JP2010080768A - 電子回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液状樹脂がケース１０とカバー２０に垂れることを防止することが可能な超音波センサ装置１００を提供すること。
【解決手段】ケース１０とカバー２０にて囲まれる空間７０に電子回路３０（回路基板３１、電子部品３２ａ、電子部品３２ｂなど）が収納されて、封止剤４０にて封止された超音波センサ装置１００であって、カバー２０は、ケース１０の側壁１１１〜１１４の内側であり、側壁１１１〜１１４の端面１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１４ａと同一もしくは、側壁１１１〜１１４の端面１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１４ａよりも底面１１７側に配置された状態でケース１０の開口を塞ぐ。
【選択図】図２

Description

本発明は、ケースとカバーとにより形成される収納空間に収納された電子回路部品を封止剤で封止した電子回路装置に関する。

従来技術として、下記特許文献１に開示された電子回路装置がある。この電子回路装置では、ケース体内に収納した電子回路部品を封止剤で封止して、電子回路部品を保護している。
特開２００２−３４３９０７号公報

一方、電子回路部品を収納する空間をケースとケースの開口を塞ぐカバーとにより構成し、封止剤となる液状樹脂にて収納空間を満たす電子回路装置も考えられる。また、収納空間に充填する液状樹脂は硬化過程で低粘度状態となるものがある。このような液状樹脂で収納空間を満たす場合、低粘度状態の液状樹脂がケースとカバーの側壁のわずかな隙間から漏れてケースとカバーの外壁に垂れてしまうという問題があった。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、電子回路部品を収納するケースとカバーとの隙間から封止剤となる液状樹脂が漏れるのを抑制してケースとカバーに垂れることを防止することが可能な電子回路装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の電子回路装置は、ケースとカバーにて囲まれる空間に電子回路部品が収納されて封止剤にて封止された電子回路装置であって、ケースは、底面と側壁を有し底面に対向する面が開口しており、カバーは、封止剤を充填するための充填口を有し、ケースの側壁の内側であり、側壁の端部と同一もしくは、側壁の端部よりも底面側に配置された状態でケースの開口を塞ぐことを特徴とするものである。

このように、カバーは、ケースの側壁の内側であり、側壁の端部と同一もしくは、側壁の端部よりも底面側に配置された状態でケースの開口を塞ぐことにより、封止剤が低粘度状態であってもケースとカバーの隙間から漏れてケースとカバーの外壁に垂れることを防止することができる。

また、請求項２に示すように、カバーは、空気排出穴を備えるようにしてもよい。

このようにすることによって、充填口からケースとカバーにて囲まれる空間内に封止剤を充填する際に、封止剤の充填に伴って空間内の空気が空気排出穴から抜けるので封止剤を充填しやすくすることができる。

なお、電子回路部品は、部分的に背の高い部分（例えば、背の高い部品が実装された部分）がある。そこで、請求項３に示すように、カバーは、電子回路部品とは反対側にへこむ凹部を備えることによって、この背の高い部分を凹部に配置することができる。

この場合、凹部の内部は、封止剤で満たされないことになる。したがって、電子回路部品の凹部に配置される部分は封止剤で封止されていない。しかしながら、充填口から凹部までの間の空間は封止剤で封止されているので、電子回路部品の凹部に配置された部分を外部空間から遮蔽することができる。

このようにすることによって、ケースとカバーにて囲まれる空間を小さくすることができる。したがって、封止剤の充填量を低減することができる。

また、封止剤は、使用しているうちに劣化して充填口付近から亀裂などが生じることが考えられる。このように封止剤に亀裂が生じると、この亀裂から浸入した水が電子回路部品に達する可能性がある。特に、電子回路部品の凹部に配置される部分は、封止剤で封止されていないため水の浸入は避けたいものである。

そこで、請求項４に示すように、カバーの内面の少なくとも充填口から凹部までの間にケースの底面方向に突出する壁部を設けることによって、封止剤に亀裂が生じた場合であっても、その亀裂が充填口から凹部に達するまでの距離を長くすることができる。したがって、封止剤が劣化して亀裂が生じた場合であっても、電子回路部品の凹部に配置される部分に水が達しにくくすることができる。

