(57)【要約】【課題】配置面積の増大抑制とショートの発生防止との両立を図る上で有用な高圧回路と低圧回路との混成回路の実装構造を提供する。【解決手段】高圧回路の一部であるメインＩＣチップ５２とバックアップ回路５３の各構成要素をサブ基板５１に実装し防湿剤５８でコーティングしてハイブリッドＩＣ５化することで、メインＩＣチップ５２やバックアップ回路５３の各端子間のピッチを小さくし、防湿剤５８の使用量を減らす。また、メインＩＣチップ５２やバックアップ回路５３の実装スペースが不要となり、高圧回路の残りである高圧総電圧処理回路３３や高圧側制御回路３４が実装されるメイン基板３の高圧回路実装エリア３ａに、ハイブリッドＩＣ接続用端子３６，３７を、メインＩＣチップ５２やバックアップ回路５３の各端子間の絶縁距離よりも広い絶縁距離で設ける。そして、ハイブリッドＩＣ５をメイン基板３の高圧回路実装エリア３ａの上方に重ねて配置する。【選択図】図１
2010183039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの電源電圧が異なる高圧回路と低圧回路と含む混成回路を基板に実装するための構造であって、
前記低圧回路の構成要素が少なくとも実装されたメイン基板と、
前記高圧回路の構成要素の少なくとも一部が実装されたサブ基板を防湿剤によりコーティングして構成され、前記メイン基板に重ねて配置されたハイブリッドＩＣとを備えており、
前記メイン基板における前記ハイブリッドＩＣの接続用端子の端子間絶縁距離と、前記ハイブリッドＩＣにおける前記メイン基板の接続用端子の端子間絶縁距離とが、前記サブ基板に実装された前記各構成要素の最小の端子間絶縁距離よりも少なくとも大きい寸法とされている、
ことを特徴とする混成回路の基板実装構造。
【請求項２】
前記メイン基板には、前記混成回路とその外部要素との接続用端子が全て設けられており、前記メイン基板における前記外部要素の接続用端子の端子間絶縁距離が、前記最小の端子間絶縁距離よりも少なくとも大きい寸法とされていることを特徴とする請求項１記載の混成回路の基板実装構造。
【請求項３】
前記ハイブリッドＩＣは、前記高圧回路中のメイン回路の機能をバックアップするバックアップ回路を含んでいることを特徴とする請求項１又は２記載の混成回路の基板実装構造。
【請求項４】
前記ハイブリッドＩＣは前記メイン回路を含んでいることを特徴とする請求項３記載の混成回路の基板実装構造。
【請求項５】
前記ハイブリッドＩＣは、前記メイン基板のうち前記低圧回路の実装部分を除く部分に少なくとも重ねて配置されていることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の混成回路の基板実装構造。
【請求項６】
前記メイン基板に実装された前記構成要素は発熱部品を含んでおり、前記メイン基板における前記ハイブリッドＩＣの接続用端子は放熱機能を有しており、前記発熱部品は前記メイン基板における前記ハイブリッドＩＣの接続用端子の近傍箇所に配置されていることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の混成回路の基板実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いの電源電圧が異なる高圧回路と低圧回路との混成回路の基板に対する実装構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
互いの電源電圧が異なる高圧回路と低圧回路との混成回路を基板に実装する場合においては、従来から、基板の配置面積の増大を抑制する目的で、高圧回路と低圧回路とを別々の基板に実装し階層状に重ねて配置することが提案されている（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５７８６５号公報
【特許文献２】特開２００６−９６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように高圧回路と低圧回路との混成回路が使用される分野の一例として、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車（ＨＥＶ、エンジンとモータ−ジェネレータとの併用車）が挙げられる。これらの車両では、従来のエンジンを動力源とする車両と同じ電圧（例えば実効電圧１２Ｖ）で作動する低圧回路が、制御系や車内電装品に関連して設けられる。また、低圧回路よりも高い（例えば実効電圧２００Ｖ）で作動する高圧回路が、動力源であるモータ（又はモータジェネレータ）やその周辺機器に関連して設けられる。
【０００５】
