JP6069893B2

JP6069893B2 - 電子回路装置

Info

Publication number: JP6069893B2
Application number: JP2012127313A
Authority: JP
Inventors: 史明森
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2032-06-04
Also published as: JP2013251502A

Description

本発明は、電子回路装置に関する。

一般に、モータ等の制御に用いられる電子回路装置は、所定の配線パターンが形成された回路基板と、この配線パターンに半田によって電気的に接続される種々の回路部品（例えば、ＩＣチップ等）とを備えている。ここで、車両等に搭載される電子回路装置では、例えば周辺環境が変化することで生じる結露によって水滴が回路基板に付着し、回路部品間等で短絡が発生する虞がある。そこで、こうした電子回路装置では、回路部品が実装された回路基板上に絶縁性のコーティング剤を塗布してなるコーティング膜を形成することで、水滴等の水分の付着による短絡の発生を防止してその信頼性を向上させている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−１５９７６４号公報

ところで、近年、電子回路装置における信頼性向上の要請は、より一層強まっている。しかし、上記従来の構成では、コーティング剤の塗布不良等の発生を考慮する必要がある。

具体的には、図５に模式的に示すように、例えば回路基板３１の配線パターン３２と回路部品の接続端子３３とを半田接合した隣り合う半田３４間のような狭い隙間には、コーティング剤が入り込み難いため、半田３４間にボイド３５が生じることがある。そして、ボイド３５内に結露が生じることで、半田３４（接続端子３３）間で短絡が発生する虞がある。また、コーティング膜３６には、ピンホール３７やクラック３８が生じることがあり、配線パターン３２や半田３４の一部が露出することがある。そして、ピンホール３７やクラック３８に水滴等の水分が浸入することで配線パターン３２と半田３４との間等で短絡が発生する虞がある。なお、こうした短絡は、コーティング膜３６によって配線パターン３２や半田３４を覆う場合に限らず、接続端子３３等の他の導体部を覆う場合でも、同様に生じ得る。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、十分に信頼性を向上させることのできる電子回路装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、導体材料からなる所定の配線パターンが形成された回路基板と、前記配線パターンに半田によって電気的に接続された回路部品と、を備えた電子回路装置において、前記配線パターンからなる導体部の表面及び前記半田からなる導体部の表面には、熱処理により当該導体部の一部が変質してなる酸化膜がそれぞれ設けられたことを要旨とする。

上記構成によれば、導体部の表面に設けられた酸化膜によって、回路基板に水滴等の水分が付着した場合に、これら導体部間で短絡が発生することが防止される。そして、この酸化膜は、熱処理により導体部の表面が酸化することで生成されるもの、すなわち導体部の一部が変質したものであるため、コーティング剤を塗布してなるコーティング膜に比べ、ボイドやピンホール等が生じ難い。したがって、上記構成のように導体部の表面に酸化膜を設けて短絡を防止することで、その信頼性を十分に向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子回路装置において、前記酸化膜の表面には、絶縁性のコーティング剤からなるコーティング膜が設けられたことを要旨とする。
上記構成によれば、酸化膜に加えてコーティング膜が設けられるため、水分の付着による短絡の発生をより確実に防止することができる。

本発明によれば、十分に信頼性を向上させることのできる電子回路装置を提供することができる。

一実施形態の電子回路装置を示す斜視図。一実施形態の回路基板上における回路部品近傍を示す部分平面図。一実施形態の配線パターンと接続端子との接続部分の断面構造を示す模式図（図２のＡ−Ａ断面図）。（ａ）〜（ｃ）は電子回路装置の製造工程を示す模式図。従来の配線パターンと接続端子との接続部分の断面構造を示す模式図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す電子回路装置１は、例えば車両に搭載された電動パワーステアリング装置のモータ等の作動を制御するために用いられるものである。電子回路装置１は、平板状のベース２と、このベース２上に配置された複数（本実施形態では、２枚）の回路基板３と、これら回路基板３を多層積みするための樹脂成形体４とを備えている。

図２に示すように、各回路基板３上には、銅等の導体材料からなる所定の配線パターン１１が形成されており、種々の回路部品１２が所定位置に配置されている。なお、回路部品１２としては、例えばＩＣ（集積回路）やＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）、あるいはバスバー等が挙げられる。そして、回路部品１２の接続端子１３は、半田１４によって配線パターン１１に電気的に接続されている。これにより、樹脂成形体４に固定された回路基板３（図１における上側の基板）には、制御信号を出力する制御回路が構成され、ベース２に固定された回路基板３（図１における下側の基板）には、制御信号に基づいてモータ等の制御対象に駆動電力を供給する駆動回路が構成されている。

ここで、本実施形態の電子回路装置１において、配線パターン１１や半田１４の表面には、結露による短絡を防止するための絶縁構造が設けられている。なお、先に示した図２では説明の便宜上、絶縁構造の図示を省略している。

