(57)【要約】【課題】筐体の内部に電子部品を搭載した回路基板を収容した電子回路モジュールにおいて、充填剤を用いることなく、防水性、防湿性、制振性及び熱拡散性を維持しつつ小型軽量化を可能とする。【解決手段】筐体を構成する筐体ベース２及び筐体カバー４を、それぞれ振動吸収性に優れたマグネシウム合金で形成すると共に、筐体内部に収容される回路基板３上の回路配線のうち、少なくとも電力及び／又は電気信号の入出力端部に、該入出力端部を覆うように、例えば無機系絶縁材料からなる疎水性膜５を形成する。これにより、外部からの振動を筐体で低減し、外部から進入する水滴や水蒸気等を疎水性膜で遮断する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の内部に電子部品を搭載した回路基板を収容した電子回路モジュールであって、
前記筐体はマグネシウムを主成分とする材料で形成され、
前記回路基板上の回路配線のうち、少なくとも電力及び／又は電気信号の入出力端に、該入出力端部を覆う疎水性膜を形成したことを特徴とする電子回路モジュール。
【請求項２】
前記疎水性膜は無機系材料からなることを特徴とする請求項１に記載の電子回路モジュール。
【請求項３】
前記無機系材料からなる疎水性膜をＣＶＤ法により形成したことを特徴とする請求項２に記載の電子回路モジュール。
【請求項４】
前記電子回路は放電点灯装置であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筐体内に電子回路を収容した電子回路モジュール、特に、比較的環境条件の悪い場所で使用される電子回路モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、照明装置にはランプ点灯用の電子回路等が備えられており、電子回路を保護するために筐体の内部に収容してモジュール化している。照明装置はさまざまな用途に使用されるため、電子回路モジュールが比較的環境条件の悪い場所に設置される場合も少なくない。
【０００３】
例えば、自動車の前照灯の場合、ランプ点灯用の電子回路モジュールも自動車の前部近傍に設置されることになるが、空気中の塵埃や水分にさらされるだけでなく、走行中の振動やはね水等の影響を直接受けることになる。従って、このような環境条件の悪い場所で使用される電子回路モジュールでは、従来から防水対策、防湿対策及び制振対策等が施されている。また、自動車の製造から廃車まで長期間にわたって使用されるため、電子回路の信頼性を向上させるために、電子部品から発生される熱の拡散対策も施されている。これら防水、防湿、制振、熱拡散等の具体的対策として、従来から筐体と電子回路の隙間に有機系（主にシリコン系）充填剤を充填することが行われている。
【０００４】
一方、電子回路モジュールの筐体としては、鉄板等の金属板をプレスで所定形状に成形した板金部品やアルミニウム合金等の溶融金属を金型で成形したダイキャスト部品等が用いられている。
【０００５】
なお、従来技術として、特許文献１には、電磁波シールドを目的としてマグネシウム合金を塑性加工した携帯通信端末用筐体が示されている。特許文献１では、マグネシウム合金筐体の振動減衰特性、防水及び防湿対策については言及していない。
【０００６】
特許文献２には、電気回路（ストレインゲージ）を高湿度下で使用するために、リード線と電気回路及びそれらの接続部分を有機材料のプラズマ重合膜で被覆する技術が示されている。特許文献２の電気回路は、計測用に用いられるものであって、被測定物の表面に直接設けられ、電気回路を筐体内部に収容するという概念は元々存在しない。また、被測定対象の物理量によっては振動を利用して測定するため、筐体による振動吸収とは相反するものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１８５８６５号公報　（段落０００７）
【特許文献２】
特開平４−２１９９０１号公報　（図１、段落００１５）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のように、筐体を板金加工で成形する場合、加工方法による制限から形状の自由度が低く、部品の複合化を図ることが困難である。また、金属とはいえ、薄板を加工しているため、必ずしも充分な剛性が得られるとは限らず、また振動に対しても大きな減衰特性（振動吸収性）は望めない。
【０００９】
一方、筐体をダイキャスト成形する場合、ダイキャスト成形時における溶融したアルミニウム合金の流動性の低さから、肉厚を薄くすることが困難であり、小型化及び軽量化を図ることは困難であった。また、肉厚を薄くできたとしても、剛性が低下し、また振動に対して大きな減衰特性は望めない。
【００１０】
そのため、筐体自体をある程度大きくせざるを得ず、小型化、軽量化及びコストダウンの要請に逆行する結果となっていた。また、このように筐体自体の減衰特性に大きな期待をすることができないことから、振動に対して一定の減衰特性を得るために、減衰特性の大きな充填剤を使用すると、電子回路モジュールの重量がさらに増加するという問題を生じていた。