上述した電気自動車やハイブリッド車の混成回路においては、回路及び基板の設計上、ショートによる異常放電を防止するための対策が特に重要となる。それは、車両に搭載されるバッテリが鉛蓄電池から電圧の高いリチウムイオン電池に移行することに起因する。つまり、リチウムイオン電池では、異常放電により生じる電池機能のダメージが鉛蓄電池に比べて大きく、また、異常放電時の自身や配線の発熱も鉛蓄電池の場合に比べて高いからである。
【０００６】
また、車両以外の分野でも、高圧回路と低圧回路との混成回路を基板に実装する場合には、低圧回路を単独で基板に実装する場合に比べて、回路及び基板の設計において、より一層ショートを防止できるように留意することが必要となる。それは、ショート時に大きな損傷を受けるリチウムイオン電池を電源としているか否かに関係なく重要なことである。特に、結露を生じやすい環境で使用される商品分野では、結露した水滴によるショートの発生防止に十分な注意を払わなければならない。
【０００７】
その点、先に挙げた先行技術文献（特許文献１，２）は、基板の配置面積を抑制する設計上の方策が提示されているだけで、上述したようなショート対策については何ら解決策が示されていない。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、配置面積の増大抑制とショートの発生防止との両立を図る上で有用な高圧回路と低圧回路との混成回路の基板に対する実装構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の混成回路の基板実装構造は、互いの電源電圧が異なる高圧回路と低圧回路と含む混成回路を基板に実装するための構造であって、前記低圧回路の構成要素が少なくとも実装されたメイン基板と、前記高圧回路の構成要素の少なくとも一部が実装されたサブ基板を防湿剤によりコーティングして構成され、前記メイン基板に重ねて配置されたハイブリッドＩＣとを備えており、前記メイン基板における前記ハイブリッドＩＣの接続用端子の端子間絶縁距離と、前記ハイブリッドＩＣにおける前記メイン基板の接続用端子の端子間絶縁距離とが、前記サブ基板に実装された前記各構成要素の最小の端子間絶縁距離よりも少なくとも大きい寸法とされていることを特徴とする。
【００１０】
混成回路の構成要素の各端子間絶縁距離、特に、電源電圧が高い高圧回路の構成要素の各端子間絶縁距離は、原則的に、結露水の付着や導体接触による隣接端子間のショートが発生しない程度に、広い寸法とする必要がある。そのため、混成回路を実装する基板にはそれ相応の実装面積が必要となる。よって、基板を配置する場所の面積も、それに応じた大きさが必要となる。
【００１１】
ところで、請求項１に記載した本発明の混成回路の基板実装構造によれば、高圧回路の少なくとも一部の構成要素がサブ基板に実装されて、低圧回路が少なくとも実装されるメイン基板に重ねて配置される。そのため、混成回路の基板を配置するのに要する面積は、メイン基板に混成回路の全構成要素を実装する場合に比べて大きくなることはない。
【００１２】
そして、請求項１に記載した本発明の混成回路の基板実装構造によれば、サブ基板に実装される構成要素がメイン基板に実装されない分だけ、メイン基板に混成回路の全構成要素を実装する場合よりは、メイン基板の面積を広げずにメイン基板の各端子間絶縁距離を広げられるようになる。
【００１３】
したがって、ハイブリッドＩＣのメイン基板に対する接続用端子や、メイン基板に存在するハイブリッドＩＣに対する接続用端子のように、外部に露出する接続用端子については、端子間絶縁距離を十分に確保して、結露水の付着や導体接触による隣接端子間のショートを端子間絶縁距離の広さによって防止することができる。
【００１４】
また、サブ基板上の各構成要素はサブ基板と共に防湿剤によってコーティングされてハイブリッドＩＣ化されることから、サブ基板に実装される各構成要素によって構成される高圧回路の少なくとも一部については、端子間絶縁距離を短くしても、隣接端子間の結露水付着や導体接触によるショートの発生を心配する必要がない。
【００１５】
以上により、基板の配置面積の増大を抑制しつつ、混成回路におけるショートの発生防止を的確に図ることができる。
【００１６】
しかも、混成回路の結露によるショートの防止対策に使用する防湿剤を大幅に減らすことができるので、近年盛んなＶＯＣ（揮発性有機化合物）の低減対策にも寄与することができる。
【００１７】
また、請求項２に記載した本発明の混成回路の基板実装構造は、請求項１に記載した本発明の混成回路の基板実装構造において、前記メイン基板に、前記混成回路とその外部要素との接続用端子が全て設けられており、前記メイン基板における前記外部要素の接続用端子の端子間絶縁距離が、前記最小の端子間絶縁距離よりも少なくとも大きい寸法とされていることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載した本発明の混成回路の基板実装構造によれば、請求項１に記載した本発明の混成回路の基板実装構造において、混成回路とその外部要素との接続用端子がメイン基板に全て設けられている場合に、外部に露出するメイン基板の外部要素に対する接続用端子についても端子間絶縁距離を十分に確保されることになる。
