JP4729525B2 - 防水型電子制御装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は自動車，船舶，電車，ロボットなど水が飛散する場所に設置する防水型電子制御装置に関する。

自動車に関しては、燃費，排ガスに対する規制強化や、安全性，快適性，静粛性に対する要求から、高度な電子制御が取り入れられている。しかし、快適性の観点から、車内居住空間は拡大の傾向にあり、電子制御装置の設置場所は、車室内からエンジンルームなどの水が飛散する場所へと変化し防水信頼性が重要となっている。また、車両製造時に電気的連結し易い事からコネクタを有する電子制御装置が望まれている。

この様なコネクタ付き防水型電子制御装置には、以下のものが開示されている。

特許文献１に示されるようにケーシング部材に凹部が設けられており、２つのカバー状のケーシング部材と差し込み部材（コネクタ等）により形成された連続する溝が作る通路に、両ケーシング部材と差し込み部材を組み合わせた後で、当初は流動的で次いで硬化するシール材を、少なくとも一つの充填開口から注入して、少なくとも一つのオーバーフロー開口に流出させることで充填し、一体のシールを形成する電気的な切り替え装置又は制御装置の少なくとも１つの電気的なプリント基板を収容するためのケースが知られている。

特許文献２に示されるようにコネクタと一体成型した樹脂ケースを用い、樹脂ケースの上壁と下壁を接着剤で防水シールする電動パワーステアリング用コントロールユニットが知られている。

特許文献３に示されるように、放熱部材の回路面にパワーモジュールを配設し、それを覆うコネクタを備えた防水ケースが、回路面を取り囲む形状のシール部材をはさみこんで連結しているパワーモジュールが知られている。

特許文献４に示されるように連続する二面が開口した金属性ケースの一面にコネクタを取り付け他の一面に上蓋をネジ止めした後、シール材を塗布してケースを密閉する電動パワーステコントローラ用ケースが知られている。

特許文献５に示されるように、コネクタとケースの開口部がクリアランスを有して対向し、ケースはクリアランスに向かって突出する突起を備える電子制御機器のケース及びこのケースを使用する電子制御機器が知られている。

特開平７−２６３８７５号公報 特開２００１−１９６７７０号公報 特開２００４−３１４１６号公報 特開２００３−６３３２５号公報 特開２００４−２１４４８６号公報

上記の発明は、特許文献１では、充填開口部からケーシング部材や差し込み部材の作る複雑で長い流路にシール材を注入するため、ボイドを巻き込み易いため歩留まりが悪い問題があった。

特許文献２，３では、コネクタを一体化した複雑な構造の樹脂ケースを用いる必要がありコスト高となる問題があった。

特許文献４では、ネジ止めした後シール材を塗布するため、温度変化による熱応力や物理的ストレスによりネジが緩むと気密性が低下するため、防水信頼性が低い問題があった。

特許文献５では、コネクタ周辺はコネクタを支持する突起部が突出しており、また隙間断面形状は凹と凸をかみ合わせた構造であり、コネクタとカバーを組み合わせる前に接着剤を塗布する事を意図した構造であった。

さらに、今般、自動車にはモータが多く用いられる傾向にある。例えば、環境問題の観点から窒素酸化物の排出量が低減でき、省燃費化できる直噴ガソリンエンジンが注目されている。これは、点火プラグ付近のみに燃焼可能な高濃度の燃料を注入し、シリンダー内全体としては超希薄燃焼させるものであるが、走行状態により高出力が必要な場合、均質燃焼へ切り替える制御を行う。超希薄燃焼と均質燃焼では必要とする吸入空気量に大きな差があるため、モータによりスロットルを開閉する電子制御スロットルを用いる。このため直噴ガソリンエンジン用のエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ：Engine Control
Unit）は、従来のＥＣＵの機能に追加してモータ制御の機能が必要となっている。

ここでは、直噴ガソリンエンジン用ＥＣＵの例を示したが、これと同様、車載用電子制御装置は、従来の機能にモータ制御機能を追加する必要性が増えてきている。

このモータ制御には高効率化のため半導体により高速でスイッチングする制御を用いる。スイッチングする半導体にはモータ駆動に必要な電流が流れるため発熱する。しかし、半導体は動作保障温度以下に保つ必要があり放熱性が重要となる。

このため、コネクタを有する防水型電子制御装置には、低コスト，防水信頼性に加えて高放熱化の課題がでてきている。

本発明者らはまず、この高放熱化の課題に対して検討した結果、スイッチング機能を有する半導体を高放熱性基板に搭載し、この高放熱性基板を熱伝導率の良い筐体部品に固定することで達成できる見込みを得た。しかし、このように高放熱性基板を筐体部品に固定し、かつコネクタを有する低コストの防水構造にするためには生産性，歩留まり，防水信頼性等の低下を招く事が明らかになった。その検討結果は以下のとおりである。

