JP5880906B2

JP5880906B2 - 電気部品

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Publication number: JP5880906B2
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Inventors: 隆登佐藤
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Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
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Description

本発明は、金属部材とそれを被覆する被覆部材とを含み、金属部材が電気伝導体として用いられる電気部品に関する。

従来から、ＩＰＭ（Intelligent Power Module）と呼ばれるパワーモジュールが知られている。ＩＰＭは、例えば、ハイブリッドカー及び電気自動車等に搭載されたバッテリの直流電力を「モータを駆動させるための交流電力」に変換する場合に使用される電気部品である。

更に、近年、ＩＰＭ等の電気部品の小型化が進められており、より多くの素子や配線（金属部材であるバスバーを含む。）などを一つのハウジングの内部に配置することが求められるようになった。そこで、「複数のバスバー」の高さを相対的に変え、それにより、バスバーを多段に（立体的に）配置する構造が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

一方、このような電気部品においては、金属部材間の絶縁性を確保する必要がある。そのため、一般に、金属部材は絶縁性の樹脂で被覆される。

特開２０１２−８９５４８号公報

ところで、バスバー等の金属部材を絶縁性樹脂で被覆するための一つの方法として、金型内部に金属部材を配置し、その後、溶融された樹脂を注入して樹脂成形を行う、インサート成形法が知られている。しかしながら、インサート成形法においては、金属部材の金型に対する位置決めを行うための位置決めピン、及び／又は、樹脂注入中における金属部材の位置ずれを防止するための押さえピン等が金属部材に当接させられた状態において、樹脂成形が行われる。その結果、金属部材の表面であって「位置決めピン及び／又は押さえピン」が当接している部分は樹脂によって被覆されず、成形後において金属が外部に露出したままとなる。更に、インサート成形法以外の成形法を用いた場合であっても、金属部材の一部が樹脂により完全には被覆されず外部に露出されることがある。

この結果、上述した電気部品において、一の金属部材の表面であって外部に露出した部分と、他の金属部材の表面であって外部に露出した部分と、の距離（以下、「金属露出部間距離」とも称呼する。）を十分に確保できない場合が生ずる。特に、電気部品が小型化されるほど、金属露出部間距離は小さくなる。

一方、このような電気部品は、例えば、湿度の高い環境下でも用いられる。従って図６に示すように、樹脂部材６３の表面に結露により生じた水滴６１が付着する場合がある。そして、水滴６１が大きくなると、一つの水滴６１が「樹脂部材６３の開口部から露出した一の金属部材６２」及び「他の金属部材６４」の双方に到達してしまい、その結果、一の金属部材６２と他の金属部材６４とが短絡されて電気部品が所期の機能を発揮できない可能性がある。

本発明は上記課題に対処するためになされたものであって、その目的の一つは、金属露出部間距離が小さい場合であっても、結露により生じた水滴によって両金属部材が短絡してしまう可能性を低減することができる電気部品又はそのような水滴によって両金属部材が短絡してしまう可能性が高まってしまうことを回避できる電気部品を提供することである。

本発明に係る電気部品は、
第１の金属部材と、前記第１の金属部材を被覆する被覆部材と、を含み、「前記第１の金属部材及び前記被覆部材」のみが外部に露出する所定領域を有するように構成された第１部材、及び、
第２の金属部材を含み、前記第２の金属部材の表面が露出する露出部を有するように構成された第２部材、
を備え、
前記第１の金属部材が前記所定領域にて外部に露出している部分と前記第２の金属部材の前記露出部とが対向するとともに、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材の少なくとも一方が電気伝導体として用いられる。
更に、前記被覆部材は、前記所定領域内の表面における水滴の接触角が７０度以下となるように構成されている。

水滴の接触角とは、「材料の表面（所定の材料から形成された部材の平坦部の表面）に垂らされた水滴のその材料との境界における接線」と「その材料の表面」とのなす角度（図４の角度θ１及びθ２を参照。）のことである。この角度が小さいほど「水との親和性が大きい。」と表現することもできる。

