(57)【要約】【課題】電子基板の熱を放出しつつ、防水性を確保する。【解決手段】基板１１１に電子部品１１２が取り付けられた電子基板１０１と、電子基板１０１を覆うカバー部材１０２とを備える電子回路装置１００であって、カバー部材１０２は、電子基板１０１の表面に配置される多孔体１２１と、多孔体１２１の少なくとも一部に担持された防水樹脂材とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に電子部品が取り付けられた電子基板と、前記電子基板を覆うカバー部材とを備える電子回路装置であって、
前記カバー部材は、
前記電子基板の表面に配置される多孔体と、
前記多孔体の少なくとも一部に担持された防水樹脂材と
を備える
電子回路装置。
【請求項２】
前記カバー部材は、
前記電子基板に面する表面から他の表面に連通する孔を有する
請求項１に記載の電子回路装置。
【請求項３】
前記カバー部材は、
孔サイズの異なる少なくとも２つの領域を備え、
大サイズ領域は高発熱量の前記電子部品を覆う位置に設けられ、
小サイズ領域は低発熱量の前記電子部品を覆う位置に設けられる
請求項１または２に記載の電子回路装置。
【請求項４】
さらに、
前記電子基板と前記カバー部材とを収容する筐体であって、換気ガラリが設けられた通気孔を有する筐体を備える
請求項１〜３の何れか１項に記載の電子回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電子回路が形成される電子基板に排熱性と防水性とが付与された電子回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数種類の電子部品が基板の表面に取り付けられて電子回路が形成される電子基板に防水性能を付与するために、ポッティング材などの防水性能を備えた樹脂で電子基板を覆う場合がある。ただし、基板に取り付けられた電子部品の形状や大きさがばらばらであるため、これらの電子部品全体を覆うように樹脂を配置することは容易ではない。
【０００３】
例えば、特許文献１には、樹脂で電子部品を覆う態様が記載されている。具体的には、電子基板をハウジングの内方に配置した後、ハウジングの内方に防水用樹脂を流し込み、その後防水用樹脂を硬化させる技術が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４８４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、防水用樹脂を流し込み硬化させた場合、硬化時の防水用樹脂の膨張になどにより電子部品に悪影響が及ぶ場合がある。また、防水用樹脂の内部に気泡が存在していたり、電子部品や基板との間に気泡が存在する場合、電子部品が発する熱や外部環境の温度変化などにより、気泡などの内部に残存する空気が膨張して電子部品に悪影響が及ぶ場合がある。
【０００６】
本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、樹脂を流し込むことなく電子基板に防水性能を付与し、さらに、電子部品が発する熱や外部環境の温度変化によって電子部品に及ぶ悪影響を可及的に抑制することのできる電子回路装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる電子回路装置は、基板に電子部品が取り付けられた電子基板と、前記電子基板を覆うカバー部材とを備える電子回路装置であって、前記カバー部材は、前記電子基板の表面に配置される多孔体と、前記多孔体の少なくとも一部に担持された防水樹脂材とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、防水樹脂材を少なくとも一部に担持又は支持する多孔体が電子基板を覆うように配置されているため、多孔体が電子基板全体を覆い、防水性能を備えた電子回路装置とすることが可能となる。
【０００９】
また、多孔体と電子基板とが接着するものでは無いため、熱の影響により多孔体が膨張、または、収縮した場合でも、電子部品に及ぼす悪影響を可及的に抑制することが可能となる。
【００１０】
