JP5463244B2 - 部品実装基板 - Google Patents

Description

この発明は、部品実装基板に関し、さらに詳細には、部品の端子間を絶縁する絶縁樹脂を有する部品実装基板に関する。

ハイブリッド自動車、電気自動車等の電源装置には、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、ニッケルカドミウム電池セル等の多数の二次電池を組み合わせて構成された蓄電モジュールが用いられる。蓄電モジュールに搭載される電池セルは、空気等の冷媒により充放電時の発熱を冷却する構造を有する。電池セルに接続された電圧計測装置等を構成する部品をリークや電食から保護するため、各部品の接続用端子を絶縁樹脂で被覆する構造が採用されている。

絶縁樹脂により接続用端子を被覆する部品実装基板として、制御用の回路基板に半田付けされた部品を囲むように枠状部材を設け、この枠状部材の内側に、回路基板の部品取付面の上方から、溶融した絶縁樹脂をポッティングし、硬化させる構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この場合、枠状部材は、溶融した絶縁樹脂の流動を止める堰となるものである。

特開２００２−２７１００２号公報

特許文献１に記載された部品実装基板では、枠状部材が回路基板に固定されており、部品を絶縁樹脂で被覆する際、溶融した絶縁材料をポッティングする方向が、回路基板の取付面に垂直な一つの方向に制限されている。このため、異なる方向からポッティングすることができないものであった。

この発明の部品実装基板は、回路基板と、複数列に配列された接続用端子を有し、接続用端子が回路基板に実装された端子多列型部品と、回路基板上における端子多列型部品の少なくとも接続用端子の周囲に配置された堰部材と、堰部材の内部に設けられ、複数列に配列された接続用端子間および接続用端子と回路基板間にポッティングされた絶縁樹脂とを備え、堰部材は、接続用端子に対応して形成された開口部と、開口部を開放および遮蔽する開閉部とを有する開閉部付堰部材であり、開閉部付堰部材の開閉部は、開口部の一端側の基部を支点に回転し、開口部を遮蔽した状態で開口部の他端側の端部に係合する係合部を有することを特徴とする。
また、この発明の部品実装基板は、回路基板と、本体部の一側面に、下段列および上段列の複数列に配列された接続用端子を有し、接続用端子が回路基板に実装された端子多列型部品と、回路基板上における端子多列型部品の本体部を露出した状態で接続用端子の周囲に配置された堰部材と、堰部材の内部に設けられ、複数列に配列された接続用端子間および接続用端子と回路基板間にポッティングされた絶縁樹脂とを備え、堰部材は、端子多列型部品の接続用端子の配列方向に設けられ、絶縁樹脂をポッティングする際の注入口となる開口部と、開口部を開放および遮蔽する開閉部とを有する開閉部付堰部材であることを特徴とする。
さらに、この発明の部品実装基板は、回路基板と、複数の接続用端子を有し、回路基板に実装された第１の部品と、複数の接続用端子を有し、回路基板に実装された第２の部品と、回路基板上における第１の部品の少なくとも接続用端子の周囲に配置された第１の堰部材と、回路基板上における第２の部品の少なくとも接続用端子の周囲に配置された第２の堰部材と、第１の堰部材の内部に設けられ、第１の部品の複数の接続用端子間にポッティングされた第１の絶縁樹脂と、第２の堰部材の内部に設けられ、第２の部品の複数の接続用端子間にポッティングされた第２の絶縁樹脂とを備え、第１の部品または第２の部品の一方は、所定方向に接続用端子が配列された端子多列型部品であり、第１および第２の堰部材の少なくとも一方は、端子他列型部品の本体部を露出して接続用端子の周囲を覆って配置され、かつ、接続用端子の配列方向に設けられた、絶縁樹脂をポッティングする際の注入口となる開口部と、開口部を開放および遮蔽する開閉部を有する開閉部付堰部材であることを特徴とする。

この発明によれば、溶融した絶縁樹脂を堰部材の開口部からもポッティングすることが可能であり、接続用端子が複数列に配列されている場合または接続用端子が異なる方向に配列されている場合でも、接続用端子間を絶縁樹脂で確実に絶縁することができる。

この発明の部品実装基板を有する車両用電池システムの一実施形態を示す図。 図１に図示された両用電池システムが搭載された車両用回転電機の駆動システムを示す図。 図１に図示された車両用電池システムに組み込まれる電池ユニットの外観斜視図。 図３に図示された電池ユニットの分解斜視図。 本発明の部品実装基板の一実施形態を示し、図４に図示されたセルコントロール装置の斜視図。 図５において、絶縁樹脂をポッティングする方法を説明するための斜視図。 本発明の部品実装基板に搭載される開閉部付堰部材の一実施形態を示す拡大斜視図。 図５に図示されたコネクタおよび開閉部付の堰部材の拡大斜視図。 図６に図示されたコネクタおよび開閉部付の堰部材の拡大斜視図。 導体間の耐電圧と導体間隙の関連を示す特性図。

以下、この発明の部品実装基板の一実施形態１を図面と共に説明する。
図１は、この発明の部品実装基板を有する車両用電池システムの一実施形態を示す図であり、図２は、図１に図示された両用電池システムが搭載された車両用回転電機の駆動システムを示す図である。