【００１９】
そのため、メイン基板の外部要素に対する接続用端子についても、メイン基板のハイブリッドＩＣに対する接続用端子と同様に、メイン基板の面積を広げることなく、結露水の付着や導体接触による隣接端子間のショートを端子間絶縁距離の広さによって防止できる構成とすることができる。
【００２０】
また、請求項３に記載した本発明の混成回路の基板実装構造は、請求項１又は２に記載した本発明の混成回路の基板実装構造において、前記ハイブリッドＩＣが、前記高圧回路中のメイン回路の機能をバックアップするバックアップ回路を含んでいることを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載した本発明の混成回路の基板実装構造によれば、請求項１又は２に記載した本発明の混成回路の基板実装構造において、防湿剤によりコーティングされてハイブリッドＩＣ化されるバックアップ回路の端子部分には、結露水の付着や導体の接触が物理的に不可能な状態となる。
【００２２】
このため、バックアップ回路においてショートが発生してバックアップ回路が故障してしまうのを、メイン基板にバックアップ回路を実装するよりも高い確度で防止することができる。これにより、メイン回路の機能をバックアップ回路によってバックアップしなければならない状況が発生した際に、バックアップ回路が確実に機能するようにしておくことができる。
【００２３】
さらに、請求項４に記載した本発明の混成回路の基板実装構造は、請求項３に記載した本発明の混成回路の基板実装構造において、前記ハイブリッドＩＣが前記メイン回路を含んでいることを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載した本発明の混成回路の基板実装構造によれば、請求項３に記載した本発明の混成回路の基板実装構造において、バックアップ回路と共に防湿剤によりコーティングされてハイブリッドＩＣ化されるメイン回路の端子部分にも、バックアップ回路と同じく結露水の付着や導体の接触が物理的に不可能な状態となる。
【００２５】
このため、バックアップ回路ど同様にメイン回路においても、ショートが発生して回路が故障してしまうのを、メイン基板にメイン回路を実装するよりも高い確度で防止することができる。これにより、メイン回路が確実に機能するようにしておくことができる。
【００２６】
また、請求項５に記載した本発明の混成回路の基板実装構造は、請求項１、２、３又は４に記載した本発明の混成回路の基板実装構造において、前記ハイブリッドＩＣが、前記メイン基板のうち前記低圧回路の実装部分を除く部分に少なくとも重ねて配置されていることを特徴とする。
【００２７】
請求項５に記載した本発明の混成回路の基板実装構造によれば、請求項１、２、３又は４に記載した本発明の混成回路の基板実装構造において、メイン基板に高圧回路の一部が実装されていれば、その一部の高圧回路が実装されたメイン基板部分にハイブリッドＩＣが重ねて配置されることになる。したがって、混成回路の高圧回路が実装された基板部分に外部から物理的ストレスがかかったとしても、その物理的ストレスが直接かかるのは、メイン基板の高圧回路実装部分とハイブリッドＩＣとのどちらか一方だけである。
【００２８】
このため、外部からの物理的ストレスが高圧回路の実装部分にかかった場合に、メイン基板のメイン回路とハイブリッドＩＣのバックアップ回路とのどちらかを、直接の物理的ストレスから保護し、その後も機能し続けるようにすることができる。例えば、メイン回路をメイン基板に実装し、バックアップ回路をハイブリッドＩＣに含める構成とすれば、混成回路が外部からの物理的ストレスによりダメージを受けても、メイン回路とバックアップ回路とのどちらかが引き続き機能する確率の高い構造とすることができる。
【００２９】
また、メイン基板のうちハイブリッドＩＣが重ねて配置される部分に実装されている、低圧回路以外の混成回路の各構成要素にとっては、メイン基板に加えてハイブリッドＩＣによって、外来ノイズから遮蔽されることになる。一方、ハイブリッドＩＣのサブ基板に実装された各構成要素にとっては、メイン基板が外来ノイズの遮蔽体として機能することになる。
【００３０】
したがって、混成回路のうち外来ノイズによる悪影響を特に受け易い高圧回路の、メイン基板に実装された構成要素について、従前では遮蔽できなかった実装先の基板以外の方向からの外来ノイズをさらに遮蔽することができる。また、サブ基板に実装されてハイブリッドＩＣ化された構成要素についても、メイン基板側からの外来ノイズの遮蔽度を高めることができる。これにより、基板の配置面積の増大抑制と混成回路におけるショートの発生防止と同時に、高圧回路の耐ノイズ性の向上を図ることができる。
【００３１】
