JP4157109B2

JP4157109B2 - 保護カバーの取付構造

Info

Publication number: JP4157109B2
Application number: JP2005142303A
Authority: JP
Inventors: 一樹阪田; 善行藤井; 敏充高澤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2025-05-16
Also published as: JP2006319235A

Description

本発明は、プリント基板に搭載された電子部品を保護する保護カバーの取付構造に関し、特には保護カバー内の結露発生および塵埃の侵入を共に有効に防止するための技術に関する。

従来より、プリント基板に搭載された電子部品を保護するために、電子部品を覆うように保護カバーをプリント基板に取り付けた構造を採用したものがある。

この場合、保護カバーをプリント基板に単純にねじ等で取り付けた場合には、その取り付け具合によって両者間に比較的大きな隙間が生じ、この隙間を通って湿気が容易に保護カバー内に侵入する。そして、特に外部の環境変化により、保護カバーの内外で大きな温度差があるときには侵入した外気によって保護カバー内で容易に結露が生じる。このように保護カバー内で結露が発生すると、電子部品の品質特性が劣化したり、プリント基板の絶縁特性が劣化して誤動作を起こすといった不具合を生じる。

このような不具合を防止するため、従来技術では、水分は通さないが空気は通す選択透過性フィルタからなる防水シートを電子部品を収納する収納容器の通気孔を塞ぐように設けるとともに、収納容器内に吸水性シートや結露用金属板を設け、これによって収納容器内の電子部品に結露が生じないようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、他の従来技術では、コネクタと収納ケースの両部材間に設けた隙間を通気口とし、この通気口を介して通気を徐々に行うことによって結露を回避し、選択透過性フィルタや吸水性シートなどを廃止する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平８−２０３３６５号公報特開２００３−３３５１８６号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載されている構成のものでは、選択透過性フィルタからなる防水シートを通過した微量の水分が収納容器内に設けられた吸水性シートに滞留、蓄積してしまい、長期間にわたって安定して結露発生を防止することが難しく、長期信頼性に欠けるきらいがある。しかも、選択透過性フィルタからなる防水シートや吸水性シート、結露用金属板を設けているので、製造に際して余分な部品と工数とが必要となり、コストアップを招来する。

また、上記の特許文献２に記載されている構成のものは、選択透過性フィルタや吸水性シートなどは使用していないが、コネクタと収納ケースの両部材間に設けられた隙間を通気口としているため、通気口の開口面積を微細な塵埃が侵入するのを防ぎ得る程度に小さくする形成することが難しく、このため、この通気口を介して収納ケース内に塵埃が侵入し易い。特に、電子部品が撮像素子などの光学部品に関係するものでは、塵埃の存在によって光が遮られて所要の光学特性が得られないといった不具合を生じる。

さらに、保護カバーをプリント基板にねじ等で取り付けた後に、両者の接合部分にコーティングを施して完全密閉構造にすることが考えられる。このようにすれば、保護カバー内に湿気や塵埃が侵入するといった恐れはないものの、製造に際して別途コーティング作業が必要となり、余分な工数がかかってコストアップを招来する。しかも、完全密封すると、保護カバー内に実装している電子部品が故障したような場合、部品交換が容易でなく、また、部品交換後は再度コーティングを施す必要が生じるなど余分な手間がかかることにもなる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、コストアップや余分な手間をかけることなく、プリント基板に搭載された電子部品を保護する保護カバー内に結露が生じたり塵埃が侵入したりするのを有効に防止し得る保護カバーの取付構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の保護カバーの取付構造は、プリント基板に搭載された実装部品に対する保護カバーの取り付けるための構造であって、上記プリント基板上の上記保護カバーの周辺部と接触する箇所には、多数の薄膜片をそれぞれ所定の隙間を存して順次列状に配列してなる断続薄膜列が形成されており、上記断続薄膜列は、互いに所定の環状隙間を存して複数列が並列して形成され、かつ、各断続薄膜列の上記環状隙間を挟んで向かい合う各薄膜片同士は、周回方向において互いに位置をずらせて配置されており、上記通気隙間と環状隙間とがジクザグ状に連結されて上記保護カバーの内外を連通する限定通気口が構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、断続薄膜列は、互いに所定の環状隙間を存して複数列が並列して形成され、かつ、各断続薄膜列の上記環状隙間を挟んで向かい合う各薄膜片同士は、周回方向において互いに位置をずらせて配置されており、上記通気隙間と環状隙間とがジクザグ状に連結されて上記保護カバーの内外を連通する限定通気口が構成されているので、両隙間で構成される限定通気口の長さが十分に長くなる。このため、この限定通気口を介して保護カバーの内外の通気が徐々に行われることになり、保護カバー内の温度が急変することがない。その結果、保護カバー内に侵入した外気により結露が発生し難くなる。また、塵埃により通気隙間の一部に目詰まりが発生しても、残りの通気隙間によって通気状態を維持することができる。