図２に図示されるように、車両用回転電機の駆動システムは、電池システムを含む電池ユニット９００、電池ユニット９００からの直流電力を３相交流電力に変換するインバータ装置２２０、車両駆動用のモータ２３０、電池ユニット９００およびインバータ装置２２０を制御する上位コントローラ１１０を備えている。モータ２３０は、インバータ装置２２０からの３相交流電力により駆動される。

電池ユニット９００において、バッテリコントローラ２０、コンバータボックス２１内に内蔵されバッテリコントローラ２０に１２Ｖ電源を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ、ブロアファン１７、ブロアファン１７と一体にユニット化されブロアファン１７を作動させるためのリレー１６、上述したセルコントローラ８０および電流センサＳ_Ｉは、弱電系回路を構成する。

コンバータボックス２１内のＤＣ／ＤＣコンバータは、ハイブリッド車両の電源となる（ランプ等の補機を作動させる）２４Ｖ系鉛電池（図示せず）から電源の供給を受け、この２４Ｖの電圧をチョッパ回路、平滑回路等（図示せず）で１２Ｖに変換してバッテリコントローラ２０の作動電源として１２Ｖの定電圧を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータはイグニッションスイッチＩＧＮのオン端子に接続されており、イグニッションスイッチＩＧＮがオン位置に位置したときに作動を開始してバッテリコントローラ２０に電源を継続して供給し、シャットダウン制御線を介してバッテリコントローラ２０から電源供給の停止を命令されたときにバッテリコントローラ２０への電源供給を停止する。このような構成により信頼性の高い電源システムが実現されている。

各電池モジュール９は、複数の電池セルが直列に接続されて構成され、それぞれ、コネクタ４８、４９によりセルコントローラ８０に接続されている。一方の電池モジュール９の正極は、正極強電ケーブル８１およびリレーＲＬPを介してインバータ装置２２０の正極に接続されている。他方の電池モジュール９の負極は、負極強電ケーブル８２およびリレーＲＬNを介してインバータ装置２２０の負極に接続されている。また、抵抗ＲPREとプリチャージリレーＲＬPREとの直列回路が、リレーＲＬPと並列に接続されている。リレーＲＬPとインバータ装置２２０との間には、ホール素子等の電流センサＳｉが挿入されている。電流センサＳｉはジャンクションボックス内に内蔵され、その出力線はバッテリコントローラ２０に導かれている。

例えば、リレーＲＬPやリレーＲＬNには定格電流が８０Ａ程度のものが使用され、プリチャージリレーＲＬPREには定格電流が１０Ａ程度のものを用いることができる。また、抵抗ＲPREには、例えば、定格容量が６０Ｗ、抵抗値が５０Ω程度のものを、電流センサＳｉには、例えば、定格電流が±２００Ａ程度のものを用いることができる。上述した負極強電ケーブル８２および正極強電ケーブル８１は、リレーＲＬPやリレーＲＬNおよび出力端子８１０、８２０を介して、モータ２３０を駆動するインバータ装置２２０に接続される。このような構成とすることで高い安全性が維持できる。

インバータ装置２２０は、パワーモジュール２２６と、ＭＣＵ２２２と、パワーモジュール２２６を駆動するためのドライバ回路２２４と、約７００μＦ〜約２０００μＦ程度の大容量の平滑キャパシタ２２８とを有している。パワーモジュール２２６は、各電池モジュール９から供給される直流電力を、モータ２３０を駆動するための３相交流電力に変換する。

平滑キャパシタ２２８は、電解キャパシタよりフィルムキャパシタの方が望ましい特性を得ることができる。車両に搭載される平滑キャパシタ２２８は車両の置かれている環境の影響を受け、摂氏マイナス数十度の低温から摂氏１００度程度の広い温度範囲で使用される。温度が零度以下に低下すると電解キャパシタは急激に特性が低下し電圧ノイズを除去する能力が低下する。このため、セルコントローラ８０に設けられた集積回路に大きなノイズが加わるおそれがある。フィルムキャパシタは温度低下に対する特性低下が少なく、集積回路に加わる電圧ノイズを低減できる。

ＭＣＵ２２２は、上位コントローラ１１０からの命令に従い、モータ２３０の駆動開始時に、負極側のリレーＲＬNを開状態から閉状態とした後に、プリチャージリレーＲＬPREを開状態から閉状態とし、平滑キャパシタ２２８を充電し、その後に正極側のリレーＲＬPを開状態から閉状態として、電池ユニット９００の電池モジュール９からインバータ装置２２０への電力の供給を開始する。

なお、インバータ装置２２０は、モータ２３０の回転子に対するパワーモジュール２２６により発生する交流電力の位相を制御して、ハイブリッド車の制動時にはモータ２３０をジェネレータとして動作させ、すなわち回生制動制御を行う。このとき、ジェネレータ運転により発電された電力を各電池モジュール９に回生充電して、各電池モジュール９を充電する。各電池モジュール９の充電状態が基準状態より低下した場合には、インバータ装置２２０はモータ２３０を発電機として運転する。モータ２３０で発電された３相交流電力は、パワーモジュール２２６により直流電力に変換されて各電池モジュール９に供給される。その結果、各電池モジュール９は充電される。

