(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線基板と、プリント配線基板の配線パターンにリードが接続されてプリント配線基板に実装される１乃至複数の電子部品と、当該電子部品及びプリント配線基板を内部に収納するケースと、当該電子部品及びプリント配線基板を覆ってケース内に充填され、熱膨張係数が電子部品のリードの熱膨張係数よりも大きい樹脂材と、樹脂材と異なる材料からなって少なくとも電子部品のリードを囲う形状に形成され樹脂材中の少なくとも電子部品近傍に配置された絶縁物とを備えた電子機器であって、絶縁物には、熱膨張係数が電子部品のリードの熱膨張係数よりも小さいものを用いたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
絶縁物は、セラミック材料からなることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
絶縁物は、ガラス材料からなることを特徴とする請求項２記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＨＩＤランプ又はＨＩＤランプを応用した車両用前照灯に用いられる点灯回路ユニットなどの電子機器及びその製作方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図８に示すような電子機器が提供されている。この電子機器は、例えばＨＩＤランプなどの点灯回路を構成する複数個の電子部品６０…が実装されたプリント配線基板５０を樹脂材８０で封止した点灯回路ユニットである。
【０００３】
また、このような電子機器は、ディスクリート部品６１，６２，６３及び表面実装部品（ＳＭＤ）６４，６５などの電子部品６０…が実装されたプリント配線基板５０と、このプリント配線基板５０を内部に収納し、一面に開口面を有する略箱状のケース７０と、電子部品６０…及びプリント配線基板５０を覆うようにケース７０内に充填される樹脂材８０とを備えている。
【０００４】
電子部品６０…はそれぞれのリード６０ａをプリント配線基板５０の配線パターンに半田付けなどにより接続される。
【０００５】
ところで、金属製のリード６０ａの熱膨張係数は一般的に１０×１０-6〜２０×１０-6［１／Ｋ］であって、樹脂材８０の熱膨張係数は、樹脂材料の種類によっても異なるが、１００×１０-6〜３００×１０-6［１／Ｋ］であり、リード６０ａの熱膨張係数よりも約１０倍程度大きい。
【０００６】
これにより、雰囲気温度が上昇したときには、樹脂材８０がリード６０ａの膨張率を上回って大きく膨張し、リード６０ａの長手方向両端側が、電子部品本体６０ｂ及びプリント配線基板５０の配線パターンにそれぞれ接続され拘束されているので、拘束されたリード６０ａ両端側には機械的ストレスがかかる。
【０００７】
リード６０ａ両端側に過大な機械的ストレスがかかったときには、例えばリード６０ａとプリント配線基板１の配線パターンとの半田付けによる接続が外れたり、リード６０ａと電子部品本体６０ｂとが外れたりしてリード６０ａが断線し、さらには電子部品６０自体が破損してしまうといった問題があった。
【０００８】
このような断線や破損を防ぐためには、一般的に樹脂材８０の硬度安定化、低硬度化、ゲル化等を図ったりすることが多いが、放熱性、防水性、接着性、難燃性等を樹脂材８０に要求する場合には、上述のような硬度安定化や低硬度化、ゲル化などが困難となる。
【０００９】
そこで、上述の放熱性などといった要件を満たすとともに断線や破損を防ぐには、樹脂材８０に要求する機能を他で補う必要があり、例えば図９に示すような電子機器が提供されている（実開平４−９９８７６号公報参照）。
【００１０】
この電子機器では、ケース７０内に樹脂材８０を充填するとともに、樹脂材８０中に複数個のビーズ９０…を配置している。これにより、ビーズ９０…を含む樹脂材８０の全体的な熱膨張係数をリード６０ａの熱膨張係数に近づけ、雰囲気中の温度が上昇したときにも、ビーズ９０…を含む樹脂材８０全体の膨張率をリード６０ａの膨張率と略等しくして、リード６０ａ両端側にかかる機械的ストレスを軽減しようとしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９に示す電子機器においてもビーズ９０を含む樹脂材８０の全体的な熱膨張係数をリード６０ａの熱膨張係数にまで十分に近づけることができずに、樹脂材８０の熱膨張によるリード６０ａの断線や電子部品６０の破損を十分に防ぐことができなかった。