一般に、従来の電気部品においては、第１の金属部材を被覆する被覆部材には水との親和性が比較的小さい材料が用いられてきた。従来の電気部品における被覆部材の表面における水滴の接触角は７０度より大きくなっている。

一方、本発明の請求項１に係る電気部品においては、被覆部材の表面（前記所定領域内の表面）における水滴の接触角が７０度以下となるように構成されている。これによって、前記被覆部材の表面に結露により生じた水滴が存在したとしても、前記被覆部材の表面（前記所定領域内の表面）における水滴の接触角が従来の電気部品よりも小さくなる。つまり、被覆部材表面に従来と同じ水量の水滴が存在したとしても、水滴の高さは従来よりも低くなる。これによって、水滴が第１の金属部材の表面と第２の金属部材の表面の双方に及ぶ可能性を従来よりも低下させることができ、その結果、金属部材間で短絡が生じる可能性を低下させることができる（図５を参照）。

更に、前記被覆部材は、前記所定領域内の表面における水滴の接触角が７０度以下となる表面粗さを有する加工処理が施されていることが望ましい。

被覆部材の所定領域内の表面における表面粗さを大きくすることによって、その所定領域内の被覆部材の表面積が大きくなり、その被覆部材の表面における水滴の接触角を小さくすることができる。被覆部材の表面粗さは、周知の「ブラスト加工及びプラズマエッチング」などの加工処理により簡単に大きくすることができる。従って、上記構成によれば、水滴によって金属部材間が短絡する可能性の小さい電気部材を簡単に得ることができる。

本発明に係る別の電気部品は、
第１の金属部材と、前記第１の金属部材を被覆する被覆部材と、を含み、「前記第１の金属部材及び前記被覆部材」のみが外部に露出する所定領域を有するように構成された第１部材、及び、
第２の金属部材を含み、前記第２の金属部材の表面が露出する露出部を有するように構成された第２部材、
を備え、
前記第１の金属部材が前記所定領域にて外部に露出している部分と前記第２の金属部材の前記露出部とが対向するとともに、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材の少なくとも一方が電気伝導体として用いられる。
更に、前記被覆部材は、前記所定領域内の表面における水滴の接触角を低下させる処理が施されている。

水滴の接触角を低下させる処理には、第１部材の被覆部材の表面における接触角を低下させるための処理であって、その被覆部材への「加工処理、表面改質処理、表面洗浄処理及び表面コーティング処理」などのうちの一つの処理、が含まれ得る。この水滴の接触角を低下させる処理を施すことによって、「第１部材の被覆部材の表面であって所定領域内にて外部に露出している表面」における水滴の接触角を処理前と比べて小さくできるので、その水滴の高さを低くすることができる。これによって、金属部材間で短絡が生じる可能性を容易に低下させることができる。

本発明に係る更に別の電気部品は、
第１の金属部材と、前記第１の金属部材を被覆する被覆部材と、を含み、「前記第１の金属部材及び前記被覆部材」のみが外部に露出する所定領域を有するように構成された第１部材、
第２の金属部材を含み、前記第２の金属部材の表面が露出する露出部を有するように構成された第２部材、及び、
前記第１部材を保持するとともに絶縁部材を含むハウジングであって同絶縁部材の表面の一部又は全部が外部に露出するように構成されたハウジング、
を備え、
前記第１の金属部材が前記所定領域にて外部に露出している部分と前記第２の金属部材の前記露出部とが対向するとともに、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材の少なくとも一方が電気伝導体として用いられる電気部品において、
前記被覆部材は、前記所定領域内の表面における水滴の接触角が前記絶縁部材の前記外部に露出した表面における水滴の接触角よりも小さくなるように構成されている。

