JP4801004B2 - 電子ユニット - Google Patents

Description

本発明は、基板及びその基板の側方から突出する入出力端子を備える電子ユニットに関する。

従来、入出力端子を備える回路基板が中空状のケーシング部材の内部に収容されるとともに、このケーシング部材の内部に封止剤が充填された電子ユニットが公知である（例えば、特許文献１に記載の電子ユニットを参照）。この電子ユニットでは、回路基板の側方から突出する複数本の入出力端子（バスバー）がケーシング部材の内部から露出しており、この露出した入出力端子を囲むコネクタハウジング部がケーシング部材に対して一体的に設けられている。

特開２００６−３１１７１４公報

ところで、回路基板上の実装部品に作用する応力を緩和する観点からは、ケーシング部材の内部に充填する封止剤は、線膨張係数やヤング率の低い柔らかい樹脂材料であることが好ましい。
しかし、封止剤として柔らかい樹脂材料を充填した場合には、回路基板の側方から突出する入出力端子を相手側端子に対して挿脱させる際に、入出力端子に作用した挿脱力が回路基板に対して直接的に伝達してしまうために、回路基板上の実装部品に半田クラック等が生じてしまうという問題があった。
また、回路基板の周囲に軟質の樹脂からなるケーシング部材をモールド成形によって密着状に被覆するという方法も考えられるが、この場合には、電子ユニット全体が強度不足になってしまうという問題があった。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電子ユニットにおける回路基板上の実装部品の保護を図りつつ、入出力端子を相手側端子に挿脱させる際の挿脱力が回路基板に直接的に伝達されることを防止することである。

課題を解決するための手段は、以下の発明である。
第１発明は、入出力端子を備える基板の周囲には、軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材が前記入出力端子を露出させた状態でモールド成形されており、前記内層ケーシング部材の周囲には、硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材がモールド成形されており、前記外層ケーシング部材は、前記入出力端子を囲むコネクタハウジング部を備えている電子ユニットであって、前記入出力端子が部分的に前記外層ケーシング部材で被覆されており、前記入出力端子の前記外層ケーシング部材で被覆された部分には、他の部分よりも幅が狭い幅狭部が設けられていることを特徴とする、電子ユニットである。

第１発明によれば、入出力端子の基端部が部分的に硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材で被覆されているために、入出力端子を相手側端子に挿脱させる際の挿脱力が該入出力端子から基板に対して直接的に伝達されることを防止することができる。これにより、基板上の半田接続部にクラック等が発生することを防止することができる。

第２発明は、入出力端子を備える基板の周囲には、軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材が前記入出力端子を露出させた状態でモールド成形されており、前記内層ケーシング部材の周囲には、硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材がモールド成形されており、前記外層ケーシング部材は、前記入出力端子を囲むコネクタハウジング部を備えている電子ユニットであって、前記入出力端子が部分的に前記外層ケーシング部材で被覆されており、前記入出力端子の前記外層ケーシング部材で被覆された部分には、他の部分よりも幅が広い幅広部が設けられていることを特徴とする、電子ユニットである。
第３発明は、入出力端子を備える基板の周囲には、軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材が前記入出力端子を露出させた状態でモールド成形されており、前記内層ケーシング部材の周囲には、硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材がモールド成形されており、前記外層ケーシング部材は、前記入出力端子を囲むコネクタハウジング部を備えている電子ユニットであって、前記入出力端子が部分的に前記外層ケーシング部材で被覆されており、前記入出力端子の前記外層ケーシング部材で被覆された部分には、前記入出力端子を表裏方向に貫通する貫通穴が設けられていることを特徴とする、電子ユニットである。
第４発明は、入出力端子を備える基板の周囲には、軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材が前記入出力端子を露出させた状態でモールド成形されており、前記内層ケーシング部材の周囲には、硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材がモールド成形されており、前記外層ケーシング部材は、前記入出力端子を囲むコネクタハウジング部を備えている電子ユニットであって、前記入出力端子が部分的に前記外層ケーシング部材で被覆されており、前記入出力端子の前記外層ケーシング部材で被覆された部分には、前記入出力端子の厚み方向に凹んだ凹部、又は、前記入出力端子の厚み方向に突出した凸部が設けられていることを特徴とする、電子ユニットである。

第１発明〜第４発明によれば、入出力端子を相手側端子に挿脱させる際の挿脱力が該入出力端子から基板に対して直接的に伝達されることをより確実に防止することができる。これにより、基板上の半田接続部にクラック等が発生することをより確実に防止することができる。