図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に公知技術の防水型電子制御装置の製造プロセスを示す。なお、図１〜図３では硬化前の接着剤をＥ１，効果後の接着剤をＥ２と表記している。まず、公知技術の防水型電子制御装置の製造プロセスでは、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示したように、あらかじめ多層基板５とコネクタ６の電気的接続を行えるため、防水シールとなる接着剤３，４を塗布して、コネクタ６，筐体部品Ｂ（２），筐体部品Ａ（１）を順次組み立ててから接着剤３，４の硬化をすれば良かった。

しかし、高放熱化のため筐体部品に高放熱性基板を固定すると、この高放熱性基板と多層基板を電気的に接続する新たな課題が発生した。

図２（ａ）（ｂ）に高放熱基板８を筐体部品Ａ（１）に固定し、図１と同様のプロセスで製造したケースを示す。接着剤Ａ，Ｂを同時に硬化させる方法では、高放熱基板８上の端子９は多層基板５に接触させる事は出来るが、金属結合による電気的接続が困難となる事がわかった。

図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に公知技術から類推した製造プロセスで製造したケースを示す。まず、コネクタ６に防水シール材となる接着剤Ｂ（４）を塗布して高放熱性基板を固定した筐体部品Ａ（１）を取り付けると（図３（ａ）（ｂ））、この段階で接着剤Ｂ（４）を硬化する必要性がある。これは、接着剤の硬化を行わないで電気的接続工程に移すと、未硬化の接着剤が工程を汚染し、電気的接続不良で歩留まりが低下したためである。接着剤Ｂ（４）硬化後、電気的接続を行い、筐体部品Ｂ（２）に接着剤Ａ（３）を塗布して筐体部品Ａ（１）及びコネクタ６を接着した（図３（ｄ））。すると先に硬化した接着剤Ｂ（４）と後で硬化した接着剤Ａ（３）との界面が剥離し防水信頼性が低下した。また、硬化工程が２回必要となり生産性が低下した。

図３（ｅ）に接着剤部を抽出した立体模式図を示す。ループ状Ｊの接着剤Ａ（３）と曲線分状Ｋの接着剤Ｂ（４）が２箇所で合流している。この合流部Ｈが剥離し防水信頼性が低下した。

ところで、電子制御装置の機能は、車種によって異なるが、車種ごとに電子制御装置の構造を変えるとコスト高になってしまう。このため、必要があれば高放熱化できる構造が望ましい。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、低コストで、生産性，歩留まり，防水信頼性が高く、製造作業性が良く、高放熱化が可能なコネクタを有する防水型電子制御装置を及びその製造方法を提供する事にある。

本発明は、少なくとも２つの筐体部品と接着剤硬化物により、多層基板に実装された電子部品を防水保護した防水型電子制御装置において、前記多層基板と電気的に接続され、前記電子部品の電気信号を筐体部品外部に取り出すためのコネクタと、２つの前記筐体部品を機械的に固定する機械的固定部と、前記機械的固定部の内側をシールするループ状の接着剤Ａ硬化物と、前記コネクタ周辺をシールするループ状の接着剤Ｂ硬化物とを有し、前記接着剤Ａと前記接着剤Ｂは同系統の接着剤であり接着剤Ａ硬化物と接着剤Ｂ硬化物は互いに融合している領域を有する防水型電子制御装置を特徴とする。

本発明よれば、低コストで、生産性，歩留まり及び、防水信頼性が高く、製造作業性及び、他の電子制御装置との電気的連結性が良く、高放熱化が可能で、モータ制御機能を持たせる事の出来る防水型電子制御装置を得ることができる。従って、本発明の防水型電子制御装置を複数収容した電子制御装置も高い防水信頼性と電気的連結性の良さを有し、自動車，船舶等のエンジン制御や、自動車，電車，ロボット等のモータ制御に適応する事ができるものである。

そこで、本発明者らは検討を重ねた結果、先に塗布した接着剤と後で塗布した接着剤が同系統であり、お互いが未硬化又は半硬化の状態で接触すれば硬化時に融合し防水信頼性が向上する事を見出した。

さらに、接着剤の塗布形状をループ状にする事で、曲線分状のものを組み合わせた場合よりボイドが低減し防水信頼性が向上する事を見出した。

さらに、接着剤Ａで作るループを２つの筐体部品の機械的固定部より内側に設ける事で、機械的固定部からのリークが防止でき防水信頼性が向上する事を見出した。

さらに、電気的接続を終えた後に、接着剤Ａを塗布し、接着剤Ａが未硬化又は半硬化の状態で筐体部品及びコネクタを組み合わせ、その後接着剤Ｂをコネクタ周辺に形成することで、電気的接続工程が接着剤で汚染する事を防止し歩留まりが向上できる事を見出した。