【００１１】
また、筐体自体の減衰特性により外部からの振動を低減できたと仮定して、軽量化の観点から充填剤を使用しないとすれば、電子部品を水蒸気等から完全に保護することは困難であり、長期的な信頼性が低下する可能性があるという問題を生じる。
【００１２】
本発明は、上記従来例の課題を解決するためになされたものであり、充填剤を用いることなく、外部からの水や振動の影響を低減し、長期的な信頼性を維持しつつ、小型軽量化が可能な電子回路モジュールを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の電子回路モジュールは、筐体の内部に電子部品を搭載した回路基板を収容した電子回路モジュールであって、前記筐体はマグネシウムを主成分とする材料で形成され、前記回路基板上の回路配線のうち、少なくとも電力及び／又は電気信号の入出力端に、該入出力端部を覆う疎水性膜を形成したものである。
【００１４】
このような構成によれば、マグネシウム合金の優れた振動吸収性により、外部から加えられた振動を筐体で吸収することができ、内部に収容された電子回路を振動から保護することができる。また、マグネシウム合金は成形性に優れているので、従来の鉄板の板金加工やアルミニウム合金のダイキャスト加工では成形できなかった複雑な形状に成形することができる。そのため、筐体を小型化することが可能である。また、マグネシウム合金は軽量であるため、筐体を軽量化することも可能である。さらに、マグネシウム合金の振動吸収性により、充填剤を充填する必要がなくなる。また、回路基板上の回路配線などに対して、外部から筐体内に侵入した水滴や水蒸気を疎水性膜により遮断することができ、回路配線の主要部分である電力及び／又は電気信号の入出力端部を水滴や水蒸気等から保護することができ、防水及び防湿を目的とした充填剤を使用する必要がなくなる。その結果、筐体の小型軽量化と共に、充填剤の不使用による軽量化及びコストダウンを図ることができる。
【００１５】
また、前記疎水性膜は無機系材料からなることが好ましい。これにより、無機系材料による優れた熱伝導性により、電子部品から発生される熱を効率良く筐体に伝えることができ、筐体表面から放熱することができる。その結果、電子回路の安定した動作を維持することができる。
【００１６】
また、前記無機系材料からなる疎水性膜をＣＶＤ法により形成したことが好ましい。これにより、回路基板が大面積であっても、疎水性膜を均一に形成することができる。
【００１７】
また、前記電子回路は放電点灯装置であることが好ましい。このように、トランスやＦＥＴ等の自己発熱電子部品を多数含む放電点灯装置を上記のようにモジュール化することにより、自己発熱部品からの熱を効率良く放出することができ、放電点灯装置の長寿命化を図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態として、例えば自動車の前照灯のランプ点灯用電子回路モジュールの構成を図１に示す。
【００１９】
ランプ点灯用電子回路モジュール１は、マグネシウムを主成分とする材料で形成された筐体ベース２と、筐体ベース２の内部に収容される電子部品を搭載した回路基板３と、筐体カバー４と、回路基板３上に設けられた電子部品３１〜３７等で構成されている。本実施の形態では、筐体ベース２及び筐体カバー４で構成される筐体と、回路基板３及びその上に搭載された電子部品３１〜３７との間に充填剤は充填されておらず、回路基板３上に回路配線及び回路基板３と電子部品３１〜３７の接合部分に、疎水性膜５が形成されている（図２参照）。
【００２０】
筐体ベース２の底部には、回路基板３の裏面と筐体ベース２の接触によるショートを防止するための絶縁板２１が設けられている。回路基板３上には、外部電源からの電力ケーブルが接続され、電力を受けるための入力用カプラ３１と、ランプ点灯用電子回路を構成するトランス３２、パワーモジュール３３、ハイブリッドＩＣ３４、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３５、ＦＥＴを固定するための固定クリップ３６、ランプ（図示せず）に対して点灯用の電力を供給するためのケーブルが接続される出力用カプラ３７等が設けられている。
【００２１】
入力用カプラ３１及び出力用カプラ３７は、それぞれねじ１１により回路基板３に固定される。また、回路基板３は、ねじ１２により筐体２に固定される。筐体カバー４は、回路基板３を筐体ベース２に固定した後、ねじ１３により筐体ベース２に固定される。なお、入力用カプラ３１及び出力用カプラ３７のうち少なくとも結合部分は、筐体ベース２の側壁に設けられた切り欠き部２２及び２３から筐体ベース２の外側に突出するように取り付けられる。
【００２２】