電池ユニット９００の他方の電池モジュール９の負極と負極側のリレーＲＬNとの接続線、および一方の電池モジュール９の正極と正極側のリレーＲＬPとの接続線には、ケースグランド（車両のシャーシと同電位）との間にそれぞれキャパシタＣN、ＣPが挿入されている。これらのキャパシタＣN、ＣPは、インバータ装置２２０が発生させるノイズを除去して、弱電系回路の誤作動や、セルコントローラ８０を構成するＩＣのサージ電圧による破壊を防止するものである。インバータ装置２２０はノイズ除去フィルタを有しているが、これらのキャパシタＣN、ＣPは、バッテリコントローラ２０やセルコントローラ８０の誤作動を防止する効果をさらに高め、電池ユニット９００の耐ノイズの信頼性をさらに高めるために挿入されている。

なお、図２において、電池ユニット９００の強電系回路は太線で示している。これらの線には断面積の大きい平角の銅線が使用される。また、ブロアファン１７は、電池モジュール９を冷却するためのファンで、バッテリコントローラ２０からの指令によってＯＮするリレー１６を介して動作するようになっている。

図１に図示された車両用電池システムは、電池モジュール９、セルコントローラ８０およびバッテリコントローラ２０を備えている。車両用回転電機の駆動システムは、図１に示された、電池モジュール９、セルコントローラ８０およびバッテリコントローラ２０から構成される車両用電池システムを一対（２個）有している。

電池モジュール９は、最大電圧が、４．３５Ｖ程度のリチウムイオン二次電池等の電池セル１を複数個直列に接続して構成されている。セルコントローラ８０は、回路基板１１４を有し、電池セル１の電圧計測装置を構成する。回路基板１１４の一側縁にはコネクタ４８（４９）が取り付けられている。コネクタ４８（４９）については後述する。

各電池セル１の正極・負極の端子は、セルコントローラ８０のコネクタ４８（４９）を介して電圧計測装置であるセルコントローラ８０に接続されている。バッテリコントローラ２０からの指令により、マルチプレクサ１０４を切換え、差動増幅器１０２で検出された各電池セル１の電圧は、Ａ／Ｄ変換機１０５にてデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号は、パルストランス１１６を介してバッテリコントローラ２０の制御器１０８に取り込まれる。

バッテリコントローラ２０は車のシャーシ電位をグランド（ＧＮＤ）とし、１２Ｖ系の電源から作られる５ボルトなどの低電圧で動作するようになっている。一方、リチウム電池セルで構成される電源系は上記１２Ｖ系の電源から電気的に絶縁された電源系であり、セルコントローラ８０は、電池モジュール９の最高位電位と最低位電位との間の電位差すなわち電圧を受けて動作する。このようにバッテリコントローラ２０の電源系統とセルコントローラ８０の電源系統とは電位関係が異なっており、また電圧の値も大きく異なる。そのため、バッテリコントローラ２０とセルコントローラ８０とを接続する伝送路に、電気的に両コントローラを絶縁するための絶縁回路（パルストランス１１６、フォトカプラ１１７、１１８）を設けることで、信頼性の向上を図る。

バッテリコントローラ２０の制御器１０８は、電池モジュール９の最大電位の端子と、外部負荷１２０とを接続した配線を流れる電流を電流センサ１１２により監視する。また、制御器１０８は、電池モジュール９の温度を温度センサ１１１により監視する。温度センサ１１１は、電池モジュール９を収納する、後述するケース９００ａの表面に密着して設けられ、接続線１２３を介して制御器１０８に内蔵された温度検出回路（図示せず）へ接続されている。制御器１０８は、温度センサ１１１の検出値から最高温度、最低温度、平均温度等を計算して監視する。温度センサ１１１としては、例えば、サーミスタ等が用いられるが、サーミスタの温度−抵抗特性は単純比例ではない。温度検出回路は温度センサ１１１へ測定用電圧を通電し、温度センサ１１１に発生する電圧を電池モジュール９の温度に単純比例する信号に変換して上位コントローラ１１０へ出力する。

バッテリコントローラ２０は、電流センサ１１１、温度センサ１１２および図示しない電圧センサによる検出値を一定の周期で入力する。ここで、電圧センサは、直列に接続された電池セル１全体の総電圧値を検出する。センサのいずれかに故障が発生した場合には、これらの各センサから入力された検出値は信頼性がなく、監視に用いることができないため、これらのセンサが正しく動作しているか否かの診断を行う。故障と判断された場合には、その情報を上位コントローラ１１０へ通知する。例えば、センサの検出値が予め設定した基準範囲を超えている場合には、そのセンサに何らかの異常が発生し、故障していると判定する。

バッテリコントローラ２０の制御器１０８は、Ａ／Ｄ変換器１０５から得られた各電池セル１の放電状態ＳＯＣ（State Of Charge）を計算して、
（各電池セル１のＳＯＣ最大値＋各電池セルの最小値）／２
を超える電池セル１を選定する。そして、抵抗Ｒ１に直列に接続されたスイッチＳＷを、所定時間、個別に導通させ、電池セル１の正極と負極との間にバイパス直列回路を個別に電気的に並列に接続させる。これにより、バイパス直列回路が電気的に並列に接続された電池セル１は放電し、各電池セル１のＳＯＣ（State Of Charge）を平均化する。