【００１２】
本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、樹脂材の熱膨張による電子部品のリードの断線及び電子部品の破損の発生防止効果を向上させ、幅広い雰囲気温度に耐え得る電子機器を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、プリント配線基板と、プリント配線基板の配線パターンにリードが接続されてプリント配線基板に実装される１乃至複数の電子部品と、当該電子部品及びプリント配線基板を内部に収納するケースと、当該電子部品及びプリント配線基板を覆ってケース内に充填され、熱膨張係数が電子部品のリードの熱膨張係数よりも大きい樹脂材と、樹脂材と異なる材料からなって少なくとも電子部品のリードを囲う形状に形成され樹脂材中の少なくとも電子部品近傍に配置された絶縁物とを備えた電子機器であって、絶縁物には、熱膨張係数が電子部品のリードの熱膨張係数よりも小さいものを用いたことを特徴とし、絶縁物の熱膨張係数がリードの熱膨張係数よりも小さいことによって、絶縁物を含めた樹脂材全体の熱膨張係数をリードの熱膨張係数に十分に近づけることができ、その結果、樹脂材が熱膨張したときにもリードの拘束された両端部にかかる機械的ストレスを十分に軽減することができ、電子部品のリードの断線および電子部品の破損の発生防止効果を向上させ、幅広い雰囲気温度に耐え得ることができる。また、絶縁物をプリント配線基板上のリード付近に容易に配置することができ、製作の作業性を向上することができる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、絶縁物は、セラミック材料からなることを特徴とし、セラミック材料では含有される原料の選択によって幅広い範囲で熱膨張係数及び熱伝導率を調整することができ、熱伝導率を大きくしたときには、絶縁物を含む樹脂材全体の放熱効果を向上させ、樹脂材内部に蓄積される熱による電子部品の破損を防ぐことができる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、絶縁物は、ガラス材料からなることを特徴とし、ガラス材料の熱伝導率は樹脂材の熱伝導率よりも大きいことによって、絶縁物を含めた樹脂材全体の放熱効果を向上させ、樹脂材内部に蓄積される熱による電子部品の破損を防ぐことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の技術思想は、例えば従来例で説明したような、ＨＩＤランプ又はＨＩＤランプを応用した車両用前照灯などの点灯回路ユニットに限らず、複数個の電子部品が実装されたプリント配線基板を樹脂材で封止した電子機器全般に適用可能である。
本発明の実施形態について説明する前に、本発明に関連した参考例について説明する。
（参考例１）
本参考例では、図１に示すように、プリント配線基板１と、プリント配線基板１の配線パターンにリード２ａが接続されてプリント配線基板１の一面側に実装される複数個の電子部品２…と、一面に開口面３ａを有して略矩形箱状に形成され、当該電子部品２…及びプリント配線基板１を内部に収納するケース３と、当該電子部品２…及びプリント配線基板１を覆ってケース３内に充填され、熱膨張係数が電子部品２のリード２ａの熱膨張係数よりも大きい樹脂材１０と、樹脂材１０と異なる材料からなって樹脂材１０中に配置される複数個の粒状の絶縁物２０…とを備えている。
【００２２】
プリント配線基板１は、図２に示すように、電子部品２…が実装された面をケース３の開口面３ａ側に向けて、ケース３の底面と略平行になるように収納される。
【００２３】
樹脂材１０は、例えばエポキシ樹脂などからなり、主に防水性、耐湿性、放熱性、耐震性、耐衝撃性の向上を図るために、上述のプリント配線基板１が収納されたケース３内に注入され、充填される。
【００２４】