さらに、接着剤Ｂを内部から外部に向かって寸法が大きくなる傾斜又は、段差状の隙間に充填することで接着剤Ｂの充填作業性が向上する事を見出した。

さらに、図１２に示したように、ループ状に接着剤Ｂを形成したときの始点Ｎと終点Ｏの合流部Ｐにはボイドが出来やすくなる。このようにボイドが発生した場合には、防水信頼性の低下を招くことになる。しかし、この合流部を接着剤Ａ硬化物と接着剤Ｂ硬化物の融合領域とすれば、ボイドが出来たとしても防水信頼性が変化しない事を見出した。

さらに、コネクタ周辺の接着剤Ｂ硬化物に被覆される部分に関して、コネクタ，筐体部品のいずれか又は複数にコネクタを支持する連続的又は断続的な突起を設けると、突起によりコネクタの変位が拘束されコネクタが外力を受けても防水信頼性が変化しないだけでなく、突起が接着剤Ｂ硬化物に被覆される部分にある事により、接着剤Ｂを充填するときの作業性が良い事を見出した。

さらに、少なくとも１つの前記筐体部品の内側に高放熱性基板を固定する事で、放熱性を向上できる事を見出した。

さらに、この高放熱性基板上の端子を、コネクタを搭載した多層基板に電気的に接続すること電子制御装置にモータ制御機能を追加できる事を見出した。

さらに、コネクタとして汎用コネクタを用いると複雑な形状の専用コネクタを用いる場合より低コスト化でき、またコネクタ間の適合性が良いため他の電子制御装置との電気的連結が容易になる事を見出した。

さらに、高放熱性基板上の端子と多層基板の電気的接続と多層基板に搭載したコネクタの電気的接続を同時に行えば生産性が向上する事を見出した。

さらに、接着剤Ａと接着剤Ｂを同時に硬化すると接着剤の硬化工程が１回でよく、生産性が向上する事を見出した。

以上の検討結果をふまえた結果、本発明は、以下の防水型電子制御装置を特徴とする。

少なくとも２つの筐体部品と接着剤硬化物により、多層基板に実装された電子部品を防水保護した防水型電子制御装置において、
前記多層基板と電気的に接続され、前記電子部品の電気信号を筐体部品外部に取り出すためのコネクタと、２つの前記筐体部品を機械的に固定する機械的固定部と、前記機械的固定部の内側をシールするループ状の接着剤Ａ硬化物と、前記コネクタ周辺をシールするループ状の接着剤Ｂ硬化物とを有し、
前記接着剤Ａと前記接着剤Ｂは同系統の接着剤であり接着剤Ａ硬化物と接着剤Ｂ硬化物は互いに融合している領域を有する事を特徴とする防水型電子制御装置である。

また、接着剤Ｂ硬化物は内部から外部に向かって寸法が大きくなる傾斜又は、段差状の隙間に充填されている事を特徴とする防水型電子制御装置である。

また、接着剤Ｂを形成したときの始点と終点の合流部が接着剤Ａ硬化物と接着剤Ｂ硬化物の融合領域にある事を特徴とする防水型電子制御装置である。

また、コネクタ周辺の接着剤Ｂ硬化物に被覆される部分に、コネクタ，筐体部品のいずれか又は複数にコネクタを支持する連続的又は断続的な突起を設ける事を特徴とする防水型電子制御装置である。

また、少なくとも１つの前記筐体部品の内側に高放熱性基板を固定している事を特徴とする防水型電子制御装置である。

また、高放熱性基板上の端子は、コネクタを搭載した多層基板に電気的に接続されている事を特徴とする防水型電子制御装置である。

また、筐体部品Ａの内側に高放熱性基板を固定する工程と、前記電子部品の電気信号を筐体部品外部に取り出すためのコネクタを搭載した多層基板と、前記高放熱性基板上の端子との電気的接続を行う工程と、筐体部品Ｂに接着剤Ａを塗布し、次いで、筐体部品Ａ，筐体部品Ｂ及びコネクタを組み合わせた後、コネクタ周辺の間隙に接着剤Ｂを注入し、接着剤Ａと接着剤Ｂが未硬化又は半硬化の状態で接触させる工程と、接着剤Ａ及び接着剤Ｂの硬化を行う工程とを有する防水型電子制御装置の製造方法である。

