(57)【要約】【課題】簡単な方法で有効な防水を図ることができ、しかも電力回路部の性能を維持させつつ、パワーモジュールの小型化の要請を満足させることができる電力回路部の防水方法を提供する。【解決手段】脚状端子１１ａ，１２ａを有する複数個のＦＥＴ１１やリレー１２等の電子部品が備えられた電力回路部１を放熱部材２上の回路配設領域に配設する。下端面にシール材３を有しかつ電子部品の脚状端子１１ａ，１２ａを含めた電力回路部１を囲み得る囲繞壁部材５を回路配設領域を取り囲んで回路配設面２ａ上にシール部材３を密着させた状態に取り付ける。回路配設工程及び囲繞壁形成工程の後、囲繞壁部材５により取り囲まれた空間内に少なくとも電子部品１１，１２の脚状端子１１ａ，１２ａを封止するまで液状の防水用樹脂を充填する。この防水用樹脂を硬化させて電子部品１１，１２を封止する防水層６を形成する。【選択図】　　図１
2004088989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脚状端子を有する１個ないし複数個の電子部品が備えられた電力回路部を放熱部材の回路配設面上における回路配設領域に配設する回路配設工程と、絶縁材からなり上記放熱部材側の端面にシール材を有しかつ上記電子部品の脚状端子を含めた上記電力回路部を取り囲み得る囲繞壁部材を上記回路配設領域を取り囲んで上記回路配設面上にシール材を密着させた状態に取り付ける囲繞壁形成工程と、上記回路配設工程及び囲繞壁形成工程の後、上記囲繞壁部材により取り囲まれた空間内に少なくとも上記電子部品の脚状端子を封止するまで液状の防水用樹脂を充填しこの防水用樹脂を硬化させて防水層を形成する防水層形成工程とを含むことを特徴とする電力回路部の防水方法。
【請求項２】
請求項１記載の電力回路部の防水方法において、上記囲繞壁部材は、その放熱部材側の端面にシール材充填溝を有し、上記囲繞壁形成工程では、このシール材充填溝にシール材を充填した後、囲繞壁部材を放熱部材に取り付けることを特徴とする電力回路部の防水方法。
【請求項３】
請求項２記載の電力回路部の防水方法において、上記囲繞壁部材と放熱部材との間に介在させる上記シール材は、発泡ゴムであることを特徴とする電力回路部の防水方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電力回路部の防水方法において、上記防水層形成工程で用いられる上記防水用樹脂は、シリコーン系樹脂であることを特徴とする電力回路部の防水方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電力回路部の防水方法であって、上記防水層形成工程の後、上記囲繞壁部材の放熱部材側と反対側の開口部にこの開口部を覆う蓋体を取り付けることを特徴とする電力回路部の防水方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電力回路部の防水方法において、上記回路配設工程で放熱部材上に配設される電力回路部は、複数枚のバスバーが同一平面内に所定パターンで配列されたバスバー構成板と、このバスバー構成板上に設けられる電子部品と、バスバー構成板の片面に接着され上記電子部品のスイッチング動作を制御する制御回路基板とを備え、上記電子部品は上記バスバー構成板及び制御回路基板に実装され、上記防水層形成工程では、上記防水用樹脂をバスバー構成板及び制御回路基板を含めて封止するまで充填することを特徴とする電力回路部の防水方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リレースイッチや半導体素子等の電子部品を備え、放熱部材上に配設される電力回路部の防水方法に関し、例えば共通の車載電源から複数の電子ユニットに配電を行うための電力回路部の防水方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、共通の車載電源から各電子ユニットに電力を分配する手段として、複数枚のバスバー基板を積層することにより電力回路部を構成し、これにヒューズやリレースイッチが組み込まれた電気接続箱が知られている。
【０００３】
このような電気接続箱は、上記電力回路部をロアケースとアッパーケースとにより構成されるケース内部に収納し、短絡等防止の観点からロアケースとアッパーケースとを水密状に嵌合してケース内部の防水が図られているのが一般的である。
【０００４】
ところで、近年、かかる電気接続箱の小型化や高速スイッチング制御を実現すべく、前記リレーに代えてあるいはリレーと共にＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を入力端子と出力端子との間に介在させたパワーモジュールが開発されるに至っており、かかるパワーモジュールにおいては半導体素子から発せられる熱を冷却する観点から放熱部材の回路配設面上に絶縁層を介して電力回路部が配設されて構成されているものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２０４７００号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなパワーモジュールにおいても、浸水等による短絡等を防止する必要があるのは上記従来の電気接続箱と同様であり、従ってその回路部の防水性が要請されるところ、いまだこのような防水の具体的手法についての開示がなされていない。
【０００７】
ここで、上記従来の電気接続箱と同様に、ロアケースとアッパーケースとから構成されるケース内部にパワーモジュールを収納し、このケースに厳重な防水構造を組み込むことによりパワーモジュールの防水を図ることもできるが、このよに厳重な防水構造を組み込むこととすれば、その構造が複雑となり、防水処理をするために手間暇を要し、簡易に防水することができないと共に、パワーモジュールのコンパクト化が困難となる。