また、絶縁物２０…には、熱膨張係数が電子部品２のリード２ａの熱膨張係数（１０×１０-6〜２０×１０-6［１／Ｋ］）よりも小さいものが用いられ、絶縁物２０…はそれぞれ電子部品２近傍を含むケース３内に略一様に分布するように配置されている。
【００２５】
上述のように本参考例の絶縁物２０の熱膨張係数が、リード２ａの熱膨張係数よりも小さいことによって、絶縁物２０…を含めた樹脂材１０全体の熱膨張係数をリード２ａの熱膨張係数に十分に近づけることができる。その結果、雰囲気中の温度が上昇したときにも、絶縁物２０…を含めた樹脂材１０全体の膨張率と、リード２ａの膨張率とを略等しくして、電子部品本体２ｂ及びプリント配線基板１に拘束されたリード２ｂ両端側にかかる機械的ストレスを軽減することができ、電子部品２のリード２ｂの断線及び電子部品２の破損の発生防止効果を向上させることができる。
【００２６】
さらに、複数の絶縁物２０…が、ケース３内に略一様に分散するように配置されていることによって、絶縁物２０を含めた樹脂材１０の熱膨張係数をケース３内全体に略均一にして、熱膨張係数の不均一性から生じる部分的な熱膨張及び熱収縮による歪みの発生を抑えることができ、上述のようなリード２ａの断線および電子部品２の破損の発生防止効果をさらに向上させることができる。
【００２７】
ところで本参考例では、予め樹脂材１０に絶縁物２０…を混入させた後、樹脂材１０をケース３内に充填しても良く、絶縁物２０…を配設するより先に又は後に絶縁物２０と別けて樹脂材１０をケース３内に充填しても良い。
【００２８】
また、絶縁物２０をセラミック材料から形成しても良い。セラミック材料では含有される原料の選択によって幅広い範囲で熱膨張係数及び熱伝導率を調整することができる。例えば絶縁物２０をガラス材料から形成したときには、絶縁物２０の熱膨張係数を約１０×１０-6［１／Ｋ］として、リード２ａの熱膨張係数（約２０×１０-6［１／Ｋ］）よりも小さくし、絶縁物２０…を含む樹脂材１０全体の熱膨張係数をリード２ａの熱膨張係数に近づけることができるとともに、ガラス材料の熱伝導率は樹脂材１０の熱伝導率よりも大きいので、絶縁物２０を含めた樹脂材１０全体の放熱効果を向上させて樹脂材１０内部に蓄積される熱による電子部品２の破損を防ぐことができる。
（参考例２）
ところで、図４に示すように、雰囲気中の温度が大幅に上昇したときには、特に電子部品２の電子部品本体２ｂとプリント配線基板１との間に挟まれた部位の樹脂材１０の熱膨張によって、電子部品本体２ｂが、プリント配線基板１に略垂直な方向の力をプリント配線基板１と略対向する部位に受けて、プリント配線基板１から離れる向きに押し上げられ、その結果、リード２ａが引っ張り応力を受けて断線してしまうといったことが多い。
【００２９】
そこで本参考例では、絶縁物２０を電子部品２よりも小さい略球状に形成している。これによって、絶縁物２０を樹脂材１０中の狭い場合でも所望の位置に容易に配置することができ、例えば図３に示すように、絶縁物２０を機械的ストレスの弱い電子部品２の特にリード２ａ近傍により近づけて配置して、電子部品２の電子部品本体２ｂとプリント配線基板１との間に挟まれた部位の樹脂材１０の熱膨張を抑え、電子部品２のリード２ａの断線及び電子部品２の破損の発生防止効果をさらに向上させることができる。
【００３０】
また、本参考例では複数個の絶縁物２０…をプリント配線基板１の近傍に多く分布するように配置している。これによって、プリント配線基板１近傍の絶縁物２０…を含めた樹脂材１０の熱膨張係数をリード２ａの熱膨張係数に十分近づけることができ、リード２ａの断線および電子部品２の破損の発生防止効果をさらに向上させることができる。
【００３１】
ここで、本参考例の電子機器の製作方法について、図５（ａ）〜（ｃ）を基に簡単に説明する。
【００３２】
まず、図５（ａ）に示すように電子部品２…が実装されたプリント配線基板１をケース３内に収納し、プリント配線基板１が浸る程度にまで樹脂材１０を注入する。次に、図５（ｂ）に示すように、複数個の絶縁物２０…をプリント配線基板１近傍に多く分布するように配設する。そして最後に、図５（ｃ）に示すように樹脂材１０をケース３内に充填する。
【００３３】
このように、ケース３内に樹脂材１０を２回に別けて注入し、１回目と２回目の合間に絶縁物２０…を配設することによって、一度に樹脂材１０を注入してケース３内に充填するのに比べて、絶縁物２０…付近に生じる気泡による充填不足の発生を抑えることができる。
