が封止部材として機能するモールド樹脂２０により一部の入出力端子（図示略）を除き封止されてその外郭が構成されている。

回路基板１１には、ＩＣ１２やトランジスタ等の複数の電子部品に加えて、アルミ電解コンデンサ３０が実装されている。このアルミ電解コンデンサ３０は、周囲の熱変化等に起因してコンデンサ本体の内部の圧力（内圧）が所定値以上に上昇した際に開弁する圧力弁３２が頂面３１に形成されるタイプの電解コンデンサである。圧力弁３２は、例えば、頂面３１の中心から十字状に薄肉となる溝部を形成することで設けられる。

アルミ電解コンデンサ３０は、その端子３３が回路基板１１の実装面に設けられるパッド１３に対してはんだ１４を介して電気的に接続されている。なお、図１では、アルミ電解コンデンサ３０を除く複数の電子部品のうち、便宜上、ＩＣ１２のみを代表して例示している。

次に、モールド樹脂２０による各電子部品等の封止状態について、図２を参照して詳述する。なお、図２は、図１の切断面Ｘによる断面図であり、便宜上、複数の電子部品のうちアルミ電解コンデンサ３０のみを図示している。
モールド樹脂２０は、エポキシ樹脂などの一般的なモールド材料よりなるもので、液状樹脂注型等により、アルミ電解コンデンサ３０やＩＣ１２を含めた複数の電子部品が回路基板１１とともに封止されるように形成されている。

特に、モールド樹脂２０には、底面２２にてアルミ電解コンデンサ３０の頂面３１に対向する凹部２１が金型を用いて形成されている。この凹部２１は、圧力弁３２の中心に対応する位置を基準に断面円形であって表面側ほど拡径するように形成されている。これにより、アルミ電解コンデンサ３０の頂面３１を覆っているモールド樹脂２０の部位（以下、弁被覆部２３ともいう）の厚さｔが他の部位よりも薄くなる。凹部２１は、弁被覆部２３の厚さｔよりも深くなるように形成されている。

このように、アルミ電解コンデンサ３０やＩＣ１２等を含めた複数の電子部品が回路基板１１とともにモールド樹脂２０により封止されるため、複数の電子部品および回路基板１１について熱サイクル等に対する耐久性や振動・衝撃等に対する耐久性が高まるので、電気的接続等に関して信頼性向上を図ることができる。特に、モールド樹脂２０には、底面２２にてアルミ電解コンデンサ３０の頂面３１に対向する凹部２１が形成されていることから、アルミ電解コンデンサ３０の頂面３１を覆っている弁被覆部２３の厚さが薄くなるので、アルミ電解コンデンサ３０の内圧が所定値以上に上昇した場合には、圧力弁３２の開弁に伴い弁被覆部２３が破断する。すなわち、アルミ電解コンデンサ３０の圧力弁３２が開弁する際には弁被覆部２３が破断するので、モールド樹脂２０のために圧力弁３２が開弁しなくなることもない。したがって、アルミ電解コンデンサ３０の圧力弁３２の開弁を妨げることなくアルミ電解コンデンサ３０を含めた複数の電子部品等を封止することができる。

なお、本実施形態における凹部２１は、断面円形であって表面側ほど拡径するように形成されることに限らず、例えば、断面矩形状など、弁被覆部２３の厚さｔが圧力弁３２の開弁に伴い弁被覆部２３が破断しやすくなる程度に薄くなる形状に形成されればよい。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る電子装置について、図３を用いて説明する。なお、図３は、第２実施形態に係る電子装置１０ａを示す断面図である。
本第２実施形態では、弁被覆部２３をより破断しやすくしている点が主に上記第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態と実質的に同様の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

図３に示すように、本実施形態に係る電子装置１０ａでは、モールド樹脂２０における凹部２１の底面２２（弁被覆部２３）には、アルミ電解コンデンサ３０の頂面３１までの厚さを薄くし頂面３１に到達しない程度の深さの切り欠き２４が設けられる。この切り欠き２４は、凹部２１の底面２２に対して圧力弁３２の中心に対応する位置を基準に十字状に広がるように形成されている。