以下、本発明を車載用カメラ装置に適用した場合の実施の形態について説明する。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における保護カバーの取付構造を示す断面図、図２は保護カバーが取り付けられるプリント基板の一部を示す平面図である。

図１において、符号１はプリント基板、２は保護カバー、３は外カバーである。そして、保護カバー２と外カバー３とでプリント基板１を覆う筐体が構成されている。

上記の保護カバー２は、例えばアルミダイキャスト製の平面視方形のもので、そのドーム部２ａの中央にはネジ枠４が螺合され、このネジ枠４に光学レンズ５が気密保持されており、ネジ枠４を回転させることで光学レンズ５の焦点を調整できるようになっている。

また、保護カバー２にはドーム部２ａの下側開口から外方に張り出したフランジ部２ｂが設けられており、このフランジ部２ｂには下側開口周辺にプリント基板１の装着用の凹所２ｃが形成され、この凹所２ｃの四隅にはプリント基板１取付用のネジ溝２ｄが形成される一方、プリント基板１の四隅にはネジ８が挿通される取付穴１ａが形成されている。そして、これらの各取付穴１ａに挿通したネジ８を保護カバー２のネジ溝２ｄに螺合することで、プリント基板１が保護カバー２の凹所２ｃに一体的に固定されている。この場合、プリント基板１と保護カバー２の凹所２ｃとの締め付け接触面には、後述する断続薄膜列１８が介在されている。

そして、保護カバー２で覆われたプリント基板１上には、光学レンズ５と対向する位置に電子部品としての撮像素子パッケージ９が搭載されている。この撮像素子パッケージ９は、その内部に撮像素子１０が収納されたもので、撮像素子パッケージ９の上部には例えばガラス等の材料からなる透明体１１が配置されており、光学レンズ５で集光された光がこの透明体１１を通過して撮像素子１０で受光されるようになっている。また、プリント基板１の裏面側にはコネクタ１２が半田付け固定されている。

さらに、保護カバー２の凹所２ｃ形成部分よりも外側に位置するフランジ部２ｂには、四隅に外カバー取付用のネジ溝２ｅが形成される一方、外カバー３の四隅にはネジ１３が挿通される取付穴３ａが形成されており、これらの各取付穴３ａに挿通したネジ１３を保護カバー２のネジ溝２ｅに螺合することで、外カバー３が保護カバー２のフランジ部２ｂに一体的に固定されている。

また、外カバー３には貫通穴３ｂが設けられており、この貫通穴３ｂに挿通した引出線１４の先端に取り付けられたソケット１５が上記のコネクタ１２に接続されている。そして、撮像素子１０で光電変換して得られる受光信号は、プリント基板１上の図示しない配線パターンからコネクタ１２、ソケット１５および引出線１４を介して外部に取り出される。

図２に示すように、プリント基板１の表面側には、保護カバー２の凹所２ｃと接触する周縁部分に沿って断続薄膜列１８が複数列（この例では４列）形成されている。すなわち、各断続薄膜列１８は、互いに所定の環状隙間１９を存して並列した状態でプリント基板１の周縁部を周回するように形成されている。