上記構成においては、第１部材の被覆部材の前記所定領域内の表面における水滴の接触角が、ハウジングの絶縁部材の前記外部に露出した表面における水滴の接触角よりも小さくなっている。一般に水滴の接触角を低下させる処理を行うと、工程の複雑化及び／又はコストの増加を招く可能性がある。一方、上記構成においては、水滴の接触角を低下させる処理を施す部分を前記被覆部材のみに限ることができ、ハウジングの絶縁部材等には水滴の接触角を低下させる処理を施す必要がないので、工程の複雑化及び／又はコストの増加を抑制することができる。また、水滴の混入を防ぐことを目的として、電気部品を構成している第１部材の被覆部材以外の部材の水滴の接触角を大きくする処理を施す場合であっても、上記構成においては、第１部材の被覆部材の表面（少なくとも、前記所定領域内の被覆部材の表面）には水滴の接触角を大きくする処理を施すことを省略することができる。なお、「前記被覆部材の外部に露出している表面全体」の水滴の接触角を、「前記絶縁部材の外部に露出した表面」の水滴の接触角よりも小さくしてもよい。

図１は、本発明の実施形態に係るパワーモジュールの断面図である。図２は、図１に示したパワーモジュールにおいて、一部の部品を省略した上面図である。図３は、図２に示したパワーモジュールにおいて、更に他の部品を省略した上面図である。図４の（Ａ）は面粗度が小さい樹脂表面における水滴と接触角の関係を表した模式図であり、図４の（Ｂ）は面粗度が大きい樹脂表面における水滴と接触角の関係を表した模式図である。図５は、図１に示したパワーモジュールの部分拡大断面図である。図６は、従来の電気部品において、一の金属部材及び他の金属部材の双方に水滴が及んだ状態を示す模式図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る「電気部品としてのパワーモジュール（以下、本パワーモジュールと称呼する。）」について説明する。

本パワーモジュールは、パワー半導体のスイッチング動作を用いて車載バッテリの直流電力を「モータ駆動用の三相交流電力」に変換するようになっている。本パワーモジュールは、図１乃至図３に示すように、ハウジング１０、半導体回路部２０、３個の第１部材３０、及び、第２部材４０を備えている。

ハウジング１０は、放熱板１１、ハウジング構成部材１２及びシールド板１３を備えている。放熱板１１は金属からなる。放熱板１１は、その平面形状が長方形の薄板体である。放熱板１１は、本パワーモジュールの駆動時に生じる熱を本パワーモジュールの外部へと放出する機能を有する。

ハウジング構成部材１２は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）と呼ばれる「絶縁性及び耐熱性を有する樹脂」によって構成される。ハウジング構成部材１２は、それぞれが略直方体形状を有する「４枚の板体である側壁部（１２Ａ〜１２Ｄ）」からなる。この４枚の側壁部１２Ａ〜１２Ｄは放熱板の外周部から立設している。即ち、４枚の側壁部１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれは、放熱板１１の一方の主面の各辺の近傍部位に当接するように設けられている。４枚の側壁部１２Ａ〜１２Ｄのうちの互いに隣接する側壁部は互いに接続されている。即ち、図２に示すように、側壁部１２Ａは、側壁部１２Ａに隣接する側壁部１２Ｃ及び側壁部１２Ｄに連接されている。側壁部１２Ａに対向する側壁部１２Ｂは、側壁部１２Ｂに隣接する側壁部１２Ｃ及び側壁部１２Ｄに連接されている。従って、側壁部１２Ｃと側壁部１２Ｄとは対向している。図４の（Ａ）に示すように、ハウジング構成部材１２の表面における水滴ＷＤの接触角θは、比較的大きい角度θ１（７０°乃至９０°）である。なお、水滴ＷＤの接触角θとは、「材料の表面に垂らされた水滴の材料との境界における水滴表面の接線」と「その材料の表面」とのなす角のことである。

シールド板１３はアルミニウムからなる。シールド板１３は、その平面形状が「放熱板１１の平面形状」と略同一である薄板体である。シールド板１３は、ハウジング構成部材１２を挟んで放熱板１１と対向するように、ハウジング構成部材１２の上部に固定されている。シールド板１３は、後述するパワー半導体２３がスイッチング動作するときに放出する電波ノイズを遮断する機能を有する。
この結果、ハウジング１０は「密閉された空間」を内部に形成している。