【０００８】
本発明は、簡単な方法で有効な防水を図ることができ、しかもパワーモジュールの小型化の要請を満足させることができる電力回路部の防水方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、脚状端子を有する１個ないし複数個の電子部品が備えられた電力回路部を放熱部材の回路配設面上における回路配設領域に配設する回路配設工程と、絶縁材からなり上記放熱部材側の端面にシール材を有しかつ上記電子部品の脚状端子を含めた上記電力回路部を取り囲み得る囲繞壁部材を上記回路配設領域を取り囲んで上記回路配設面上にシール材を密着させた状態に取り付ける囲繞壁形成工程と、上記回路配設工程及び囲繞壁形成工程の後、上記囲繞壁部材により取り囲まれた空間内に少なくとも上記電子部品の脚状端子を封止するまで液状の防水用樹脂を充填しこの防水用樹脂を硬化させて防水層を形成する防水層形成工程とを含むものである。
【００１０】
上記構成によれば、上記回路配設工程及び囲繞壁形成工程の後、上記囲繞壁部材により取り囲まれた空間内に少なくとも上記電子部品の脚状端子を封止するまで液状の防水用樹脂を充填し、この防水用樹脂を硬化させて防水層を形成するので、絶縁材からなる囲繞壁部材を放熱部材に取り付けるだけで囲繞壁、すなわち回路配設領域を取り囲む堰堤を形成することができ、この堰堤により囲まれた空間内に液状の防水用樹脂を充填してこれを硬化させるだけで電力回路部を防水することができる。従って、簡単な方法で電力回路部の有効な防水を図ることができる。しかも、防水用樹脂は、液状のものが採用されるので、隅々まで防水用樹脂が行き渡り、電力回路部の全体に亘って確実に防水層が形成される。また、囲繞壁部材は、その下端面にシール材を有し、このシール材を回路配設面上に密着させた状態で放熱部材に取り付けるので、囲繞壁部材と放熱部材との間に隙間がある場合であってもこの隙間をシール材によって閉塞し、液状の防水用樹脂の漏れを防止することができる。従って、所定量の防水用樹脂を充填するだけで確実に電子部品の脚状端子を封止することができる。さらに、防水用樹脂を硬化させて防水層を形成することにより電力回路部の防水を図るので、パワーモジュールをコンパクトに形成することができ、パワーモジュールの小型化の要請も満足させることができる。
【００１１】
この発明において、上記囲繞壁部材は、その放熱部材側の端面にシール材充填溝を有し、上記囲繞壁形成工程では、このシール材充填溝にシール材を充填した後、囲繞壁部材を放熱部材に取り付けるものとするのが好ましい。このように構成すれば、シール材によって液状の防水用樹脂の漏れをより確実に防止することができると共に、囲繞壁部材のシール材充填溝にシール材が保持された状態で、この囲繞壁部材を放熱部材に取り付けることができ、確実にかつ所望位置にシール材を介在させることができる。
【００１２】
上記シール材は、囲繞壁部材と放熱部材との間に介在させて防水用樹脂の液漏れを防止することができるものであれば、特に限定するものではないが、囲繞壁部材と放熱部材との間の局所的な隙間がある場合にこの隙間を確実に防ぐことができるという観点から、一定の弾力性を有する発泡ゴムを用いるのが好ましい。なお、このシール材は、上記防水層形成工程において、液状の防水用樹脂が充填されて硬化されるまでの間における防水用樹脂の漏れを一時的に防止できるものであれば良いので、長期にわたっての耐久性を要さず、比較的安価な素材、例えばクロロプレンゴムを用いることができる。
【００１３】
さらに、この発明において、上記防水層形成工程に用いられる上記防水用樹脂は、シリコーン系樹脂であるのが好ましい。このように構成すれば、防水層において、耐熱性、耐寒性に優れるばかりでなく、電気的絶縁性も良好となる。
【００１４】
この発明において、上記防水層形成工程の後、上記囲繞壁部材の放熱部材側と反対側の開口部にこの開口部を覆う蓋体を取り付けるのが好ましい。このように構成すれば、囲繞壁部材を有効に利用してケースを形成することができ、電力回路部を外部衝撃から有効に保護することができる。
【００１５】
また、この発明において、上記回路配設工程で放熱部材上に配設される電力回路部は、複数枚のバスバーが同一平面内に所定パターンで配列されたバスバー構成板と、このバスバー構成板上に設けられる電子部品と、バスバー構成板の片面に接着され上記電子部品のスイッチング動作を制御する制御回路基板とを備え、上記電子部品は上記バスバー構成板及び制御回路基板に実装され、上記防水層形成工程では、上記防水用樹脂をバスバー構成板及び制御回路基板を含めて封止するまで充填するのが好ましい。このように構成すれば、電力回路部を薄く形成することができ、従って比較的少量の防水用樹脂により上記バスバー構成板及び制御回路基板を含めて上記電子部品の脚状端子を封止する状態にまで充填することができ、低コストで電力回路部の確実かつ有効な防水を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、車両等に搭載される共通の電源から供給される電力を複数の電気的負荷に分配する電力回路部を示すが、この発明にかかる電力回路部の用途はこれに限らず、放熱及び防水が要請される電力回路部に広く適用可能である。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本第１実施形態の防水方法によって防水処理がなされた電力回路部を含むパワーモジュールを示す断面図である。図２は、同パワーモジュールを後述する回路配設工程後の状態で示す平面図である。
【００１８】