（実施形態）
本実施形態における基本構成は参考例１又は２と共通するために共通する部分については同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分についてのみ詳細に説明する。
【００３４】
本実施形態の絶縁物２０は、図６及び図７に示すように、略矩形状に形成され、一面をプリント配線基板１の実装面と略対向させてプリント配線基板１上に配置される。この絶縁物２０のプリント配線基板１と略平行な方向の断面形状の幅寸法は、プリント配線基板の実装面の幅寸法と略等しく、絶縁物２０には、プリント配線基板１上に配置したとき、電子部品２０…を挿通する挿通孔２１…が設けられ、各電子部品２０のリード２ａは、絶縁物２０に囲われて挿通孔２１内に配置される。
【００３５】
このように本実施形態では、絶縁物２０を電子部品２のリード２ａを囲う形状に形成したことによって、絶縁物２０をプリント配線基板５０上のリード２ａ付近に容易に配置することができ、製作の作業性を向上することができる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明は、プリント配線基板と、プリント配線基板の配線パターンにリードが接続されてプリント配線基板に実装される１乃至複数の電子部品と、当該電子部品及びプリント配線基板を内部に収納するケースと、当該電子部品及びプリント配線基板を覆ってケース内に充填され、熱膨張係数が電子部品のリードの熱膨張係数よりも大きい樹脂材と、樹脂材と異なる材料からなって少なくとも電子部品のリードを囲う形状に形成され樹脂材中の少なくとも電子部品近傍に配置される絶縁物とを備えた電子機器であって、絶縁物には、熱膨張係数が電子部品のリードの熱膨張係数よりも小さいものを用いたので、絶縁物を含めた樹脂材全体の熱膨張係数をリードの熱膨張係数に十分に近づけることができ、その結果、樹脂材が熱膨張したときにもリードの拘束された両端部にかかる機械的ストレスを十分に軽減することができ、電子部品のリードの断線および電子部品の破損の発生防止効果を向上させ、幅広い雰囲気温度に耐え得ることができるという効果がある。また、絶縁物は、少なくとも電子部品のリードを囲う形状に形成されたので、絶縁物をプリント配線基板上のリード付近に容易に配置することができ、製作の作業性を向上することができるという効果がある。
【００３９】
請求項２の発明は、絶縁物は、セラミック材料からなるので、セラミック材料では含有される原料の選択によって幅広い範囲で熱膨張係数及び熱伝導率を調整することができ、熱伝導率を大きくしたときには、絶縁物を含む樹脂材全体の放熱効果を向上させ、樹脂材内部に蓄積される熱による電子部品の破損を防ぐことができるという効果がある。
【００４０】
請求項３の発明は、絶縁物は、ガラス材料からなるので、ガラス材料の熱伝導率は樹脂材の熱伝導率よりも大きいことによって、絶縁物を含めた樹脂材全体の放熱効果を向上させ、樹脂材内部に蓄積される熱による電子部品の破損を防ぐことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例１を示す側面断面図である。
【図２】  同上の電子部品を実装したプリント配線基板とケースの斜視図である。
【図３】  参考例２を示す側面断面図である。
【図４】  同上の説明用の要部側面断面図である。
【図５】  （ａ）〜（ｃ）は、同上の製作方法説明用の側面断面図である。
【図６】  実施形態を示す絶縁物と電子部品の斜視図である。
【図７】  同上の側面断面図である。
【図８】  従来例を示す側面断面図である。
【図９】  同上の他の例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１  プリント配線基板
２  電子部品
２ａ  リード
３  ケース
３ａ  開口面
１０  樹脂材
２０  絶縁物
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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