电气设备以及电气设备的制造方法与流程

1.本公开涉及一种电气设备以及电气设备的制造方法。


背景技术：

2.在电气设备所包括的印制电路板中，为了保护电子元器件不受水分、尘埃等的影响，有时会用树脂涂覆该电子元器件(例如，参照专利文献1)。在专利文献1的例子中，通过热熔成型将印制电路板和元器件一体成型。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本公开专利公报特开2003－254809号公报


技术实现要素：

6.－发明要解决的技术问题－
7.根据电子元器件的不同，有时存在如果整个元器件都被树脂涂覆，则会变得不方便的情况。例如，电解电容器的压力阀就最好不被树脂涂覆。
8.本公开的目的在于：能够使电子元器件的规定部位从树脂涂层露出。
9.－用以解决技术问题的技术方案－
10.本公开的第一方面是一种电气设备，其特征在于：该电气设备包括两面为元器件安装面12a、12b的印制电路板12，
11.在各个元器件安装面12a、12b上，电子元器件在所述元器件安装面12a、12b的规定的区域a、b中被树脂p涂覆，
12.所述区域a、b内的规定的电子元器件的从所述元器件安装面12a、12b开始算的规定高度h以上的部分未被所述树脂p覆盖。
13.在第一方面中，规定的电子元器件的一部分从树脂涂层露出。
14.本公开的第二方面是，在第一方面的基础上，其特征在于：
15.在被所述树脂p涂覆后的电子元器件中，该电子元器件与所述印制电路板12上的布线图案12d的接合部x被所述树脂p覆盖。
16.在第二方面中，利用树脂p可靠地保护接合部x。
17.本公开的第三方面是一种电气设备4的制造方法，其特征在于：
18.所述电气设备4包括两面为元器件安装面12a、12b的印制电路板12，
19.在所述电气设备4的制造方法中，依次进行第一工序和第二工序，在所述第一工序中，通过向一元器件安装面12a的规定区域a供给具有流动性的树脂材料m后使其固化，由此用树脂p涂覆该规定区域a以及该规定区域a内的电子元器件，
20.在所述第二工序中，通过向另一元器件安装面12b的规定区域b供给具有流动性的树脂材料m后使其固化，由此用所述树脂p涂覆该规定区域b以及该规定区域b内的电子元器件，
21.在所述第一工序和所述第二工序中，分别以所述规定区域a、b内的规定的电子元器件的从所述元器件安装面12a、12b开始算的规定高度h以上的部分不被所述树脂p覆盖的方式，供给所述树脂材料m。
22.在第三方面中，规定的电子元器件的一部分从树脂涂层露出。
23.本公开的第四方面是，在第三方面的制造方法的基础上，其特征在于：
24.在所述第一工序和所述第二工序中，分别使用形成有坝50的电路板作为所述印制电路板12，所述坝50阻止所述树脂材料m向所述规定区域a、b外流动。
25.在第四方面中，利用坝50控制树脂材料m的流动范围。
26.本公开的第五方面是，在第三方面的制造方法的基础上，其特征在于：
27.所述电气设备4的制造方法包括将阻止所述树脂材料m向所述规定区域a、b外流动的导板60安装在所述印制电路板12上的工序。
28.在第五方面中，利用导板60控制树脂材料m的流动范围。
29.本公开的第六方面是，在第三到第五方面中任一方面的基础上，其特征在于：
30.在所述印制电路板12上形成有贯通孔12c、12e，
31.使用设置有塞子的电路板作为所述印制电路板12，所述塞子阻止所述树脂材料m流入所述贯通孔12c、12e。
32.在第六方面中，利用塞子阻止所述树脂材料m流入贯通孔12c、12e。
33.本公开的第七方面是，在第三到第五方面中任一方面的基础上，其特征在于：
34.在所述印制电路板12上形成有贯通孔12c、12e，
35.所述电气设备的制造方法包括：在将所述树脂材料m供往所述规定区域a、b之前，将堵住所述贯通孔12c、12e的塞子作为导板安装在所述印制电路板12上的工序；以及
36.在将所述树脂材料m供给到所述规定区域a之后的规定时刻除去所述塞子的工序，
37.使用形成为从所述元器件安装面12a、12b开始算的高度比所述树脂p的从所述元器件安装面12a、12b开始算的高度h高的塞子作为所述塞子。
附图说明
38.图1是示出功率转换装置的结构例的框图；
39.图2是印制电路板的剖视图；
40.图3示出电子元器件的端子与布线图案的接合部；
41.图4示出将管安装在印制电路板上后的状态；
42.图5示出在印制电路板上安装了导板后的状态；
43.图6示出在第二工序中供给树脂材料后的状态；
44.图7示出第二实施方式的功率转换装置。
具体实施方式