このパワーモジュールは、本第１実施形態では縦置き、すなわち図１における上部を上方に向けて車両に装着されるものであるが、車両に対する装着の方向はこれに限定されるものではない。以下の説明において、このパワーモジュールが縦置きされた場合における方向を用いることもあるが、これは各部材間の相対的な方向を特定するために便宜的に用いたものである。
【００１９】
まず、本第１実施形態の防水方法によって防水される所定の電力回路部１は、図１及び図２に示すように、所定の多角形状（本第１実施形態では横倒し凸状形状）の領域内に複数枚のバスバー１０ａが同一平面内に所定のパターン、本第１実施形態では上記領域両側縁（図１では上下両側縁）にバスバー１０ａ端部が突出されるようなパターンで配列されたバスバー構成板１０と、このバスバー構成板１０を構成するバスバー１０ａのうち入力端子用バスバー１０ａと出力端子用バスバー１０ａとの間に介在される半導体スイッチング素子である複数個のＦＥＴ１１と、複数本の所定バスバー１０ａとの間に介在される複数個のリレー１２と、上記バスバー構成板１０の片面（図１では右側面）に接着され上記ＦＥＴ１１及び一部のリレー１２のスイッチング動作を制御する制御回路を有する制御回路基板１３とを含み、上記ＦＥＴ１１及び一部のリレー１２はバスバー構成板１０と制御回路基板１３の双方に実装され、すなわち電気的に接続されている。
【００２０】
図１及び図２に示すように、上記ＦＥＴ１１は、略直方体形状を呈し、その側面には複数本（本第１実施形態では２本）の脚状の端子１１ａが突設され、これらがバスバー構成板１０及び制御回路基板１３に電気的に接続されている。一方、リレー１２は、略直方体形状を呈し、その下端部に複数本（本第１実施形態では８本）の脚状の端子１２ａがバスバー構成板１０に沿って側方突出状に設けられ、これらがバスバー構成板１０に電気的に接続されている。
【００２１】
この電力回路部１には、他の外部端子が接続される外部接続端子１４，１５を有し、例えば入力端子、出力端子または信号入力端子として機能するものとなされている。これらの外部接続端子１４，１５は、所定のバスバー１０ａ端部が所定形状に折り曲げられて形成されている。本第１実施形態では、バスバー構成板１０の下端縁に右側方に（後述する放熱部材２側と反対側に）突出する第１外部接続端子１４とバスバー構成板１０の上端縁にＬ字状に屈曲形成され上方に突出する第２外部接続端子１５とを有し、パワーモジュールの上方及び右側方から外部端子が接続されるものとなされている。図２に示すように、この第２外部接続端子１５には、その先端部が二股状に形成されたものが含まれ、同じく二股状に形成された外部端子が差し込み易いものとなされている。
【００２２】
なお、バスバー構成板１０の形状やバスバー１０ａの配置パターンは適宜変更することができ、またＦＥＴ１１やリレー１２について、ＬＳＩやサイリスタ等の脚状端子を有するその他の電子部品に変更することもできる。さらに、制御回路基板１３についてこれをＦＥＴ１１の上位に配置するように変更することもできる。
【００２３】
１）放熱部材形成工程
まず、本第１実施形態の防水方法によって防水される上記電力回路部１が配設される放熱部材２を形成する。
【００２４】
すなわち、この工程で形成する放熱部材２は、横倒しにした凸型板状形状を有し、例えば全体がアルミニウム系金属等の熱伝導性に優れた材料で形成され、その上面が平坦に形成されて回路配設面２ａとして構成されている。この回路配設面２ａ上には、電力回路部１が配設される回路配設領域が設けられており、この領域からはみ出した状態で絶縁層（図示せず）が設けられている。回路配設領域は、後述する回路配設工程において電力回路部１が配設される回路配設面２ａ上の所定領域をいい、本第１実施形態では一面に絶縁層が設けられている。この絶縁層は、放熱部材２に熱的に接続されており、例えば絶縁性の高い接着剤（例えばエポキシ系樹脂からなる接着剤、シリコーン系接着剤等）を塗布して乾燥させることにより形成され、あるいは回路配設面２ａ上に絶縁シートを貼着することにより形成される。
【００２５】
なお、この放熱部材２について回路配設面２ａと反対側に放熱フィン、放熱ピン等を突出して形成し、放熱効率を向上させるように構成しても良い。
【００２６】
２）囲繞壁形成工程
次に、所定の囲繞壁部材５を上記放熱部材２の回路配設領域にシール材３を介して取り付ける。
【００２７】
すなわち、まず、図１ないし図３に示すように、放熱部材２側の端面にシール材充填溝４が形成された所定の囲繞壁部材５を形成する。
【００２８】
この囲繞壁部材５は、絶縁材からなり、図１及び図２に示すように、放熱部材２の回路配設面２ａの周縁部に沿うように筒状に形成され、上記電力回路部１を取り囲み得るものとなされている。すなわち、この囲繞壁部材５は、放熱部材２の回路配設領域を取り囲む形状を有する。そして、囲繞壁部材５は、その周側壁高さが電力回路部１に実装されている上記各種電子部品１１，１２（本第１実施形態ではＦＥＴ１１、リレー１２）の脚状端子１１ａ，１２ａよりも高く形成され、好ましくはこれら各種電子部品１１，１２の高さよりも高く形成されている。すなわち、囲繞壁部材５は、少なくとも各種電子部品１１，１２の脚状端子１１ａ，１２ａを含めた電力回路部１を取り囲み得るようになされている。本第１実施形態では、囲繞壁部材５の高さは、電力回路部１に実装されているリレー１２の高さよりも若干低く形成されている。
【００２９】
また、囲繞壁部材５は、図１及び図２に示すように、放熱部材２側の端面にこの端面に沿って全周に亘ってシール材充填溝４を有し、このシール材充填溝４にシール材３が充填されるものとなされている。このシール材充填溝４の断面形状は、特に限定されるものではないが、本第１実施形態では断面略Ｕ字状に形成されている。
【００３０】
なお、この囲繞壁部材５には、図１、図２及び図５に示すように、上方に突出する壁側フランジ部５ａが設けられ、この壁側フランジ部５ａに第２外部接続端子１５が案内される壁側案内溝５ｂが形成されている。この壁側案内溝５ｂの幅方向略中央には、その長手方向に沿って端子保持溝５ｃが設けられている。
