JP6699641B2 - 電装品箱、電気回路の製造方法 - Google Patents
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Description
本願は電気回路と、電気回路を電装品として収容する電装品箱とに関する。
特許文献１では、樹脂製のケーシングと、プリント基板と、これに実装された部品とを有する電装品箱が例示される。特許文献１ではケーシングに開口が設けられる。
特許文献２では金属ケースが高台部と低台部とを有し、金属カバーの凹部が当該高台部に対向する金属ケースが例示される。
電装品箱が有する電気回路のうち、発熱量が大きい部品の放熱を良好にする。
電装品箱（１）は、電気回路（１１）と、金属容器（１３）と、絶縁膜（１４）とを備える。前記、電気回路（１１）は、プリント基板（１０）と、前記プリント基板の一方の主面（１０１）に設けられる第１部品（１１１）及び第２部品（１１２〜１１４）とを含む。前記金属容器（１３）は電気回路（１１）を収納する。前記絶縁膜（１４）は、前記金属容器の内面（１３ａ）と前記第１部品との間に介在して両者に接触する。
前記電気回路が動作しているときに、前記第１部品は前記第２部品よりも発熱量が大きい。前記絶縁膜を介して前記第１部品と対向する領域（Ｒ）の前記金属容器は、開孔することなく、前記第２部品と対向する領域（Ｓ）の前記金属容器よりも前記プリント基板に向かって突出する。前記第１部品はインテリジェントパワーモジュールであり、前記第２部品は前記第１部品とは異なる集積回路である。
電装品箱が有する電気回路のうち、発熱量が大きい第１部品の放熱を良好にする。
図１は実施の形態で説明される電装品箱１の構成を模式的に示す断面図である。電装品箱は、通常、いわゆる電装品と、電装品を収納する容器とを有する。電装品箱は例えば空気調和機の室外機あるいは室内機、又はそれらの両方に設けられる。電装品は例えば室外機あるいは室内機におけるアクチュエータ（例えばファン用モータ、圧縮機用モータ）の制御を行う電気回路で実現される。
本実施の形態では電装品箱１は、電装品たる電気回路１１と、電気回路１１を収納する金属容器１３とを備える。金属容器１３は適宜に複数の部位に分割されており、これらの部位が分割された状態で電気回路１１が配置され、その後にこれらの部位が結合することによって、電気回路１１を収納する金属容器１３を実現することができる。
図２は電気回路１１がアクチュエータたるファン用モータ２を制御することを模式的に示すブロック図である。
図１を参照して、電気回路１１は、プリント基板１０と部品１１１〜１１４とを含む。部品１１１〜１１４はプリント基板１０の一方側の主面１０１（図１では上方に配置される）に設けられる。部品１１１〜１１４同士は直接若しくは間接に、プリント基板１０が通常備えるプリント配線（不図示）で電気的に接続される。当該プリント配線は主面１０１において設けられてもよいし、プリント基板１０の内部に設けられてもよい。
部品１１１は部品１１２〜１１４と比較すると、発熱量の観点で相違する。具体的には、電気回路１１が動作しているときに、部品１１１は部品１１２〜１１４のそれぞれに対して発熱量が大きい。よって部品１１１の放熱を良好にすることが望ましい。
例えば部品１１１はインテリジェントパワーモジュールであり、アクチュエータを駆動する。例えば部品１１２はファン用モータ２と電気的に接続されるコネクタであり、部品１１３は部品１１１の動作を制御する集積回路であり、部品１１４は当該集積回路の周辺素子、例えばバイパスコンデンサである。
電気回路１１は、主面１０２（図１では下方に配置される）に設けられる部品１２１〜１２３を含むこともある。例えば部品１２１，１２２，１２３は、それぞれコネクタ、集積回路、コンデンサである。
この場合、プリント基板１０はいわゆる多層プリント基板であることが望ましい。部品１１１〜１１４同士を接続するプリント配線とは別の層に設けられるプリント配線で、部品１２１〜１２３同士を直接若しくは間接に、電気的に接続することにより、接続関係の自由度を高めるためである。
電装品箱１は絶縁膜１４を更に備える。絶縁膜１４は、金属容器１３の内面１３ａと部品１１１との間に介在して両者に接触する。
金属容器１３が絶縁膜１４を介して部品１１１と対向する領域Ｒと、それ以外の領域、例えば金属容器１３が部品１１２〜１１４と対向する領域Ｓとを想定する。領域Ｒの金属容器１３は、領域Ｓの金属容器１３よりもプリント基板１０に向かって突出する。これにより、金属容器１３は、外側から見て、凹部１５を有する。金属容器１３は領域Ｒにおいて開孔しない。
部品１１１は絶縁膜１４を介して金属容器１３から外部へと放熱し易い。この放熱の効果を高めるためには、絶縁膜１４の熱伝導が良好であることが望ましい。
電装品箱１は、特許文献１とは異なり、金属容器１３で電気回路１１を収納しており開口しなくても良好に部品１１１を放熱できる。また特許文献２で例示されるような凹部における穿孔は不要である。そのような孔を介して流れる樹脂で部品１１１を覆う必要はない。金属容器１３と部品１１１との間の絶縁は絶縁膜１４によって得られる。
部品１１１〜１１４のいずれもが面実装部品であることが望ましい。面実装部品は一般に、プリント基板に実装したときのプリント基板からの高さは低いので、領域Ｓにおいて金属容器１３と部品１１２〜１１４とを接触させずに金属容器１３をプリント基板１０に近づけ易くなる。よって部品１１１〜１１４のいずれもが面実装部品であることは、凹部１５の段差を低減し、金属容器１３の加工を容易にする観点や、金属容器１３が破損しにくくなる観点で望ましい。
