JP2019220596A - 電子ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】電解コンデンサの防爆弁が作動しやすい電子ユニットを提供する。【解決手段】絶縁基板２の上面２ａに、電解コンデンサ４が実装されている。絶縁基板２の上面２ａから各電子部品を覆う被覆樹脂層１０が設けられており、被覆樹脂層１０の一部が電解コンデンサ４を覆う電解コンデンサ被覆部１４となっている。電解コンデンサ被覆部１４は、電解コンデンサ４の筒状外周面４１ａを覆う外周被覆部１４ｂと、頂部４１ｂを覆う頂部被覆部１４ｃを有している。頂部被覆部１４ｃに薄肉溝が形成され、外周被覆部１４ｂが頂部被覆部１４ｃよりも高さ寸法ｈだけ上方に延びている。薄肉溝で頂部被覆部１４ｃが破断することで防爆弁４４が作動しやすく、高さ寸法ｈの領域で防爆弁４４の作動空間を確保できる。【選択図】図４
Description
本発明は、基板に電解コンデンサが実装され、前記基板から前記電解コンデンサまでが、被覆樹脂層で連続して覆われている構造の電子ユニットに関する。
特許文献１の図１１に、電解コンデンサを有する点灯装置に関する発明が記載されている。
この点灯装置は、回路基板に電解コンデンサが実装されており、回路基板と電解コンデンサが、ウレタン樹脂の充填材で覆われている。電解コンデンサは頂部に防爆弁を有しており、防爆弁が充填材の内部に埋没している。特許文献１の段落[００４２]には、電解コンデンサの防爆弁が破壊されたときに、防爆弁を覆っている充填材が盛り上がるように容易に撓んで、防爆弁の破壊に伴う応力を緩和し吸収できる、と記載され、さらに、防爆弁を覆っている部分が吹き飛ぶ、ことも記載されている。
特許文献２に電子機器装置に関する発明が記載されている。
この電子機器装置でも、電子基板に防爆弁を有する電解コンデンサが実装されており、電子基板と電解コンデンサとが、シリコン樹脂で形成された充填材で覆われている。特許文献２の段落[００３０]には、電解コンデンサの防爆弁が破裂したときに充填材を突き破る程度に充填材の厚さを設定することが記載されている。
この電子機器装置でも、電子基板に防爆弁を有する電解コンデンサが実装されており、電子基板と電解コンデンサとが、シリコン樹脂で形成された充填材で覆われている。特許文献２の段落[００３０]には、電解コンデンサの防爆弁が破裂したときに充填材を突き破る程度に充填材の厚さを設定することが記載されている。
特許文献１と特許文献２に記載された発明では、共に電解コンデンサの防爆弁が合成樹脂の充填材で覆われているが、防爆弁を覆っている充填材の表面はいずれも平坦である。そのため、筐体の一部や他の電子部品などが防爆弁を覆っている充填材の表面に密着しあるいは接近して配置されると、防爆弁の動きが規制され、防爆弁が予測通りに破裂できなくなって、電解コンデンサの内圧の上昇によりさらに大きな爆発を発生するおそれがある。特許文献２の段落[００３０]には、電解コンデンサの防爆弁と蓋との間に、防爆弁が破裂したときに、電解コンデンサの内容物や充填材の飛散を緩和できる空間を形成することが記載されている。しかし、実際の電子機器装置では、前述のように筐体の一部や他の電子部品などが防爆弁を覆っている充填材の表面に密着しあるいは接近して配置されてしまうことがあり、前記空間を確実に確保することは難しい。
また、特許文献１と特許文献２では、充填材の防爆材を覆う部分が均一な厚さ寸法になっているため、電解コンデンサの防爆弁が破裂したときに、防爆弁によって、充填材を必ず破壊させることは難しい。特に、特許文献１では充填材がウレタン樹脂で、特許文献２では充填材がシリコン樹脂であり、いずれも柔軟な材料であるため、防爆弁の破裂によって必ず破壊できるように充填材の厚さ寸法を選択するのは困難である。