半導体回路部２０は、複数の絶縁基板２１、複数の配線部２２及び複数のパワー半導体２３を含んでいる。

絶縁基板２１は放熱板１１の上側（密閉された空間側）の主面に載置され半田等により放熱板１１に固定されている。絶縁基板２１は絶縁性の薄板体である。絶縁基板２１は、放熱板１１と「配線部２２及びパワー半導体２３」とを電気的に絶縁させるために用いられる。

配線部２２は絶縁基板２１の上側の主面に形成されたアルミニウムの薄膜である。配線部２２は所定のパターンを有し、複数のパワー半導体２３を接続している。配線部２２は、複数のパワー半導体２３及び後述する複数のバスバー３１を互いに電気的に接続するために用いられる。

パワー半導体２３は、「配線部２２及び絶縁基板２１」の上側の主面に半田等により固定されている。パワー半導体２３は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）及びダイオードを含む素子である。パワー半導体２３は、図示しないアルミワイヤを介して配線部２２に電気的に接続されている。複数のパワー半導体２３は、図示しない制御回路からの制御信号に基いてスイッチング動作を行い、後述する入力バスバーを介して入力された直流電力を三相交流電力に変換し、変換した三相交流電力を後述する出力バスバーを介して出力するようになっている。

第１部材３０（出力バスバー部）のそれぞれは、バスバー３１及び樹脂部材３２を含んでいる。バスバー３１は銅製（電気伝導性を有する金属）の薄板体である。バスバー３１は、便宜上「第１の金属部材」とも称呼される。樹脂部材３２は、ハウジング構成部材１２と同様、ＰＰＳ（即ち、絶縁性及び耐熱性を有する樹脂）によって構成される。後に詳述するように、樹脂部材３２は、バスバー３１の絶縁性を確保するためにバスバー３１の一部を除く大部分を被覆している。加えて、樹脂部材３２の表面は、ブラスト加工（又は、プラズマエッチング加工等の加工処理（表面加工処理））によって凹凸が形成されるように加工されている。換言すると、樹脂部材３２の表面の面粗度は、樹脂部材３２と同一の材料（ＰＰＳ）からなるが何らの表面加工処理も施されていないハウジング構成部材１２の表面の面粗度よりも大きくなっている。

図２に示すように、バスバー３１の平面視における形状は略平行四辺形（帯形状）である。従って、第１部材３０の平面視における形状も略平行四辺形である。３個の第１部材３０のそれぞれは、互いに平行であって隣接する第１部材３０間の距離を一定に維持するように、その一の端部が側壁部１２Ｃに保持され、他の端部が側壁部１２Ｄに保持されている。換言すると、ハウジング構成部材１２は第１部材３０を保持及び固定している。なお、図２は、シールド板１３を取り除いた状態における本パワーモジュールの上面視（平面図）である。図２においては、説明の便宜上、「放熱板１１、ハウジング構成部材１２、第１部材３０及び第２部材４０を構成する部品」のみが示されており、これら以外の部品は図示されていない。更に、図１から理解されるように、第１部材３０のそれぞれは、ハウジング１０の空間内における他の部品と接触することがないように、側壁部１２Ｃと側壁部１２Ｄとを繋ぐブリッヂを構成している。

このように構成される第１部材３０のバスバー３１は、その一端が側壁部１２Ｄ内において図示しないボルト・ナットにより側壁部１２Ｄに固定されるとともに図示しない出力端子に接続される。更に、バスバー３１は、そのボルト・ナットと図示しない配線と配線部２２とを介してパワー半導体２３に接続され、それらを通じてパワー半導体２３によって変換された三相交流電力が付与されるようになっている。加えて、バスバー３１は、その他端が側壁部１２Ｃ内において図示しないボルト・ナットにより側壁部１２Ｃに固定されるとともに図示しない出力端子に接続される。なお、側壁部１２Ｃ内の出力端子及び側壁部１２Ｄ内の出力端子のそれぞれは、図示しない「車載モータに接続された電力ケーブル」が接続され得るようになっている。