しかも、メイン基板のうちハイブリッドＩＣが重ねて配置される部分に実装されている、低圧回路以外の混成回路の各構成要素が、ハイブリッドＩＣに実装された構成要素を除く高圧回路の他の一部を含んでいる場合は、メイン基板上で外部に露出している高圧回路の導電部分（接続用端子、配線パターン等）が、ハイブリッドＩＣによって覆われることになる。そのため、高圧回路の露出した導電部分に作業員が接触して高圧感電してしまうのを抑制し、感電に対する安全性を高めることができる。
【００３２】
請求項６に記載した本発明の混成回路の基板実装構造は、請求項１、２、３、４又は５に記載した本発明の混成回路の基板実装構造において、前記メイン基板に実装された前記構成要素は発熱部品を含んでおり、前記メイン基板における前記ハイブリッドＩＣの接続用端子は放熱機能を有しており、前記発熱部品は前記メイン基板における前記ハイブリッドＩＣの接続用端子の近傍箇所に配置されていることを特徴とする。
【００３３】
請求項６に記載した本発明の混成回路の基板実装構造によれば、請求項１、２、３、４又は５に記載した本発明の混成回路の基板実装構造において、メイン基板上の発熱部品において発生した熱が、発熱部品の近傍に存在するハイブリッドＩＣの接続用端子に伝わる。そして、放熱機能を有するハイブリッドＩＣの接続用端子からその周辺の雰囲気に、発熱部品から伝わった熱が放出されることになる。
【００３４】
したがって、ハイブリッドＩＣの接続用端子を、発熱部品で発生した熱の放熱体として活用し、混成回路の熱による作動不良等の予防を図ることができる。なお、発熱部品とハイブリッドＩＣの接続用端子とが、メイン基板上で導電パターン等により電気的に接続されている構成とすれば、その導電パターン等を熱伝導媒体として、発熱部品からハイブリッドＩＣの接続用端子に熱を効率良く伝導し、ハイブリッドＩＣの接続用端子から効率良く放出させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の混成回路の基板実装構造によれば、基板の配置面積の増大を抑制しつつ、混成回路におけるショートの発生防止を的確に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による混成回路の基板実装構造を採用した本発明の一実施形態に係る混成回路の一部分解平面図である。
【図２】図１に示す混成回路の側面図である。
【図３】図１に示すハイブリッドＩＣの側面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は本発明の一実施形態の変形例に係る混成回路における要部を一部断面で示す説明図である。
【図５】本発明による混成回路の基板実装構造を採用した本発明の他の実施形態に係る混成回路の一部分解平面図である。
【図６】本発明による混成回路の基板実装構造を採用した本発明のさらに他の実施形態に係る混成回路の一部分解平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明による混成回路の基板実装構造の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３８】
図１は本発明による混成回路の基板実装構造を採用した本発明の一実施形態に係る混成回路の一部分解平面図、図２は図１に示す混成回路の側面図、図３は図１に示すハイブリッドＩＣの側面図である。
【００３９】
図１中引用符号１で示す本実施形態の混成回路は、複数のセルからなるリチウムイオン電池Ｂ（外部要素に相当）の負荷（図示せず）に対する放電を制御する放電制御装置に設けられるもので、メイン基板３とハイブリッドＩＣ５とを有している。
【００４０】
前記メイン基板３には、電源電圧が異なる高圧回路と低圧回路とをそれぞれ実装するための高圧回路実装エリア３ａと低圧回路実装エリア３ｂとが設けられている。また、両エリア３ａ，３ｂの境界部分には、非接触信号伝送カプラ（以下、「非接触カプラ」と略記する。）３１が実装されている。この非接触カプラ３１は、高圧回路実装エリア３ａに実装された素子と低圧回路実装エリア３ｂに実装された素子との間で、信号を非接触で伝送するものである。この非接触カプラ３１は、例えば、光結合方式や電磁結合方式等の公知のものを利用することができる。
【００４１】
前記高圧回路実装エリア３ａには、リチウムイオン電池Ｂの各セルに接続するための入力コネクタ３２と、入力コネクタ３２に接続された高圧総電圧処理回路３３と、ハイブリッドＩＣ５が接続されるインターフェース及び高圧側制御回路（以下、高圧側制御回路と略記する。）３４とが実装されている。高圧総電圧処理回路３３と高圧側制御回路３４は、非接触カプラ３１の高圧回路側に接続されている。高圧総電圧処理回路３３は、入力コネクタ３２を通じてリチウムイオン電池Ｂから取り込まれる全セルの総電圧に応じたレベルの信号を、非接触カプラ３１に出力する回路である。高圧側制御回路３４は、ハイブリッドＩＣ５の出力を取り込んで非接触カプラ３１に出力する回路である。