【００３１】
上記シール材３は、回路配設領域を取り囲む環状形状に形成され、上記シール材充填溝４に密に嵌合し得るものとなされている。このシール材３は、後述する液状の防水用樹脂が硬化されるまで、この防水用樹脂が囲繞壁部材５から漏れ出すのを一時的に防止するために設けられたものであり、従ってその長期にわたっての耐久性が要求されず、比較的安価なものを用いることができる。上記シール材３としては、特に限定するものではないが、囲繞壁部材５と放熱部材２との間の隙間を確実に閉塞するという観点から、一定の弾力性を有するもの、例えば独立気泡の発泡ゴムが好適に用いられる。またシール材３に用いられる素材も、特に限定されるものではなく、経済性、汎用性、加工性等の観点からクロロプレンゴムなどが用いられるのが好ましい。
【００３２】
そして、上記囲繞壁部材５のシール材充填溝４に上記シール材３を緊密状態に充填し、その後、放熱部材２の回路配設領域を取り囲んで回路配設面２ａ上にシール材３を密着させた状態で上記囲繞壁部材５を放熱部材２に取り付ける。囲繞壁部材５を放熱部材２に取り付けるに当たっては、例えば囲繞壁部材５の適所をネジ、ボルト等の機械的固定部材により取り付けるものであっても良いし、また接着等により取り付けるものであっても良く、公知の取り付け方法が採用される。また、後述する防水用樹脂として接着性を有するものを用いる場合には、この囲繞壁部材５を放熱部材２に仮止めにより取り付けるものであっても良い。
【００３３】
而して、放熱部材２の回路配設面２ａ上に囲繞壁が取り付けられると、図１及び図２に示すように、囲繞壁部材５によって放熱部材２の回路配設面２ａにおける回路配設領域を取り囲んで囲繞壁が形成され、この囲繞壁が堰堤として機能する。
【００３４】
３）回路配設工程
この囲繞壁部材５により取り囲まれた回路配設領域に上記電力回路部１を配設する。具体的には、上記電力回路部１を、その第２外部接続端子１５を囲繞壁部材５の壁側案内溝５ｂに収容しつつ、例えば熱伝導性の高い接着剤により接着し、あるいはバスバー１０ａの中に接地されるべきものが含まれる場合には、このバスバー１０ａを放熱部材２にネジ止めすることによって絶縁層を介して放熱部材２の回路配設面２ａ上における回路配設領域に配設する。言い換えると、上記囲繞壁部材５により取り囲まれた空間内に電力回路部１を嵌め込むように配設する。
【００３５】
４）防水層形成工程
上記囲繞壁形成工程及び回路配設工程の後、上記囲繞壁部材５により取り囲まれた空間内に所定量の液状の防水用樹脂を充填してこの防水用樹脂を硬化させて防水層６を形成する。
【００３６】
具体的には、まず囲繞壁部材５が取り付けられ、かつ電力回路部１が配設された放熱部材２をその回路配設面２ａ側が上方に向くようにセットして、囲繞壁部材５の放熱部材２側と反対側の開口部、すなわち上端開口部から液状の防水用樹脂を充填する。この防水用樹脂は、電力回路部１に実装されている各種電子部品１１，１２の脚状端子１１ａ，１２ａを封止する状態にまで充填する。図４は、各種電子部品１１，１２のうちＦＥＴ１１の脚状端子１１ａが封止されている状態を示す斜視図である。この防水用樹脂が充填された状態では、第１及び第２外部接続端子１５を除くバスバー構成板１０及び制御回路基板１３も防水用樹脂によって封止されている。
【００３７】
この防水用樹脂は、その素材を特に限定するものではなく、耐熱性、耐寒性に優れるばかりでなく、電気的絶縁性も良好となるという観点からシリコーン系樹脂などを用いるのが好ましい。また、この防水用樹脂として、接着性を有するものを採用すれば、プライマー等の塗布作業を省略して作業をより簡易なものとすることができる。さらに、防水用樹脂として、熱伝導性に優れたものを採用すれば、放熱部材２による放熱が促進されるだけでなく、この防水層６からも放熱され、より放熱性に優れたものとすることができる。
【００３８】
次に、充填された防水用樹脂を、加熱硬化させて防水層６を形成する。本第１実施形態においては、防水用樹脂は、硬化した後においては、一定の弾力性を有する反面、一定の保形性も有し、図１に示すように、第１及び第２外部接続端子１４，１５を除く電力回路部１を封止した状態で保たれる。
【００３９】
５）蓋体取付工程
そして、上記囲繞壁部材５の上端開口部を覆う蓋体７を製造し、上記防水層６形成した後、この蓋体７を囲繞壁部材５の上端開口部を覆った状態で囲繞壁部材５に取り付ける。
【００４０】
この蓋体７は、上記囲繞壁部材５の上端開口部に対応した横倒し凸型板状形状を有し、囲繞壁部材５の壁側フランジ部５ａに重ね合わされる蓋側フランジ部７ａを有する。この蓋側フランジ部７ａには、第２外部接続端子１５を案内する蓋側案内溝７ｂが設けられ、壁側案内溝５ｂとの間に形成される空間内に第２外部接続端子１５が収容されるものとなされている。この蓋側案内溝７ｂにも、外部端子が挿入されてこの外部端子を保持する端子保持溝７ｃが案内溝７ｂの長手方向に沿って設けられている。
【００４１】
また、蓋体７には、その下端部に上記第１外部接続端子１４に対応して形成されるコネクタ形成用のフード８を備える。すなわち、図１に示すように、蓋体７の下端部には右側方に突出する筒状のフード８が設けられ、１本ないし複数本の第１外部接続端子１４がこのフード８内に突出し得るように構成されている。このフード８と１本ないし複数本の第１外部接続端子１４とにより、別のコネクタと結合可能な外部接続コネクタを構成している。
【００４２】
この蓋体７は、図示しない係止片等の係止部材により囲繞壁部材５に取り付けられ、あるいは接着、溶着等により囲繞壁部材５に取り付けられる。
【００４３】
なお、この蓋体７は、適宜省略することができるが、囲繞壁部材５内部の露出を回避して、電力回路部１を外部衝撃から保護する観点から、この蓋体７を設けることが好ましい。
