(57)【要約】【課題】  コネクタ端子部への樹脂材料塗布の実施例はあるものの一般的に硬化前粘度が低い樹脂を堰部材、または塗布樹脂の硬化後形状を成形するための充填用治具を使用した塗布作業方法、または高粘度の樹脂材料を塗布する方法であった、部品コストがかかる、専用の治工具を必要とする、塗布作業に流動に必要な時間を要するなど、実装基板の組立作業性を悪化させている。本発明では製造時の作業性向上と部品コストおよび製造コストを低減することにある。【解決手段】  上記課題を解決するため制御装置の実装基板に実装される高電圧印加部コネクタの端子部分に絶縁性樹脂を端子部個別の樹脂被覆をする。樹脂材料としては電線の被覆に使用されるビニル系樹脂があげられる。また温度環境を考慮しフッ素系材料を選定することも含まれる。【選択図】  図２
2018147636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の接続用端子が設けられたコネクタが実装された回路基板の製造方法であって、
前記接続端子部以外の部分にコーティング剤を塗布するコーティング工程と、
前記コーティング工程の後に前記接続端子部のみを覆う工程を有することを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の実装基板の製造方法において、
前記絶縁材は、ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、またはアクリル系樹脂の少なくとも一つ以上を含んでいる実装基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の実装基板の製造方法において、
前記接続用端子を前記絶縁材で覆う際に、前記絶縁材を希釈材などで希釈しスプレー噴射によって塗布する実装基板の製造方法。
【請求項４】
複数の接続用端子が設けられたコネクタが実装された回路基板の製造方法であって、
前記接続端子部以外の部分にコーティング剤を塗布するコーティング工程を有し、前記接続端子部には事前に絶縁材が塗布されていることを特徴とする特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項５】
複数の接続用端子が設けられたコネクタが実装された回路基板において
前記コネクタの接続端子はそれぞれ個別に絶縁材が塗布されていることを特徴とする回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は実装基板および実装基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、再充電可能な二次電池の分野では、鉛電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池等の水溶液系電池が主流であった。しかしながら、電気機器の小型化、軽量化が進むにつれ、高エネルギー密度を有するリチウム二次電池が着目され、その研究、開発及び商品化が急速に進められた。
【０００３】
一方、地球温暖化や枯渇燃料の問題から電気自動車（ＥＶ）や駆動の一部を電気モータで補助するハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）が各自動車メーカーで開発され、その電源として高容量で高出力な二次電池が求められるようになってきた。このような要求に合致する電源として、高電圧を有する非水溶液系のリチウム二次電池が注目されている。特に角形リチウム二次電池はパック化した際の体積効率が優れているため、ＨＥＶ用あるいはＥＶ用として角形リチウム二次電池の開発への期待が高まっている。この電池パックは、二次電池と実装基板が一つの筐体に収納されて構成される。
【０００４】
電池パックの内部に配置される実装基板は、絶縁信頼性を上げるために接続端子を被覆する必要がある。具体的な例としては、実装基板において絶縁材により接続用端子を被覆する方法として、特許文献１に記載のように接続用端子が設けられたコネクタの接続用端子をペースト状態の絶縁材によって覆いその後、絶縁材を半硬化状態に硬化する方法があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−６８５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の実装基板では、接続用端子の絶縁材の流れだし防止のため高粘度の材料を使用する必要があるため、樹脂材の流動が悪く、塗布作業に一定以上の時間が必要であり、作業効率が悪く手間がかかるため、製造コストが増大していた。