これにより、圧力弁３２が開弁する際には、弁被覆部２３は切り欠き２４を起点に破断することとなり、圧力弁３２の開弁に伴う弁被覆部２３の破断を確実に行うことができる。

図４は、第２実施形態の第１変形例に係る電子装置１０ａの要部を示す説明図であり、図４（Ａ）は、凹部２１の上面図を示し、図４（Ｂ）は、凹部２１の断面図を示す。図５は、第２実施形態の第２変形例に係る電子装置１０ａの要部を示す説明図である。なお、図４（Ａ）の切り欠き２４ａおよび図５の切り欠き２４ｂでは、便宜上、谷部（最底部）のみを図示している。

モールド樹脂２０における凹部２１の底面２２に設けられる切り欠きは、上述した切り欠き２４のように十字状に形成されることに限らず、アルミ電解コンデンサ３０の頂面３１までの厚さを薄くし頂面３１に到達しない程度の深さであれば、例えば、環状またはストライプ状に形成されてもよい。

また、例えば、図４（Ａ）に示す切り欠き２４ａのように、断面矩形状に形成される凹部２１の底面２２に対して碁盤目状に形成されてもよい。この場合、図４（Ｂ）からわかるように、弁被覆部２３は、断面台形状のものが格子状に配列されて連結されるように形成される。これにより、圧力弁３２の開弁する位置がばらついても、圧力弁３２の開弁に伴う弁被覆部２３の破断を確実に行うことができる。

また、例えば、図５に示す切り欠き２４ｂのように、断面矩形状に形成される凹部２１の底面２２に対して圧力弁３２の中心に対応する位置を基準に放射状に広がるように形成されてもよい。これにより、圧力弁３２が開弁する際に圧力が高くなりやすい中心が破断しやすくなるので、圧力弁３２の開弁に伴う弁被覆部２３の破断を確実に行うことができる。

なお、切り欠き２４，２４ａ，２４ｂは、それぞれモールド樹脂２０の成形時の金型を用いて形成される。これにより、切り欠き２４，２４ａ，２４ｂを、容易かつ高精度に形成することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る電子装置について、図６を用いて説明する。なお、図６は、第３実施形態に係る電子装置１０ｂを示す断面図である。
本第３実施形態では、圧力弁の位置が異なるアルミ電解コンデンサを採用する点が主に上記第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態と実質的に同様の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

図６に示すように、本実施形態に係る電子装置１０ｂでは、上述したアルミ電解コンデンサ３０と異なり、圧力弁３２の位置が異なるアルミ電解コンデンサ３０ａが採用されている。このアルミ電解コンデンサ３０ａは、圧力弁３２が回路基板１１に対向する対向面（下面）３４に形成されている。

また、回路基板１１には、実装されたアルミ電解コンデンサ３０ａの対向面３４を裏面側から露出させる貫通穴１１ａが形成されている。

そして、モールド樹脂２０には、図６に示すように、底面２６にて回路基板１１の貫通穴１１ａを介してアルミ電解コンデンサ３０ａの対向面３４に対向する凹部２５が金型を用いて形成されている。特に、モールド樹脂２０における凹部２５の底面２６（弁被覆部２７）には、アルミ電解コンデンサ３０ａの対向面３４までの厚さを薄くし対向面３４に到達しない程度の深さの切り欠き２８が設けられる。

