JP2023116128A

JP2023116128A - 電子機器装置、及び、電子機器装置の製造方法

Info

Publication number: JP2023116128A
Application number: JP2022018736A
Authority: JP
Inventors: 孝治土橋; Koji Dobashi; 康一佐々木; Koichi Sasaki
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2022-02-09
Filing date: 2022-02-09
Publication date: 2023-08-22
Also published as: US20230254982A1

Abstract

【課題】レーザ溶着おけるレーザ光が透過する部材の光透過性が均一な電子機器装置及び電子機器装置の製造方法を提供する。【解決手段】電子機器装置１は、所定の光吸収性を有する樹脂部材によって構成され開口部２Ａを有する筐体２と、筐体に収容され電子回路が形成された回路基板３と、一端部と他端部を備え他端部が回路基板に電気的に接続された少なくとも一つの端子５と、筐体の開口部を覆い少なくとも一つの端子が貫通し所定の光透過性を有する樹脂部材で構成されたカバー部４と、を備える。少なくとも一つの端子の一端部５Ａは、カバー部を基準に他端部５Ｂと反対に位置する。カバー部は、１００度から１８０度の間の金型温度によって成形され、少なくとも一つの端子と回路基板ははんだ接合によって電気的に接続され、筐体とカバー部とはレーザ溶着により接続されている。【選択図】図１

Description

本開示は、電子機器装置、及び、電子機器装置の製造方法に関する。

ケース本体と蓋部とをレーザ溶着により取り付ける技術が知られている。例えば、特許文献１には、次の構成が開示されている。すなわち、ケース本体は、光吸収性を有する材料からなり、その上面には、接合部を有すると共に、その内側に位置して位置ずれ防止用のガイド壁部が一体に設けられている。これに対し、蓋部は、光透過性を有する材料からなり、上壁部が赤外線透過窓とされ、下部外周に接合用のフランジ部を有している。ケース本体に蓋部をレーザ溶着するにあたっては、ケース本体の接合部に、蓋部のフランジ部を突合せて重ねるように配置し、押え治具によって押え付けた状態とする。このとき、ガイド壁部により、蓋部のフランジ部の位置決めがなされる。そして、その突合せ状態で、レーザ溶着装置により、フランジ部を通して接合部の上面にレーザ光を照射する。これにより、ケース本体の接合部がレーザ光によって加熱されて溶融し、フランジ部の下面部と溶着される。

特開２０１６－１１７２２５号公報

レーザ溶着において接合強度のばらつきを防ぐには、レーザ光が透過する部材の光透過性が均一であることが求められる。

本開示の目的は、レーザ溶着おける、レーザ光が透過する部材の光透過性が均一な電子機器装置及び当該電子機器装置の製造方法を提供することにある。

本開示の一態様は、所定の光吸収性を有する樹脂部材によって構成され、開口部を有する筐体と、前記筐体に収容され、電子回路が形成された回路基板と、一端部と他端部を備え、前記他端部が前記回路基板に電気的に接続された、少なくとも一つの端子と、前記筐体の前記開口部を覆い、前記少なくとも一つの端子が貫通し、所定の光透過性を有する樹脂部材で構成されたカバー部と、を備え、前記少なくとも一つの端子の前記一端部は、前記カバー部を基準に、前記他端部と反対に位置し、前記カバー部は、１００度から１８０度の間の金型温度によって成形され、前記少なくとも一つの端子と前記回路基板は、はんだ接合によって電気的に接続され、前記筐体と前記カバー部は、レーザ溶着により接続された、電子機器装置を提供する。

本開示の一態様は、電子機器装置の製造方法であって、所定の光透過性を有する樹脂部材を、１００度から１８０度の間の金型温度によって成形されたカバー部が備える少なくとも一つの端子と回路基板をはんだ接合し、レーザ光吸収性を有する部材によって構成された筐体に前記回路基板を収容し、レーザ溶着によって前記カバー部を前記筐体に接合する、電子機器装置の製造方法を提供する。

本開示によれば、レーザ溶着おける、レーザ光が透過する部材の光透過性が均一な電子機器装置及び当該電子機器装置の製造方法を提供することができる。

本実施の形態に係る電子機器装置の構成を示す分解斜視図本実施の形態に係るカバー部における端子と回路基板とをはんだ接合した状態を示す平面図本実施の形態に係るカバー部におけるレーザ溶着の箇所を示す正面図

以下、図面を適宜参照して、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、すでによく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の記載の主題を限定することは意図されていない。

（本実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る電子機器装置１の構成を示す分解斜視図である。図２は、本実施の形態に係るカバー部４における端子５と回路基板３とをはんだ接合７した状態を示す平面図である。図３は、本実施の形態に係るカバー部４におけるレーザ溶着の箇所を示す正面図である。