【００４２】
前記ハイブリッドＩＣ５は、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａ上に重ねて配置される。このハイブリッドＩＣ５は、サブ基板５１と、サブ基板５１に実装されるメインＩＣチップ５２、バックアップ回路５３、及び、それらのインターフェース回路５４，５５と、サブ基板５１上の導電パターン（図示せず）によって各インターフェース回路５４，５５にそれぞれ接続された入力側と出力側の各接続用ピン５６，５７とを有している。
【００４３】
メインＩＣチップ５２とバックアップ回路５３はいずれも、充放電に伴い電位が変化するリチウムイオン電池Ｂの各セルの電圧監視を行うためのものである。バックアップ回路５３はディスクリート部品で構成されており、メインＩＣチップ５２に故障が生じた場合にメインＩＣチップ５２に代わって機能する。
【００４４】
上述したハイブリッドＩＣ５において、図３に示すメインＩＣチップ５２の各リード５２ａは、例えばリフロー処理によって、サブ基板５１上のランド５１ａに半田付けされる。メインＩＣチップ５２を除くハイブリッドＩＣ５他の構成要素は、例えばフロー処理によって、サブ基板５１の対応する導電パターン上の端子に半田付けされる。図３には、サブ基板５１上の端子のうち、バックアップ回路５３の各構成要素が半田付けされる端子５１ｂのみを、代表して図示している。その上で、入力側と出力側の各接続用ピン５６，５７の先端を除く部分が全て防湿剤５８によりコーティングされることで、ハイブリッドＩＣ５が形成されている。防湿剤５８は公知の材料を用いることができる。
【００４５】
そして、防湿剤５８によってコーティングされるメインＩＣチップ５２の隣り合うリード５２ａ間のピッチや、対応するサブ基板５１の隣り合うランド５１ａ間のピッチ、バックアップ回路５３の各構成要素に対応するサブ基板５１上の端子５１ｂ間のピッチ、及び、各インターフェース回路５４，５５に対応するサブ基板５１上の不図示の端子間のピッチは、いずれも同等の小さい寸法とされている。
【００４６】
これに対して、防湿剤５８の外側に露出する入力側と出力側の各接続用ピン５６，５７の隣り合う端子間のピッチは、防湿剤５８でコーティングされるメインＩＣチップ５２の隣り合うリード５２ａ間のピッチや、対応するサブ基板５１の隣り合うランド５１ａ間のピッチ、バックアップ回路５３の各構成要素に対応するサブ基板５１上の端子５１ｂ間のピッチ、及び、各インターフェース回路５４，５５に対応するサブ基板５１上の不図示の端子間のピッチよりも、大きい寸法とされている。
【００４７】
なお、各接続用ピン５６，５７の端子間ピッチは、結露による水滴が発生して付着しても、あるいは、周辺の導体に接触しても、その水滴の付着や導体の接触により隣り合う各接続用ピン５６，５７間がショートしない程度とすることが望ましい。
【００４８】
上述した入力側と出力側の各接続用ピン５６，５７は、例えばフロー処理によって、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａに設けられた図１のハイブリッドＩＣ接続用端子３６，３７に半田付けされる。入力側の各接続用ピン５６が半田付けされる各ハイブリッドＩＣ接続用端子３６は、入力コネクタ３２を介してリチウムイオン電池Ｂの各セルに接続される。出力側の各接続用ピン５７が半田付けされる各ハイブリッドＩＣ接続用端子３７は、高圧側制御回路３４のインターフェースに接続される。
【００４９】
なお、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａに設けられるハイブリッドＩＣ接続用端子３６，３７の隣り合う端子間のピッチは、ハイブリッドＩＣ５の各接続用ピン５６，５７の端子間ピッチに対応している。したがって、ハイブリッドＩＣ接続用端子３６，３７の隣り合う端子間のピッチは、メインＩＣチップ５２の隣り合うリード５２ａ間のピッチや、サブ基板５１の隣り合うランド５１ａ及び端子５１ｂ間の各ピッチよりも、大きい寸法とされている。
【００５０】
前記低圧回路実装エリア３ｂには、例えば、車両（図示せず）に搭載されたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ、外部要素に相当）７からのハーネス７１を接続するための出力コネクタ３８と、この出力コネクタ３８に接続された低圧側制御回路３９とが実装されている。低圧側制御回路３９は、高圧総電圧処理回路３３と高圧側制御回路３４との各出力を非接触カプラ３１を介して取り込み、必要な処理を加えた後、リチウムイオン電池Ｂの電圧監視の結果を示す信号を、出力コネクタ３８及びハーネス７１を介してＥＣＵ７に低電圧で出力する。
【００５１】