また、前記カバー部材は、前記電子基板に面する表面から他の表面に連通する孔を有するものでもよい。
【００１１】
これによれば、電子部品が発する熱を空気と共にカバー部材の外側に放出することができ、電子基板とカバー部材との間に熱が籠もることを回避できる。
【００１２】
また、前記カバー部材は、孔サイズの異なる少なくとも２つの領域を備え、大サイズ領域は高発熱量の前記電子部品を覆う位置に設けられ、小サイズ領域は低発熱量の前記電子部品を覆う位置に設けられるものでもよい。
【００１３】
これによれば、電子回路装置としての防水性能を高い状態に維持しつつ、放熱性を向上させることが可能となる。
【００１４】
さらに、前記電子基板と前記カバー部材とを収容する筐体であって、換気ガラリが設けられた通気孔を有する筐体を備えるものでもよい。
【００１５】
これによれば、電子回路装置に防水性能を維持しつつ、電子部品が発する熱を筐体外部に排熱することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明によれば、防水性を備え熱の影響を受けにくい電子回路装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、電子回路装置を分解した状態で示す斜視図である。
【図２】図２は、電子回路装置をＹＺ平面で仮想的に切断した断面を示す側面図である。
【図３】図３は、多孔体の孔の内面に防水樹脂材が付着した状態を概念的に示す図である。
【図４】図４は、他の実施の形態における電子回路装置を分解した状態で示す斜視図である。
【図５】図５は、電子回路装置をＹＺ平面で仮想的に切断した断面を示す側面図である。
【図６】図６は、電子回路装置の適用例を示す斜示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本願発明に係る電子回路装置、および、電子回路装置の製造方法の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本願発明に係る電子回路装置、および、電子回路装置の製造方法の一例を示したものに過ぎない。従って本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００１９】
図１は、電子回路装置を分解した状態で示す斜視図である。
【００２０】
図２は、電子回路装置をＹＺ平面で仮想的に切断した断面を示す側面図である。
【００２１】
これらの図に示すように、電子回路装置１００は、基板１１１に電子部品１１２が取り付けられた電子基板１０１と、電子基板１０１を覆うカバー部材１０２とを備える装置であり、カバー部材１０２は、防水樹脂材１２４（図３参照）を保持する多孔体１２１を備えている。また、本実施の形態の場合、電子回路装置１００は、筐体１０３と、換気ガラリ１０４とを備えている。
【００２２】
電子基板１０１は、特に限定されるものではないが、プリント基板の表面に電子部品１１２が実装された基板を例示することができる。また、電子基板１０１の機能、換言すれば電子基板１０１が備える電子部品１１２により組まれた電子回路の機能についても特に限定されるものでは無い。一例を挙げるなら、例えばバッテリー（リチウムイオンバッテリーなど）の充放電の状態を監視し充放電を制御するための電子基板１０１を挙示することができる。本実施の形態では、電子基板１０１は、外部と信号の授受を行い、また、電力の供給を受けるためのコネクタ１１３を備えている。なお、コネクタ１１３も電子部品１１２の一つである。
【００２３】
カバー部材１０２は、電子基板１０１を覆う、防水性能と放熱性能とを併せ持つ部材であり、多孔体１２１と多孔体１２１の孔の内面に付着する防水樹脂材１２４とを備えている。ここで、電子基板１０１を覆うとは、電子基板１０１の１面、や複数面を覆うばかりでなく、コネクタ１１３を含めて電子基板１０１を包み込む場合も含む概念として記載している。また、防水性能とは、水（液体）の通過を完全に防止する場合の他、水蒸気や霧（空気中に浮遊可能な程度に粒径の小さい水）などの通過を許容する場合も含む概念として記載している。また、放熱性能とは、熱伝導により伝わった熱を放出する場合の他、温められた空気を排出する排熱などの場合も含む概念として記載している。