第２部材４０（入力バスバー部）は、樹脂部材４１、Ｐバスバー４２、Ｎバスバー４３及びアルミワイヤ４４を含んでいる。

樹脂部材４１は、ハウジング構成部材１２と同様、ＰＰＳ（即ち、絶縁性及び耐熱性を有する樹脂）によって構成される。樹脂部材４１は、便宜上「第３の樹脂部材」とも称呼される。Ｐバスバー４２及びＮバスバー４３は銅製（電気伝導性を有する金属）の薄板体である。樹脂部材４１は、Ｐバスバー４２及びＮバスバー４３の絶縁性を確保するために、それらを被覆している。樹脂部材４１の表面は、樹脂部材３２の表面と同様、ブラスト加工（又は、プラズマエッチング加工等の加工処理（表面加工処理））によって凸凹が形成されるように加工されている。換言すると、樹脂部材４１の表面の面粗度は、樹脂部材４１と同一の材料（ＰＰＳ）からなるが何らの表面加工処理も施されていないハウジング構成部材１２の表面の面粗度よりも大きくなっている。但し、樹脂部材４１の表面にはこのような加工を施されなくてもよい。

図３はシールド板１３及び第１部材３０を取り除いた状態における本パワーモジュールの上面視（平面図）である。図３においては、説明の便宜上、「放熱板１１、ハウジング構成部材１２、第２部材４０を構成する部品」のみが示されており、これら以外の部品は図示されていない。図３に示すように、Ｐバスバー４２及びＮバスバー４３の平面視における形状は互いに略同一の長方形である。従って、第２部材４０の平面視における形状は長方形（帯形状）である。第２部材４０（Ｐバスバー４２及びＮバスバー４３）は、その一の端部が側壁部１２Ａに保持され、他の端部が側壁部１２Ｂに保持されている。換言すると、ハウジング構成部材１２は第２部材４０を保持及び固定している。

更に、図１から理解されるように、第２部材４０は、ハウジング１０の空間内における他の部品と接触することがないように、側壁部１２Ａと側壁部１２Ｂとを繋ぐブリッヂを構成している。

図１に示すように、Ｐバスバー４２は「被覆されていないアルミワイヤ４４」を介して配線部２２に接続されている。アルミワイヤ４４は、便宜上「第２の金属部材」とも称呼される。Ｎバスバー４３も、Ｐバスバー４２と同様に、図１に図示される断面とは別の断面において図示しないアルミワイヤによって配線部２２に接続されている。Ｐバスバー４２及びＮバスバー４３は互いに平行であり、それらの間には樹脂部材４１が存在している。Ｐバスバー４２及びＮバスバー４３は、「図示しない車載バッテリからの直流電力」を配線部２２を介してパワー半導体２３へ供給する。

更に、図１から理解されるように、第１部材３０は第２部材４０の上方を第２部材４０と所定の距離だけ離間しながら通過している。即ち、第１部材３０と第２部材４０とは、樹脂部材３２、樹脂部材４１及び空間によって絶縁されている。

ハウジング１０の内部であって、放熱板１１の上部の部分には、絶縁性のゲル５０が満たされる。ゲル５０はパワー半導体２３に異物が付着するのを防ぐ。図１に破線により示したように、ゲル５０の放熱板１１からの高さは、半導体回路部２０の高さより高く、第１部材３０のハウジング構成部材１２に固定される部分（以下、固定部と称呼する。）より低い。これによって、固定部にゲルが付着して固定に用いるネジの締結力が低下することが防止される。

以上の構成によって、本パワーモジュールは、車載バッテリの直流電力を「車載モータを駆動するための三相交流電流」に変換する。

ところで、第１部材３０を成形する際には、インサート成形法と呼ばれる射出成形法が用いられる。インサート成形法とは、金型内にインサート部品（本実施形態では、バスバー３１である。）が保持された状態で、溶融された樹脂を金型内に射出した後に固化させて成形する方法である。このインサート成形法においては、バスバー３１の「金型に対する位置決め」を行うための位置決めピン、及び／又は、樹脂注入中におけるバスバー３１の位置ずれを防止するための押さえピン等がバスバー３１に当接させられた状態にて、樹脂成形が行われる。その結果、バスバー３１の表面であって「位置決めピン及び／又は押さえピン」が当接している部分は樹脂によって被覆されず、成形後においてバスバー３１の一部が外部に露出したままとなる（図１のＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４及びＨ５等を参照。）。