また、カバーの凹部は、封止剤で満たされていない。したがって、電子回路装置の使用環境によっては、凹部内の空気が膨張して電子回路部品に悪影響を与える可能性がある。

そこで、請求項５に示すように、凹部の天井は、電子回路部品の高さに応じた高さを有するようにしてもよい。このようにすることによって、凹部の内部空間（封止剤で満たされてない部分）を少なくすることができる。したがって、使用環境によって膨張する空気自体を少なくすることができるので、電子回路部品に悪影響を与える可能性を低減することができる。

また、請求項６に示すように、電子回路部品は、車両周辺の障害物を検知する車両用超音波センサの制御回路としてもよい。

車両用超音波センサは、車両のバンパ付近などの狭い空間でかつ、車外に配置されることが多い。しかしながら、本発明の電子回路装置は、電子回路部品が封止剤にて外部から遮蔽されているため、車外に配置されても電子回路部品が被水することを防止できる。つまり、電子回路装置は、車両用超音波センサに適用することができる。

また、カバーに凹部を設けた場合、ケースとカバーにて囲まれる空間を小さくすることができるので、電子回路装置の体格も小さくすることができる。したがって、特に、カバーに凹部を設けた電子回路装置を車両用超音波センサに適用すると好ましい。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。本実施の形態においては、本発明の電子回路装置を車両周辺の障害物を検知する車両用超音波センサ（以下、超音波センサとも称する）に適用した例を採用して説明する。

図１は、本発明の実施の形態における超音波センサの概略構成を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態における超音波センサの概略構成を示す部分断面図である。図３は、本発明の実施の形態における超音波センサのカバーを被せる前の斜視図である。図４は、カバーの概略構成を示す斜視図である。図５は、図４のV-V断面図である。図６は、図４のVI-VI断面図である。図７（ａ）は電子回路の概略構成を示す側面図であり、（ｂ）は電子回路の概略構成を示す正面図である。

図１に示す超音波センサ装置１００は、ケース１０およびカバー２０と、ケース１０とカバー２０とで囲まれる空間に収納される電子回路（本発明の電子回路部品に相当）３０（図３参照）と、電子回路３０を振動や水、塵等から保護するための例えばウレタン樹脂などの封止剤４０とから構成されている。

電子回路３０は、図２及び図７などに示すように、配線パターン（図示省略）、端子挿入孔３３、端子挿入孔３４などが形成された回路基板３１に電子部品３２ａ、電子部品３２ｂが実装されてなるものである。超音波センサに適用される電子回路３０は、比較的背の低い電子部品３２ａと共に、コンデンサやコイルなどの比較的背の高い電子部品３２ａが実装される。なお、本実施の形態においては、高さの異なる複数の電子部品３２ｂが回路基板３１に実装される例を用いて説明する。

また、電子回路３０は、外部回路と電気的に接続するための外部接続用端子５０が端子挿入孔３３に挿入されて接続されると共に、超音波センサ装置１００の検出部である圧電素子（図示省略）と電気的に接続するための圧電素子接続用端子６０が端子挿入孔３４に挿入されて接続されている。このように構成される電子回路３０を備える超音波センサ装置１００は、車両のバンパ等に装着されて圧電素子で超音波の送受信を行い、車両と障害物等との距離を検出し、その検出結果を外部回路に出力するための装置である。

ケース１０は、樹脂材料（例えばポリブチレンテレフタレート樹脂）を射出成形して形成されており、本例では、それぞれ複数個取りの金型で成形されている。このケース１０は、電子回路３０を収納する矩形状の収納部１１と、電子回路３０の外部接続用端子５０が配置される端子孔１２１を有し、相手側のコネクタの形状に対応した形状（例えば角筒状）の端子部１２と、超音波センサの圧電素子が配置される円筒状の検出部１３とが一体的に設けられた形状をなすものである。なお、圧電素子は、検出部１３内に収納されて、圧電素子の先端部が検出部１３の検出面１３１において露出するようになっている。

収納部１１は、電子回路３０を収納するために、電子回路３０が支持部（図示省略）などを介して実装される底面１１７と、底面１１７の四辺から略垂直に設けられる四つの側壁１１１，１１２，１１３，１１４を備え、底面１１７に対向する面が開口している。また、側壁１１３，１１４の端面１１３ａ，１１４ａは水平であるのに対して、側壁１１１，１１２の端面は段差を有している。