ただし、本発明における接着剤とは、硬化により接着性を発現する樹脂組成物の事を意味している。接着剤硬化物とは、接着性を発現するまで硬化反応した接着剤の事を意味している。同系統とは、同じ種類の樹脂を用いた樹脂組成物の事を意味している。同じ種類の樹脂とは、例えば、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂，シリコーン樹脂とシリコーン樹脂，ウレタン樹脂とウレタン樹脂の事を意味している。樹脂組成物とは、樹脂単独又は樹脂に無機又は有機充填材を添加したものの事を意味している。未硬化とは硬化反応率５％未満の事で、半硬化とは硬化反応率５％以上９０％以下の事を意味している。融合とは、電子顕微鏡で１０００倍に拡大した時に界面が観察できない状態を意味している。ループ状とは単純ループ又はそれに準じる形状の事を意味している。内部とは、防水シールされる内側の事で、外部とは防水シールされる外側を意味している。内側とは、電子制御装置の中心部に近い側を意味しており、外側とは内側の反対側を意味している。電気的連結とは雄コネクタと雌コネクタを組み合わせ電気的につながる事を意味している。

以下、実施例及び比較例を示し本発明の説明する。本発明の実施例において、接着剤は加熱硬化型の例で示したが、これに限定されるものでなく、室温硬化型，湿気硬化型の接着剤も用いる事ができる。

実施例１の防水型電子制御装置は、図４の断面模式図に示される構造をしている。本実施例の防水型電子制御装置の製造方法について説明する。まず、多層基板５にマイコン等、制御機能に必要な電子部品を実装した。この多層基板５に、汎用防水型のコネクタ６を搭載した。この段階では、まだ多層基板５とコネクタ６の電気的接続は行っておらず、機械的な固定のみ行った。これと平行して、スイッチング機能を有する半導体を高放熱性基板８に実装した。この後、この高放熱性基板８をアルミニウム製の筐体部品Ａ（１）に固定した。次に、コネクタ６を搭載した多層基板５と筐体部品Ａ（１）を組み合わせ固定した。この後、コネクタ６と多層基板５及び高放熱基板８上の端子９と多層基板５の電気的接続をスポットフローで行った。次に、アルミニウム製の筐体部品Ｂ（２）にシリコーン樹脂組成物の接着剤Ａ（３）をディスペンサーにより筐体部品Ａ（１）と筐体部品Ｂ(２)の機械的固定部７の内側にループ状に塗布した。この後、筐体部品Ａ（１）と筐体部品Ｂ（２）の機械的固定を行った。この時、接着剤Ａ（３）の一部が機械的固定部７やコネクタ６と筐体部品Ｂ（２）の隙間に濡れ広がった。この段階で接着剤Ａ（３）は未硬化又は半硬化の状態である。次に、コネクタ６周辺の隙間にシリコーン樹脂組成物の接着剤Ｂ
（４）をディスペンサーによりループ状に塗布した。この時、コネクタ６周辺の隙間形状が工夫されているため接着剤Ａと接着剤Ｂが接触した。なお、接着剤Ｂ（４）を塗布する時の始点は、接着剤Ａ（３）と接着剤Ｂ（４）が接触する場所に設定した。この後、恒温槽に投入し接着剤Ａ（３）及びＢ（４）の硬化を行った。このとき接着剤Ａ（３）と接着剤Ｂ（４）の接触部は融合して硬化した（図７）。完成した防水型電子制御装置の外形は、２００×２００×５０mmとなった。

コネクタ周辺の隙間断面形状を図５（ａ）に示す。このように内部から外部に向かって寸法が大きくなる複数の段差状としているため、接着剤Ｂの充填作業性が向上できる。なお図中の隙間Ｄ１，Ｄ２の寸法は表１に示す。また、コネクタ周辺の隙間断面形状として図５（ｂ）のように内部から外部に向かって寸法が大きくなる傾斜状とすることでも同様の効果が得られる。

次に、コネクタを支持する突起形状を図６に示す。このように、コネクタを支持する連続的又は断続的な突起を設けることにより、突起によりコネクタの変位が拘束されコネクタが外力を受けても防水信頼性が変化しないだけでなく、突起が接着剤Ｂ硬化物に被覆される部分にある事により、接着剤Ｂを充填するときの作業性を向上できる。本実施例では、コネクタを支持する突起は図６のように筐体部品に設けているが、コネクタ側、あるいは筐体部品，コネクタの両方に設けても良い。

このように作製した防水型電子制御装置を用い特性試験を行った。なお、防水信頼性は２００台で評価し、放熱性は１０台で評価した。防水信頼性は、内部を空気で２０ｋＰａに加圧してリークの有無を調べるリーク試験で調べた。２００台のうち１００台は、コネクタ部に負荷を与えた場合のリーク試験を行い、１００台は温度サイクル後のリーク試験を行った。コネクタ部に対する負荷は、まず負荷なしの場合のリーク試験を行い、次いでコネクタ部に、コネクタを抜き差しする方向に対して垂直方向かつ、コネクタの長手方向に対して垂直方向に３０kgの荷重をかけリーク試験を行った。温度サイクルはサンプル温度で−４０℃１時間、１２０℃１時間の条件で行い３０００サイクル後にリーク試験を行った。