この結果、本パワーモジュールが図１に示した状態、即ち、放熱板１１が鉛直下方となり且つシールド板１３が鉛直上方となる状態にて、車両に組みつけられた場合、露出部Ｈ１の鉛直下方に離間した位置であって、且つ露出部Ｈ１の近傍には、アルミワイヤ４４がバスバー３１の露出部に対向するように存在する。同様に、露出部Ｈ３の鉛直下方に離間した位置であって、且つ露出部Ｈ３の近傍には、アルミワイヤ４４がバスバー３１の露出部に対向するように存在する。一方、本パワーモジュールが例えば湿度の高い環境下で用いられ、それにより結露により生じた水滴が露出部Ｈ１及び／又はＨ３に接触するようにして存在する場合がある。このとき、樹脂部材３１の表面に凹凸加工が施されていないと、その水滴は大きくなり易い（水滴の高さが高くなる。）。その結果、図６に示すように、その水滴がアルミワイヤ４４へ到達してしまい、露出部Ｈ１（バスバー３１）とアルミワイヤ４４との間で短絡が生じてしまう可能性がある。この問題は、結露した水滴の高さが、露出部Ｈ１とアルミワイヤ４４との距離よりも長くなることによって生じる。

これに対し、本パワーモジュールにおける第１部材３０は、樹脂部材３２の表面が凹凸を有するように加工されている。即ち、樹脂部材３２の表面の面粗度がハウジング構成部材１２を形成する樹脂（即ち、ハウジングの絶縁部材）の面粗度よりも大きくなるように、第１部材３０にはその成形後に意図的にブラスト処理が施されている。一般の材料において、表面の面粗度が大きくなると、表面積が大きくなることにより、その表面における水滴の接触角が小さくなる。従って、図４の（Ｂ）に示すように、樹脂部材３２における水滴ＷＤの接触角θは比較的小さい角度θ２（角度θ１よりも小さい角度、７０度以下の角度、好ましくは６０度以下、更に好ましくは５０度以下）となる。

即ち、第１部材３０は、樹脂部材３２の表面における水滴の接触角θ２が、ハウジング構成部材１２を形成する樹脂の表面における水滴の接触角θ１（７０°よりも大きく９０°以下の角度）よりも小さくなるように形成されている。このため、樹脂部材３２の表面に水滴が存在したとしても樹脂部材３２の表面を加工する前と比較してその水滴の高さが低くなる。これによって、水滴が第１部材３０からアルミワイヤ４４に到達する可能性を低減することができ、両者の間（バスバー３１とアルミワイヤ４４との間）で短絡が生じる可能性を低下させることができる。

更に、樹脂の表面における水滴の接触角を低下させるには、樹脂表面に別途加工を加えたり樹脂材料を変更する必要があるので、工程の複雑化及び／又はコストの増加を招く可能性がある。これに対し、本実施形態においては、水滴の接触角を小さくする部分を樹脂部材３２（被覆部材）の露出した表面及び樹脂部材４１の露出した表面に限ることができ、ハウジング構成部材１２を形成する樹脂には従来の製法及び材料を用いている。従って、工程の複雑化及び／又はコストの増加を抑制することができる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係るパワーモジュールは、第１の金属部材（バスバー３１）と、前記第１の金属部材を被覆する第１の被覆部材（樹脂部材３２）と、を含み、前記第１の金属部材及び前記被覆部材のみが外部に露出する所定領域（例えば、露出部Ｈ１又は露出部Ｈ３を中心とした所定の半径の円内）を有するように構成された第１部材３０、
前記第１部材３０を保持し、且つ、表面の一部又は全部が外部に露出するように構成されたハウジング１０、及び、
第２の金属部材（アルミニウムワイヤ４４）を含み、前記第２の金属部材の表面が露出する露出部を有するように構成された第２部材４０、
を備え、
前記第１の金属部材が前記所定領域にて外部に露出している部分（露出部Ｈ１及び露出部Ｈ３）と前記第２の金属部材の前記露出部とが対向するとともに、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材の少なくとも一方が電気伝導体として用いられる電気部品（本パワーモジュール）において、
前記被覆部材は、前記所定領域内の表面における水滴の接触角が７０°以下になるように構成されている。
従って、結露発生時において、第１の金属部材（３１）と第２の金属部材（４４）とが短絡する可能性を低下させることができる。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