この側壁１１１，１１２の端面に段差を設けるのは、回路基板３１と外部接続用端子５０及び圧電素子接続用端子６０とを半田付けする治具が側壁１１１，１１２に接触するのを防止するためである。図３に示すように、回路基板３１と外部接続用端子５０及び圧電素子接続用端子６０とは、電子回路３０を収納部１１に配置した状態で治具にて半田付けするものである。また、外部接続用端子５０は、側壁１１１，１１２の近傍まで配置される。このため、半田付けの治具が側壁１１１，１１２に接触する可能性がある。そこで、半田付けの治具が側壁１１１，１１２に接触することを防止するために、側壁１１１，１１２における外部接続用端子５０の近傍に位置する部分を低くしてある。つまり、側壁１１１，１１２の端面は、端面１１１ｂ，１１２ｂに対して、一段下がった位置（底面１１７側に下がった位置）に形成される端面１１１ａ，１１２ａを有する。なお、端面１１１ｂ，１１２ｂと端面１１３ａとは略同一面である。

また、側壁１１１，１１２，１１３，１１４の内面には、後ほど説明するカバー２０の落ち込みを防止するための段差部１１６を有する。この段差部１１６は、端面１１１ｂ，１１２ｂ，１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１１４ａから底面１１７方向にカバー２０の高さ以上離れた位置に設ける。これによって、ケース１０にカバー２０を固定した場合に、カバー２０は、側壁１１１，１１２，１１３，１１４の内側に配置されると共に、端面１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１４ａと同一もしくは、端面１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１４ａよりも底面１１７側に配置された状態でケース１０の開口を塞ぐ。また、側壁１１３には、カバー２０を固定するための係合孔１１５を有する。

カバー２０は、樹脂材料（例えばポリブチレンテレフタレート樹脂）を射出成形して形成されている。このカバー２０は、図４などに示すように、ケース１０の開口形状に対応した略矩形状をなし、平坦部２１と背の高い電子部品３２ｂに対応する位置に平坦部２１から電子回路３０とは反対方向にへこむ凹部２２が設けられる。平坦部２１には、封止剤４０となる液状樹脂を充填するための充填口２４と、液状樹脂を充填しやすくするための空気排出孔２３が形成される。

凹部２２は、背の高い電子部品３２ｂが配置される部分であり、電子回路３０の高さに応じた高さ、つまり、回路基板３１に実装される電子部品３２ｂの高さに応じた高さの天井を有する。本実施の形態においては、図５及び図６に示すように、天井２２ｂ１，２２ｃ１の高さが異なる第１電子部品室２２ｂ、第２電子部品室２２ｃを有する。本実施の形態においては、第１電子部品室２２ｂの天井２２ｂ１に比べて、第２電子部品室２２ｃの天井２２ｃ１の方が低く形成されている。なお、符号２２ａは、第１電子部品室２２ｂと第２電子部品室２２ｃとの天井２２ｂ１，２２ｃ１の高さの違いによって形成される部品室壁面である。

この凹部２２には、図２に示すように、封止剤４０は充填されない。つまり、凹部２２と封止剤４０とで囲まれた空間７０には、空気が満たされている。したがって、超音波センサ装置１００の使用環境によっては、凹部２２内の空気が膨張して電子回路３０に悪影響（空気の膨張による押圧力）を与える可能性がある。そこで、このように、電子部品３２ｂの高さに応じた高さの天井を有することによって、凹部２２の空間７０（封止剤４０で満たされてない部分）を少なくすることができる。したがって、使用環境によって膨張する空気自体を少なくすることができるので、電子回路３０に悪影響を与える可能性を低減することができる。

また、このように、カバー２０に平坦部２１と、背の高い電子部品３２ｂが配置される凹部２２を設けることによって、ケース１０とカバー２０にて囲まれる空間を小さくすることができるので、超音波センサ装置１００の体格も小さくすることができる。したがって、本発明の電子回路装置を車両のバンパ付近などの狭い空間に配置される超音波センサ装置１００に適用するのは好適である。

なお、本実施の形態においては、電子部品３２ｂの高さに応じて二つの部品室２２ｂ，２２ｃを設ける例を採用して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、回路基板３１に高さの異なる三つ以上の電子部品３２ｂが実装されていた場合は、その三つ以上の電子部品３２ｂの高さに応じた高さの天井を有する三つ以上の部品室を設けるようにしてもよい。このようにしても、使用環境によって膨張する空気自体を少なくすることができるので、電子回路３０に悪影響を与える可能性を低減することができる。