本発明によれば、電子ユニットにおける回路基板上の実装部品の保護を図りつつ、入出力端子を相手側端子に挿脱させる際の挿脱力が回路基板に直接的に伝達されることを防止することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る電子ユニット１０の上面図である。図２は、電子ユニット１０の正面図である。図３は、図１に示す電子ユニット１０のＡ−Ａ線断面図である。
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る電子ユニット１０は、複数本の入出力端子１４を備える回路基板１２（本発明の「基板」に対応する）の周囲に内層ケーシング部材４０及び外層ケーシング部材４２がモールド成形により被覆されたものである。回路基板１２の側方から突出した複数本の入出力端子１４を相手側接続端子に電気的に接続することによって、車両に搭載された電気接続箱等の相手側機器に電子ユニット１０を接続することができるようになっている。

回路基板１２の表面には、スイッチングデバイス１６などの各種部品が実装されている。一方、回路基板１２の裏面には、絶縁性の接着剤によってバスバー回路１８が接合されている（図３参照）。
スイッチングデバイス１６は、電流のオン／オフを制御可能なものであって、本実施形態では半導体スイッチング素子を用いている。

回路基板１２は、略方形状の絶縁基板上にスクリーン印刷により導電路が形成されたものである。回路基板１２の表面に実装されているスイッチングデバイス１６や抵抗その他の各種の電子素子は、次述のバスバー回路１８に電気的に接続されている（図３参照）。

バスバー回路１８は、金属平板を打抜いて形成された複数本のバスバーによって構成されている。バスバー回路１８は、全体形状が回路基板１２と同様の略方形状をなしており、回路基板１２のほぼ全体に亘る領域をバスバー回路１８で支持することで回路基板１２の強度を確保できるようになっている。
さらに、バスバー回路１８には、回路基板１２の側方から突出する複数本の入出力端子１４が一体的に形成されている。この入出力端子１４を図示しない相手側端子に対して電気的に接続することによって、車両に搭載された電気接続箱等の相手側機器に電子ユニット１０を接続できるようになっている。

上記のように構成された回路基板１２の周囲には、軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材４０が入出力端子１４の先端部１４ａを露出させた状態でモールド成形されており、内層ケーシング部材４０の周囲には、硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材４２がモールド成形されている。また、外層ケーシング部材４２には、入出力端子１４を囲むコネクタハウジング部４４が一体的に設けられている。

回路基板１２の周囲に内層ケーシング部材４０がモールド成形により被覆されることによって、回路基板１２上に実装されている部品（スイッチングデバイス１６等）に対して過大な応力が作用しないようになっている。この結果、回路基板１２上の半田接続部にクラック等が発生することが防止されている。

また、回路基板１２の周囲に内層ケーシング部材４０及び外層ケーシング部材４２がモールド成形により被覆されることによって、回路基板１２が水分やホコリ、衝撃、振動などから保護されている。
また、回路基板１２の周囲に内層ケーシング部材４０及び外層ケーシング部材４２がモールド成形により被覆されることによって、回路基板１２に実装されているデバイス等で発生した熱を効率良く外層ケーシング部材４２の表面まで伝熱させることができ、電子ユニット１０の放熱特性が向上している。

さらに、内層ケーシング部材４０を設けることで、回路基板１２の実装部品の凹凸が内層ケーシング部材４０で平滑化されるために、回路基板１２の周囲に外層ケーシング部材４２のみを一括してモールド成形する場合と比較すると、外層ケーシング部材４２の偏肉による回路基板１２の反りなどの変形が防止されている。

なお、上記で説明した効果は、本発明の一実施形態である電子ユニット１０の作用効果を参考的に列挙したものであって、本発明の技術的範囲を制限的に解釈するための根拠となりうるものではない。

内層ケーシング部材４０の材料となる軟質の樹脂には、例えば、シリコーン系樹脂やウレタン樹脂等が用いられている。
外層ケーシング部材４２の材料となる硬質の樹脂には、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）といった耐熱性の樹脂が用いられている。
なお、本発明において、「軟質」あるいは「硬質」とあるのは、内層ケーシング部材４０及び外層ケーシング部材４２をモールド成形するための樹脂材料の硬さを相対的に表したものである。