このように構成された本実施形態の混成回路１では、ハイブリッドＩＣ５のメインＩＣチップ５２とバックアップ回路５３とにおいて、リチウムイオン電池Ｂの各セルの電圧監視が行われ、この電圧監視により得られた各セルの電位を示す信号がメイン基板３の高圧側制御回路３４に入力される。そして、メインＩＣチップ５２から入力された信号のレベルに基づいてメインＩＣチップ５２における故障の有無が高圧側制御回路３４において判断される。メインＩＣチップ５２に故障がないと判断された場合は、メインＩＣチップ５２からの入力信号が選択的に高圧側制御回路３４から非接触カプラ３１に出力される。一方、メインＩＣチップ５２に故障があると判断された場合は、バックアップ回路５３からの入力信号が選択的に高圧側制御回路３４から非接触カプラ３１に出力される。
【００５２】
また、本実施形態の混成回路１では、高圧総電圧処理回路３３において、リチウムイオン電池Ｂの全セルの総電圧に応じたレベルの信号が生成され、この信号が非接触カプラ３１に出力される。
【００５３】
非接触カプラ３１では、高圧総電圧処理回路３３や高圧側制御回路３４からの出力信号の電圧レベルが、光結合方式や電磁結合方式等の非接触伝達方式によって高電圧から低電圧に変換されて、低圧側制御回路３９に出力される。低圧側制御回路３９では、非接触カプラ３１において低電圧化された高圧総電圧処理回路３３からの出力信号によって示される、リチウムイオン電池Ｂの全セルの総電圧と所定の閾値との比較が行われる。また、低圧側制御回路３９では、非接触カプラ３１において低電圧化された高圧側制御回路３４からの出力信号によって示される、リチウムイオン電池Ｂの各セルの電圧と所定の閾値との比較が行われる。そして、それぞれの比較結果を示す信号が、低圧側制御回路３９から出力コネクタ３８及びハーネス７１を介してＥＣＵ７に出力される。
【００５４】
以上のような動作を行う本実施形態の混成回路１では、高圧回路の一部であるメインＩＣチップ５２とバックアップ回路５３とがサブ基板５１に実装され、防湿剤５８によりコーティングされてハイブリッドＩＣ５とされている。このため、防湿剤５８によりコーティングされたメインＩＣチップ５２のリード５２ａや対応するサブ基板５１のランド５１ａ、及び、バックアップ回路５３の各構成要素が半田付けされるサブ基板５１の端子５１ｂが、結露により生じた水滴の付着から保護される。したがって、隣り合うランド５１ａや端子５１ｂ、リード５２ａどうしのピッチを、結露による水滴の付着でショートするほど短くしても支障がない。
【００５５】
そのため、サブ基板５１の面積を小さくしてコーティングのための防湿剤５８の使用量を減らすことができ、仮に防湿剤５８中に揮発性有機化合物が含まれていてもその周辺空気への揮発量を抑制して、ＶＯＣの拡散に関する環境対策を向上させることができる。
【００５６】
しかも、サブ基板５１上のメインＩＣチップ５２とバックアップ回路５３の各構成要素とが防湿剤５８によりコーティングされてハイブリッドＩＣ５とされるので、それらの部分においてショートが発生して回路が故障してしまうのを、それらをメイン基板３に実装する場合に比べて、高い確度で防止することができる。これにより、メインＩＣチップ５２やバックアップ回路５３が確実に機能するようにしておくことができる。よって、メインＩＣチップ５２やバックアップ回路５３によるリチウムイオン電池Ｂの各セルの電圧監視を、高い信頼性で継続的に実施することができる。
【００５７】
一方、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａにおいては、サブ基板５１に実装されるメインＩＣチップ５２とバックアップ回路５３の分だけ、実装する高圧回路の構成要素が少なくなる。そのため、高圧回路実装エリア３ａの面積を広げなくても、ハイブリッドＩＣ接続用端子３６，３７の隣り合う端子間のピッチを、メインＩＣチップ５２の隣り合うリード５２ａ間のピッチや、サブ基板５１の隣り合うランド５１ａ及び端子５１ｂ間の各ピッチよりも、大きい寸法とすることができる。これにより、結露による水滴が発生して付着しても、あるいは、周辺の導体に接触しても、その水滴の付着や導体の接触によって隣り合う各接続用端子３６，３７間がショートしないようにすることができる。
【００５８】
また、本実施形態の混成回路１によれば、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａとハイブリッドＩＣ５とが重ねて配置された部分に、外部から物理的ストレスがかかったとしても、その物理的ストレスが直接かかるのは、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａとハイブリッドＩＣ５とのどちらか一方だけである。
【００５９】