【０００７】
そのため、本発明では実装基板の接続端子の絶縁材塗布作業の効率を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明では、コネクタ接続端子部の全体を被覆するのではなく接続端子を個別に被覆する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば接続用端子の絶縁材塗布作業の効率向上をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両用回転電機の駆動システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例、コネクタ端子部へ個別に樹脂系接着剤を塗布した形態を示す図である。
【図３】本発明のコネクタ端子部への樹脂系接着剤を塗布する前の回路基板を示す図である。
【図４】本発明のコネクタ端子部への樹脂系接着剤を塗布する前の回路基板を示す図で、図３の樹脂塗布部分の拡大図である。
【図５】従来のコネクタ端子樹脂塗布技術を示す図である。
【図６】回路基板の製造方法の工程フロー。
【図７】実施形態１の変形例。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
≪実施例１≫
図１は、本発明にかかるバッテリ制御システムの基本構成を模式的に表した概念図である。本発明のバッテリ制御システムは、蓄電ユニット９００、インバータ装置２２０、モータ２３０からなる。インバータ装置２２０内にはモータ２３０に接続されるパワーモジュール２２６、パワーモジュール２２６を制御するドライバ回路２２４、ドライバ回路を制御するＭＣＵ２２２から構成されている。このインバータ装置２２０は、蓄電ユニット９００に接続される。
【００１３】
続いて蓄電ユニット９００について説明する。蓄電ユニット９００は、複数の単電池１を組んだ組電池９（９Ａ，９Ｂ）と、組電池９とコネクタ２（２Ａ，２Ｂ）を介して電気的に接続される制御装置１００が設けられている。この単電池１を直列に組んだ数が多くなればより高い電圧がコネクタ２に印加される。
【００１４】
組電池９（９Ａ，９Ｂ）は高電位側が高電位ライン８１を介して電池ディスコネクトユニット（ＢＤＵ）と接続される。この電池ディスコネクトユニットＢＤＵは、リレーＲＬ、リレーＲＬに並列に接続されるプリチャージリレーＲＬｐ、プリチャージリレーＲＬｐと直列に接続されるプリチャージ抵抗Ｒｐから構成され、組電池９を交換したりする際にリレーＲＬ、プリチャージリレーＲＬｐをオン、オフする。
【００１５】
組電池９Ａと組電池９Ｂ間にはサービスディスコネクトスイッチＳＤが配置され、組電池９を安全に交換できるように組電池９交換時にサービスディスコネクトスイッチをオフにする。
【００１６】
続いて制御装置１００の構成について説明する。制御装置１００は、組電池９を構成する複数の電池群に対応するセルコンＩＣ、組電池に対応するセルコンＩＣの最上位と最下位に接続してマイコンＭＣと絶縁状態で接続するフォトカプラＰＨ、そのほか、電源や総電圧検出回路等が配置される。なお、本実施形態では第一の組電池９Ａに対応するセルコンＩＣ３と第二の組電池９Ｂに対応するセルコンＩＣ４との間には互いを絶縁状態で接続するフォトカプラＰＨが配置されている。なお、このセルコンＩＣ１からセルコンＩＣ６は互いにディジーチェーン接続されており、通信系ライン６０２と１ビット通信系６０４に分けられている。
【００１７】
ハイブリッド電気自動車等のバッテリ制御システムにおいて制御装置はコネクタ２に高電圧が印加された状態で運転されているため、制御装置内に電気的絶縁を低下させる異物やダストが侵入するとコネクタ２の金属端子露出部５０に付着して内部短絡の原因になる。
【００１８】
制御装置１００内での電気的短絡が起きた場合は制御装置の機能停止、破損に至ることもある。したがってハイブリッド電気自動車等のバッテリ制御システムに使用する制御装置には安全対策上コネクタ２の金属端子露出部５０には何らかの保護が必要になる。
【００１９】
図２は、本発明の特徴部を示す図である。ハイブリッド電気自動車等のバッテリ制御システムの主構成要素で制御装置１００を示すものである。この制御装置１００の構成部品の一部または全部が回路基板８３上に配置されている。この回路基板８３には単電池の電圧を検出する電圧検出線との電気的接続を行う第一のコネクタ２（２Ａおよび２Ｂ）を示す図である。このコネクタ２において基板側に位置する金属の接続端子５ａ、５ｂは樹脂性のハウジングから露出している。特にこの接続端子５ａ、５ｂ間の距離は、近年の制御装置の小型化、高密度実装化の傾向にもより端子間間隔は狭小になる傾向がある。