筐体ベース２及び筐体カバー４は、マグネシウムを主成分とする材料、例えばＡＺ９１Ｄ、ＡＺ９１Ｂ、ＡＭ６０Ｂ等のマグネシウム合金で形成されている。筐体ベース２及び筐体カバー４の加工方法としては、ダイキャスト、射出成形（チクソモールディングを含む）、鋳造等を用いることができ、比較的複雑な形状であっても所望する形状に成形することが可能である。
【００２３】
マグネシウム合金の密度は、合金の種類によって若干異なるが、約１．８であり、例えばダイキャスト用アルミニウム合金ＡＤＣ１０〜１２の密度約２．７に比べてはるかに軽量である。従って、筐体各部の肉厚を同じにする場合、マグネシウム合金製の筐体の重量は、アルミニウム合金製の筐体の重量の２／３程度である。従って、筐体ベース２及び筐体カバー４の材料としてマグネシウム合金を用いることにより、筐体全体の軽量化が可能となる。
【００２４】
また、マグネシウム合金は、軽量でありながら十分な強度を有し、さらに成形性に優れ、寸法精度を高くすることが可能である。そのため、筐体ベース２の内側に薄肉のリブ構造を適宜配置することにより、一定の強度を維持しつつ筐体ベース２の各部の肉厚を薄くすることができる。その結果、筐体全体の小型化及び著しい軽量化が可能となる。さらに、高密度に実装された電子部品３１〜３７の隙間にリブ構造を配置することができ、このリブ構造を利用して回路基板３を筐体ベース２に固定することができる。
【００２５】
また、マグネシウム合金は、表１に示すように、鋳鉄やアルミニウム展伸材（３５６−Ｔ６）等の他の材料と比較して、高い振動吸収性（減衰能）を有している。この振動吸収性（ＳＤＣ）は、被験材料に振動を加えたとき、振動の１サイクルで失われるエネルギー損失率（％）を示しており、初期の振動エネルギーをＡ０、１サイクル後のエネルギーをＡ１として、
ＳＤＣ＝１００×（Ａ０２−Ａ１２）／Ａ０２
により求められる。
【００２６】
【表１】
2004140032.tif 000003
【００２７】
上記表１から、マグネシウム合金は、鋳鉄の約２〜３倍、アルミニウム展伸材（３５６−Ｔ６）の約３０〜４０倍の振動吸収性を有していることがわかる。このように、マグネシウム合金は振動吸収性に優れているため、マグネシウム合金で筐体ベース２及び筐体カバー４を形成することにより、外部から筐体に加えられた振動を抑制し、内部の電子回路に伝わる振動を低減することができる。その結果、充填剤を用いることなく、外部から加えられた振動を抑制することができる。
【００２８】
なお、使用される環境に応じて、筐体ベース２及び筐体カバー４の表面に化成処理、塗装、めっき等の防錆処理を施してもよいし、外観の見栄えを向上させるために塗装や印刷等を施してもよい。
【００２９】
図２は、本実施の形態における電子回路モジュール１の一部分の断面を示す。図２に示すように、回路基板３の両面及び回路基板３上に搭載された電子部品３１〜３７（図ではハイブリッドＩＣ３４を示すが、これだけに限定されない）の接続部分を覆うように疎水性膜５が形成されている。
【００３０】
疎水性膜５の材料としては、エポキシ系樹脂やシリコン系樹脂等の有機系絶縁材料のほか、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＣｅＦ３、ＺｎＳ、ＴｉＣ、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４等の無機系絶縁材料を使用することができる。なお、疎水性膜５の材料は、本発明の目的を達成できるものであればよく、これら列挙したものには限定されない。また、無機系材料は、有機系材料に比べて熱伝導性に優れるため、回路基板３上にトランス３２やＦＥＴ３５等の発熱量の多い部品が搭載されている場合に有効である。疎水性膜５の膜厚は、有機系材料を用いる場合は８〜２０μｍ程度、無機系材料を用いる場合は０．５〜２ミクロン程度が好ましい。
【００３１】
疎水性膜５の形成方法としては、液体材料の場合、スプレー法、フローコート、ディッピング法等を使用することができる。また、固体材料の場合、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を使用することができる。疎水性膜５の形成方法は、疎水性膜としての所定の性能を維持しつつ、電子回路にダメージを与えない方法であれば良く、生産性等を考慮して任意に選択すればよく、上記に列挙した方法には限定されない。なお、無機系材料を使用するときは、ＣＶＤ法を用いることにより、大面積の回路基板に対して均一な厚さの疎水性膜５を形成することができる。
【００３２】
また、疎水性膜５は、少なくとも電子回路の電力及び／又は電気信号の入出力端部に形成されていれば良く、必ずしも回路基板３の両面に形成する必要はない。また、回路の構成や目的に応じて必要な箇所に設ければよく、回路基板３の片面だけであってもよいし、さらに一部分だけであってもよい。あるいは、電子部品全体を覆うように疎水性膜５を形成してもよい。