放熱性は室温で正規の動作をする防水型電子制御装置１０台を用い、１００℃の恒温槽中で動作試験を実施し特性不良が出た場合は×としそれ以外は○とした。

結果を表１に示す。なお、リークした台数が０個の場合は、○、１〜５個は△、６個以上は×とした。また、表１のコストは直材費で評価し、実施例１と比較して、１.５ 倍未満は○、１.５倍以上は×とした。

このように作製した防水型電子制御装置は、低コストで、生産性，歩留まり及び、防水信頼性が高く、製造作業性及び、他の電子制御装置との電気的連結性が良く、高放熱でモータ制御機能を有する効果がある。

実施例２の防水型電子制御装置は、図４の断面模式図に示される構造をしている。本実施例では、筐体部品Ａとして銅製の部品を、筐体部品Ｂとしてナイロン製の部品を、接着剤Ａ，Ｂとしてエポキシ樹脂組成物を用いた以外は、実施例１と同様の方法により作製した。

この防水型電子制御装置を用い特性試験を行った。結果を表１に示す。

このように作製した防水型電子制御装置は、低コストで、生産性，歩留まり及び、防水信頼性が高く、製造作業性及び、他の電子制御装置との電気的連結性が良く、高放熱でモータ制御機能を有する効果がある。

実施例３の防水型電子制御装置は、図４の断面模式図に示される構造をしている。本実施例では、筐体部品Ａとしてセラミック製の部品を、筐体部品Ｂとして鉄製の部品を、接着剤Ａ，Ｂとしてエポキシ樹脂組成物を用いた以外は、実施例１と同様の方法により作製した。

この防水型電子制御装置を用い特性試験を行った。結果を表１に示す。

このように作製した防水型電子制御装置は、低コストで、生産性，歩留まり及び、防水信頼性が高く、製造作業性及び、他の電子制御装置との電気的連結性が良く、高放熱でモータ制御機能を有する効果がある。

実施例４の防水型電子制御装置は、図８の断面模式図に示される構造をしている。図８において、多層基板にマイコン等、制御機能に必要な電子部品を実装した。この多層基板に、汎用防水型のコネクタを搭載し、電気的接続を行った。この後、コネクタを搭載した多層基板とアルミニウム製の筐体部品Ａを組み合わせ固定した。この後、アルミニウム製の筐体部品Ｂにシリコーン樹脂組成物の接着剤Ａをディスペンサーにより筐体部品Ａと筐体部品Ｂの機械的固定部内側にループ状に塗布した。この後、筐体部品Ａと筐体部品Ｂの機械的固定を行った。この時、接着剤Ａの一部が機械的固定部やコネクタと筐体部品Ｂの隙間に濡れ広がった。この段階で接着剤Ａは未硬化又は半硬化の状態である。次に、コネクタ周辺の隙間にシリコーン樹脂組成物の接着剤Ｂをディスペンサーによりループ状に塗布した。この時、コネクタ周辺の隙間形状が工夫されているため接着剤Ａと接着剤Ｂが接触した。なお、接着剤塗布する時の始点は、接着剤Ａと接着剤Ｂが接触する場所に設定した。この後、恒温槽に投入し接着剤Ａ及びＢの硬化を行った。このとき接着剤Ａと接着剤Ｂの接触部は融合して硬化した（図７）。完成した防水型電子制御装置の外形は、２００×２００×５０mmとなった。

コネクタ周辺の隙間断面形状を図５（ａ）に示す。なお図中のＤ１，Ｄ２の寸法は表１に示す。

コネクタを支持する突起形状を図６に示す。

この防水型電子制御装置を用い特性試験を行った。結果を表１に示す。

このように作製した防水型電子制御装置は、低コストで、生産性，歩留まり及び、防水信頼性が高く、製造作業性及び、他の電子制御装置との電気的連結性が良い効果がある。

実施例５の防水型電子制御装置は、図４の断面模式図に示される構造をしている。本実施例では、接着剤Ａの塗布工程まで実施例１と同様に行った。その後、コネクタ周辺の隙間にシリコーン樹脂組成物の接着剤Ｂをディスペンサーによりループ状に塗布した。この時、コネクタ周辺の隙間形状が工夫されているため接着剤Ａと接着剤Ｂが接触した。なお、接着剤塗布する時の始点は、接着剤Ａと接着剤Ｂが接触する場所に以外に設定した。この後、恒温槽に投入し接着剤Ａ及びＢの硬化を行った。このとき接着剤Ａと接着剤Ｂの接触部は融合して硬化した(図７)。完成した防水型電子制御装置の外形は、２００×２００×５０mmとなった。