例えば、上記実施例では、第１の樹脂部材３２の表面がブラスト加工されることによって、前記表面における水滴の接触角が低下させられていたが、第１の樹脂部材３２の表面にＵＶオゾン法などの表面処理（表面改質処理及び／又は表面洗浄処理を含む。）が施されることによって、水滴の接触角が低下させられていてもよい。或いは、樹脂部材３２（及び樹脂部材４１）は、その表面に水滴の接触角を小さくする被膜がコーティングされていても良い（表面コーティング処理が施されてもよい）。また、その被膜は樹脂以外の材料であってもよく、例えばシリカなどの二酸化ケイ素膜であってもよい。また、第１部材３０の樹脂部材３２（及び第２部材４０の樹脂部材４１）は、水との親和性が高い「ＰＰＳ以外の材料」で構成されていてもよい。即ち、樹脂部材３２（及び樹脂部材４１）は、絶縁性及び耐熱性を備えていて、且つ樹脂部材３２の表面における水滴の接触角が小さい（即ち、７０度以下の）材料であればよい。また、第１部材３０は、第１の金属部材３１及び被覆部材（樹脂部材３２）のみが外部に露出する所定領域を有していればよく、「第１の金属部材３１及び被覆部材」以外の別の材料が更に用いられて構成されていても良い。

上記実施形態では、工程の複雑化及び／又はコストの増加を抑制するために、「水滴の接触角を小さくするための処理又は材料の選択（以下、処理／材料選択とも称呼する。）」を施す対象を第１部材３０の樹脂部材３２（及び第２部材４０の樹脂部材４１）のみに限った。

これに対し、本発明の他の変形例においては、ハウジング１０のハウジング構成部材１２のみに「水滴の接触角を大きくするための処理又は材料の選択」を施す。具体的には、他の変形例においては、ハウジング構成部材１２がフッ素樹脂などの「水との親和性が比較的小さい材料（水滴の接触角が比較的大きい材料）」によって構成されている。これは、一般に、水分はパワーモジュールなどの電気部品に悪影響を及ぼすので、ハウジング１０は水との親和性が比較的小さい材料で構成されていることが望ましいからである。そして、ハウジング構成部材１２を形成する樹脂部材に「水滴の接触角が比較的大きい材料」を用いる場合、仮に第１部材３０の樹脂部材３２（及び第２部材４０の樹脂部材４１）にも同一の材料を用いてしまうと、樹脂部材３２の表面における水滴の接触角が従来よりも大きくなる。この場合、露出した金属部材間に水滴が存在する場合に、その金属部材間で短絡が生じる可能性が高くなってしまう。そこで、この変形例においては、第１部材３０の樹脂部材３２（及び第２部材４０の樹脂部材４１）にハウジング構成部材１２よりも水の接触角が小さい材料を用いる。この変形例によれば、第１部材３０の樹脂部材３２の表面における水滴の接触角が従来よりも大きくなることを防ぐことができるため、金属部材間で短絡が生じる可能性が高くなることを抑制することができる。

また、「結露により生じた水滴によって金属部材同士が短絡してしまう可能性を低下させる」という目的だけを達成させるには、少なくとも樹脂部材３２（電気部品が使用される状態において鉛直上方に位置する被覆部材）の表面が水との親和性が高く、その表面における水滴の接触角が小さければよい。即ち、少なくとも第１部材の被覆部材に処理／材料選択が施されていればよく、その他の部材に処理／材料選択が施されているか否かは問われない。換言すると、ハウジング構成部材１２の表面における水滴の接触角の大きさには任意性があり、ハウジング構成部材１２の表面に処理／材料選択が施されていて水滴の接触角が小さくなっていてもよいし、反対にハウジング構成部材１２の表面に何の処理／材料選択が施されていなくてもよい。