詳しくは、図３に模式的に示すように、導体部である配線パターン１１及び半田１４の表面には、高濃度酸素雰囲気下での熱処理（アニール処理）によって生成された酸化膜１１ａ，１４ａがそれぞれ設けられている。なお、酸化膜１１ａは、銅の酸化物（Ｃｕ_ｘＯ）であり、酸化膜１４ａは、スズの酸化物（ＳｎＯ_ｘ）である。また、各酸化膜１１ａ，１４ａの表面には、絶縁性のコーティング剤を塗布してなるコーティング膜１５が設けられている。なお、本実施形態のコーティング剤は、例えばポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、あるいはシリコン樹脂等の絶縁性樹脂材料により構成されている。また、コーティング膜１５は、電子回路装置１全体を覆うように設けられている。そして、これら酸化膜１１ａ，１４ａ及びコーティング膜１５によって絶縁構造が構成されている。なお、図示は省略するが、例えば接続端子１３の半田１４に覆われていない部分やバスバー等、上記配線パターン１１及び半田１４以外の導体部にも、酸化膜及びコーティング膜からなる同様の絶縁構造が設けられている。

次に、本実施形態の電子回路装置（絶縁構造）の製造について説明する。
先ず、図４（ａ）に示すように、回路基板３に形成された配線パターン１１上の所定位置に回路部品１２の接続端子１３を配置する。続いて、図４（ｂ）に示すように、回路部品１２の接続端子１３を半田１４により配線パターン１１に電気的に接続する。そして、この回路基板３に熱処理を施すことにより、図４（ｃ）に示すように、酸化膜１１ａ，１４ａを生成する。具体的には、熱処理は高濃度（例えば、略１００％）の酸素雰囲気とされた処理室（図示略）内に電子回路装置１を配置し、処理室内の温度を例えば１００℃〜１５０℃程度にして所定時間保持することにより行われる。なお、回路部品１２の保護を重視する場合には、処理室内の温度は１２０℃以下とすることが好ましい。その後、電子回路装置１全体にコーティング剤を塗布し、酸化膜１１ａ，１４ａ上にコーティング膜１５を設けることで、先の図３に示すように、上記絶縁構造が形成される。そして、この絶縁構造によって、回路基板３に結露等による水分が付着しても、配線パターン１１や接続端子１３間等で短絡が発生することが防止される。なお、この絶縁構造によってマイグレーションの発生も防止される。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）配線パターン１１及び半田１４の表面に熱処理により生成される酸化膜１１ａ，１４ａをそれぞれ設けた。この酸化膜１１ａ，１４ａは、熱処理により配線パターン１１及び半田１４の表面が酸化することで生成されるもの、すなわちこれらの一部が変質したものであるため、ボイドやピンホール等が生じ難い。したがって、配線パターン１１及び半田１４の表面に設けられる酸化膜１１ａ，１４ａによって、配線パターン１１間等での短絡を防止することで、その信頼性を十分に向上させることができる。また、酸化膜１１ａ，１４ａは、コーティング膜１５に比べ、経年劣化し難いため、長期に亘って短絡の発生を防止することができる。

（２）酸化膜１１ａ，１４ａの表面に、絶縁性のコーティング剤からなるコーティング膜１５を設けたため、水分の付着による短絡の発生をより確実に防止することができる。なお、コーティング膜１５の下に酸化膜１１ａ，１４ａが設けられているため、コーティング膜１５にボイド１６やピンホール１７、あるいはクラック１８等が生じでも、短絡の発生は十分に防止される。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態において、酸化膜１１ａ，１４ａの表面にコーティング膜１５を設けなくてもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）導体材料からなる所定の配線パターンが形成された回路基板と、前記配線パターンに半田によって電気的に接続された回路部品と、を備え、前記配線パターン及び前記半田を含む導体部の表面には、酸化膜が設けられた電子回路装置の製造方法であって、前記酸化膜を熱処理により生成することを特徴とする電子回路装置の製造方法。上記構成によれば、請求項１と同様の作用効果を奏することができる。

１…電子回路装置、３…回路基板、１１…配線パターン、１１ａ，１４ａ…酸化膜、１２…回路部品、１３…接続端子、１４…半田、１５…コーティング膜。

Claims

導体材料からなる所定の配線パターンが形成された回路基板と、
前記配線パターンに半田によって電気的に接続された回路部品と、を備えた電子回路装置において、
前記配線パターンからなる導体部の表面及び前記半田からなる導体部の表面には、熱処理により当該導体部の一部が変質してなる酸化膜がそれぞれ設けられたことを特徴とする電子回路装置。
請求項１に記載の電子回路装置において、
前記酸化膜の表面には、絶縁性のコーティング剤からなるコーティング膜が設けられたことを特徴とする電子回路装置。