このため、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａとハイブリッドＩＣ５とが重ねて配置された部分に、外部からの物理的ストレスがかかった場合に、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａに実装された高圧総電圧処理回路３３及び高圧側制御回路３４と、ハイブリッドＩＣ５のメインＩＣチップ５２及びバックアップ回路５３（並びにそれらのインタフェース回路５４，５５）とのどちらかを、直接の物理的ストレスから保護し、その後も機能し続けるようにすることができる。
【００６０】
さらに、本実施形態の混成回路１によれば、高圧回路実装エリア３ａの上方に配置されるハイブリッドＩＣ５のサブ基板５１が、高圧回路実装エリア３ａに実装された高圧総電圧処理回路３３や高圧側制御回路３４に対するメイン基板３の上方からの外来ノイズの遮蔽板として機能することになる。
【００６１】
したがって、混成回路１のうち外来ノイズによる悪影響を特に受け易い高圧回路の、メイン基板３に実装された高圧総電圧処理回路３３や高圧側制御回路３４について、従前では遮蔽できなかった実装先の基板以外の方向からの外来ノイズをさらに遮蔽することができる。また、サブ基板５１に実装されてハイブリッドＩＣ５化されたメインＩＣチップ５２とバックアップ回路５３、及び、それらのインターフェース回路５４，５５についても、メイン基板３側からの外来ノイズの遮蔽度を高めることができる。これにより、基板の配置面積の増大抑制と混成回路１におけるショートの発生防止と同時に、高圧回路の耐ノイズ性の向上を図ることができる。
【００６２】
ちなみに、図４（ａ）は、上述した実施形態の変形例に係る混成回路における要部を一部断面で示す説明図である。この図４（ａ）に示す変形例の混成回路１では、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａに抵抗等の発熱部品４０が実装されている。そして、この発熱部品４０が、ハイブリッドＩＣ５の入力側の各接続用ピン５６の半田付け対象であるハイブリッドＩＣ接続用端子３６と、導電パターン３６ａによって電気的に接続されている。この導電パターン３６ａは、メイン基板３よりも熱伝導率の高い材料で構成されている。
【００６３】
この変形例においては、発熱部品４０において発生した熱が、導電パターン３６ａを介してハイブリッドＩＣ接続用端子３６に伝わる。そして、このハイブリッドＩＣ接続用端子３６が一種の放熱体として機能して、発熱部品４０から伝わった熱をハイブリッドＩＣ接続用端子３６から周辺の雰囲気に放出する。即ち、ハイブリッドＩＣ接続用端子３６は放熱機能を有しているわけである。
【００６４】
この変形例のような構成とすれば、ハイブリッドＩＣ接続用端子３６（ハイブリッドＩＣ接続用端子３７でもよい）を活用して、発熱部品４０が発する熱による混成回路１の作動不良等の予防を図ることができる。
【００６５】
なお、図４（ａ）に示した変形例では、発熱部品４０とハイブリッドＩＣ接続用端子３６とが導電パターン３６ａによって電気的に接続されている構成とした。しかし、図４（ｂ）に示す他の変形例のように、発熱部品４０とハイブリッドＩＣ接続用端子３６とが電気的に接続されていない構成であっても良い。この場合でも、メイン基板３が熱伝導媒体となって、発熱部品４０において発生した熱をハイブリッドＩＣ接続用端子３６に伝え、ハイブリッドＩＣ接続用端子３６から周辺の雰囲気に放出する。このような図４（ｂ）の変形例でも、図４（ａ）の変形例と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
なお、上述した実施形態では、メイン基板３上に高圧総電圧処理回路３３を実装する場合について説明したが、メインＩＣチップ５２やバックアップ回路５３によるリチウムイオン電池Ｂの各セルの電圧監視が高い信頼度で継続実施できるのであれば、図５に示すように、高圧総電圧処理回路３３を省略する構成としてもよい。これは、メインＩＣチップ５２やバックアップ回路５３が正常に機能している限り、それらのどちらかによって監視される各セルの電圧から、リチウムイオン電池Ｂの全セルの総電圧を計算で割り出すことができるからである。
【００６７】
また、上述した実施形態では、メインＩＣチップ５２とそのインターフェース回路５４を、バックアップ回路５３とそのインターフェース回路５５と共にサブ基板５１に実装して、ハイブリッドＩＣ５の一部とする場合の構成について説明した。しかし、バックアップ回路５３とそのインターフェース回路５５のみをサブ基板５１に実装してハイブリッドＩＣ５とする構成としてもよい。その場合には、インターフェース回路５４と共にメイン基板３の高圧回路実装エリア３ａに実装されることになるメインＩＣチップ５２を、端子間ピッチの広げやすい、バックアップ回路５３と同様のディスクリート回路によって構成することが望ましい。
【００６８】