各々の断続薄膜列１８は、長方形の多数の薄膜片２１をそれぞれ所定の通気隙間２２を存して順次列状に配列してなるもので、各断続薄膜列１８の環状隙間１９を挟んで向かい合う薄膜片２１同士は、周回方向において互いに位置をずらせて配置されている。これにより、互いに隣接する薄膜片２１間の通気隙間２２と上記の環状隙間１９とが直線状ではなくジクザグ状に連結されており、通気隙間２２および環状隙間１９によって保護カバー２の内外を連通する限定通気口２３が構成されている。

各断続薄膜列１８は、例えば熱硬化性エポキシ樹脂を主剤とするインキをプリント基板１にスクリーン印刷することにより形成されている。このように、断続薄膜列１８をスクリーン印刷で形成すれば、上記の限定通気口２３を構成するための環状隙間１９や通気隙間２２の幅を任意に設定することが可能である。実際には、保護カバー２内の結露を防止するとともに湿気を排出でき、しかも塵埃の侵入を有効に防止できる点を考慮して、例えば０．１〜０．２ｍｍ程度の幅が適切である。

このように、この実施の形態１では、プリント基板１と保護カバー２の凹所２ｃとの締め付け接触面において、断続薄膜列１８相互間の環状隙間１９および互いに隣接する薄膜片２１間の通気隙間２２によって限定通気口２３が構成され、しかも、各断続薄膜列１８の環状隙間１９を挟んで向かい合う各薄膜片２１同士が周回方向において互いに位置をずらせて配置されているので、通気隙間２２と環状隙間１９とがジクザグ状に連結されることになり、薄膜片２１の周回方向と直交する方向の幅ｗが狭くても限定通気口２３の長さを十分に確保することができる。

したがって、この限定通気口２３を介して保護カバー２の内外の通気が徐々に行われるため、保護カバー２内の温度が急変することがなく、保護カバー２内に外気が侵入しても結露が発生し難くなる。また、塵埃により限定通気口２３の一部に目詰まりが発生しても、残りの限定通気口２３によって通気状態を維持することができるだけでなく、保護カバー２内に塵埃が侵入し難くなる。

その結果、光学レンズ５の内面や撮像素子パッケージ９の上部に設けられた透明体１１に塵埃が殆ど付着しなくなり、しかも、保護カバー２内に結露が発生し難いので、撮像素子１０によって正確なデータを得ることができる。

また、この実施の形態１において、断続薄膜列１８は、プリント基板１にスクリーン印刷により形成しているので、プリント基板１に電子部品取付指示用のマーキングを施すのと同じ工程で同時に断続薄膜列１８を形成することができる。このため、余分な手間がかからず、安価に実施することができる。

実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２において、プリント基板が保護カバーのフランジ部の凹所に一体的に固定されている状態の一部を示す断面図であり、図１および図２に示した実施の形態１と対応もしくは相当する構成部分に同一の符号を付す。

この実施の形態２では、プリント基板１には、保護カバー２の凹所２ｃと接触する周縁部分に沿って断続薄膜列１８が複数列（図示の場合は４列）形成されている。すなわち、各断続薄膜列１８は、互いに所定の環状隙間１９を存して並列した状態でプリント基板１の周縁を周回するように略環状に形成されている。この場合、各断続薄膜列１８は、プリント基板１上の図示しない配線パターンを形成するのと同じ材料（本例では銅箔）を用いて形成されている。

また、プリント基板１の断続薄膜列１８の形成面と反対側の裏面側の位置には、グランドパターン２６が形成されている。また、プリント基板１には、これを上下に貫通するスルーホール２７が形成されており、これらのスルーホール２７は、その上端側が断続薄膜列１８を構成する一部の薄膜片２１に開口し、下端側がグランドパターン２６に開口している。そして、薄膜片２１とグランドパターン２６とは、両者２１，２６およびスルーホール２７内を覆う第１のメッキ層２８によって互いに電気的に接続されている。さらに、各スルーホール２７内には充填材２９が充填されており、この充填材２９を封止するために第１のメッキ層２８を覆って第２のメッキ層３０が形成されている。