【００３３】
このように、回路基板３上の回路配線のうち、特に空気中の水蒸気等と反応しやすく、腐食等による劣化が起こりやすい部分である電力及び／又は電気信号の入出力端部を疎水性膜５で覆うことにより、仮に外部から筐体の内部に水滴や水蒸気等が侵入してきても、疎水性膜５で覆われている部分の回路配線や電子部品に関しては、水蒸気等との反応による劣化を防止することができ、長期的な信頼性を維持することができる。特に、本実施の形態のように回路基板３の両面及び回路基板３上に搭載された電子部品の接続部分を覆うように疎水性膜５を形成すれば、防水及び防湿対策に関しては、実質的に疎水性充填剤を筐体と回路基板３及びその上に搭載された電子部品との隙間に充填した場合と同様の効果が得られる。すなわち、充填剤を充填しない分だけ、電子回路モジュール１の重量を軽減し、かつコストダウンを図ることができる。
【００３４】
以上のように、筐体を構成する筐体ベース２及び筐体カバー４を、それぞれマグネシウム合金を用いて成形することにより、マグネシウム合金の有する優れた成形性により、加工方法による形状の制限が少なく、筐体を複雑な形状に成形することも可能である。そのため、筐体を小型化することが可能である。また、マグネシウム合金は軽量である上に機械的強度が高いので、筐体各部の肉厚を薄くすることができ、著しい軽量化を図ることができる。
【００３５】
さらに、マグネシウム合金は振動吸収性に優れるため、外部から加えられる振動を筐体自体で減衰させることが可能である。そのため、振動吸収のための充填剤を使用しなくてもよくなり、筐体の小型軽量化及び充填剤の不使用により、電子回路モジュール全体の軽量化及びコストダウンを図ることができる。
【００３６】
さらに、筐体内部に収容される回路基板３上の回路配線のうち、少なくとも電力及び／又は電気信号の入出力端を疎水性膜５で覆うことにより、外部から進入する水滴や水蒸気等から電子回路の主要部を保護することができ、防水対策や防湿対策のための充填剤を使用しなくてもよくなる。さらに、疎水性膜５の材料として無機系材料を用いることにより、有機系材料を用いた場合と比較して熱伝導性が高いので、電子部品から発生する熱を効率良く筐体に伝え、筐体表面から発散させることができる。そのため、電子部品の熱や振動による劣化が少なくなり、長期的な信頼性を確保することができる。さらに、無機系材料を使用する場合、ＣＶＤ法を用いることにより、回路基板３が大面積であってもその上に疎水性膜５を均一に形成することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、電子回路モジュールの一例として、自動車の前照灯のランプ点灯用電子回路モジュールについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子部品を搭載した回路基板を筐体内部に収容した全ての電子回路モジュールに適用することができる。また、回路基板を筐体ベースにねじ止めする構成を示したが、回路基板の固定方法はこれに限定されず、その他の方法で固定することができることは言うまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、電子部品を搭載した回路基板を、マグネシウムを主成分とする材料で形成された筐体の内部に収容し、回路基板上の回路配線のうち、少なくとも電力及び／又は電気信号の入出力端部に、該入出力端部を覆うように疎水性膜を形成したので、マグネシウム合金の優れた振動吸収性により外部から加えられる振動を筐体で吸収し、内部の回路基板及び電子部品を振動から保護することができる。また、疎水性膜により、外部から侵入する水滴や水蒸気等を遮断することにより、水蒸気等から回路基板上の回路配線や電子部品を保護することができる。その結果、振動吸収、防水及び防湿を目的とした充填剤を使用する必要がなくなり、電子回路モジュールの小型軽量化及びコストダウンを図ることができる。
【００３９】
さらに、疎水性膜の材料として無機系材料を用いることにより、電子部品から発生する熱を効率良く筐体に伝えることができ、筐体表面から熱を放射することにより、電子部品を熱から保護することができる。その結果、電子回路の信頼性を長期的に維持することができる。
【００４０】
さらに、疎水性膜の材料として無機系材料を用いる場合、ＣＶＤ法を用いることにより、回路基板が大面積であっても、疎水性膜を均一に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電子回路モジュールの構成を示す斜視図。
【図２】上記実施の形態における電子回路モジュールの一部分の構成を示す断面図。
【符号の説明】
１　電子回路モジュール
２　筐体ベース
３　回路基板
４　筐体カバー
５　疎水性膜
３１〜３７　電子部品
【図１】
2004140032.tif 000004
【図２】
2004140032.tif 000005