【００２４】
多孔体１２１としては、電子基板１０１の表面に取り付けられる種々の電子部品１１２などにより発生する凹凸に対応して自らの形状を変化させる柔軟性を有する部材が好適に用いられる。多孔体１２１は、弾性変形するものや塑性変形するものなどいずれでも良いが、電子部品１１２と基板１１１との間に自重によって入り込むような流動性を備えるものでは無い。多孔体１２１は、電子基板１０１に面する表面から他の表面に連通する孔を備えている。例えばこのような多孔体１２１が備える孔は、樹脂を発泡させることによって得られるもの（連続気泡）でも良く、また、織布や不織布のように繊維を絡み合わせることにより形成されるものでも良い。また、多孔体１２１の材質は、特に限定されないが、難燃性を有するものが好ましい。
【００２５】
本実施の形態の場合、図３に示すように、多孔体１２１は、樹脂を発泡して形成された連続気泡の直方体の部材であり、弾性変形可能ないわゆるスポンジ（またはフィルター材）が採用されている。また、多孔体１２１が備える孔は、複数の空間（以下、担持室１２５と記す場合がある）を乱雑につなげられ、隣り合う担持室１２５の一部は、連通した状態で形成されている。個々の担持室１２５の表面には、防水樹脂材１２４が付着している。なお、多孔体１２１全体に防水樹脂材１２４が付着するものばかりでなく、多孔体１２１の表層にのみ防水樹脂材１２４が付着するものでもかまわない。また、隣接する担持室１２５の連通する部分の一部が、防水樹脂材１２４により完全封鎖、または、ほぼ封鎖されるものでもよい。多孔体１２１の一部において電子基板１０１に面する表面から他の表面に連通する孔を備えていれば、通気性を確保できるからであり、多孔体１２１全ての連通部分に対する防水樹脂材１２４による封鎖部分の比率により、通気性と防水性との関係を調整することが可能となる。また、一部の担持室１２５が防水樹脂材１２４により充填されていてもかまわない。この場合も、上記封鎖と同様となる。
【００２６】
防水樹脂材１２４は、多孔体１２１の孔（担持室１２５）の表面に付着する防水機能、または、撥水機能（両機能を有しても良い）を有する物質である。具体的な防水樹脂材１２４としては、例えばポッティング材を例示することができる。ここで、防水樹脂材１２４の防水機能とは、防水樹脂材１２４自体が水に溶けない機能、防水樹脂材１２４が水を透過させない機能を含む意味で用いている。また、撥水機能とは防水樹脂材１２４の表面の濡れ性が悪い状態を示している。具体的は、撥水機能とは、防水樹脂材１２４の表面に当接する水が防水樹脂材１２４の表面に沿って広がるよりむしろ球状になろうとする傾向が強い状態を創出できる機能である。
【００２７】
防水樹脂材１２４は、多孔体１２１の少なくとも表層に存在する孔に流れ込む流動性を備えると共に、多孔体１２１の孔に配置された後、多孔体１２１に保持される粘度（固さも含む）を備えている。具体的な防水樹脂材１２４としては、例えば液体や流動体の状態から、熱や光や他の薬材などによって硬化する物質や、溶媒が揮発することにより硬化する物質などの他、チクソ性を備えた物質を挙示することができる。
【００２８】
筐体１０３は、電子基板１０１とカバー部材１０２とを収容する部材であって、カバー部材１０２よりも剛性が高い材質で形成されている。筐体１０３は、衝撃などの物理的な力から電子基板１０１を保護する機能や、水や化学薬品などの液体が電子基板１０１に接触することを抑制する機能、電磁波などの電気的、磁気的な影響から電子基板１０１を保護する機能を有する（併有も可能）部材である。筐体１０３を構成する材質としては特に制限されるものでは無く、樹脂や金属などが例示できる。
【００２９】