この防水型電子制御装置を用い特性試験を行った。結果を表１に示す。

防水信頼性試験でリークが発生したサンプルを分解調査したところ、接着剤Ｂの始点と終点の合流部にボイドが出来ており、そこからリークしていた。初期的なリークであるため、歩留まりは若干低下するが検査により良品を選別すれば、防水信頼性は問題ない事がわかった。

このように作製した防水型電子制御装置は、低コストで、生産性，防水信頼性が高く、製造作業性及び、他の電子制御装置との電気的連結性が良く、高放熱でモータ制御機能を有する効果がある。

実施例６の防水型電子制御装置は、図４の断面模式図に示される構造をしている。本実施例では、コネクタ周辺の隙間断面形状として、図５（ａ）に示すＤ１，Ｄ２の寸法がともに０.５mmの形状のものを用いた以外は実施例１と同様の方法で作製した。

この防水型電子制御装置を用い特性試験を行った。結果を表１に示す。

防水信頼性試験でリークが発生したサンプルを分解調査したところ、接着剤Ｂの充填が悪くボイドが出来ている部分があり、そこからリークしていた。初期的なリークであるため、歩留まりは若干低下するが検査により良品を選別すれば、防水信頼性は問題ない事がわかった。

このように作製した防水型電子制御装置は、低コストで、生産性，防水信頼性が高く、製造作業性及び、他の電子制御装置との電気的連結性が良く、高放熱でモータ制御機能を有する効果がある。

実施例７の防水型電子制御装置は、図４の断面模式図に示される構造をしている。本実施例では、コネクタ周辺の隙間断面形状として、図５（ａ）に示すＤ１，Ｄ２の寸法がともに１mmの形状のものを用いた以外は実施例１と同様の方法で作製した。

この防水型電子制御装置を用い特性試験を行った。結果を表１に示す。

このように作製した防水型電子制御装置は、低コストで、生産性，歩留まり及び、防水信頼性が高く、製造作業性及び、他の電子制御装置との電気的連結性が良く、高放熱でモータ制御機能を有する効果がある。本実施例では、Ｄ１，Ｄ２の寸法が１mm以上の隙間であれば接着剤Ｂの充填性に大きな影響は与えないことが分かった。

実施例８の防水型電子制御装置は、図４の断面模式図に示される構造をしている。本実施例では、コネクタ周辺形状として、図６に示したコネクタを支持する突起形状がない形状とした以外は実施例１と同様の方法により作製した。

この防水型電子制御装置を用い特性試験を行った。結果を表１に示す。

このように作製した防水型電子制御装置は、低コストで、生産性，歩留まり及び、防水信頼性が高く、製造作業性及び、他の電子制御装置との電気的連結性が良く、高放熱でモータ制御機能を有する効果がある。

実施例９の防水型電子制御装置は、図４の断面模式図に示される構造をしている。本実施例では、コネクタ周辺形状として、図５（ａ）に示すＤ１を１mm、Ｄ２を２mmとし、図６に示したコネクタを支持する突起形状がない形状とした以外は実施例１と同様の方法により作製した。

この防水型電子制御装置を用い特性試験を行った。結果を表１に示す。

本実施例のようにコネクタを支持する突起形状がなく、コネクタ周辺部の隙間が広い場合には、コネクタ部に負荷により防水信頼性が若干低下するが、コネクタ部への負荷が小さい環境で使用する分には防水信頼性は問題ない事がわかった。

このように作製した防水型電子制御装置は、低コストで、生産性，歩留まり及び、防水信頼性が比較的高く、製造作業性及び、他の電子制御装置との電気的連結性が良く、高放熱でモータ制御機能を有する効果がある。

〔比較例１〕
比較例１の防水型電子制御装置は、図９の断面模式図に示される構造をしている。図３（ａ）〜（ｄ）に製造プロセスの模式図を示す。多層基板にマイコン等、制御機能に必要な電子部品を実装した。この多層基板に、汎用防水型のコネクタを搭載した。これと平行して、スイッチング機能を有する半導体を高放熱性基板に実装した。この後、この高放熱性基板をアルミニウム製の筐体部品Ａに固定した。次に、コネクタにディスペンサーにより接着剤Ｂを塗布した。この後、コネクタを搭載した多層基板と筐体部品Ａを組み合わせた。そして、恒温槽に投入し接着剤Ｂの硬化を行った。この後、コネクタと多層基板及び高放熱基板上の端子と多層基板の電気的接続を半田で行った。次に、筐体部品Ｂにシリコーン樹脂組成物の接着剤Ａをディスペンサーにより筐体部品Ａと筐体部品Ｂの機械的固定部内側にループ状に塗布した。この後、筐体部品Ａと筐体部品Ｂの機械的固定を行った。この後、恒温槽に投入し接着剤Ａの硬化を行った。完成した防水型電子制御装置の外形は、２００×２００×５０mmとなった。