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、電解コンデンサの内圧が上昇して防爆弁が破裂したときに、防爆弁の可動空間を確保できるようにした電子ユニットを提供することを目的としている。
また、本発明は、電解コンデンサの防爆弁が破裂したときに、防爆弁を覆う被覆樹脂層が破断しやすいように構成された電子ユニットを提供することを目的としている。
本発明は、基板と、前記基板に実装された電子部品と、前記基板から前記電子部品を連続して覆う被覆樹脂層と、が設けられている電子ユニットにおいて、
前記電子部品に、その頂部に防爆弁を有する電解コンデンサが含まれ、前記被覆樹脂層の一部で、前記電解コンデンサの筒状外周面を覆う外周被覆部が形成されており、
前記外周被覆部には、前記電解コンデンサの前記頂部よりも高い位置まで延び出る上方延長部が設けられており、前記頂部の上方に、前記上方延長部で囲まれた前記防爆弁の作動領域が形成されていることを特徴とする
ものである。
前記電子部品に、その頂部に防爆弁を有する電解コンデンサが含まれ、前記被覆樹脂層の一部で、前記電解コンデンサの筒状外周面を覆う外周被覆部が形成されており、
前記外周被覆部には、前記電解コンデンサの前記頂部よりも高い位置まで延び出る上方延長部が設けられており、前記頂部の上方に、前記上方延長部で囲まれた前記防爆弁の作動領域が形成されていることを特徴とする
ものである。
本発明の電子ユニットは、前記被覆樹脂層の一部で、前記電解コンデンサの前記防爆弁を覆う頂部被覆部が形成されており、前記頂部被覆部は前記防爆弁が動作したときに破断可能であることが好ましい。
本発明の電子ユニットは、前記頂部被覆部に薄肉溝が形成されており、前記薄肉溝は、前記防爆弁が動作したときに破断可能な厚さ寸法で形成されていることがさらに好ましい。
さらに、本発明の電子ユニットは、基板と、前記基板に実装された電子部品と、前記基板から前記電子部品を連続して覆う被覆樹脂層と、が設けられている電子ユニットにおいて、
前記電子部品に、その頂部に防爆弁を有する電解コンデンサが含まれ、前記被覆樹脂層の一部で、前記電解コンデンサの筒状外周面を覆う外周被覆部と、前記頂部を覆う頂部被覆部とが形成されており、
前記頂部被覆部に薄肉溝が形成され、前記薄肉溝は、前記防爆弁が動作したときに破断可能な厚さ寸法で形成されていることを特徴とするものである。
前記電子部品に、その頂部に防爆弁を有する電解コンデンサが含まれ、前記被覆樹脂層の一部で、前記電解コンデンサの筒状外周面を覆う外周被覆部と、前記頂部を覆う頂部被覆部とが形成されており、
前記頂部被覆部に薄肉溝が形成され、前記薄肉溝は、前記防爆弁が動作したときに破断可能な厚さ寸法で形成されていることを特徴とするものである。
本発明の電子ユニットは、電解コンデンサの筒状外周面を覆っている被覆樹脂層の一部である外周被覆部が、電解コンデンサの頂部よりも高い位置まで延びているため、筐体や他の電子部品が外周被覆部の上端部に接触しあるいは接近している構造であっても、電解コンデンサの頂部の上方に、防爆弁の破裂を許容する空間を確保することができる。
また、本発明の電子ユニットは、電解コンデンサの頂部を覆う頂部被覆部に、防爆弁が動作したときに破断可能な厚さの薄肉溝が形成されているため、防爆弁が破裂したときに、防爆弁を覆っている頂部被覆部に亀裂を確実に生じさせることができる。
図１に、本発明の実施形態の電子ユニット１が示されている。電子ユニット１は、車載用のオーディオアンプであり、ディジタルアンプである。