なお、説明の便宜上、図１に示すように、回路基板３の主面に対して垂直に延びる軸をＺ軸とする。Ｚ軸に垂直かつカバー部４の主面に対して垂直に延びる軸をＹ軸とする。Ｙ軸及びＺ軸に対して垂直な軸をＸ軸とする。また、説明の便宜上、Ｚ軸の正方向を「上」、Ｚ軸の負方向を「下」、Ｙ軸の負方向を「前」、Ｙ軸の正方向を「後」、Ｘ軸の正方向を「右」、Ｘ軸の負方向を「左」と称する場合がある。なお、これらの方向に係る表現は、説明の便宜上用いられるものであって、当該構造の実使用時における姿勢を限定する意図ではない。

電子機器装置１は、車両に搭載される。電子機器装置１を搭載する車両の例として、自動二輪車（オートバイ）、自動車、又は、電動アシスト付き自転車等が挙げられる。

電子機器装置１は、筐体２と、回路基板３と、カバー部４と、少なくとも１つの端子５とを含んで構成される。

筐体２は、中空の直方体形状を呈し、一面に開口部２Ａを有する。ただし、筐体２の形状は、直方体に限られず、内部に回路基板３を収容できるのであればどのような形状であってもよい。筐体２は、所定の光吸収性を有する樹脂部材によって構成される。

回路基板３は、電子回路（図示しない）が形成され、筐体２の開口部２Ａから筐体２の内部に収容される。回路基板３は、電子機器装置１が搭載される車両の制御に用いられる。よって、回路基板３はＥＣＵ（Electronic Control Unit）と読み替えられ、筐体２はＥＣＵケースと読み替えられてもよい。

カバー部４は、筐体２の開口部２Ａを覆う。カバー部４は、少なくとも１つの端子５が貫通している。

図２に示すように、少なくとも１つの端子５は一端部５Ａと他端部５Ｂを備え、一端部５Ａはカバー部４を基準に他端部５Ｂと反対に位置し、他端部５Ｂは回路基板３に電気的に接続されている。少なくとも１つの端子５は、カバー部４と一体に形成されてよい。あるいは、少なくとも１つの端子５とカバー部４とは別体であってもよい。少なくとも１つの端子５は、コネクタ６の一部であってよい。少なくとも１つの端子５の一部は、曲がっていてよい。少なくとも１つの端子５は、回路基板３を貫通していてよい。

図２に示すように、少なくとも１つの端子５と回路基板３は、はんだ接合７によって電気的に接続される。

筐体２の光吸収性（光吸収率）は、カバー部４の光吸収性（光吸収率）より高い。また、カバー部４の光透過性（光透過率）は、筐体２の光透過性（光透過率）より高い。そして、図３に示すように、筐体２の開口部２Ａを形成する縁部２Ｂ（図１参照）と対向するカバー部４における部分（つまりカバー部４の外部に露出する側の主面における外周部４Ｂ（図３参照））に対して、レーザ光を照射する。カバー部４は筐体２よりも光透過性が高いので、照射されたレーザ光は、カバー部４を透過し、筐体２の縁部２Ｂを加熱及び溶融させる。これにより、カバー部４は、筐体２の縁部２Ｂに接合し、開口部２Ａを塞ぐ。このように、カバー部４は、レーザ溶着によって筐体２に接合される。

カバー部４及び筐体２は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）によって構成される。ただし、カバー部４及び筐体２は、ＰＢＴとは異なる素材によって構成されてもよい。

カバー部４と筐体２とが接合される部分から、少なくとも１つの端子５と回路基板３がはんだ接合７される部分までの距離Ｄ（図３参照）は、所定の距離未満である。すなわち、はんだ接合７される部分の位置と、カバー部４におけるレーザ光が照射される外周部４Ｂとは、比較的近い。そのため、カバー部４は、はんだ接合７が行われる際に、はんだを溶融させる比較的高い温度（例えば２３０度）に曝される。従来、レーザ光を透過させるカバー部４は、結晶化を抑制するために、４０度～５０度といった比較的低い金型温度で成形されている。このように、比較的低い金型温度で成形されたカバー部４は、はんだ接合７で比較的高い温度に曝されたとき、その比較的高い温度に曝された部分が再結晶化し、光透過率が低下する。例えば、約４０度の金型温度で成形されたカバー部４は、はんだ接合７が行われる前の光透過率が約７０％であったものが、はんだ接合７が行われた後の光透過率が約５０％～６０％に低下する。そのため、カバー部４におけるレーザ光の光透過率にムラが生じてしまい、レーザ溶着によるカバー部４と筐体２との接合強度にばらつきが生じてしまう。接合強度のばらつきは、筐体２内の回路基板３に対する防水性能の低下、及び、車両の振動に対する電子機器装置１の耐性の低下等につながる。