制御器１０８は、得られた情報から、セル電圧の総電圧値、ＳＯＣが安全に使用可能な範囲内にあるか否かの判定、バッテリ許容充放電電力の算出、バッテリ出力の瞬間電力（Ｉ²ｔ）の算出、電池容量（Ａｈ）の算出、異常状態の算出等の電池モジュール９の状態を算出する。さらに、制御器１０８は、マルチプレクサ１０４を切り換えて、差動増幅器１０２の出力を取り込む際に、予め設定した＋Ｖssと−Ｖeeの抵抗分圧による電圧を取り込んで、マルチプレクサ１０４の固着故障異常の監視も行う。

バッテリコントローラ２０は、各センサの異常情報等を含み、上記の演算により得られた情報をＣＡＮ(Controller Area Network)を介して上位コントローラ１１０に送信する。この通信は、バッテリコントローラ２０に備えられた、後述する、コネクタ５０を介して行われる。
なお、図１において、バッテリコントローラ２０を構成する回路基板は、セルコントローラ１０８を構成する回路基板１１４と一体にしてもよいし、別体としてもよい。

図３および図４は電池ユニット９００の具体的な構成の一例を示す図であり、図３は電池ユニット９００の外観を示す斜視図、図４は電池ユニット９００の分解斜視図である。
電池ユニット９００は、金属製の上蓋４６と下蓋４５とから成る略直方体状のバッテリケース９００ａを有する。下蓋４５には、直流電力の供給あるいは直流電力の受電をするための出力端子８１０、８２０が備えられている。

バッテリケース９００ａ内には、複数の電池セル１が直列に接続されるように収容されている。電池ユニット９００を構成する部品には電圧や温度を検出するための配線が多数存在するが、金属ケースであるバッテリケース９００ａで覆われているため、外部からの電気的ノイズから保護されている。また上述のとおり、電池セル１はバッテリケース９００ａとその外側の容器で保護されており、仮に交通事故が発生したとしても電源システムの安全性が維持される。

本実施の形態において、電池セル１は、正極活物質をリチウムマンガン複酸化物、負極活物質を非晶質炭素とし、熱伝導性の高いケーシングで被覆した円柱状のリチウム二次電池である。このリチウム二次電池の電池セルは、公称電圧が３．６Ｖ、容量が５．５Ａｈであるが、充電状態が変わると電池セルの端子電圧が変化する。例えば、電池セルの充電量が減少すると２．０Ｖ程度に低下し、電池セルの充電量が増大すると４．０Ｖ程度に増大する。

図３および図４に示すように、下蓋４５には、直列に接続された複数の電池セル１が、ケース長手方向に２列に配列されている。複数の電池セル１が直列に接続された各列が、それぞれ、電池モジュール９を構成する。下蓋４５の一方の端部には、セルコントロール装置（電圧計測装置）７９がネジ固定されている。

図５は、図４に図示されたセルコントロール装置７９の斜視図であり、図６は、図５において、絶縁樹脂をポッティングする方法を説明するための斜視図である。
セルコントロール装置７９は、図５に示すセルコントローラ８０を構成するための回路基板８３を有する。ここでは、回路基板８３は、セルコントローラ８０およびバッテリコントローラ２０を有しているものとして説明する。回路基板８３は、上下側縁部に形成された複数の丸穴を介して、セルコントロール装置７９のケース７９ａ（図４参照）に直立状態でネジ固定される。このような構造としたため、電池ユニット９００の全体が比較的小空間に収納可能となっている。また、各電池セル１とセルコントローラ８０との配線の煩雑さを解消できる。

回路基板８３の左右両側端部には、コネクタ４８、４９が、相互に、反対方向に向けて取り付けられている。コネクタ４８、４９は、図示はしないが、検出用ハーネスを介して電池モジュール９の各電池セル１に接続される。

回路基板８３からは上位コンロトーラ１１０と通信するための通信ハーネス（図示せず）が接続されるコネクタ５０を有している。このコネクタ５０は、接続線を介して上位コントローラ１１０のコネクタ（図示せず）に接続されている。回路基板８３には、抵抗、キャパシタ、フォトカプラ、トランジスタ、ダイオード等のチップ素子が実装されている。

つまり、回路基板８３には、２つの電池モジュール９に対してそれぞれコネクタ４８、４９が設けられ、これらとは別に上位コントローラ１１０と通信するためのコネクタ５０が設けられている。このようにコネクタ４８、４９とコネクタ５０とを別々に設けることで、配線作業が容易となり、またメンテナンスも容易となる。

コネクタ４８および４９の一方は、電池モジュール９の中、高電圧側となる電池モジュール９を構成する各電池セル１と回路基板８３とを接続し、コネクタ４８および４９の他方は、電池モジュール９の中、低電圧側となる電池モジュール９を構成する各電池セル１と回路基板８３とを接続する。このような分散配線とすることにより、各コネクタ４８、４９が受け持つ範囲での電圧差を小さくできる。コネクタ４８、４９を接続時または開放時に瞬間的に一部のみ接続されている部分接続状態が生じるが、各コネクタ４８、４９が受け持つ範囲での電圧差を小さくできるので、部分接続状態がもたらす悪影響を小さくできる。