図２の分解斜視図に示すように、電子ユニット１は絶縁基板２を有しており、絶縁基板２は、図示上向きの上面２ａと図示下向きの下面２ｂを有している。ここでの上下方向は電子ユニット１を基準とした方向である。図２に示すように、絶縁基板２の下面２ｂは、補強金属板８に重ねられており、絶縁基板２と補強金属板８がねじ止めなどの手段で互いに固定されている。
絶縁基板２の上面２ａに各種電子部品が実装されている。電子部品は、２個のディジタルアンプＩＣ３と、２個の電解コンデンサ４と、その他の電子部品群５である。電子部品群５には、ＩＣや各種チップ型部品が含まれている。絶縁基板２の上面２ａには、２個のコネクタ６が実装されている。さらに、図１に示すように、絶縁基板２の上面２ａには、２個のディジタルアンプＩＣを覆うヒートシンク７が設けられている。ヒートシンク７はアルミニウムなどの熱導電性の良好な金属材料で形成されており、ヒートシンク７の外周部分は、両面接着テープにより、絶縁基板２の上面２ａに接着されている。
絶縁基板２とその上に実装されている各電子部品が、被覆樹脂層１０で覆われている。被覆樹脂層１０は、接着性の熱可塑性樹脂であり、ポリエステル系のホットメルト樹脂である。被覆樹脂層１０はホットメルトモールディングで形成されている。ホットメルトモールディングは、絶縁基板２に、ディジタルアンプＩＣ３と、２個の電解コンデンサ４と、２個のコネクタ６、およびその他の電子部品群５を半田付けで実装し、さらにディジタルアンプＩＣ３の上にヒートシンク７を設置した状態で、絶縁基板２およびこれに実装された各電子部品を金型の内部に設置し、加熱された溶融状態のホットメルト樹脂を金型内に低圧で注入することで成形される。
図１と図２に示すように、被覆樹脂層１０は、絶縁基板２の上面２ａから、電解コンデンサ４、ヒートシンク７の下部周縁部、電子部品群５およびコネクタ６の下部周縁部まで連続して覆うように形成されている。その結果、被覆樹脂層１０には、２個の電解コンデンサ４を被覆する電解コンデンサ被覆部１４と、ヒートシンク７の下部周縁部を被覆するヒートシンク被覆部１７と、電子部品群５を被覆する電子部品群被覆部１５、および２個のコネクタ６の下部周縁部を被覆するコネクタ被覆部１６とが形成されている。
図３と図４に電解コンデンサ被覆部１４が示されている。
図４の断面図に示すように、電解コンデンサ４は、円筒形状の金属ケース４１の内部にコンデンサ素子４２が収納されて構成されている。コンデンサ素子４２は、電極および電解液などで構成されている。金属ケース４１の底部４１ｃから電極と導通する端子４３が下方に向けて延び出ている。金属ケース４１の底部４１ｃが絶縁基板２の上面２ａに設置され、端子４３が絶縁基板２のスルーホールを経て下面２ｂへ延びており、下面２ｂに形成された導電層と端子４３とが半田付けされている。
図４の断面図に示すように、電解コンデンサ４は、円筒形状の金属ケース４１の内部にコンデンサ素子４２が収納されて構成されている。コンデンサ素子４２は、電極および電解液などで構成されている。金属ケース４１の底部４１ｃから電極と導通する端子４３が下方に向けて延び出ている。金属ケース４１の底部４１ｃが絶縁基板２の上面２ａに設置され、端子４３が絶縁基板２のスルーホールを経て下面２ｂへ延びており、下面２ｂに形成された導電層と端子４３とが半田付けされている。
電解コンデンサ４の金属ケース４１は、前記底部４１ｃと、筒状外周面４１ａ、および絶縁基板２の上方に向けられた頂部４１ｂを有している。周囲温度が高くなり、電解コンデンサ４の内部圧力が高くなり規定値を超えると、金属ケース４１の頂部４１ｂの一部である防爆弁４４が作動し、頂部４１ｂが破壊されて電解コンデンサ４の内部圧力が金属ケース４１の外部に抜け出る。この防爆弁４４の作動によって電解コンデンサ４の爆発現象を予防できるようになっている。