【００４４】
以上のようにして形成されたパワーモジュールにおいて、第１及び第２外部接続端子１４，１５に、電源や電気的負荷等を接続することにより、前記電源から適当な電気的負荷に電力を分配するパワーディストリビュータが構築される。本第１実施形態では、特に、第２外部接続端子１５にこれらの電源や電気的負荷等を接続する場合には、図５に示すように、壁側案内溝５ｂ及び蓋側案内溝７ｂに形成された端子保持溝５ｃ，７ｃにより形成された端子保持孔に二股状の外部端子を差し込むことによって容易に両者を接続しうるものとなされている。
【００４５】
上記電力回路部１の防水方法によれば、放熱部材２の回路配設面２ａ上に回路配設領域を囲繞壁部材５により取り囲んで堰堤を形成すると共に、その回路配設面２ａの回路配設領域に絶縁層を介して電力回路部１を配設した後、囲繞壁部材５により取り囲まれた空間内に少なくともＦＥＴ１１及びリレー１２の脚状端子１１ａ，１２ａを封止する状態にまで液状の防水用樹脂を充填し、この防水用樹脂を硬化させて防水層６を形成するので、囲繞壁部材５による堰堤により囲まれた空間内に液状防水用樹脂を充填してこれを硬化させるだけで電力回路部１の防水をすることができる。従って、簡単な方法で電力回路部１の防水を図ることができる。しかも、防水用樹脂は、液状のシリコーン系樹脂が採用されているので、この樹脂を堰堤に囲まれた空間内の隅々まで行き渡らせることができ、電力回路部１の全体に亘って確実に防水層６を形成して、その防水を図ることができる。また、囲繞壁部材５は、シール材３を介して放熱部材２に取り付けられる、すなわち両部材２，５間にはシール材３が介在しているので、両部材２，５間に局所的に隙間があるような場合でも、その隙間をシール材３が塞ぎ、液状の防水用樹脂の漏れを防ぐことができる。従って、所定量の防水用樹脂により所望高さの防水層６を形成することができ、その高さをＦＥＴ１１及びリレー１２の脚状端子１１ａ，１２ａを考慮して設定することによって確実にこれらの脚状端子１１ａ，１２ａを封止することができる。しかも、このシール材３は囲繞壁部材５のシール材充填溝４に保持され、この状態で囲繞壁部材５が放熱部材２に取り付けられるので、確実に囲繞壁部材５と放熱部材２との間にシール材３を介在させることができる。
【００４６】
また、防水層６により防水される電力回路部１が、バスバー構成板１０と、ＦＥＴ１１及びリレー１２と、バスバー構成板１０の片面に接着されＦＥＴ１１のスイッチング動作を制御する制御回路基板１３とを備え、ＦＥＴ１１は上記バスバー構成板１０と制御回路基板１３の双方に実装されているので、電力回路部１をコンパクト、特に厚み方向にコンパクトに形成することができ、従って、比較的少量の防水用樹脂によりＦＥＴ１１やリレー１２の脚状端子１１ａ，１２ａを封止する状態にまで充填することができ、低コストで電力回路部１の防水を図ることができる。
【００４７】
さらに、防水用樹脂を硬化させて防水層６を形成することにより電力回路部１の防水を図るので、パワーモジュールを可及的に小さく形成することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
次にこの発明の第２実施形態に係る電力回路部の防水方法について説明する。この第２実施形態に係る電力回路部の防水方法は、防水される電力回路部を含むパワーモジュールの具体的構成において上記第１実施形態と異なる。また、この防水方法における具体的順序においても、囲繞壁部材５５に電力回路部５１を組み付け、この組み付け状態にある囲繞壁部材５５を放熱部材５２に組み付けることにより、電力回路部５１を放熱部材５２に配設するとともに、この放熱部材５２に囲繞壁を形成する点で上記第１実施形態と異なる。以下、上記第１実施形態と異なる部分を重点的に、第２実施形態について説明する。図６は、本第２実施形態の防水方法によって防水処理がなされた電力回路部５１を含むパワーモジュールを分解して示す斜視図である。なお、このパワーモジュールも本第２実施形態では、縦置き、すなわち図６における手前側短辺を上側にして車両に装着されるが、特記しない限りは図面における方向で便宜的に説明する。
【００４９】
まず、本第２実施形態の防水方法によって防水される所定の電力回路部５１は、図６及び図９に示すように、略矩形状の領域内でかつ同一平面内に所定のパターン、すなわち上記領域の左右両側縁に端部が突出されるようなパターンで配列された複数本のバスバー６０と、これらのバスバー６０のうち入力端子用バスバー６０と出力端子用バスバー６０との間に介在される半導体スイッチング素子である複数個のＦＥＴ６１と、上記バスバー６０の片面（図６では上面）に接着され上記ＦＥＴ６１のスイッチング動作を制御する制御回路を有する制御回路基板６３とを含み、上記ＦＥＴ６１はバスバー６０と制御回路基板６３の双方に実装され、すなわち電気的に接続されている。
【００５０】
この電力回路部５１にも、バスバー６０の端部が所定形状に折り曲げられて（図６では上方に折り曲げられて）、他の外部端子が接続される外部接続端子６４が形成されている。本第２実施形態では、バスバー６０が配列された領域の左右側縁に、縦置き状態で、側方に突出するように外部接続端子６４が構成されている。この外部接続端子６４は、第１実施形態と同様、入力端子、出力端子、または信号入力端子として機能するものとなされている。
【００５１】
なお、この電力回路部５１に関する各種構成について本第２実施形態のものに限定されないことは、上記第１実施形態と同様である。
【００５２】
１）放熱部材形成工程
まず、本第２実施形態の防水方法によって防水される上記電力回路部５１が配設される放熱部材５２を形成する。
【００５３】