この防水型電子制御装置を用い特性試験を行った。結果を表１に示す。

防水信頼性試験でリークが発生したサンプルを分解調査したところ、先に硬化した接着剤Ｂと後から硬化した接着剤Ａの界面に剥離が見られ、そこからリークしていた。

〔比較例２〕
比較例２の防水型電子制御装置は、図１０の断面模式図に示される構造をしている。図１０においてプリント基板にマイコン等、制御機能に必要な電子部品を実装した。これと平行して、スイッチング機能を有する半導体を金属ベース基板に実装した。この後、この金属ベース基板上の端子とコネクタの端子をプリント基板に挿入した後、半田接続した。これらをアルミニウム製の筐体部品Ａに収め、筐体部品Ｂでカバーし、筐体部品Ｂはネジにより筐体部品Ａと固定した。その後、それぞれの部材を組み合わせた隙間に接着剤Ａを一筆書きで塗布した。この時、接着剤Ａはネジ止め部の周辺及び外側を被覆した。この後、恒温槽に投入し接着剤Ａの硬化を行った。完成した防水型電子制御装置の外形は、200×２００×５０mmとなった。

この防水型電子制御装置を用い特性試験を行った。結果を表１に示す。

コネクタ部に負荷ありの場合及び温度サイクル後の防水信頼性が低くなった。防水信頼性試験でリークが発生したサンプルを分解調査したところ、ネジ止め部をシールしている接着剤に剥離や亀裂が見られ、そこからリークしていた。

〔比較例３〕
比較例３の防水型電子制御装置は、図１１の断面模式図に示される構造をしている。図１１において筐体部品Ａに絶縁層を介して折り曲げ加工を施したバスバー配線を貼り付け、その上にスイッチング用半導体をバスバー配線に直接搭載するための抜き穴加工を施したシート状基板を挿入し接着した。その後、スイッチング用半導体やその他の電子部品を実装し半田接続を行った。次に、接着剤Ａを塗布してコネクタと一体化した上蓋を組み合わせた。このとき、先の折り曲げ加工を施したバスバー配線がコネクタの端子になる。次に、恒温槽に投入し、接着剤Ａの硬化を行った。その後、コネクタ内の端子周辺部に接着剤Ｂをポッティングした。そして、恒温槽に投入し、接着剤Ｂの硬化を行った。

この防水型電子制御装置を用い特性試験を行った。結果を表１に示す。

防水信頼性試験でリークが発生したサンプルを分解調査したところ、コネクタ内の端子と接着剤Ｂが剥離し、そこからリークしていた。また、専用のコネクタが必要となりコスト高になった。また、コネクタ端子の位置精度が悪く、雄雌のコネクタ挿入時に端子曲がりが発生する場合があった。

実施例１の図４に示したコネクタ形状とは別のコネクタ形状を用いた場合の、防水型電子制御装置の一例を図１３，図１４に示す。図１３では、筐体部品Ａ，Ｂの側面に対向する突起形状をコネクタ６に設けている。このコネクタの突起と筐体部品Ａ，Ｂの側面で形成される広い隙間と、コネクタ周辺と筐体部品Ａ，Ｂとの狭い隙間がつながる形状となっており、接着剤Ｂがコネクタの突起と筐体部品Ａ，Ｂの側面で形成される広い隙間からディスペンサーによりループ状に塗布するようにしている。

また、図１４は、筐体部品Ａの側面側にのみ対向する突起形状をコネクタ６に設け、筐体Ｂのコネクタ周辺部の形状を段差形状としている。図１３，図１４に示すコネクタ周辺形状でも、その隙間断面形状は内部から外部に向かって寸法が大きくなる形状であるため、接着剤Ｂの充填作業性が向上できる。また、接着剤Ｂの塗布箇所が図４の防水型電子制御装置とは異なるが、実施例１と同様の方法により作製することで、低コストで、生産性，歩留まり及び、防水信頼性が高く、製造作業性及び、他の電子制御装置との電気的連結性が良く、高放熱でモータ制御機能を有する。