そこで、本実施の形態では、カバー部４を、１００度から１８０度の間の金型温度で成形する。好ましくは、カバー部４を、１００度から１２０度の間の金型温度で成形する。これにより、カバー部４は、はんだ接合７が行われた時に比較的高い温度に曝されたとしても、光透過率がほとんど低下しない。例えば、約１２０度の金型温度で成形されたカバー部４は、はんだ接合７が行われる前の光透過率が約４０％であったものが、はんだ接合７が行われた後の光透過率が約３７％～４０％となる。つまり、本実施の形態に係るカバー部４の光透過率は、はんだ接合７が行われる前とはんだ接合７が行われた後で、ほとんど低下しない。そのため、カバー部４におけるレーザ光の光透過率にムラが生じず（つまり光透過率が均一であるため）、レーザ溶着によるカバー部４と筐体２との接合強度にばらつきが生じない。

なお、レーザ溶着に用いられるレーザ発振器はファイバレーザ（Ｙｂ）であってよい。レーザ光の波長は１０７０ｎｍであってよい。レーザ発振器の最大レーザ出力は１００Ｗであってよい。ただし、本実施の形態において、レーザ発振器の種別、レーザ光の波長、及び、最大レーザ出力は、これらに限られない。

＜電子機器装置の製造方法＞
本実施の形態に係る電子機器装置１は、次の工程によって製造されてよい。

（工程１）所定の光透過性を有する樹脂部材を用い、１００度から１８０度（好ましくは１００度から１２０度）の間の金型温度によって、カバー部４を成形する。

（工程２）カバー部４と一体に形成された少なくとも１つの端子５の他端部５Ｂを、回路基板３にはんだ接合７する。少なくとも１つの端子５と回路基板３のはんだ接合７は、部分ディップ、ディップ槽、又は、リフロー炉の少なくとも１つを使ってなされてよい。

（工程３）筐体２の内部に回路基板３をスライドさせながら収容し、筐体２の開口部２Ａを覆うようにカバー部４を配置する。

（工程４）カバー部４の外周部４Ｂに向けてレーザ光を照射し、レーザ溶着によってカバー部４を筐体２に接合する。

以上の工程により、カバー部４と筐体２とを安定した接合強度でレーザ溶着できる。よって、防水性能が高く、車両の振動に対する耐性の高い電子機器装置１を製造できる。

以上、添付図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に相当し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本開示の技術は、レーザ溶着に有用である。

１電子機器装置
２筐体
２Ａ開口部
２Ｂ縁部
３回路基板
４カバー部
４Ｂ外周部
５端子
５Ａ一端部
５Ｂ他端部
６コネクタ
７はんだ接合

Claims

所定の光吸収性を有する樹脂部材によって構成され、開口部を有する筐体と、
前記筐体に収容され、電子回路が形成された回路基板と、
一端部と他端部を備え、前記他端部が前記回路基板に電気的に接続された、少なくとも一つの端子と、
前記筐体の前記開口部を覆い、前記少なくとも一つの端子が貫通し、所定の光透過性を有する樹脂部材で構成されたカバー部と、を備え、
前記少なくとも一つの端子の前記一端部は、前記カバー部を基準に、前記他端部と反対に位置し、
前記カバー部は、１００度から１８０度の間の金型温度によって成形され、
前記少なくとも一つの端子と前記回路基板は、はんだ接合によって電気的に接続され、
前記筐体と前記カバー部は、レーザ溶着により接続された、
電子機器装置。
請求項１に記載の電子機器装置であって、
前記筐体の光吸収性は、前記カバー部の光吸収性より高い、
電子機器装置。
請求項１又は請求項２に記載の電子機器装置であって、
前記カバー部の光透過性は、前記筐体の光透過性より高い、
電子機器装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子機器装置であって、
前記少なくとも一つの端子は、前記カバー部と一体に成形された、
電子機器装置。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子機器装置であって、
前記少なくとも一つの端子は、コネクタの一部である、
電子機器装置。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子機器装置であって、
前記少なくとも一つの端子の一部は、曲がっている、
電子機器装置。
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子機器装置であって、
前記少なくとも一つの端子は、前記回路基板を貫通している、
電子機器装置。
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電子機器装置であって、
前記少なくとも一つの端子と前記回路基板のはんだ接合は、部分ディップ、ディップ槽、又は、リフロー炉の中の少なくとも一つを使ってなされた、
電子機器装置。
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電子機器装置であって、
前記カバー部は、１００度から１２０度の間の金型温度によって成形される、
電子機器装置。
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電子機器装置であって、
前記カバー部と前記筐体と接合される部分から、前記少なくとも一つの端子と前記回路基板がはんだ接合される部分までの距離は、所定の距離未満である、
電子機器装置。
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の電子機器装置であって、
前記カバー部及び前記筐体は、ポリブチレンテレフタレートによって構成される、
電子機器装置。
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の電子機器装置であって、
前記筐体は、開口を有する直方体形状である
電子機器装置。
電子機器装置の製造方法であって、
所定の光透過性を有する樹脂部材を、１００度から１８０度の間の金型温度によって成形されたカバー部が備える少なくとも一つの端子と回路基板をはんだ接合し、
レーザ光吸収性を有する部材によって構成された筐体に前記回路基板を収容し、
レーザ溶着によって前記カバー部を前記筐体に接合する、
電子機器装置の製造方法。