JP4797856B2 - 樹脂封入型回路装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用交流発電機等に搭載される樹脂封入型回路装置に関する。
従来から、回路素子収容用の凹部をもつ樹脂封入型回路装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この樹脂封入型回路装置では、回路ケースに設けられた凹部内において複数の回路素子が配線され、これら複数の回路素子の全体を覆うように封入樹脂が充填されている。
特開2002−33438号公報(第4−5頁、図1−3)
ところで、上述した特許文献1に開示された回路装置では、凹部に配置された回路素子や凹部に近接する発熱体からの被熱によって凹部内の封入樹脂の温度が不均一になり、回路ケースと封入樹脂の境界の剥離や封入樹脂の亀裂が発生するおそれがあるという問題があった。
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、封入樹脂の温度の不均一さを改善し、封入樹脂の剥離や亀裂の発生を防止することができる樹脂封入型回路装置を提供することにある。
上述した課題を解決するために、本発明の樹脂封入型回路装置は、回路素子収容用の凹部を有する樹脂製の回路ケースと、リード端子を有して凹部に収容される複数の回路素子と、凹部内に突出するリード端子接続部を有して回路ケースに固定される配線金属片と、凹部に充填されて複数の回路素子と配線金属片のリード端子接続部とを被覆する封入樹脂とを備え、封入樹脂の温度分布を考慮して複数の回路素子の配置を決定している。封入樹脂の温度分布を考慮して複数の回路素子の配置が決定されるため、各回路素子の発熱による温度上昇を分散させることができ、封入樹脂の温度の不均一さを改善して封入樹脂の剥離や亀裂の発生を防止することが可能になる。
また、上述した複数の回路素子は、回路ケースの凹部の開口面に平行する同一平面上であって、凹部の対向する2つの内壁に対する仮想的な中心面に対して対称配置されることが望ましい。
また、上述した回路ケースの一部には回路素子以外の発熱源が配置されており、複数の回路素子は、回路ケースの凹部の開口面に平行する同一平面上に配置されるとともに、発熱源に対して異なる距離であって、それぞれの長手方向が発熱源の長手方向と平行となるように配置されている。これにより、発熱体と複数の回路素子によるそれぞれの発熱位置を分散させることができ、封入樹脂の温度の不均一さを改善することができる。
また、上述した発熱源は、この発熱源の使用時における発熱によって、凹部内に充填された封入樹脂の温度が不均一になる位置に配置されていることが望ましい。これにより、発熱源が封入樹脂の温度分布に影響を与える位置に配置された場合の温度の不均一さを改善することができる。
また、上述した複数の回路素子は、発熱源からの距離が遠いほど発熱量が大きくなるように配置されていることが望ましい。このように、発熱源の発熱を考慮して、発熱量が異なる複数の回路素子の配置を工夫することにより、発熱源と複数の回路素子の両方が備わった場合の封入樹脂の温度の不均一さをさらに改善することが可能になる。
以下、本発明を適用した一実施形態の樹脂封入型回路装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、一実施形態の樹脂封入型回路装置の平面図であり、封入樹脂が充填される前の状態が示されている。
図1に示す本実施形態の樹脂封入型回路装置は、例えば車両用発電機に搭載されるコネクタ付きレギュレータであり、端子41、42を包囲する形状を有するコネクタ部4と、配線金属片21、22、23、24と、コネクタ部4が一体成型されるとともに配線金属片21、22、23、24がインサート成型された樹脂製の回路ケース1とを備えている。
コネクタ部4は、端子41、42が露出する凹部43を有する雌型コネクタであり、これらの端子41、42に対応する接続用端子が内蔵された雄型コネクタ(図示せず)がこの凹部43に嵌合した状態で装着される。コネクタ部4と雄型コネクタとの間にシールゴムやOリング等のシール部材を介在させることにより、端子41、42が露出した空間の気密性が確保されている。