そのように構成したのが、図６に示す混成回路１である。この混成回路１では、上述した実施形態においてメインＩＣチップ５２で構成していた回路を、ディスクリート回路によるメイン回路５２Ａに変更している。そうすることで、メイン回路５２Ａの構成要素やインターフェース回路５４に対応するメイン基板３の高圧回路実装エリア３ａ上の端子（図示せず）間のピッチを、ハイブリッドＩＣ接続用端子３６，３７の隣り合う端子間のピッチと同様に、サブ基板５１の隣り合う端子５１ｂ間のピッチよりも大きい寸法とすることができる。
【００６９】
このように構成した図６の混成回路１の実施形態によればハイブリッドＩＣ５として防湿剤５８により端子間ショートから守ることのできる対象が、バックアップ回路５３の各構成要素（とそのインターフェース回路５４）に限定されることを除けば、基本的には、図１乃至図３を参照して説明した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
なお、このように構成する場合は、図６にも示しているように、ハイブリッドＩＣ５を、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａの全体を覆う大きさとする必要は、必ずしもない。その場合でも、高圧回路実装エリア３ａのうちハイブリッドＩＣ５が重ねて配置される部分の外来ノイズの遮蔽性を、ハイブリッドＩＣ５の存在によって高めることができる。
【００７１】
しかも、混成回路１を図６のように構成した場合にも、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａとハイブリッドＩＣ５とが重ねて配置された部分に、外部から物理的ストレスがかかった場合には、その物理的ストレスが、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａとハイブリッドＩＣ５とのどちらか一方にしか、直接かからない。
【００７２】
このため、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａとハイブリッドＩＣ５とが重ねて配置された部分に、外部からの物理的ストレスがかかった場合に、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａに実装されたメイン回路５２Ａと、ハイブリッドＩＣ５のバックアップ回路５３とのどちらかが、直接の物理的ストレスから保護される。したがって、物理的ストレスがかかった後も、充放電に伴い電位が変化するリチウムイオン電池Ｂの各セルの電圧監視機能を、メイン回路５２Ａかバックアップ回路５３のどちらかで維持し続けるようにすることができる。
【００７３】
また、図６に示した実施形態の混成回路１においても、図５に示した実施形態の混成回路１と同じく、高圧総電圧処理回路３３を省略する構成とすることもできる。
【００７４】
ちなみに、ハイブリッドＩＣ５を重ねて配置するのは、メイン基板３の高圧回路実装エリア３ａの上方に限定されない。例えば、高圧回路実装エリア３ａと低圧回路実装エリア３ｂとに跨ってハイブリッドＩＣ５を重ねて配置しても良く、低圧回路実装エリア３ｂの上方にハイブリッドＩＣ５を重ねて配置しても良い。
【００７５】
また、上述した実施形態では、リチウムイオン電池Ｂの各セルの電圧を監視する混成回路１を例に取って説明したが、本発明は、電源電圧が高い高圧回路と電源電圧が低い低圧回路とが混在する混成回路を基板に実装する場合の構造として、広い分野に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
互いの電源電圧が異なる高圧回路と低圧回路との混成回路を基板に実装する際に用いて好適である。
【符号の説明】
【００７７】
１  混成回路
３  メイン基板
３ａ  高圧回路実装エリア
３ｂ  低圧回路実装エリア
５  ハイブリッドＩＣ（高圧回路）
７  ＥＣＵ（外部要素）
３１  非接触カプラ
３２  入力コネクタ（混成回路とその外部要素との接続用端子）
３３  高圧総電圧処理回路（高圧回路）
３４  高圧側制御回路（高圧回路）
３６，３７  ハイブリッドＩＣ接続用端子（メイン基板におけるハイブリッドＩＣの接続用端子）
３８  出力コネクタ（混成回路とその外部要素との接続用端子）
３９  低圧側制御回路（低圧回路）
５１  サブ基板
５１ａ  ランド
５１ｂ  端子
５２  メインＩＣチップ（高圧回路）
５２Ａ  メイン回路（高圧回路）
５２ａ  リード
５３  バックアップ回路（高圧回路）
５４，５５  インターフェース回路
５６，５７  接続用ピン（ハイブリッドＩＣにおけるメイン基板の接続用端子）
５８  防湿剤
７１  ハーネス
Ｂ  リチウムイオン電池（外部要素）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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