下蓋４５に並設された各電池モジュール９は、サービスディスコネクタとしての開閉器６（図２参照）により直列に接続されている。下蓋４５の正面部には、正極強電ケーブル８１、負極強電ケーブル８２の電力を外部に供給する、あるいは外部から受電するための出力端子８１０、８２０が設けられている。

電池ユニット９００には、電池モジュール９の各電池セル１が、ブロアファン１７（図２参照）によりを冷却風で強制的に冷却される強制冷却方式が採用されている。下蓋４５の長手方向の一側面の下部側には、冷却風の吸気口１４が設けられ、一側面に対向する他側面の下部側には排気口１５（図３参照）が設けられている。図示はしないが、下蓋４５の底面と、各電池セル１の下部との間には、各電池セル１間に対応して通風孔が形成されたダクトが配設されている。ブロアファン１７の駆動により送風される冷却風は、吸気口１４から導入され、ダクト内を流通し、各通風孔から電池セル１が配置された室側に噴き出す。そして、各電池セル１の周囲を回りながら上蓋４６との間に形成されている空間でまとまり、排気口１５から抜けていく。このような構造により、電池モジュール９は、コンパクトでしかも冷却効果が優れた構造になっている。

電池セル１を強制冷却するためにバッテリケース９００ａに導入される冷却風は、一部、セルコントロール装置７９内に侵入する。このため、冷却風に含有される水分、塩分等による電食、リークに対する保護構造を採用する必要がある。
以下、電圧計測装置であるセルコントロール装置７９の部品実装構造について説明する。

コネクタ４８、４９およびコネクタ５０は、回路基板８３の一面側に取り付けられている。コネクタ５０は、多列縦型コネクタであり、回路基板８３の一面上に、複数列に配列された接続ピンを、回路基板８３の一面に対して垂直方向に向けて取り付けられている。回路基板８３のほぼ中央部には、コネクタ５０の周囲を囲む枠状の絶縁性の合成樹脂からなる、固定型の堰部材６１が取り付けられている。
堰部材６１は、絶縁性の合成樹脂材料により形成され、コネクタ５０と、コネクタ５０の周辺部の回路基板８３の領域を、内部に収める広さを有する。そして、この堰部材６１内の回路基板８３の一面は、シリコン樹脂やエポキシ樹脂等からなる絶縁樹脂７１により被覆されている。絶縁樹脂７１は、溶融した絶縁樹脂材料を上方から、すなわち、回路基板８３のコネクタ５０の取付面に垂直な方向から、ポッティングにより塗布し、硬化して形成されたものである。

コネクタ４８および４９は、Ｌ字型の接続用端子が複数列に配列された端子多列Ｌ型コネクタであり、２つのコネクタは同一の構造を有する。
コネクタ４８および４９は、それぞれ、回路基板８３の長手方向の各側縁部に対向して取り付けられ、コネクタ４８および４９が取り付けられた回路基板８３の領域には、それぞれ、コネクタ４８または４９の周囲を囲む枠状の絶縁性の合成樹脂からなる、堰部材６２が取り付けられている。
図７は、堰部材６２の斜視図であり、図８は、コネクタ４８（４９）とその近傍の斜視図であり、図９は、図８において、絶縁樹脂をポッティングする方法を説明するための図である。

コネクタ４８は、コネクタ本体５３の表面側から背面部５３ａを貫通して複数の接続用端子が引出され、回路基板８３の接続用パッド（図示せず）に半田付けされている。各接続用端子は、回路基板８３のコネクタ取付面と平行な水平部と、この水平部の端部から垂直方向に屈曲された垂直部とからなるＬ字形状を有している。接続用端子は、回路基板８３側に位置する、内側列の接続用端子５４と、内側列の接続用端子５４の外側に位置し、内側列の各接続用端子５４に対し、水平部の長さも、垂直部の長さも大きい外側列の接続用端子５５に群分けされて配列されている。内側列の接続用端子５４と外側列の接続用端子５５とは、同一のピッチで配列されているが、配列方向に半ピッチずつずらして設けられている。すなわち、内側列の接続用端子５４と外側列の接続用端子５５は、配列方向には、交互に配置されている。

コネクタ４８の周辺の回路基板８３上には、それぞれ、コネクタ４８の接続用端子５４および５５を取り囲む堰部材６２が取り付けられている。堰部材６２は、絶縁性の合成樹脂材料により形成され、コネクタ４８の背面部５３ａに対向する基部６２ａと、この基部６２ａから直角方向に屈曲された一対の側部６２ｂ、６２ｃを有する。堰部材６２の基部６２ａに対向する側辺は切り欠かれており、堰部材６２は、平面形状がほぼコ字形状を有する。

堰部材６２の各側部６２ｂ、６２ｃの中間部に開口部６３が形成されている。また、側部６２ｂ、６２ｃには、基部６２ａとの接続部を回転軸として、基部６２ａに平行な方向と、垂直な方向との間に回転する開閉部６４ａ、６４ｂが形成されている。開閉部６４ａ、６４ｂは、それぞれ、基部６３ａと反対側の他端部に係合部６５を有する。各係合部６５は、開口部６３を塞いだ状態で側部６２ｂ、６２ｃの端部６６に係合する。この状態では、後述する如く、絶縁樹脂の流出が遮断される。なお、図７は、開閉部６４ｂが閉じた状態を示している。