回路ケース1は、正面に回路素子収容用の凹部2を有する。凹部2の内部では、回路ケース1にインサート成型されて側壁面に固定された配線金属片21〜24の一方端が露出している。これらの配線金属片21〜24の一部については他方端が回路ケース1の外部に露出し、例えばコネクタ部4内の端子41、42となる。
凹部2には、回路素子31、32が収容される。一方の回路素子31は、一方のリード端子31aが配線金属片21上に載置されてこの配線金属片21に電気的に接続され、他方のリード端子31bが配線金属片22上に載置されてこの配線金属片22に電気的に接続される。また、他方の回路素子32は、一方のリード端子32aが配線金属片23上に載置されてこの配線金属片23に電気的に接続され、他方のリード端子32bが配線金属片24上に載置されてこの配線金属片24に電気的に接続される。
また、凹部2にはシリコンやエポキシなどの封入樹脂が充填され、回路素子31、32や配線金属片21〜24が被覆され、れれらが外部から密封されている。本実施形態では、回路素子31、32は、それぞれの長手方向が、凹部2の対向する凹部内壁11、12と平行となるように配置されている。図1に示す一点鎖線の仮想中心線91は、凹部内壁11、12の仮想的な中心面を示している。回路素子31、32は、凹部2の開口面に平行する同一平面上であって、仮想中心線91に対して対称に配置されている。また、凹部2を仮想中心線91で2つの領域に分割したときに、一方の分割領域のほぼ中央に一方の回路素子31が配置され、他方の分割領域のほぼ中央に他方の回路素子32が配置されている。
回路素子31、32は、同一の発熱量のものが使用されている。同一の発熱量の回路素子31、32を用いる場合には、これらの回路素子31、32を仮想中心線91を挟んで対称に配置することにより、凹部2内の封入樹脂の一箇所の温度が局部的に高くなることを防止し、温度分布の不均一さを改善して均一に近づけることができる。
ところで、上述した説明では、2個の回路素子31、32が備わった場合を想定したが、回路素子の個数は2つ以外であってもよい。この場合には、複数の回路素子は、仮想中心線91を挟んだ両側のそれぞれにおいて、発熱量の総和が等しくなるように配置される。
図2は、凹部2に3個の回路素子31、32、33が備わった樹脂封入型回路装置の平面図である。図2に示す樹脂封入型回路装置は、図1に示した樹脂封入型回路装置に対して、凹部2内に3個目の回路素子33が追加され、これに伴って他の2個の回路素子31、32の位置が調整された点が異なっており、それ以外については基本的に共通する。
凹部2の内部では、回路ケース1にインサート成型されて側壁面に固定された配線金属片21〜24の一方端の他に、同様にインサート成型されて側壁面に固定された配線金属片25、26の一方端が露出している。回路素子33は、一方のリード端子33aが配線金属片25上に載置されてこの配線金属片25に電気的に接続され、他方のリード端子33bが配線金属片26上に載置されてこの配線金属片26に電気的に接続される。
図2に示す樹脂封入型回路装置では、回路素子31、32、33は、それぞれの長手方向が、凹部2の対向する凹部内壁11、12と平行となるように配置されている。これらの回路素子31、32、33は、凹部2の開口面に平行する同一平面上であって、仮想中心線91に対して対称に配置されている。また、凹部2を仮想中心線91と垂直な向きに3つの領域に分割したときに、凹部内壁11に隣接する第1の分割領域のほぼ中央に回路素子31が配置され、仮想中心線91が含まれる第2の分割領域のほぼ中央に回路素子33が配置され、凹部内壁12に隣接する第3の分割領域のほぼ中央に回路素子32が配置されている。
回路素子31、32、33は、同一の発熱量のものが使用されている。同一の発熱量の回路素子31、32、33を用いる場合には、これらの回路素子31、32、33を仮想中心線91を挟んで対称に配置することにより、凹部2内の封入樹脂の一箇所の温度が局部的に高くなることを防止し、温度分布の不均一さを改善して均一に近づけることができる。
上述した説明では、凹部2内に配置された各回路素子の発熱に着目したが、回路ケース1内に樹脂モールドされた集積回路が搭載される場合が考えられる。図3は、集積回路を備えた樹脂封入型回路装置の平面図である。図3に示す樹脂封入型回路装置は、図1に示した樹脂封入型回路装置に対して、回路ケース1の端部であってコネクタ部4と反対側の面に樹脂モールドされた集積回路38を備えている点と、一方の回路素子31’の方が他方の回路素子32’よりも発熱量が大きい点が異なっている。集積回路38は、使用時(集積回路38の動作時)においては大きな発熱体となる。凹部2は、集積回路38から被熱され温度上昇するため、集積回路38から遠い側の凹部内壁11に比べて近い側の凹部内壁12の方が温度が高くなり、凹部2内に充填された封入樹脂の温度分布は不均一になる。