本実施の形態の場合、筐体１０３は、通気孔１３１を備えている。通気孔１３１は、電子基板１０１に取り付けられる電子部品１１２が発する熱により暖められた気体（空気）を筐体１０３の内方から外方へ排出し（排熱）、比較的冷たい気体（空気）を筐体１０３の外方から内方に導入するための貫通孔である。また、通気孔１３１は、比較的発熱量の多い電子部品１１２である高発熱部品１１４と通気孔１３１とが対向するように筐体１０３に設けられている。このように、高発熱部品１１４と対向する領域に通気孔１３１を配置することで、高発熱部品１１４から発せられる熱を効率よく筐体１０３外に排熱することが可能となる。従って、熱が筐体１０３の内方に籠もることを回避でき、電子基板１０１を安定して動作させることができる。
【００３０】
換気ガラリ１０４は、通気孔１３１に向かって飛んでくる水（液体）が通気孔１３１を通過して筐体１０３の内方に侵入することを防止する機構である水返し機構１４１を備えた部品である。
【００３１】
水返し機構１４１は、通気孔１３１の孔軸に対し交差（本実施の形態では４５度で交差）する矩形平板状の短板１４２と、短板１４２に対し交差（本実施の形態の場合では直交）する態様で配置される矩形平板状の長板１４３とを備えている。短板１４２は、筐体１０３の表面に一辺が当接、または、近接状態で配置されている。長板１４３は、筐体１０３の表面に当接、または、近接して配置される短板１４２の一辺と沿うように、前記一辺と当接、または、近接状態で配置され、さらに、筐体１０３の表面と当接、または、近接状態で配置されている。また、筐体１０３の表面から最も遠い短板１４２の部分よりも筐体１０３の表面から最も遠い長板１４３の部分の方が、筐体１０３の表面から遠い位置となるようにそれぞれが配置されている。
【００３２】
水返し機構１４１は、Ｌ字状に組まれた短板１４２と長板１４３との組である組板を複数並べて備えており、組板は、短板１４２の筐体１０３と当接する一辺と反対側の他辺と隣り合う組板の長板１４３の面とが沿い、かつ、僅かに隙間の空いた状態で並べられている。
【００３３】
以上のような水返し機構１４１が筐体１０３の表面の通気孔１３１対応部分に設けられることにより、通気孔１３１からの排熱を妨げることなく筐体１０３の外方から筐体に向かって飛んでくる水（液体）の筐体１０３の内方への進入を抑制することが可能となる。
【００３４】
以上のような電子回路装置１００によれば、電子基板１０１がカバー部材１０２によりカバーされ、筐体１０３に覆われているが、電子基板１０１に取り付けられる電子部品１１２から発生する熱を筐体１０３の外方に排熱することができる。また、不測の事態などにより電子回路装置１００に水（液体）が飛んできた場合でも、筐体１０３の内方への水の浸入を水返し機構１４１により抑制し、さらに、通気孔１３１から水が浸入してきた場合でも、水が電子部品１１２に到達することをカバー部材１０２が抑制することができる。従って、水の電子部品１１２への付着による電子回路装置１００が異常動作を回避することが可能となる。
【００３５】
また、不測の事態により筐体１０３に亀裂が入るなど、筐体１０３としての機能を喪失した場合でも、カバー部材１０２の存在により、水（液体）が電子部品１１２に付着することを抑制することができる。
【００３６】
次に、電子回路装置１００の製造方法を説明する。
【００３７】
まず、多孔体１２１に防水樹脂材１２４を保持させる（保持工程）。保持方法は特に限定されるものでは無いが、槽に貯留された防水樹脂材１２４に多孔体１２１を浸漬し、防水樹脂材１２４から多孔体１２１を引き上げる方法や、多孔体の外表面にポッティング材などの防水樹脂材１２４を塗布する方法、多孔体１２１に対し防水樹脂材１２４を噴霧する方法などを例示することができる。
【００３８】
次に、多孔体１２１に保持された防水樹脂材１２４を硬化させる、または、粘度を増加させる（硬化工程）。硬化の手法は特に制限されるものでは無く、例えば自然に硬化させる方法や、熱や光などを用いて強制的に硬化を促進させる方法などを例示することができる。
【００３９】
以上によりカバー部材１０２が製造される。
【００４０】
次に、カバー部材１０２を筐体１０３の内方に配置される電子基板１０１に対応できるように成形する（成形工程）。成形方法は特に制限されるものでは無いが、例えば切断などにより成形することができる。なお、カバー部材１０２の成形は、電子基板１０１に取り付けられた電子部品１１２の凹凸に対応するまで成形することを要しない。カバー部材１０２の柔軟性により、電子部品１１２の凹凸に追従可能だからである。また、多孔体１２１の段階で成形を行い、その後防水樹脂材１２４を担持させる方法もあるが、大量生産を行う場合、大型の多孔体１２１に防水樹脂材１２４を担持させた後、成形する方が効率的である。