堰部材６２は、切り欠かれた側辺側をコネクタ本体５３の背面部５３ａに対応させ、側部６２ｂと６２ｃの内側を、それぞれ、コネクタ本体５３の側面部５３ｂ、５３ｃに接触させた状態で回路基板８３上に配置される。この状態で、コ字形状の堰部材６２と、コネクタ本体５３の背面部５３ａとにより、コネクタ４８の接続用端子５４、５５の周囲を取り囲む枠が形成される。
堰部材６２は、ボス部６７を有し、締結部材により回路基板８３に固定される。
堰部材６２は、基部６２ａ、係合部６５を有する開閉部６４ａ、６４ｂ、側部６２ｂ、６２ｃ、端部６６およびボス部６７が、樹脂モールドにより一体成形される。

コネクタ４８の内側列の接続用端子５４間、および接続用端子５４と回路基板８３との間、外側列の接続用端子５５間、および外側列の接続用端子５５と回路基板８３との間には、図８に二点鎖線で示すように、シリコン樹脂やエポキシ樹脂等からなる絶縁樹脂７２が充填されている。絶縁樹脂７２は、溶融した絶縁樹脂材料を上方および側方からポッティングにより塗布し、硬化して形成されたものである。

ここで、絶縁樹脂７２を形成する方法について説明する。上述した如く、内側列の接続用端子５４と外側列の接続用端子５５とは、配列方向には、半ピッチずつずれており、交互に配置されている。この構造では、１つの接続用端子５４と、この接続用端子５４に隣接する外側端子５５との間隙は、大変、小さい寸法、接続用端子が単列の場合の１／２ピッチ、となっている。

このため、外側列の接続用端子５５の上方から、溶融した絶縁樹脂材料をポッティングする場合、絶縁樹脂材料の粘度が大きいと、外側列の接続用端子５５と内側列の接続用端子５４により絶縁樹脂材料の流動が止められ、回路基板８３面まで達しない。または、回路基板８３面に到達するまでの時間が長くなり、また、絶縁性樹脂の内部に気泡を巻き込む。このため、作業が困難で、完成後の絶縁性の信頼性が低下する。

逆に、絶縁樹脂材料の粘度が小さい場合には、絶縁性樹脂材料が、接続用端子５４、５５を介して、コネクタ６２の背面部５３ａの貫通穴を介して、接続ピン側に浸透し、接続部材との電気的接続の信頼性を低下する。または、回路基板８３の上面および回路基板８３のスルーホールを介して裏面側に浸透し、回路基板８３と電子部品との電気的接続の信頼性を低下する。あるいは、接続用端子５４、５５の上部が絶縁性樹脂材料から露出して、電食やリークが生じる。

そこで、本実施形態では、絶縁性樹脂材料を、接続用端子５５の上方からのみでなく、異なる方向からポッティングするようにした。
具体的には、次の方法による。
先ず、図６および図９に図示されるように、堰部材６２の一方の開閉部６４ａ（６４ｂ）を開いて、ほぼ基部６２ａと平行にする。

次に、回路基板８３を、堰部材６２の開閉部６４ａを上方側にして、垂直方向に立てた状態で、堰部材６２の開口部６３から、溶融した絶縁性樹脂材料をポッティングする。一方の開閉部６４ａからのポッティングが終了したら、開閉部６４ａを回転し、係合部６５を端部６６に係合して、開口部６３を遮蔽する。なお、図９は、溶融した絶縁性樹脂材料をポッティングする前の状態を示している。

次に、回路基板８３を、１８０度向きを変え、堰部材６２の他方の開閉部６４ｂ（６４ａ）を開いて、ほぼ基部６２ａと平行にし、堰部材６２の開口部６３から溶融した絶縁性樹脂材料をポッティングする。そして、開閉部６４ｂを回転し、係合部６５を端部６６に係合して、開口部６３を遮蔽する。

次に、回路基板８３を、図５および図８に図示されるように、コネクタ４８、４９の接続用端子５５の水平部が上方となる向きにして、接続用端子５５の上方から、溶融した絶縁性樹脂材料をポッティングする。
この場合、回路基板８３に、図５に図示されるように、堰部材６２内に絶縁材料を形成する必要がある場合には、この工程で、堰部材６１内にも、溶融した絶縁性樹脂材料をポッティングする。
この後は、絶縁性樹脂材料を硬化することにより、絶縁樹脂７２および７１を形成する。

なお、上記においては、接続用端子５４、５５の配列方向からのポッティングを、堰部材６２の開閉部６４ｂ、６４ｃ両側から行う場合で説明したが、接続用端子５４、５５のピッチが比較的大きい場合や、接続用端子５４、５５の数が少ない場合には、堰部材６２の一方の開閉部６２ｂまたは６２ｃのみからポッティングするようにしてもよい。
また、接続用端子５４、５５の配列方向からのポッティングをした後、接続用端子５５の上方からのポッティングを行う方法としたが、逆に、先に、接続用端子５５の上方からのポッティングを行い、この後、接続用端子５４、５５の配列方向からのポッティングをするようにしてもよい。