そこで、図3に示す樹脂封入型回路装置では、集積回路38から遠い位置に発熱量の大きい回路素子31’を配置し、集積回路38に近い位置に発熱量の小さい回路素子32’を配置する。回路素子32’よりも回路素子31’の方が大きい発熱量のものを使用することにより、凹部2内の封入樹脂の温度分布の不均一さを改善して均一に近づけることができる。このとき回路素子31’、32’は、仮想中心線91に対して対称に配置する必要はない。また、このような回路素子31’を集積回路38とは別に回路ケース1内に搭載することで、集積回路38上では製造不可能であった精度で回路特性を得ることができる。例えば、集積回路38上の抵抗の抵抗値には数十%のばらつきがあったものが、ディスクリートの回路素子で抵抗を形成することで抵抗値のばらつきを十数%に抑えることができる。
図4は、集積回路を備えた樹脂封入型回路装置の変形例を示す平面図であり、3個の回路素子が備わった場合が示されている。図4に示す樹脂封入型回路装置は、図2に示した樹脂封入型回路装置に対して、回路ケース1の端部であってコネクタ部4と反対側の面に樹脂モールドされた集積回路38を備えている点と、回路素子31’の発熱量が最も大きく、回路素子33’、32’の順に次第に発熱量が小さくなる点が異なっている。図4に示す樹脂封入型回路装置では、集積回路38から遠い位置に発熱量の最も大きい回路素子31’を配置し、次に集積回路38から遠い位置に次に発熱量の大きい回路素子33’を配置し、集積回路38に最も近い位置に発熱量の小さい回路素子32’を配置する。回路素子32’、33’、31’の順で次第に発熱量が大きくなるようにすることで、凹部2内の封入樹脂の温度分布の不均一さを改善して均一に近づけることができる。このとき回路素子31’、33’、32’は、仮想中心線91に対して対称に配置する必要はない。
一実施形態の樹脂封入型回路装置の平面図である。 凹部に3個の回路素子が備わった樹脂封入型回路装置の平面図である。 集積回路を備えた樹脂封入型回路装置の平面図である。 集積回路を備えた樹脂封入型回路装置の変形例を示す平面図である。
符号の説明
1 回路ケース
2、43 凹部
4 コネクタ部
11、12 凹部内壁
21、22、23、24、25、26 配線金属片
31、32、33 回路素子
38 集積回路
41、42 端子
91 仮想中心線

Claims (4)

  1. 回路素子収容用の凹部を有する樹脂製の回路ケースと、
    リード端子を有して前記凹部に収容される複数の回路素子と、
    前記凹部内に突出するリード端子接続部を有して前記回路ケースに固定される配線金属片と、
    前記凹部に充填されて前記複数の回路素子と前記配線金属片の前記リード端子接続部とを被覆する封入樹脂と、を備え、
    前記回路ケースの一部には前記回路素子以外の発熱源が配置されており、
    前記複数の回路素子は、前記回路ケースの凹部の開口面に平行する同一平面上に配置されるとともに、前記発熱源に対して異なる距離であって、それぞれの長手方向が前記発熱源の長手方向と平行となるように配置されることを特徴とする樹脂封入型回路装置。
  2. 請求項1において、
    前記複数の回路素子は、前記回路ケースの凹部の開口面に平行する同一平面上であって、前記凹部の対向する2つの内壁に対する仮想的な中心面に対して対称配置されることを特徴とする樹脂封入型回路装置。
  3. 請求項1または2において、
    前記発熱源は、この発熱源の使用時における発熱によって、前記凹部内に充填された前記封入樹脂の温度が不均一になる位置に配置されていることを特徴とする樹脂封入型回路装置。
  4. 請求項1〜3のいずれかにおいて、
    前記複数の回路素子は、前記発熱源からの距離が遠いほど発熱量が大きくなるように配置されていることを特徴とする樹脂封入型回路装置。
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