公知技術の防水型電子制御装置の製造プロセスを示す。 放熱基板を筐体部品に固定し図１のプロセスで製造したケースを示す。 公知技術から類推したプロセスで製造したケースを示す。 本発明による防水型電子制御装置の一例で断面からみた模式図を示す。 本発明によるコネクタ周辺の間隙の例で断面からみた模式図を示す。 本発明によるコネクタを支持する突起形状の一例を示す。 本発明による接着剤部を抽出した立体模式図を示す。 本発明による防水型電子制御装置の一例で断面から見た模式図を示す。 比較例による防水型電子制御装置の一例で断面から見た模式図を示す。 比較例による防水型電子制御装置の一例で断面から見た模式図を示す。 比較例による防水型電子制御装置の一例で断面から見た模式図を示す。 接着剤Ｂの塗布作業の一例で、ループ状に塗布するときの始点と終点の合流部近傍の模式図を示す。 本発明による防水型電子制御装置の一例で断面から見た模式図を示す。 本発明による防水型電子制御装置の一例で断面から見た模式図を示す。

符号の説明

１ 筐体部品Ａ
２ 筐体部品Ｂ
３ 接着剤Ａ
４ 接着剤Ｂ
５ 多層基板
６ コネクタ
７ 機械的固定部
８ 高放熱性基板
９ 端子
１０ コネクタを支持する突起
１１ 上蓋と一体型のコネクタ
１２ バスバー配線
１３ 絶縁層
１４ ディスペンサー
Ｄ１ コネクタ周辺の隙間断面の内部寸法
Ｄ２ コネクタ周辺の隙間断面の外部寸法
Ｅ１ 硬化前の接着剤
Ｅ２ 硬化後の接着剤
Ｆ 電気的接続が困難になる部分
Ｇ 電気的接続を行う部分
Ｈ 接着剤Ａと接着剤Ｂの合流部
Ｊ ループ状の形状
Ｋ 曲線分状の形状
Ｌ 接着剤Ａと接着剤Ｂの融合部
Ｍ ディスペンサーの移動方向
Ｎ 接着剤Ｂをループ状に塗布する始点
Ｏ 接着剤Ｂをループ状に塗布する終点近傍
Ｐ ボイドになり易い領域

Claims (6)

1. 少なくとも２つの筐体部品と接着剤硬化物により、多層基板に実装された電子部品を防水保護した防水型電子制御装置において、
   前記多層基板と電気的に接続され、前記電子部品の電気信号を筐体部品外部に取り出すためのコネクタと、
   少なくとも１つの前記筐体部品の内側に固定され、スイッチング機能を有する半導体を搭載した高放熱性基板と、
   前記多層基板と高放熱性基板とを電気的に接続する端子と、
   ２つの前記筐体部品を機械的に固定する機械的固定部と、
   前記機械的固定部の内側をシールするループ状の接着剤Ａ硬化物と、
   前記コネクタ周辺をシールするループ状の接着剤Ｂ硬化物と、を有し、
   前記接着剤Ａと前記接着剤Ｂは同系統の接着剤であり、前記接着剤Ａ硬化物と前記接着剤Ｂ硬化物の互いのループが接する領域を有し、該領域では接着剤Ａ硬化物と接着剤Ｂ硬化物が互いに融合している事を特徴とする防水型電子制御装置。
2. 請求項１において、接着剤Ｂ硬化物は内部から外部に向かって寸法が大きくなる傾斜又は、段差状の隙間に充填されていることを特徴とする防水型電子制御装置。
3. 請求項１において、接着剤Ｂをループ状に形成したときの始点と終点の合流部が接着剤Ａ硬化物と接着剤Ｂ硬化物の融合領域にある事を特徴とする防水型電子制御装置。
4. 請求項１において、コネクタ周辺の接着剤Ｂ硬化物で被覆される部分に、コネクタ，筐体部品のいずれか又は複数にコネクタを支持する突起を設ける事を特徴とする防水型電子制御装置。
5. 少なくとも２つの筐体部品と接着剤硬化物により電子部品を防水保護した防水型電子制御装置の製造方法において、
   筐体部品Ａの内側に高放熱性基板を固定する工程と、
   前記電子部品の電気信号を筐体部品外部に取り出すためのコネクタを搭載した多層基板と、前記高放熱性基板上の端子との電気的接続を行う工程と、
   筐体部品Ｂに接着剤Ａをループ状に塗布し、次いで、筐体部品Ａ，筐体部品Ｂ及びコネクタを組み合わせた後、コネクタ周辺の間隙に接着剤Ｂをループ状に注入し、接着剤Ａと接着剤Ｂを未硬化又は半硬化の状態で接触させる工程と、
   接着剤Ａ及び接着剤Ｂの硬化を行う工程と、
   を有することを特徴とする防水型電子制御装置の製造方法。
6. 接着剤を塗布する工程において、接着剤Ｂを塗布する始点を接着剤Ａとの融合領域としたことを特徴とする請求項５に記載の防水型電子制御装置の製造方法。

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