また、例えば、回路基板３１に高さの異なる複数の電子部品３２ｂが実装されていた場合であっても、その高さの異なる複数の電子部品３２ｂを一つの部品室（天井の高さは同じ）に配置するようにしてもよい。凹部２２内の空気を少なくすることは出来ないものの、この場合であっても、封止剤４０となる液状樹脂が漏れを抑制してケース１０に垂れることを防止するという本発明の目的は達成することができる。

カバー２０の周縁部には、図５及び図６などに示すように、ケース１０に設けられた段差部１１６に対応するフランジ２６ａ〜２６ｄが設けられる。さらに、カバー２０は、ケース１０に固定するための固定部が設けられる。この固定部は、図４及び図５に示すように、カバー２０におけるケース１０の側壁１１４に対応する側面から外側に突出する圧入部（固定部）２５ａと、ケース１０の側壁１１３に対応する奥壁２８から外側に突出する係合爪（固定部）２５ｂを有する。

また、カバー２０は、ケース１０に固定した状態において電子回路３０と対向する内面であり、凹部２２の端部にケース１０の底面方向に突出する壁（壁部）２７ａ,２７ｂが設けられる。この壁２７ａ,２７ｂは、凹部２２の幅程度で電子回路３０に接触しない程度の高さを有する。なお、壁２７ａの設置箇所は、凹部２２の端部に限定されるものではなく、少なくとも充填口２４から凹部２２までの間であればよい。換言すると、充填口２４から凹部２２の充填口２４に近い側の端部までの間であればよい。また、壁２７ｂの設置箇所は、凹部２２の端部に限定されるものではなく、少なくとも空気排出孔２３から凹部２２までの間であればよい。換言すると、空気排出孔２３から凹部２２の空気排出孔２３に近い側の端部までの間であればよい。また、カバー２０に空気排出孔２３を設けない場合は、充填口２４側の壁２７ａのみを設けるようにしてもよい。

封止剤４０は、使用しているうちに劣化して充填口２４や空気排出孔２３付近から亀裂などが生じることが考えられる。このように封止剤４０に亀裂が生じると、この亀裂から浸入した水が電子回路３０に達する可能性がある。特に、電子回路３０の凹部２２に配置される部分は、封止剤４０で封止されていないため水の浸入は避けたいものである。

そこで、カバー２０に壁（壁部）２７ａ,２７ｂを設けることによって、封止剤４０に亀裂が生じた場合であっても、その亀裂が充填口２４や空気排出孔２３から凹部に達するまでの距離を長くすることができる。したがって、封止剤が劣化して亀裂が生じた場合であっても、電子回路３０の凹部２２に配置される部分に水が達しにくくすることができる。

次に、上記構成の超音波センサ装置１００の組立方法を簡単に説明する。

まず、ケース１０内に電子回路３０を実装する。次に、ケース１０の開口にカバー２０を嵌合装着（固定）する。カバー２０をケース１０に固定する場合、係合爪２５ｂをケース１０の係合孔１１５に挿入しておいて、カバー２０を底面１１７側に押圧することによって、圧入部２５ａをケース１０の側壁１１４に圧入する。このとき、カバー２０のフランジ２６ａ〜２６ｄがケース１０の段差部１１６に当接することによって、カバー２０がケース１０内に落ち込むことを防止できる。また、カバー２０は、ケース１０の側壁１１１，１１２，１１３，１１４の端面１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１４ａと同一もしくは、その端面１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１４ａよりも底面１１７側に配置された状態でケース１０の開口を塞ぐ。

次に、図２に示すように、カバー２０の充填口２４からケース１０とカバー２０とにより形成された電子回路３０の収納空間に、ディスペンサ等の充填機を用いて封止剤４０となる液状樹脂を充填する。本例では、液状樹脂としてウレタン樹脂を採用している。液状樹脂は、図２に示すように、収納部１１とカバー２０の平坦部２１で囲まれる空間が満たされるまで充填される。従って、封止剤４０の液面は、平坦部２１の位置となる。なお、端面１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１４ａがカバー２０よりも十分に高い位置にある場合は、図１に示すように、ケース１０の側面に垂れない程度であれば、封止剤４０を充填口２４から溢れるまで充填してもよい。