図３と図４に示すように、被覆樹脂層１０の一部である電解コンデンサ被覆部１４は、絶縁基板２の上面２ａおよび金属ケース４１の下部周囲部分を覆う基部被覆部１４ａと、金属ケース４１の筒状外周面４１ａを覆う外周被覆部１４ｂ、および金属ケース４１の頂部４１ｂを覆う頂部被覆部１４ｃを有している。
図３に示すように、頂部被覆部１４ｃは円形であり、その円形の中心の小円形領域に位置する中心薄肉部２１と、中心薄肉部２１から円形の半径方向へ向けて放射状に延びる複数の薄肉溝２２とが形成されている。また、頂部被覆部１４ｃは、中心薄肉部２１と薄肉溝２２が形成されていない部分が分離部２３となっている。図４に示すように、分離部２３の厚さ寸法ｔ１は、外周被覆部１４ｂの厚さ寸法Ｔよりも薄く、中心薄肉部２１の厚さ寸法ｔ２は、分離部２３の厚さ寸法ｔ１よりもさらに薄くなっている。また、薄肉溝２２の厚さ寸法は中心薄肉部２１の厚さ寸法ｔ２と同じである。
図３と図４に示すように、電解コンデンサ被覆部１４の外周被覆部１４ｂの上方部分に上方延長部１４ｄが形成されている。上方延長部１４ｄは肉厚の円筒形であり、金属ケース４１の頂部４１ｂよりも上方に延びており、電解コンデンサ被覆部１４の頂部被覆部１４ｃよりも上方に延び出ている。外周被覆部１４ｂの上方延長部１４ｄが頂部被覆部１４ｃの表面からの上方へ突出している高さ寸法ｈは、電解コンデンサ４の内圧が上昇し、防爆弁４４が破断して上方へ変形したときに、その変形を許容できる高さ寸法に形成されている。すなわち、電解コンデンサ被覆部１４では、頂部４１ｂおよび頂部被覆部１４ｃの上方に、外周被覆部１４ｂの上方延長部１４ｄで囲まれた防爆弁４４の作動領域が形成されている。前記突出高さ寸法ｈは、各部の寸法のばらつきなどを考慮し、電解コンデンサ４の防爆弁４４の開放動作のために必要な空間を確保できるように、余裕を持った高さに設定する必要がある。一般の電解コンデンサ４を使用する場合には、突出高さ寸法ｈを５ｍｍ以上とすることが好ましい。
図１に示す電子ユニット１は、車載用のオーディオアンプとして使用される。電子ユニット１は、絶縁基板２の上面２ａと各電子部品がホットメルトモールディングで形成された被覆樹脂層１０で覆われている。したがって、防水性を確保できており、筐体内に収納することが不要であり、自動車のトランクルーム内などに図１の外観のまま設置することが可能である。
電子ユニット１が使用されている環境温度が異常に高くなり、電解コンデンサ４の金属ケース４１の内部圧力が異常値である規定値を超えると、金属ケース４１の頂部４１ｂに設けられた防爆弁４４が破断し、金属ケース４１の内部圧力を放出しようとする。このとき、金属ケース４１の内部圧力が、防爆弁４４を介して、電解コンデンサ被覆部１４の頂部被覆部１４ｃに作用すると、頂部被覆部１４ｃでは、厚さ寸法の小さい中心薄肉部２１と薄肉溝２２で破断が生じ、この破断に追従して分離部２３が互いに離れる。これにより、電解コンデンサ４の内部圧力を被覆樹脂層１０よりも外部に排出することができる。
図４に示すように、電解コンデンサ被覆部１４の外周被覆部１４ｂの上方延長部１４ｄが、防爆弁４４および頂部被覆部１４ｃよりも上方に張り出しており、上方延長部１４ｄで周囲を囲まれている空間が、図４において破線で示すように、防爆弁４４が作動して上方へ開くことができる作動空間となっている。したがって、電解コンデンサ被覆部１４の上方延長部１４ｄが筐体の内面に接近しあるいは接触し、または他の電子部品が上方延長部１４ｄに接近しあるいは接触していたとしても、防爆弁４４および頂部被覆部１４ｃの分離部２３が上方へ作動する空間を確保することができる。そのため、設計や組立時に、筐体や他の部品を頂部被覆部１４ｃに接近するか否かに気を遣う必要がなくなり、設計の自由度が増し、組立作業も容易になる。