更に、第１部材の露出部Ｈ１乃至Ｈ５の平面形状は任意であり、例えば円形状であってもよいし、長方形状であってもよい。

更に、本実施の形態では第１部材３０の露出部Ｈ１及びＨ１の近傍にアルミワイヤ４４が存在するケースについて述べたが、その組み合わせに限られることはなく、それ以外の部材の組み合わせを有する電気部品にも本発明は適用される。即ち、本発明は、「第１の金属部材及び被覆部材」のみが外部に露出する所定領域を有する第１部材と、前記第１の金属部材が前記所定領域にて外部に露出している部分と対向する「第２の金属部材の表面が露出する露出部」を有する第２部材（例えば、金属製放熱板）と、を有する電気部品に適用することができる。ただし、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材の少なくとも一方が電気伝導体（電気部品の回路に流れる電流が通過する部材）として用いられることが必要である。即ち、例えば第１の金属部材が電気伝導体として用いられるバスバーであって、第２の金属部材が電気伝導体としては用いられない「シールド板及び放熱板等」であっても良い。更に、被覆部材の全周にわたって、凹凸が設けられる加工処理、表面改質処理、表面洗浄処理及び表面コーティング処理等が施されることにより水滴の接触角が低下されている必要はなく、露出部Ｈ１、Ｈ３を取り囲む所定範囲の表面にのみこれらの処理が施されることにより水滴の接触角が低下されても良い。また、電気部品はパワーモジュールでなく、他の機能を有する電気部品であってもよい。

Claims

第１の金属部材と、前記第１の金属部材を被覆する被覆部材と、を含み、前記第１の金属部材及び前記被覆部材のみが外部に露出する所定領域を有するように構成された第１部材、及び、
第２の金属部材を含み、前記第２の金属部材の表面が露出する露出部を有するように構成された第２部材、
を備え、
前記第１の金属部材が前記所定領域にて外部に露出している部分と前記第２の金属部材の前記露出部とが対向するとともに、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材の少なくとも一方が電気伝導体として用いられる電気部品において、
前記被覆部材は、前記所定領域内の表面における水滴の接触角が７０度以下となるように構成されていることを特徴とする電気部品。
請求項１に記載の電気部品において、
前記被覆部材は、前記所定領域内の表面における水滴の接触角が７０度以下となる表面粗さを有するように加工処理が施されていることを特徴とする電気部品。
第１の金属部材と、前記第１の金属部材を被覆する被覆部材と、を含み、前記第１の金属部材及び前記被覆部材のみが外部に露出する所定領域を有するように構成された第１部材、及び、
第２の金属部材を含み、前記第２の金属部材の表面が露出する露出部を有するように構成された第２部材、
を備え、
前記第１の金属部材が前記所定領域にて外部に露出している部分と前記第２の金属部材の前記露出部とが対向するとともに、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材の少なくとも一方が電気伝導体として用いられる電気部品において、
前記被覆部材は、前記所定領域内の表面における水滴の接触角を低下させる処理が施されていることを特徴とする電気部品。
第１の金属部材と、前記第１の金属部材を被覆する被覆部材と、を含み、前記第１の金属部材及び前記被覆部材のみが外部に露出する所定領域を有するように構成された第１部材、
第２の金属部材を含み、前記第２の金属部材の表面が露出する露出部を有するように構成された第２部材、及び、
前記第１部材を保持するとともに絶縁部材を含むハウジングであって同絶縁部材の表面の一部又は全部が外部に露出するように構成されたハウジング、
を備え、
前記第１の金属部材が前記所定領域にて外部に露出している部分と前記第２の金属部材の前記露出部とが対向するとともに、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材の少なくとも一方が電気伝導体として用いられる電気部品において、
前記被覆部材は、前記所定領域内の表面における水滴の接触角が前記絶縁部材の前記外部に露出した表面における水滴の接触角よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする電気部品。