【００４１】
次に、蓋と本体とに分離状態の筐体１０３の本体側（蓋側でもよい）の内方に電子基板１０１と共に、成形後のカバー部材１０２を配置する（配置工程）。
【００４２】
次に、筐体１０３の蓋と本体とを組み付ける。この際、カバー部材１０２は電子基板１０１に向かって圧縮され、カバー部材１０２の柔軟性により、種々の電子部品１１２の大きさの違いによる凹凸に対応してカバー部材１０２の形状が変形する（変形工程）。なお、図２において、カバー部材１０２は電子部品１１２の形状にぴったりと追随して変形しているが、カバー部材１０２の柔軟性の度合いにより、凹凸形状の包絡線に沿うように変形する場合など種々の変形態様があると考えられる。
【００４３】
最後に、筐体１０３の蓋と本体とを接続することにより電子回路装置１００を製造することができる。
【００４４】
なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。
【００４５】
例えば、上記実施の形態では、筐体１０３を備える電子回路装置１００を例示したが、電子回路装置１００は、筐体１０３を備えないものでも課題を解決でき、目的を達成することができる。
【００４６】
また、図４、図５に示すように、カバー部材１０２は、孔サイズの異なる大サイズ領域１２２と小サイズ領域１２３とを備えてもかまわない。大サイズ領域１２２を高発熱量の高発熱部品１１４を覆う位置に設け、小サイズ領域１２３は低発熱量の電子部品１１２を覆う位置に設けることで、電子回路装置１００の高い防水性能を維持しつつ、放熱性能を向上させることができる。
【００４７】
また、図１、２、４、５に示すように、本実施の形態では、基板１１１の両面にカバー部材１０２を配置した場合を示しているが、カバー部材１０２の配置位置は任意であり、例えば、電子部品１１２が存在する側（図中上側）だけにカバー部材１０２を配置するものでもかまわない。
【００４８】
また、電子回路装置１００は、図６に示すような、蓄電素子２００（単電池、組電池の他、キャパシターなども含む）の制御装置として、蓄電素子２００の一部に組み込まれるものでもよい。具体的に蓄電素子２００は、電気を蓄え放電することができる蓄電素子本体２０１と、蓄電素子本体２０１を保護するために蓄電素子本体２０１を収容する容器状の外装体２０２と、外装体２０２の内方に収容された蓄電素子本体２０１の位置関係を安定させる枠状の中蓋２０３と、外装体２０２を閉塞する蓋体２０４と、蓄電素子本体２０１を制御する電子回路装置１００を備えている。なお、蓋体２０４には、外装体２０２内方に配置された電子回路装置１００の換気ガラリ１０４の位置と対応する位置に通気用の開口部が設けられている。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本願発明は、車載用の蓄電素子の制御用の電子回路装置として用いられる他、屋外など風雨にさらされる状況で制御などをするためなどの電子回路装置として用いられる。
【符号の説明】
【００５０】
１００  電子回路装置
１０１  電子基板
１０２  カバー部材
１０３  筐体
１０４  換気ガラリ
１１１  基板
１１２  電子部品
１１３  防水コネクタ
１１４  高発熱部品
１２１  多孔体
１２２  大サイズ領域
１２３  小サイズ領域
１２４  防水樹脂材
１２５  担持室
１３１  通気孔
１４１  水返し機構
１４２  短板
１４３  長板
２００  蓄電素子
２０１  蓄電素子本体
２０２  外装体
２０３  中蓋
２０４  蓋体
【図１】
2014175469.tif 000003
【図２】
2014175469.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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