すなわち、この工程で形成する放熱部材５２は、第１実施形態における放熱部材２と、その下面から左右方向に並ぶ複数枚の放熱フィン５２ｂが下向きに突出して設けられている点で異なる。このように放熱フィン５２ｂを設けることとしたのは、本第２実施形態の電力回路部５１には多数のＦＥＴ６１が実装され、このＦＥＴ６１からの発熱を効率よく放熱するためである。なお、放熱フィン５２ｂは、本第２実施形態おいても適宜省略してもよく、或いはこの放熱フィン５２ｂに多数の細溝を列設し、放熱フィン５２ｂの表面積を大きくして放熱効率を向上するように構成してもよい。
【００５４】
また、本第２実施形態の放熱部材５２の回路配設面５２ａ上にも、電力回路部５１が配設される回路配設領域が設けられており、この領域からはみ出した状態で絶縁層８０が設けられている。この絶縁層８０は、放熱部材５２に熱的に接続されており、例えば絶縁性の高い接着剤を塗布して乾燥させることにより形成される。特に本第２実施形態では、電力回路部５１を放熱部材５２に接合する際に用いる接着剤（本実施形態では接着剤）を絶縁層８０として用いることにより、確実に絶縁層８０を形成するものとなされている。すなわち、絶縁層８０の形成時に例えばピンホールが発生した場合でも後述する接着剤の塗布作業においてこのピンホールを埋め、電力回路部５１を接着するための接着剤が絶縁層８０の一部を構成するので、電力回路部５１と放熱部材５２とを確実に絶縁することができる。
【００５５】
２）囲繞壁形成工程及び回路配設工程
次に、電力回路部５１を組み付けた状態で所定の囲繞壁部材５５を上記放熱部材５２の回路配設領域にシール材５３を介して取り付ける。
【００５６】
すなわち、まず、図６ないし図８に示すような囲繞壁部材５５を形成する。この囲繞壁部材５５は、絶縁材からなり、下端面が回路配設面５２ａの周縁部に沿う筒状に形成された囲繞壁本体５５ａと、この囲繞壁本体５５ａの周縁部から下方に延出して放熱部材５２の周側面を覆うスカート部５５ｂとを有する。
【００５７】
囲繞壁本体５５ａは、放熱部材５２の回路配設領域を取り囲む形状を有し、その下端面の全周に亘ってシール材充填溝５４が形成されている。すなわち、このシール材充填溝５４は、回路配設面５２ａの回路配設領域を取り囲むように設けられ、後述するシール材５３が充填されるものとなされている。シール材充填溝５４の断面は、特に限定するものではないが、本第２実施形態においても第１実施形態と同様に断面略Ｕ字状に形成されている。
【００５８】
また、囲繞壁本体５５ａは、その周側壁高さが少なくとも電力回路部５１に実装されている上記各種電子部品（ＦＥＴ）６１の脚状端子６１ａ等よりも高く設定され、各種電子部品６１を含めた電力回路部５１を取り囲み得るように形成されている。本第２実施形態では、囲繞壁本体５５ａは、その周側壁高さが上記電子部品６１よりも高く設定されている。
【００５９】
さらに、囲繞壁本体５５ａは、その上端開口部５５ｃが回路配設面５２ａの回路配設領域に略対向するように設けられ、囲繞壁部材５５が放熱部材５２に取り付けられた後は、この上端開口部５５ｃを通して放熱部材５２に配設された電力回路部５１が視認し得るものとなされている。
【００６０】
さらに、囲繞壁本体５５ａは、上端開口部５５ｃの左右両側に電力回路部５１の外部接続端子６４が挿通される端子用貫通孔６２が囲繞壁本体５５ａを上下に貫通して設けられるとともに、囲繞壁本体５５ａの上面には複数の端子用貫通孔６２を取り囲むようにコネクタ形成用のフード５８が放熱部材５２と反対側に向かって複数個突設されている。つまり、フード５８は、上端開口部５５ｃの左右両側に囲繞壁部材５５の長手方向に沿って列設され、１本ないし複数本の外部接続端子６４がこのフード５８内に突出し得るように構成され、このフード５８と１本ないし複数本の外部接続端子６４とにより、別のコネクタと結合可能な外部接続コネクタを構成している。
【００６１】
一方、このフード５８内においては、図９に示すように、囲繞壁本体５５ａの上面が他のコネクタの先端面が当接するコネクタ当接面を残してこのコネクタ当接面よりも下方（放熱部材５２側）に没入する樹脂溜まり用凹部６５が形成され、この樹脂溜まり用凹部６５が形成された領域内に上記端子用貫通孔６２が設けられている。そして、一部のフード５８内においては、樹脂溜まり用凹部６５から囲繞壁本体５５ａ内側に連通する樹脂挿通孔６６が設けられる。
【００６２】
この樹脂溜まり用凹部６５は、後述する防水用樹脂を端子用貫通孔６２を通して導入し充填するために設けられたものであり、この樹脂溜まり用凹部６５内に後述する防水層５６を形成して端子用貫通孔６２を通した水の浸入を防止して電力回路部５１の短絡を効果的に防止するために設けられたものであり、従って後述する防水用樹脂が端子用貫通孔６２を通して樹脂溜まり用凹部６５に溢れ出るものとなされている。一方、樹脂挿通孔６６は、端子用貫通孔６２からの防水用樹脂の導入を補助、強化するものであり、この樹脂挿通孔６６を通して樹脂溜まり用凹部６５内に防水用樹脂が導入される。
【００６３】
回路配設面５２ａを基準にして樹脂溜まり用凹部６５の底面までの高さは、少なくとも同基準で電子部品（ＦＥＴ）６１の脚状端子６１ａの上縁高さよりも高く設定されている。従って、樹脂挿通孔６６を介して樹脂溜まり用凹部６５に防水用樹脂が溢れ出してきたときには、囲繞壁本体５５ａ内において電子部品の脚状端子６１ａが防水用樹脂により封止されることになる。本第２実施形態では、回路配設面５２ａを基準として、上記樹脂溜まり用凹部６５底面までの高さは、電子部品６１の上端高さと略同等に設定されている一方、樹脂溜まり用凹部６５の上縁までの高さは電子部品の上端高さより高く設定されている。
【００６４】