図４は、内層ケーシング部材４０のみがモールド成形されている回路基板１２の断面図である。図５は、図４に示す回路基板１２の上面図である。
図４及び図５に示すように、軟質の樹脂材料からなる内層ケーシング部材４０は、入出力端子１４の先端部１４ａを露出させた状態でモールド成形されている（つまり、内層ケーシング部材４０は、入出力端子１４の基端部１４ｂのみを被覆するようにしてモールド成形されている）。内層ケーシング部材４０には、当該内層ケーシング部材４０を表裏に貫通する貫通穴４６が設けられている。そして、内層ケーシング部材４０の周囲に外層ケーシング部材４２がモールド成形されることによって、この貫通穴４６の内部に溶融樹脂が流入する。この結果、入出力端子１４の基端部１４ｂが部分的に外層ケーシング部材４２によって被覆される（図３参照）。

入出力端子１４の基端部１４ｂが部分的に外層ケーシング部材４２によって被覆されることによって、入出力端子１４の基端部１４ｂが内層ケーシング部材４０のみによって被覆される場合よりも、入出力端子１４が強固に保持される。なぜなら、外層ケーシング部材４２は、内層ケーシング部材４０よりも「硬い」樹脂材料によって形成されているからである。
このため、入出力端子１４を相手側端子に挿脱させる際の挿脱力が回路基板１２に直接的に伝達されることがなくなる。この結果、回路基板１２上の半田接続部にクラック等が発生することを未然に防止することができる。

図６は、入出力端子１４の拡大上面図である。
図６に示すように、入出力端子１４の基端部１４ｂには、他の部分よりも幅が狭い幅狭部３０が設けられている。この幅狭部３０に外層ケーシング部材４２が被覆されることによって、入出力端子１４が外層ケーシング部材４２によって強固に保持される（これに対して、入出力端子１４に幅狭部３０が設けられていない場合、入出力端子１４は外層ケーシング部材４２から容易に抜け出てしまう）。この結果、回路基板１２上の半田接続部にクラック等が発生することをより確実に防止することができる。

図７は、入出力端子１４の第１変形例の拡大上面図である。
図７に示すように、入出力端子１４の基端部１４ｂには、他の部分よりも幅が広い幅広部３２が設けられている。この幅広部３２に外層ケーシング部材４２が被覆されることによって、入出力端子１４が外層ケーシング部材４２によって強固に保持される（これに対して、入出力端子１４に幅広部３２が設けられていない場合、入出力端子１４は外層ケーシング部材４２から容易に抜け出てしまう）。この結果、回路基板１２上の半田接続部にクラック等が発生することをより確実に防止することができる。

図８は、入出力端子１４の第２変形例の拡大上面図である。
図８に示すように、入出力端子１４の基端部１４ｂには、入出力端子１４を表裏方向に貫通する貫通穴３４が設けられている。この貫通穴３４に外層ケーシング部材４２が被覆されることによって、入出力端子１４が外層ケーシング部材４２によって強固に保持される（これに対して、入出力端子１４に貫通穴３４が設けられていない場合、入出力端子１４は外層ケーシング部材４２から容易に抜け出てしまう）。この結果、回路基板１２上の半田接続部にクラック等が発生することをより確実に防止することができる。

図９は、入出力端子１４の参考例の拡大上面図である。図１０は、同じく入出力端子１４の参考例の拡大正面図である。
図９及び図１０に示すように、入出力端子１４の基端部１４ｂには、上方に曲げられた屈曲部３６が設けられている。この屈曲部３６に外層ケーシング部材４２が被覆されることによって、入出力端子１４が外層ケーシング部材４２によって強固に保持される（これに対して、入出力端子１４に屈曲部３６が設けられていない場合、入出力端子１４は外層ケーシング部材４２から容易に抜け出てしまう）。この結果、回路基板１２上の半田接続部にクラック等が発生することをより確実に防止することができる。

図１１及び図１２は、入出力端子１４に設けられた屈曲部３６に外層ケーシング部材４２が被覆された状態を示す拡大断面図である。
図１１及び図１２に示すように、入出力端子１４に設けられた屈曲部３６に外層ケーシング部材４２が被覆されることによって、入出力端子１４が外層ケーシング部材４２によって強固に保持される。
また、図１２に示すように、屈曲部３６を上方に延出させることによって、この屈曲部３６を外層ケーシング部材４２に到達させることが可能である。これにより、内層ケーシング部材４０に対して貫通穴４６を設けない場合であっても、入出力端子１４を部分的に外層ケーシング部材４２によって被覆することが可能となる。