【００２０】
一方バッテリ制御システムの用途は高性能化，高容量化に伴い取り扱う電圧が高電圧化しており前記回路基板８３およびコネクタ２は小型化、，狭小化と高電圧化の相反する要求を両立させることが必要になっている。コネクタ２の金属端子間隔の狭小化と印加電圧の高電圧化を達成するためには、制御装置の実使用上さらされる環境下ではコネクタ２の金属端子間への導電性異物付着や、結露による絶縁耐圧の低下から電気的短絡を起こすことの予防が必要であり、従来技術では、コネクタ２の金属端子露出部５０を樹脂系の接着剤３を塗布し端子露出部５０を接着剤５で封止していた。
【００２１】
図３および図４は、従来のコネクタ２（２Ａ，２Ｂ）の金属端子露出部５０への樹脂塗布前の状態を示す図で、コネクタ２の金属端子露出部５０が露出している形態を表す。本実施形態では、回路基板８３の一辺に第一のコネクタ２（２Ａ，２Ｂ）が配置され、他の辺に第２のコネクタ３が配置される構造となっているが、この図のような配置や形に限定されるものではない。
【００２２】
図４に示す、第１コネクタ２Ａ，２Ｂの金属端子露出部５０は、Ｚ字型の形状をしておりコネクタ２Ａ，２Ｂはそれぞれ略同一の構造を有しているため、第１コネクタ２Ａを代表して説明し、第１コネクタ２Ｂ構造についての説明は省略する。図４に示すように、第１コネクタ２Ａは、コネクタ本体５３と、複数の接続用端子５０を備えている。コネクタ本体５３は、複数の接続用端子５０を絶縁した状態で保持している。コネクタ本体５３は略矩形箱状に形成され、複数の接続用端子５０がコネクタ本体５３の開口面側から開口面に対向する底板５３ａを貫通して引出され、回路基板８３の接続用パッド（図示せず）に半田付けされている。
【００２３】
各接続用端子５０は、貫通部５０ａと、垂直部５０ｂと、取付部５０ｃとを有し、略Ｚ字状を呈している。貫通部５０ａは、回路基板８３のコネクタ取付面と平行となるように延在しコネクタ本体５３の底板５３ａを貫通している。垂直部５０ｂは、貫通部５０ａの端部から回路基板８３に向かって屈曲されている。取付部５０ｃは、垂直部５０ｂにおけるコネクタ取付面側端部から略９０度屈曲され、コネクタ取付面と平行となるように延在している。
【００２４】
貫通部５０ａは、底板５３ａの長手方向に２列に配列されている。図示上側の列の貫通部５０ａと、図示下側の列の貫通部５０ａとは、底板５３ａの長手方向に沿って同一のピッチで配列されているが、互いに配列方向に半ピッチずつ上下にずらして設けられている。すなわち、図示上側の列の貫通部５０ａと、図示下側の列の貫通部５０ａとは、底板５３ａの長手方向に沿って、交互に配置されている。
【００２５】
取付部５０ｃは、底板５３ａの長手方向に沿って一列に配置され、回路基板８３の接続用パッド（不図示）に半田付けされている。なお、取付け部５０ｃの配列方向の両端外方には、コネクタ本体５３の底板５３ａから突出する一対の側板５３ｓが設けられている。
【００２６】
接続端子５Ａ，５Ｂ部の実装部７９以外の回路基板８３は、絶縁性を有するコーティング剤が塗布されている。このコーティング剤は、第１コネクタ２Ａ，２Ｂおよび第２コネクタ３の接続用端子５０を除いて、実装部７９を除く回路基板８３の略全体に塗布される。接続用端子５０を避けて塗布する理由は、接続用端子５０にコーティング剤を塗布すると、底板５３ａの貫通孔を介して、コーティング剤が接続用端子５０の先端部である接点にまで浸透し、電気的な接続不良が生じるおそれがあるためである。そのため、従来の方法では  図５に示す絶縁材５として、塗布時にはペースト状態で、塗布後に所定時間の加熱処理を施すことで、半硬化状態となる特性を有するシリコーン系樹脂を含むシリコーン系樹脂材料を用いて接続用端子５０部全体に充填塗布しており、最終的に接続端子５Ａ，５Ｂ部の実装部７９を覆う、絶縁ブロック５を形成していた。
【００２７】
このように、接続用端子５０には導電性異物が侵入した場合に短絡が生じることのないように、接続用端子５０を絶縁性を有する絶縁材で覆っていた。しかし、その際には絶縁材料が接続用端子５０の先端部である接点にまで浸透し、電気的な接続不良が生じるおそれを低減させるために高粘度の材料を使用する必要があるため、樹脂材の流動が悪く、塗布作業に一定以上の時間が必要であり、作業効率が悪く手間がかかるため、製造コストが増大していた。