電子回路３０の収納空間への液状樹脂の充填を完了したら、樹脂の加熱硬化（例えば、８０℃１０分程度の加熱硬化）を行い、液状樹脂を硬化して封止剤４０とする。液状樹脂の加熱硬化を開始した直後は、加熱硬化反応による高分子相互の結合に伴う粘度上昇よりも温度上昇による高分子の可塑化に伴う粘度降下が大きく、液状樹脂は注入時よりも粘度が一時低下する。

本実施形態のように、ケース１０およびカバー２０をそれぞれ複数個取りの金型で成形している場合には、ケース１０とカバー２０との組み合わせによらず液状樹脂の漏れを抑制できる接触部の密着状態を得ようとすると、金型の調整や成形条件の調整に手間がかかり、工程管理が非常に複雑になるという問題がある。

しかしながら、本実施の形態においては、上述のように、カバー２０は、ケース１０の側壁１１１，１１２，１１３，１１４の内側であり、側壁１１１，１１２，１１３，１１４の端面１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１４ａと同一もしくは、側壁１１１，１１２，１１３，１１４の端面１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１４ａよりも底面１１７側に配置された状態でケース１０の開口を塞ぐことにより、封止剤４０が低粘度状態であってもケース１０とカバー２０の隙間から漏れてケース１０とカバー２０の外壁に垂れることを防止することができる。

本発明の実施の形態における超音波センサの概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態における超音波センサの概略構成を示す部分断面図である。 本発明の実施の形態における超音波センサのカバーを被せる前の斜視図である。 カバーの概略構成を示す斜視図である。 図４のV-V断面図である。 図４のVI-VI断面図である。 （ａ）は電子回路の概略構成を示す側面図であり、（ｂ）は電子回路の概略構成を示す正面図である。

符号の説明

１０ ケース、１１ 収納部、１１１ 側壁、１１１ａ 端面、１１１ｂ 端面、１１２ 側壁、１１２ａ 端面、１１２ｂ 端面、１１３ 側壁、１１３ａ 端面、１１４ 側壁、１１４ａ 端面、１１５ 係合孔、１１６ 段差部、１１７ 底面、１２ 端子部、１２１ 端子孔、１３ 検出部、１３１ 検出面、２０ カバー、２１ 平坦部、２２ 凹部、２２ａ 部品室壁面、２２ｂ 第１電子部品室、２２ｂ１ 天井、２２ｃ 第２電子部品室、２２ｃ１ 天井、２３ 空気排出孔、２４ 充填口、２５ａ 圧入部（固定部）、２５ｂ 係合爪（固定部）、２６ａ〜２６ｄ フランジ、２７ａ,２７ｂ 壁、２８ 奥壁、３０ 電子回路（電子回路部品）、３１ 回路基板、３２ａ 電子部品、３２ｂ 電子部品、３３ 端子挿入孔、３４ 端子挿入孔、４０ 封止剤、５０ 外部接続用端子、６０ 圧電素子接続用端子、７０ 空間、１００ 超音波センサ装置

Claims (6)

1. ケースとカバーにて囲まれる空間に電子回路部品が収納されて封止剤にて封止された電子回路装置であって、
   前記ケースは、底面と側壁を有し前記底面に対向する面が開口しており、
   前記カバーは、前記封止剤を充填するための充填口を有し、前記ケースの側壁の内側であり、当該側壁の端部と同一もしくは、当該側壁の端部よりも前記底面側に配置された状態で前記ケースの開口を塞ぐことを特徴とする電子回路装置。
2. 前記カバーは、空気排出穴を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子回路装置。
3. 前記カバーは、前記電子回路部品とは反対側にへこむ凹部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子回路装置。
4. 前記カバーは、自身の内面の少なくとも前記充填口から前記凹部までの間に前記ケースの底面方向に突出する壁部を備えることを特徴とする請求項３に記載の電子回路装置。
5. 前記凹部の天井は、前記電子回路部品の高さに応じた高さを有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電子回路装置。
6. 前記電子回路部品は、車両周辺の障害物を検知する車両用超音波センサの制御回路であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電子回路装置。

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