上記の方法によれば、接続用端子５４、５５の配列方向からもポッティングを行うので、接続用端子５４の主に水平部と回路基板８３間、接続用端子５４の主に垂直部と接続用端子５５の主に垂直部間、接続用端子５５の主に水平部と回路基板８３間にも、確実に、溶融した絶縁性樹脂材料を充填することができる。接続用端子５５の上方側から行うポッティングにより、接続用端子５４の主に配列方向の隙間、接続用端子５５の主に配列方向の隙間に、溶融した絶縁性樹脂材料が充填されるので、絶縁樹脂７２が電食や電気的なリークを確実に防止するように形成することができる。

図１０は、導体間隙と導体間の耐電圧の関係を示す特性図である。
絶縁性能は、隣接する導体・部品等の電位差と、導体・部品等が配置される部材の耐電圧特性に依存するところが大きい。このため、ポッティングにより被覆するだけでは、導体・部品等が配置される部材との境界面でリークを生じる可能性がある。
そこで、セルコントロール装置７９の回路基板８３の部品や導体配線およびコネクタ４８、４９の接続用端子５４、５５を、導体間の耐電圧Ｙに基づいて、隣接する各電池セル１から引出した配線間の電位差が最小となるように配列する。つまり、電池モジュール９を構成する電池セル１は直列に接続されているので、各電池セル１に接続された配線端子を、一端側から他端側に向けて、最大電圧から、順次、最小電圧に低減していくように、順番に配列する。また、これにより、導体間の耐電圧Ｙに対して、回路基板８３の部品や導体配線およびコネクタ４８、４９の接続用端子５４、５５の間隔Ｘ（図９参照）を最小とすることができる。

以上説明した通り、本実施形態では、接続用端子５４、５５の配列方向からもポッティングを行うことができ、絶縁樹脂７２により電食や電気的なリークを確実に防止することができる。
また、セルコントロール装置７９の回路基板８３の配線端子を、隣接する各電池セル１から引出した配線間の電位差が最小となるように配列するので、コネクタ４８、４９の接続用端子５４、５５のピッチを最小とすることができ、これに伴って、シリコン樹脂等の高価な絶縁樹脂の使用量を低減することができる。

なお、上記実施形態においては、堰部材６２を、基部６２ａと、開閉部６４ａを有する側部６２ｂと、開閉部６４ｂを有する側部６２ｃを合成樹脂により一体に成形されたものとした。
しかし、開閉部は別体として形成してもよい。開閉部を別体とする場合、開閉部に係合部を設けた構造でもよいし、締結部材により堰部材に固定するようにしてもよい。

上記実施形態においては、接続用端子５４、５５を絶縁樹脂７２によりポッティングする部品としてコネクタ４８、４９を一例として説明したが、本発明は、コネクタ４８、４９に替え、パワートランジスタ等、他の部品に対しても適用が可能である。

上記実施形態においては、回路基板８３の一面側に、端子多列型のコネクタ４８、４９および縦型のコネクタ５０を取り付けた構造としたが、この構造に限らず、回路基板に取り付けた部品のポッティング方向が異なる場合に適用が可能である。例えば、回路基板の異なる側辺に沿って配置された部品を有する場合で、ポッティングを回路基板の一面に垂直な方向から行うのではなく、回路基板の一面と平行な方向から行う場合には、ポッティングの方向が異なるため、いずれかの部品の堰部材を開放、遮蔽が可能な開閉部を有する構造とする必要があり、このような条件の場合に適用が可能である。

堰部材６２は、開口部６３を開放、遮蔽する開閉部６４ａ、６４ｂを回転して開閉する構造としたが、スライド式にしたり、折りたたみ式にしたりしてもよい。また、堰部材６２は、絶縁樹脂７２を硬化した後は、回路基板８３から取り外し可能としてもよい。この場合、取り外した堰部材６２を治工具として用い、他の回路基板に対して絶縁樹脂を形成するようにしてもよい。このような場合、堰部材を取り外す直前の状態の部品実装基板は、本発明に含まれるものである。

電池セルとしては、リチウムイオン二次電池を用いた場合で説明したが、この発明は、ニッケル水素電池セル、ニッケルカドミウム電池セルなど、他の二次電池に接続される回路基板に対しても適用が可能である。

また、二次電池に限らず、燃料電池等他の化学電池にも適用が可能である。燃料電池の場合には、例えば、各電池セルから出力される電圧値を判定するセル電圧判定基板に取り付けられるコネクタ端子を、絶縁樹脂により被覆する構造に適用することができる。