ここで、保護カバー２は例えばアルミダイキャスト等でできた導電性ものであり、したがって、プリント基板１と保護カバー２とを接合したときには、保護カバー２は断続薄膜列１８を構成する薄膜片２１の一部およびスルーホール２７を覆う第１メッキ層２８を介してグランドパターン２６に電気的に接続される。このため、容易にフレームグランド回路を構成することができ、保護カバー２が帯電するなどの不具合を防止することができる。しかも、断続薄膜列１８の薄膜片２１の一部は、電子部品の取り付け側のグランドパターンを兼用することになる。このため、プリント基板１の電子部品取付側の面に別途グランドパターンを形成する必要がなくなり、その分、プリント基板１の小型化を図ることができる。

さらに、各断続薄膜列１８は、プリント基板１上の図示しない配線パターンと同じ材料を用いてパターン形成されるので、プリント基板１に配線パターンを形成するのと同じ工程で同時に断続薄膜列１８を形成することができる。このため、余分な手間がかからず、安価に実施することができる。

なお、銅箔パターンからなる断続薄膜列１８を形成する方法としては、銅張り積層基板の銅箔部分以外をエッチング処理して取り除くサブトラクティブ（Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖ）法や、積層基板の上に無電解メッキで配線パターンを形成するアディティブ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ）法を適用することができる。

その他の構成、および作用効果は実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。

なお、上記の各実施の形態１，２では、断続薄膜列１８は４列形成しているが、列の数については特別な制約はなく、保護カバー２内への塵埃の侵入防止および結露防止の点で有効であれば、２列や３列であってもよく、さらには単一列であってもよい。

上記の実施の形態１，２では、本発明を車載用カメラ装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、プリント基板１に電子部品を保護する保護カバー２を簡便に取り付ける構造のものに対して広く適用することが可能である。

本発明の実施の形態１における保護カバーの取付構造を示す断面図である。図１の保護カバーが取り付けられるプリント基板の一部を示す平面図である。本発明の実施の形態２において、プリント基板が保護カバーのフランジ部に一体的に固定されている状態の一部を示す断面図である。

符号の説明

１プリント基板、２保護カバー、３外カバー、５光学レンズ、
９撮像素子パッケージ（電子部品）、１０撮像素子、１８断続薄膜列、
１９環状隙間、２１薄膜片、２２通気隙間、２３限定通気口、
２６グランドパターン、２７スルーホール。

Claims

プリント基板に搭載された電子部品を保護する保護カバーの取付構造であって、上記プリント基板上の上記保護カバーの周辺部と接触する箇所には、多数の薄膜片をそれぞれ所定の通気隙間を存して順次列状に配列してなる断続薄膜列が形成されており、上記断続薄膜列は、互いに所定の環状隙間を存して複数列が並列して形成され、かつ、各断続薄膜列の上記環状隙間を挟んで向かい合う各薄膜片同士は、周回方向において互いに位置をずらせて配置されており、上記通気隙間と環状隙間とがジクザグ状に連結されて上記保護カバーの内外を連通する限定通気口が構成されていることを特徴とする保護カバーの取付構造。
上記断続薄膜列は、熱硬化性エポキシ樹脂を主剤とするインキをスクリーン印刷してパターン形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の保護カバーの取付構造。
上記断続薄膜列は、上記プリント基板上の配線パターンと同じ材料を用いてパターン形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の保護カバーの取付構造。
上記保護カバーは導電性であり、また、上記プリント基板の上記断続薄膜列の形成面と反対側の面にはグランドパターンが形成されており、このグランドパターンが上記断続薄膜列を構成する各薄膜片の少なくとも一部とスルーホールを介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の保護カバーの取付構造。
上記保護カバーには、光学レンズが配置され、また、上記プリント基板上には上記光学レンズと対向する位置に撮像素子が実装されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の保護カバーの取付構造。