電解コンデンサ被覆部１４では、電解コンデンサ４が被覆樹脂層１０で完全に覆われているため、防水性に優れている。しかも、電解コンデンサ４の内部圧力が上昇したときに、防爆弁４４が作用しやすくなり、また作動する空間も確保できるようになる。
本発明の特徴のひとつは、被覆樹脂層１０の外周被覆部１４ｂが、電解コンデンサ４の頂部４１ｂよりも高い位置まで延び出ている点にあるが、この特徴に関しては、電解コンデンサ４の頂部４１ｂが被覆樹脂層１０の頂部被覆部１４ｃで覆われておらず、電解コンデンサ４の頂部４１ｂが露出している構造であってもよい。
また、外周被覆部１４ｂの上方延長部１４ｄは角筒形状などであってもよい。さらに、上方延長部１４ｄは、筒状ではなく、防爆弁４４を囲むようにして円周方向に間隔を空けて上方に延びる複数の突出部で形成されていてもよい。
１ 電子ユニット
２ 絶縁基板
４ 電解コンデンサ
５ 電子部品群
６ コネクタ
７ ヒートシンク
１０ 被覆樹脂層
１４ 電解コンデンサ被覆部
１４ｂ 外周被覆部
１４ｃ 頂部被覆部
１４ｄ 上方延長部
２１ 中心薄肉部
２２ 薄肉溝
２３ 分離部
４１ 金属ケース
４１ａ 筒状外周面
４１ｂ 頂部
４２ コンデンサ素子
４４ 防爆弁
２ 絶縁基板
４ 電解コンデンサ
５ 電子部品群
６ コネクタ
７ ヒートシンク
１０ 被覆樹脂層
１４ 電解コンデンサ被覆部
１４ｂ 外周被覆部
１４ｃ 頂部被覆部
１４ｄ 上方延長部
２１ 中心薄肉部
２２ 薄肉溝
２３ 分離部
４１ 金属ケース
４１ａ 筒状外周面
４１ｂ 頂部
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４４ 防爆弁
Claims (4)
- 基板と、前記基板に実装された電子部品と、前記基板から前記電子部品を連続して覆う被覆樹脂層と、が設けられている電子ユニットにおいて、
前記電子部品に、その頂部に防爆弁を有する電解コンデンサが含まれ、前記被覆樹脂層の一部で、前記電解コンデンサの筒状外周面を覆う外周被覆部が形成されており、
前記外周被覆部には、前記電解コンデンサの前記頂部よりも高い位置まで延び出る上方延長部が設けられており、前記頂部の上方に、前記上方延長部で囲まれた前記防爆弁の作動領域が形成されていることを特徴とする電子ユニット。 - 前記被覆樹脂層の一部で、前記電解コンデンサの前記防爆弁を覆う頂部被覆部が形成されており、前記頂部被覆部は前記防爆弁が動作したときに破断可能である請求項１記載の電子ユニット。
- 前記頂部被覆部に薄肉溝が形成されており、前記薄肉溝は、前記防爆弁が動作したときに破断可能な厚さ寸法で形成されている請求項２記載の電子ユニット。
- 基板と、前記基板に実装された電子部品と、前記基板から前記電子部品を連続して覆う被覆樹脂層と、が設けられている電子ユニットにおいて、
前記電子部品に、その頂部に防爆弁を有する電解コンデンサが含まれ、前記被覆樹脂層の一部で、前記電解コンデンサの筒状外周面を覆う外周被覆部と、前記頂部を覆う頂部被覆部とが形成されており、
前記頂部被覆部に薄肉溝が形成され、前記薄肉溝は、前記防爆弁が動作したときに破断可能な厚さ寸法で形成されていることを特徴とする電子ユニット。
Priority Applications (4)
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