部品１１１〜１１４のみならず、部品１２１〜１２３のいずれも面実装部品であることが望ましい。リフロー方式による半田付けの工程を採用して、主面１０１に部品１１１〜１１４を実装し、主面１０２に部品１２１〜１２３を実装する、いわゆる両面リフローが容易となるからである。プリント基板のスルーホールへと挿入される導線を有する部品を採用すると、リフロー方式による半田付けを採用することは容易ではない。
図３から図６は電気回路１１を製造する工程を模式的に示す断面図である。これらの図において部品１１１〜１１４，１２１〜１２３のいずれも面実装部品である。また、模式的に、これらの部品１１１〜１１４，１２１〜１２３のいずれもが、プリント基板上の電極パッド１０１ｒに対して断面視上、二箇所で半田付けされる場合を例示する。ただし、図１では電極パッド１０１ｒ，１０２ｒの図示は省略されている。
図３は、主面１０１を鉛直上方に向けて配置し、主面１０１上の電極パッド１０１ｒにクリーム半田１０１ｓを印刷した状態を示す。図４は図３の状態に対して、部品１１１〜１１４を載置して加熱した後の状態を示す。クリーム半田１０１ｓは加熱により溶融して変形している。このようにして部品１１１〜１１４が主面１０１においてプリント基板１０に搭載される。
図５は図４の状態のプリント基板１０を上下逆にして、即ち主面１０２を鉛直上方に向けて配置し、主面１０２上の電極パッド１０２ｒにクリーム半田１０２ｓを印刷した状態を示す。図６は図５の状態に対して、部品１２１〜１２３を載置して加熱した後の状態を示す。クリーム半田１０２ｓは加熱により溶融して変形している。このようにして部品１２１〜１２３が主面１０２においてプリント基板１０に搭載される。
二回目のリフロー方式による半田付けの加熱によって、既に実装され、プリント基板１０よりも下方にある部品における半田も再び溶融するかもしれない。よって、下方へ落下しやすい部品よりも軽く、落下しにくい部品を最初のリフロー方式による半田付けに供することが望ましい。
上述の例で言えば、部品１１１〜１１４は部品１２１〜１２３よりも軽いことが望ましい。
図７は主面１０１側から見た電気回路１１の模式的な平面図であり、図８は主面１０２側から見た電気回路１１の模式的な平面図である。
プリント基板１０は平面視上でほぼ正方形である。プリント基板１０の四隅には孔１０３ａ〜１０３ｄが穿孔される。例えば孔１０３ａ〜１０３ｄはプリント基板１０を金属容器１３への取付け用のネジ（不図示）を貫通させるために用いることができる。ただし、孔１０３ａ〜１０３ｄの位置は、非対称に選定されることが望ましい。プリント基板１０は平面視上でほぼ正方形であるので、これを９０度回転させて誤って取り付ける事態を発生させにくくするためである。
１ 電装品箱
１０ プリント基板
１１ 電気回路
１３ 金属容器
１３ａ 内面
１４ 絶縁膜
１０１，１０２ 主面
１１１〜１１４，１２１〜１２３ 部品
Ｒ，Ｓ 領域
１０ プリント基板
１１ 電気回路
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１０１，１０２ 主面
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Ｒ，Ｓ 領域
Claims (4)
- プリント基板（１０）と、前記プリント基板の一方の主面（１０１）に設けられる第１部品（１１１）及び第２部品（１１２〜１１４）とを含む電気回路（１１）と、
前記電気回路を収納する金属容器（１３）と、
前記金属容器の内面（１３ａ）と前記第１部品との間に介在して両者に接触する絶縁膜（１４）と、
を備え、
前記電気回路が動作しているときに、前記第１部品は前記第２部品よりも発熱量が大きく、
前記絶縁膜を介して前記第１部品と対向する領域（Ｒ）の前記金属容器は、開孔することなく、前記第２部品と対向する領域（Ｓ）の前記金属容器よりも前記プリント基板に向かって突出し、
前記第１部品はインテリジェントパワーモジュールであり、前記第２部品は前記第１部品とは異なる集積回路である、電装品箱（１）。 - 前記第１部品（１１１）及び前記第２部品（１１２〜１１４）のいずれもが面実装部品である、請求項１記載の電装品箱（１）。
- 前記プリント基板（１０）は多層プリント基板であって、
前記電気回路（１１）は前記プリント基板の他方の主面（１０２）に設けられる第３部品（１２１〜１２３）を更に有し、
前記第３部品は面実装部品である、請求項２記載の電装品箱（１）。 - 請求項３記載の電装品箱における前記電気回路（１１）を製造する方法であって、
前記第１部品（１１１）、前記第２部品（１１２〜１１４）を前記一方の主面において前記プリント基板に搭載する、リフロー方式による半田付けの工程と、
前記第３部品（１２１〜１２３）を前記他方の主面において前記プリント基板に搭載する、リフロー方式による半田付けの工程と
を備える、電気回路の製造方法。
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| JP2017209124A JP6699641B2 (ja) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | 電装品箱、電気回路の製造方法 |
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