このようしても、上記第１実施形態と同様に、アルミ電解コンデンサ３０ａやＩＣ１２等を含めた複数の電子部品が回路基板１１とともにモールド樹脂２０により封止されるため、複数の電子部品および回路基板１１について熱サイクル等に対する耐久性や振動・衝撃等に対する耐久性が高まるので、電気的接続等に関して信頼性向上を図ることができる。特に、モールド樹脂２０には、底面２６にて回路基板１１の貫通穴１１ａを介してアルミ電解コンデンサ３０ａの対向面３４に対向する凹部２５が形成されていることから、アルミ電解コンデンサ３０ａの対向面３４を覆っている弁被覆部２７の厚さが薄くなるので、アルミ電解コンデンサ３０ａの内圧が所定値以上に上昇した場合には、圧力弁３２の開弁に伴い弁被覆部２７が破断する。すなわち、アルミ電解コンデンサ３０ａの圧力弁３２が開弁する際には弁被覆部２７が破断するので、モールド樹脂２０のためにアルミ電解コンデンサ３０ａの圧力弁３２が開弁しなくなることもない。したがって、アルミ電解コンデンサ３０ａの圧力弁３２の開弁を妨げることなくアルミ電解コンデンサ３０ａを含めた複数の電子部品等を封止することができる。

特に、弁被覆部２７には切り欠き２８が設けられているので、圧力弁３２が開弁する際には、弁被覆部２７は切り欠き２８を起点に破断することとなり、圧力弁３２の開弁に伴う弁被覆部２７の破断を確実に行うことができる。

［他の実施形態］
なお、本発明は上記各実施形態および変形例に限定されるものではなく、例えば、以下のように具体化してもよい。
（１）本発明は、圧力弁３２が頂面３１に形成されるアルミ電解コンデンサ３０や圧力弁３２が対向面（下面）３４に形成されるアルミ電解コンデンサ３０ａをモールド樹脂２０により封止（モールド）する構成に適用されることに限らず、他のタイプの電解コンデンサを含め、内部の圧力が所定値以上に上昇した際に開弁する圧力弁を有する電子部品をモールド樹脂２０により封止する構成に適用することができる。

（２）切り欠き２４，２４ａ，２４ｂ，２８は、モールド樹脂２０の成形時の金型を用いて形成されることに限らず、例えば、切削加工等の機械加工により形成されてもよい。

１０，１０ａ，１０ｂ…電子装置
１１…回路基板
１２…ＩＣ（電子部品）
２０…モールド樹脂
２１，２５…凹部
２２，２６…底面
２４，２４ａ，２４ｂ，２８…切り欠き
３０，３０ａ…アルミ電解コンデンサ（電解コンデンサ）
３１…頂面
３２…圧力弁
３４…対向面

Claims (6)

1. 電解コンデンサ（３０）を含めた複数の電子部品（１２）が実装された回路基板（１１）と、
   前記回路基板とともに前記複数の電子部品を封止する封止部材（２０）と、
   を備え、
   前記電解コンデンサには、内部の圧力が所定値以上に上昇した際に開弁する圧力弁（３２）が頂面（３１）に形成されており、
   前記封止部材には、底面（２２）にて前記頂面に対向する凹部（２１）が形成されることを特徴とする電子装置（１０，１０ａ）。
2. 前記凹部の底面には、前記頂面までの厚さを薄くする切り欠き（２４，２４ａ，２４ｂ）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記切り欠き（２４ａ）は、前記凹部の底面に対して碁盤目状に形成されることを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
4. 前記切り欠き（２４ｂ）は、前記凹部の底面に対して前記圧力弁の中心に対応する位置を基準に放射状に広がるように形成されることを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
5. 電解コンデンサ（３０ａ）を含めた複数の電子部品（１２）が実装された回路基板（１１）と、
   前記回路基板とともに前記複数の電子部品を封止する封止部材（２０）と、
   を備え、
   前記電解コンデンサには、内部の圧力が所定値以上に上昇した際に開弁する圧力弁（３２）が前記回路基板に対向する対向面（３４）に形成されており、
   前記回路基板には、前記対向面を露出させる貫通穴（１１ａ）が形成されており、
   前記封止部材には、底面（２６）にて前記貫通穴を介して前記頂面に対向する凹部（２５）が形成されることを特徴とする電子装置（１０ｂ）。
6. 前記凹部の底面には、前記頂面までの厚さを薄くする切り欠き（２８）が設けられることを特徴とする請求項５に記載の電子装置。

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