ここで、樹脂溜まり用凹部６５には、複数個の端子用貫通孔６２が配置されているものであってもよく、或いは１個の端子用貫通孔６２を設けるものであってもよい。また、樹脂溜まり用凹部６５内に複数個の端子用貫通孔６２が配置される場合でも、フード５８内の全ての端子用貫通孔６２が一つの樹脂溜まり用凹部６５内に設けられているものだけでなく、フード５８内の一部の端子用貫通孔６２が一つの樹脂溜まり用凹部６５内に設けられるものであってもよい。また、複数個の端子用貫通孔６２が樹脂溜まり用凹部６５内に設けられている場合であっても、端子用貫通孔６２間にリブを設け、そのリブの両側方において隣接する樹脂溜まり用凹部６５を連通させるものであってもよい。
【００６５】
また、フード５８は、縦置きされた場合に、下端部に位置する箇所が局所的に外方に膨出して形成され、この膨出部５８ａの内における囲繞壁本体５５ａには、放熱部材５２側に開口する水抜き孔５８ｂが設けられている。この水抜き孔５８ｂは、フード５８内に溜まった水を排出するためのものであり、この水抜き孔５８ｂから排出された水は、放熱部材５２と囲繞壁部材５５との間の排水通路７０を通して外部に排出されるものとなされている。
【００６６】
なお、囲繞壁本体５５ａには、パワーモジュールが縦置きされた場合の下部に水抜き用切欠き７１を有し、この水抜き用切欠き７１は後述する防水層５６表面に対位して、或いは防水層５６の表面よりも上位に設けられている。また、図８中７２は、外部接続端子６４を構成するバスバー６０を押止するための押止突起部である。
【００６７】
一方、スカート部５５ｂは、放熱部材５２の四周側面を覆う枠体形状を呈し、対向する一対の壁部は放熱フィン５２ｂの形状に対応して凹凸状に形成されている。また、このスカート部５５ｂの適所には、放熱部材５２の対応する箇所に係止する係止爪７３が形成され、囲繞壁部材５５と放熱部材５２とを強固に組み付け得るものとなされている。
【００６８】
上記シール材５３は、第１実施形態におけるシール材３と、形状が異なる点を除き同様に形成されているので、ここではその説明を省略する。
【００６９】
上記構成の囲繞壁部材５５を次のようにして放熱部材５２に取り付ける。
【００７０】
まず、上記囲繞壁部材５５のシール材充填溝５４に上記シール材５３を緊密状態に充填するとともに、上記電力回路部５１をその外部接続端子６４を端子用貫通孔６２に挿通して囲繞壁部材５５に組み付ける。次に、放熱部材５２の回路配設領域に絶縁層８０を構成する接着剤と同一の接着剤を塗布して、放熱部材５２の回路配設領域を取り囲むとともに回路配設面５２ａ上にシール材５３を密着させた状態で、上記電力回路部５１が組み付けられた囲繞壁部材５５を放熱部材５２に取り付ける。これにより、電力回路部５１が放熱部材５２の回路配設領域に接合される。
【００７１】
囲繞壁部材５５を放熱部材２に取り付けるに当たっては、スカート部５５ｂの係止爪７３を放熱部材５２の対応する箇所に係止することにより行われるが、第１実施形態と同様、公知の取り付け方法を採用するものであってもよい。また、後述する防水用樹脂として接着性を有するものを用いる場合には、この囲繞壁部材５を放熱部材２に仮止めにより取り付けるものであってもよい。
【００７２】
一方、電力回路部５１を放熱部材５２の回路配設領域に取り付けるにあたっては、熱伝導性が高い接着剤であって、絶縁層８０を構成する接着剤と同一の接着剤（本第２実施形態ではエポキシ系接着剤）を塗布しているが、その他の接着剤であってもよいことは言うまでもない。
【００７３】
そして、その後、囲繞壁部材５５の上端開口部５５ｃを通して電力回路部５１の適所、特に周縁部と電子部品（ＦＥＴ）６１周辺を押圧して電力回路部５１を放熱部材５２の回路配設領域に強固に接合する。このように、電力回路部５１を押圧して放熱部材５２に接合することにより、電力回路部５１の裏面に位置するバスバー１０ａが接着剤に埋没してこの接着剤による絶縁性によりバスバー１０ａ間の短絡が確実に防止されるとともに、電力回路部５１と放熱部材５２との間の熱伝導性を向上させることができる。
【００７４】
而して、放熱部材５２の回路配設面５２ａ上の回路配設領域に電力回路部５１が配設されるとともに、囲繞壁部材５５によって電力回路部５１を含めた放熱部材５２の回路配設面５２ａ上における回路配設領域を取り囲んで囲繞壁が形成され、この囲繞壁が防水用樹脂に対する堰堤として機能する。
【００７５】
３）防水層形成工程
上記囲繞壁形成工程及び回路配設工程の後、上記囲繞壁部材５５により取り囲まれた空間内に所定量の液状の防水用樹脂を充填してこの防水用樹脂を硬化させて防水層５６を形成する。
【００７６】
具体的には、まず囲繞壁部材５５が取り付けられ、かつ電力回路部５１が配設された放熱部材５２をその回路配設面５２ａ側が上方に向くようにセットして、囲繞壁部材５５の上端開口部５５ｃから液状の防水用樹脂を充填する。この防水用樹脂は、電力回路部５１に実装されている各種電子部品（ＦＥＴ）６１を封止する状態にまで充填する。このとき、囲繞壁部材５５の上端開口部５５ｃから充填された防水用樹脂は、端子用貫通孔６２及び樹脂挿通孔６６を通してフード５８内に溢れ出し、樹脂溜まり用凹部６５内の所定高さまで達するように設定されている。
【００７７】
この防水用樹脂が充填された状態では、外部接続端子６４の基端部を含めたバスバー６０、制御回路基板６３も防水用樹脂によって封止される。一方、シール材５３によって回路配設領域が取り囲まれているので、液状の防水用樹脂であっても放熱部材５２と囲繞壁部材５５との間の隙間から漏れ出すこともない。
【００７８】
この防水用樹脂は、防水性があればよく、その素材等を特に限定するものではないが、本第２実施形態のように液状の樹脂を用いることにより、囲繞壁部材５５の隅々まで防水用樹脂が行き渡り、確実に封止することができる。また、この防水用樹脂として、硬化後も一定の弾力性、保形性を有するものを用いれば、電子部品（ＦＥＴ）６１等に与える影響も少なく、また電子部品（ＦＥＴ）６１等を封止した状態で維持されるので好ましい。さらに、耐熱性、耐寒性に優れるばかりでなく、電気的絶縁性も良好になるという観点からエポキシ系樹脂などを用いるのが好ましい。また、この防水用樹脂として、接着性を有するものを採用することもできる。さらに、防水用樹脂として、熱伝導性に優れたものを採用すれば、放熱部材５２による放熱が促進されるだけでなく、防水層５６からも放熱され、より放熱性に優れたものとすることができる。