【００２８】
一方で本発明では、図２に示すように接続端子５ａ、５ｂで表すような形態で接続用端子５０の周囲部分にのみ絶縁コーティングするようにした。そのため、接続用端子５０を被覆する塗布作業の作業性を向上させることができる。
【００２９】
また、選定樹脂材料には接続用端子５０の表面に密着し適切な厚さを保てるよう密着性と粘性があり、且つスプレー作業が可能なよう端子裏面への浸透できる程度の表面張力による濡れ性、流動性のある材料の選定が必要になる。一般的には電線被覆材であるビニル系材料があるが使用環境温度を考慮すればフッ素系樹脂としてもよい。また、そのほかの被覆材としてはシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂を用いてもよい。まとめると、ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、またはアクリル系樹脂の少なくとも一つ以上を用いることができる。
【００３０】
図６は回路基板８３を製造する工程を説明するための図である。回路基板８３は、まずステップＳ１０１で部品を回路基板上に実装する。その後回路基板８３の実装部７９以外をコーティングする工程Ｓ１１１を行い、その後に接続端子５Ａ，５Ｂのみに絶縁材被覆を行う工程Ｓ１２１，Ｓ１３１を実施する。この絶縁材が過熱により硬化される場合には加熱工程Ｓ１５１を実施して終了とする。
以上、本発明について簡単にまとめる。本発明の回路基板の製造方法は、複数の接続用端子が設けられたコネクタ（２）が実装された回路基板（８３）の製造方法であって、接続端子（５）部以外の部分にコーティング剤を塗布するコーティング工程（Ｓ１１１）と、コーティング工程（Ｓ１１１）の後に接続端子（５）部のみを覆う工程（Ｓ１３１，Ｓ１５１）を有することを特徴とする。このような構造にすることによって、接続用端子５０を被覆する塗布作業の作業性を向上させることができる。
【００３１】
また、本発明に記載の回路基板の製造方法は、絶縁材が、ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、またはアクリル系樹脂の少なくとも一つ以上を含んでいる。このように接続端子５の被覆を行う樹脂として様々なものを使用することができる。
【００３２】
また、本発明に記載の回路基板の製造方法は、接続用端子（５）を絶縁材で覆う際に、絶縁材を希釈材で希釈しスプレー噴射によって塗布する。このような構成にすることによって、簡易に接続端子５に絶縁材を塗布することができる。
【００３３】
続いて本発明の変形例について説明する。
【００３４】
実施例１では回路基板８３にコネクタ２（２Ａおよび２Ｂ）を実装した後に接続用端子５０の表面を絶縁性樹脂の塗布で被覆する製造方法であったのに対し、変形例では、あらかじめコネクタ２（２Ａおよび２Ｂ）の接続用端子５０が被覆されている形態のコネクタ２（２Ａ，２Ｂ）を基板実装する。このような形態としても本発明を実施することができる。
【００３５】
また、別の変形例として図７を示す。本変形例では接続端子５の一部に所定幅Ｌの穴を設けている。このような構造にすることによって、絶縁材がはがれにくくなる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  電池セル
２Ａ  第１コネクタ
２Ｂ  第１コネクタ
３  第２コネクタ
５  絶縁材
５ｓ  側面
９  電池モジュール
９Ａ，９Ｂ  電池ブロック
３０  マイコン
５０  接続用端子
５０ａ  貫通部
５０ｂ  垂直部
５０ｃ  取付部
５３  コネクタ本体
５３ａ  底板
７９  実装基板
８３  回路基板
１００  電池監視制御装置
１１０  上位コントローラ
２２０  インバータ装置
２２４  ドライバ回路
２２６  パワーモジュール
２３０  モータ
６０２  通信系
６０４  １ビット通信系
８１０，８２０  端子
９００  電池ユニット
ＢＤＵ  電池ディスコネクトユニット
ＨＶ  強電ライン
ＩＣ１  集積回路〜ＩＣ６  集積回路
ＬＳ１  長辺
ＬＳ２  長辺
ＰＨ  絶縁トランス
ＲＬ  リレー
Ｒｐ  抵抗
ＲＬｐ  プリチャージリレー
ＳＤ  サービスディスコネクト
Ｓｉ  電流センサ
【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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