図１３は、入出力端子１４の第３変形例の拡大上面図である。図１４は、同じく入出力端子１４の第３変形例の拡大側面図である。
図１３及び図１４に示すように、入出力端子１４の基端部１４ｂには、その入出力端子１４の厚み方向に突出する凸部３８が設けられている。この凸部３８に外層ケーシング部材４２が被覆されることによって、入出力端子１４が外層ケーシング部材４２によって強固に保持される（これに対して、入出力端子１４に凸部３８が設けられていない場合、入出力端子１４は外層ケーシング部材４２から容易に抜け出てしまう）。この結果、回路基板１２上の半田接続部にクラック等が発生することをより確実に防止することができる。
なお、入出力端子１４の厚み方向に突出する凸部３８を設ける例を示したが、入出力端子１４の厚み方向に凹んだ凹部を設けてもよい（この場合、図１３及び図１４に示した凸部３８は、図１４において上方に凹んだ凹部であると解釈することも可能である）。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、外層ケーシング部材４２とコネクタハウジング部４４が一体に成形されている例を示したが、別体に成形されてもよい。
（２）上記参考例では、入出力端子１４に設けられた屈曲部３６が上方に曲げられている例を示したが、他の参考例では屈曲部３６は下方に曲げられてもよい。

電子ユニットの上面図である。 電子ユニットの正面図である。 図１に示す電子ユニットのＡ−Ａ線断面図である。 内層ケーシング部材のみがモールド成形されている回路基板の断面図である。 図４に示す回路基板の上面図である。 入出力端子の拡大上面図である。 入出力端子の第１変形例の拡大上面図である。 入出力端子の第２変形例の拡大上面図である。 入出力端子の参考例の拡大上面図である。 入出力端子の参考例の拡大正面図である。 入出力端子に設けられた屈曲部に外層ケーシング部材が被覆された状態を示す拡大断面図である。 入出力端子に設けられた屈曲部に外層ケーシング部材が被覆された状態を示す拡大断面図である。 入出力端子の第３変形例の拡大上面図である。 入出力端子の第３変形例の拡大側面図である。

符号の説明

１０…電子ユニット
１２…回路基板
１４…入出力端子
３０…幅狭部
３２…幅広部
３４…貫通穴
３６…屈曲部
３８…凸部
４０…内層ケーシング部材
４２…外層ケーシング部材
４４…コネクタハウジング部

Claims (4)

1. 入出力端子を備える基板の周囲には、軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材が前記入出力端子を露出させた状態でモールド成形されており、前記内層ケーシング部材の周囲には、硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材がモールド成形されており、前記外層ケーシング部材は、前記入出力端子を囲むコネクタハウジング部を備えている電子ユニットであって、
   前記入出力端子が部分的に前記外層ケーシング部材で被覆されており、
   前記入出力端子の前記外層ケーシング部材で被覆された部分には、他の部分よりも幅が狭い幅狭部が設けられていることを特徴とする、電子ユニット。
2. 入出力端子を備える基板の周囲には、軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材が前記入出力端子を露出させた状態でモールド成形されており、前記内層ケーシング部材の周囲には、硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材がモールド成形されており、前記外層ケーシング部材は、前記入出力端子を囲むコネクタハウジング部を備えている電子ユニットであって、
   前記入出力端子が部分的に前記外層ケーシング部材で被覆されており、
   前記入出力端子の前記外層ケーシング部材で被覆された部分には、他の部分よりも幅が広い幅広部が設けられていることを特徴とする、電子ユニット。
3. 入出力端子を備える基板の周囲には、軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材が前記入出力端子を露出させた状態でモールド成形されており、前記内層ケーシング部材の周囲には、硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材がモールド成形されており、前記外層ケーシング部材は、前記入出力端子を囲むコネクタハウジング部を備えている電子ユニットであって、
   前記入出力端子が部分的に前記外層ケーシング部材で被覆されており、
   前記入出力端子の前記外層ケーシング部材で被覆された部分には、前記入出力端子を表裏方向に貫通する貫通穴が設けられていることを特徴とする、電子ユニット。
4. 入出力端子を備える基板の周囲には、軟質の樹脂からなる内層ケーシング部材が前記入出力端子を露出させた状態でモールド成形されており、前記内層ケーシング部材の周囲には、硬質の樹脂からなる外層ケーシング部材がモールド成形されており、前記外層ケーシング部材は、前記入出力端子を囲むコネクタハウジング部を備えている電子ユニットであって、
   前記入出力端子が部分的に前記外層ケーシング部材で被覆されており、
   前記入出力端子の前記外層ケーシング部材で被覆された部分には、前記入出力端子の厚み方向に凹んだ凹部、又は、前記入出力端子の厚み方向に突出した凸部が設けられていることを特徴とする、電子ユニット。

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