【００７９】
そして、充填された防水用樹脂を、加熱硬化させて防水層５６を形成する。
【００８０】
４）蓋体取付工程
そして、上記囲繞壁部材５５の上端開口部５５ｃを覆う蓋体５７を製造し、上記防水層５６形成した後、この蓋体５７を上端開口部５５ｃを覆った状態で囲繞壁部材５５に取り付ける。
【００８１】
この蓋体５７は、上記囲繞壁部材５５の上端開口部５５ｃに対応した板状形状を有し、図示しない係止構造により囲繞壁部材５５に取り付けられ、あるいは接着、溶着等により囲繞壁部材５５に取り付けられる。なお、この蓋体５７は、適宜省略することができるが、囲繞壁部材５５内部の露出を回避して、電力回路部５１を外部衝撃から保護する観点から、この蓋体５７を設けることが好ましい。
【００８２】
（他の実施形態）
なお、以上に本実施形態に係る電力回路部１の防水方法について説明したが、この発明に係る防水方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、以下のような変更が可能である。
【００８３】
各工程の順番は、上記実施形態のものに限られず、例えば、回路配設工程後に囲繞壁形成工程を行うもの等であっても良い。ただ、囲繞壁形成工程後に回路配設工程を行うか、囲繞壁形性工程とともに回路配設工程を行うと、電力回路部１の位置決めが容易になり、作業効率が向上する点で有利である。
【００８４】
また、上記実施形態では、防水用樹脂として熱硬化性樹脂を用い、この防水用樹脂を熱硬化させることにより、防水層６、５６を形成したが、防水層６、５６の形成方法は、この手法に限定されるものではなく、充填した防水用樹脂を所定時間放置しておくことによりこの防水用樹脂が自然に硬化して防水層６、５６を形成するものであっても良い。
【００８５】
さらに、上記第１実施形態における囲繞壁部材５について、防水層６の高さよりも高く形成し、パワーモジュールが縦置きされた場合の囲繞壁部材５下部に防水層６の表面に対位して、あるいは防水層６の表面よりも上位に、１個ないし複数個の水抜き孔を設けるものとしても良い。
【００８６】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、脚状端子を有する１個ないし複数個の電子部品が備えられた電力回路部を放熱部材の回路配設面上における回路配設領域に配設する回路配設工程と、絶縁材からなり上記放熱部材側の端面にシール材を有しかつ上記電子部品の脚状端子を含めた上記電力回路部を取り囲み得る囲繞壁部材を上記回路配設領域を取り囲んで上記回路配設面上にシール材を密着させた状態に取り付ける囲繞壁形成工程と、上記回路配設工程及び囲繞壁形成工程の後、上記囲繞壁部材により取り囲まれた空間内に少なくとも上記電子部品の脚状端子を封止するまで液状の防水用樹脂を充填しこの防水用樹脂を硬化させて防水層を形成する防水層形成工程とを含むので、絶縁材からなる囲繞壁部材を放熱部材に取り付けるだけで堰堤として機能する囲繞壁を形成することができ、この囲繞壁により囲まれた空間内に液状の防水用樹脂を充填してこれを硬化させるという簡単な方法で電力回路部の有効な防水を図ることができる。しかも、液状の防水用樹脂によりこの電力回路部の全体に亘って確実に防水層が形成され、囲繞壁部材を放熱部材の回路配設面上にシール部材を密着させた状態に取り付けるので、液状の防水用樹脂の漏れを防ぐことができ、従って、所定量の防水用樹脂を充填するだけで確実に電子部品の脚状端子を封止することができる。さらに、防水用樹脂を硬化させて防水層を形成することにより電力回路部の防水を図ることができるので、この電力回路部を含むパワーモジュールをコンパクトに形成することができ、パワーモジュールの小型化の要請も満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる電力回路部の防水方法が適用されるパワーモジュールを示す断面図である。
【図２】同パワーモジュールを回路配設工程後の状態で示す平面図である。
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】ＦＥＴを防水用樹脂でその脚状端子を封止した状態で示す斜視図である。
【図５】同パワーモジュールにおける第２外部接続端子の接続構造を示す上面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る電力回路部の防水方法が適用されるパワーモジュールを分解した状態で示す斜視図である。
【図７】同パワーモジュールの囲繞壁部材、シール材、放熱部材を分解した状態で示す斜視図である。
【図８】同パワーモジュールの囲繞壁部材を示す斜視図である。
【図９】同パワーモジュールの要部断面図である。
【符号の説明】
１　電力回路部
２　放熱部材
３　シール材
４　シール材充填溝
５　囲繞壁部材
６　防水層
７　蓋体
１０　バスバー構成板
１１　ＦＥＴ
１１ａ　脚状端子
１２　リレー
１２ａ　脚状端子
【図１】
2004088989.tif 000003
【図２】
2004088989.tif 000004
【図３】
2004088989.tif 000005
【図４】
2004088989.tif 000006
【図５】
2004088989.tif 000007
【図６】
2004088989.tif 000008
【図７】
2004088989.tif 000009
【図８】
2004088989.tif 000010
【図９】
2004088989.tif 000011