さらに、上記実施形態では、電圧計測装置の場合で説明したが、本発明は、電圧計測以外の他の機能を有する装置にも適用することが可能である。

その他、本発明の部品実装基板は、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して構成することが可能であり、要は、回路基板と、複数列に配列された接続用端子を有し、接続用端子が回路基板に実装された端子多列型部品と、回路基板上における端子多列型部品の少なくとも接続用端子の周囲に配置された堰部材と、堰部材の内部に設けられ、複数列に配列された接続用端子間および接続用端子と回路基板間にポッティングされた絶縁樹脂とを備え、堰部材は、接続用端子に対応して形成された開口部と、開口部を開放および遮蔽する開閉部とを有する開閉部付堰部材であるものであればよい。
また、この発明の部品実装基板は、回路基板と、複数の接続用端子を有し、回路基板に実装された第１の部品と、複数の接続用端子を有し、回路基板に実装された第２の部品と、回路基板上における第１の部品の少なくとも接続用端子の周囲に配置された第１の堰部材と、回路基板上における第２の部品の少なくとも接続用端子の周囲に配置された第２の堰部材と、第１の堰部材の内部に設けられ、第１の部品の複数の接続用端子間にポッティングされた第１の絶縁樹脂と、第２の堰部材の内部に設けられ、第２の部品の複数の接続用端子間にポッティングされた第２の絶縁樹脂とを備え、第１および第２の堰部材の少なくとも一方は、開口部と、開口部を開放および遮蔽する開閉部を有する開閉部付堰部材であるものであればよい。

１ 電池セル
９ 電池モジュール
１４ 吸気口
１５ 排気口
２０ バッテリコントローラ
４８、４９、５０ コネクタ
５４、５５ 接続用端子
６１、６２ 堰部材
６２ａ 基部
６２ｂ、６２ｃ 側部
６３ 開口部
６４ａ、６４ｂ 開閉部
６５ 係合部
６６ 端部
７１、７２ 絶縁樹脂
７９ セルコントロール装置（電圧計測装置）
８０ セルコントローラ
８３ 回路基板
９００ 電池ユニット
９００ａ ケース

Claims (7)

1. 回路基板と、
   複数列に配列された接続用端子を有し、前記接続用端子が前記回路基板に実装された端子多列型部品と、
   前記回路基板上における前記端子多列型部品の少なくとも前記接続用端子の周囲に配置された堰部材と、
   前記堰部材の内部に設けられ、前記複数列に配列された接続用端子間および前記接続用端子と前記回路基板間にポッティングされた絶縁樹脂とを備え、
   前記堰部材は、前記接続用端子に対応して形成された開口部と、前記開口部を開放および遮蔽する開閉部とを有する開閉部付堰部材であり、
   前記開閉部付堰部材の前記開閉部は、前記開口部の一端側の基部を支点に回転し、前記開口部を遮蔽した状態で前記開口部の他端側の端部に係合する係合部を有することを特徴とする部品実装基板。
2. 回路基板と、
   本体部の一側面に、下段列および上段列の複数列に配列された接続用端子を有し、前記接続用端子が前記回路基板に実装された端子多列型部品と、
   前記回路基板上における前記端子多列型部品の前記本体部を露出した状態で前記接続用端子の周囲に配置された堰部材と、
   前記堰部材の内部に設けられ、前記複数列に配列された接続用端子間および前記接続用端子と前記回路基板間にポッティングされた絶縁樹脂とを備え、
   前記堰部材は、前記端子多列型部品の前記接続用端子の配列方向に設けられ、前記絶縁樹脂をポッティングする際の注入口となる開口部と、前記開口部を開放および遮蔽する開閉部とを有する開閉部付堰部材であることを特徴とする部品実装基板。
3. 回路基板と、
   複数の接続用端子を有し、前記回路基板に実装された第１の部品と、
   複数の接続用端子を有し、前記回路基板に実装された第２の部品と、
   前記回路基板上における前記第１の部品の少なくとも前記接続用端子の周囲に配置された第１の堰部材と、
   前記回路基板上における前記第２の部品の少なくとも前記接続用端子の周囲に配置された第２の堰部材と、
   前記第１の堰部材の内部に設けられ、前記第１の部品の前記複数の接続用端子間にポッティングされた第１の絶縁樹脂と、
   前記第２の堰部材の内部に設けられ、前記第２の部品の前記複数の接続用端子間にポッティングされた第２の絶縁樹脂とを備え、
   前記第１の部品または前記第２の部品の一方は、所定方向に接続用端子が配列された端子多列型部品であり、
   前記第１および第２の堰部材の少なくとも一方は、前記端子多列型部品の一部を露出して前記接続用端子の周囲を覆って配置され、かつ、前記接続用端子の配列方向に設けられた、前記絶縁樹脂をポッティングする際の注入口となる開口部と、前記開口部を開放および遮蔽する開閉部を有する開閉部付堰部材であることを特徴とする部品実装基板。
4. 請求項２または３に記載の部品実装基板において、前記開閉部付堰部材の前記開閉部は、前記開口部の一端側の基部を支点に回転し、前記開口部を遮蔽した状態で前記開口部の他端側の端部に係合する係合部を有することを特徴とする部品実装基板。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の部品実装基板において、前記開閉部付堰部材は、前記部品の一部と共に、枠状に周囲全周を取り囲む形状に形成されていることを特徴とする部品実装基板。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の部品実装基板において、前記回路基板は、
   前記部品の接続用端子に接続される複数の配線端子を有し、前記配線端子は、隣接する各配線端子間の電位差が最小となるように、一端側から他端側に向けて最大電圧から、順次、最小電圧に低減する順に配置されていることを特徴とする部品実装基板。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の部品実装基板において、前記回路基板は、複数の電池セルを有する電池モジュールに接続され、前記各電池セルの端子電圧の検出を検出する電池電圧計測回路を備えることを特徴とする部品実装基板。

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