45.(第一实施方式)
46.下面，作为电气设备的实施方式，以功率转换装置为例进行说明。功率转换装置例如安装在空调装置中。
47.〈电气设备的结构〉
48.图1是示出功率转换装置4的结构例的框图。功率转换装置4包括交直流转换电路41、平滑电容器42以及直交流转换电路43。功率转换装置4向马达3供给交流电。
49.交直流转换电路41对交流电源2所输出的交流电进行整流。交直流转换电路41包括多个二极管41a。这些二极管41a被封入在一个封装体中。
50.平滑电容器42与交直流转换电路41并联。平滑电容器42使交直流转换电路41的输出平滑化。
51.平滑电容器42由电解电容器构成。平滑电容器42是呈圆筒状的电子元器件。在平滑电容器42的一端(圆筒的一端)形成有端子(省略图示)。在平滑电容器42的另一端的面上形成有压力阀42a。
52.直交流转换电路43也与交直流转换电路41并联。直交流转换电路43将交直流转换电路41的输出转换成规定的交流电压。直交流转换电路43将上述交流输出给负载(在本例中为马达3)。
53.直交流转换电路43包括多个开关元件43a。在各开关元件43a上反向并联有回流二极管43b。这些开关元件43a通过驱动电路(图示省略)在接通和断开之间进行切换。直交流转换电路43通过开关元件43a的接通、断开动作，将交直流转换电路41的输出转换成规定的交流电压。
54.直交流转换电路43与上述驱动电路等周边电路一起被封入到同一个封装体中。以下，将该封装体称为功率模块1。功率模块1的规定的面为散热面1a。散热面1a是用于使内部的电子元器件(开关元件43a等)的热向封装体的外部散出的面。在散热面1a上安装有散热片16。
55.〈电气设备中的元件的安装〉
56.功率模块1、平滑电容器42、二极管41a等电子元器件被安装在印制电路板12上。图2示出印制电路板12的剖视图。印制电路板12的两面为元器件安装面12a、12b。
57.各种连接器44也被安装在印制电路板12上。连接器44例如用于直交流转换电路43的输出(交流电)与负载(马达3)之间的连接。在印制电路板12上还安装有其他电子元器件30(参照图2)。
58.在印制电路板12上形成有多个贯通孔(以下称为通孔12c)。通孔12c是为了使元器件安装面12a、12b之间导通等目的而形成的。
59.二极管41a的封装体和平滑电容器42各自的端子被焊接在印制电路板12的布线图案12d上。功率模块1的各端子1b也被焊接在印制电路板12的布线图案12d上。
60.功率模块1的封装体通过螺钉13被固定在印制电路板12上。在印制电路板12上形成有用于使螺钉13通过的贯通孔(以下，也称为螺纹孔12e)。
61.在各元器件安装面12a、12b的规定区域a、b中，存在整体被涂层树脂p涂覆的电子元器件(省略图示)、和仅一部分被涂层树脂p涂覆的电子元器件(一部分从涂层树脂p露出的电子元器件)。
62.使电子元器件的一部分从涂层树脂p露出是因为，在电子元器件中，一些电子元器件在没有被完全涂覆时效果更好。例如，平滑电容器42的压力阀42a最好不被涂层树脂p覆盖。这是为了使压力阀42a适当地发挥功能。功率模块1的散热面1a也最好不被涂层树脂p覆盖。这是因为，在散热面1a上安装有散热片16。使电子元器件的一部分从涂层树脂p露出的
理由还包括想要通过尽可能降低涂覆所需要的树脂的量来以低成本制造电气设备的理由。
63.在本实施方式中，一部分从涂层树脂p露出的电子元器件的规定高度h以上的部分未被涂层树脂p覆盖。高度h是从元器件安装面12a、12b开始算的高度。
64.以使压力阀42a和散热面1a从涂层树脂p露出的方式决定高度h。这里，将平滑电容器42的从元器件安装面12a到压力阀42a的高度设为h2。将功率模块1的从元器件安装面12a到散热面1a的高度设为h1。在该尺寸定义下，要使压力阀42a和散热面1a从涂层树脂p露出，只要满足h＜h1且h＜h2即可。
65.在区域a、b中，印制电路板12的表面被涂层树脂p覆盖。具体而言，在区域a、b内，电子元器件与布线图案12d之间的接合部x被涂层树脂p覆盖。这样一来，就能够有效地防止容易产生腐蚀的异种金属之间产生腐蚀。图3示出电子元器件30的端子31与布线图案12d之间的接合部x。
66.〈制造工序的例子〉
67.作为一个例子，能够通过以下的工序制造功率转换装置4(电气设备)。作为实施以下的工序的前提，假设在印制电路板12上焊接有电子元器件(功率模块1等)。假设焊料s埋在各区域a、b内的通孔12c内。焊料s是堵住通孔12c的塞子。
68.作为印制电路板12，使用如下所述的电路板，在上述电路板上设置有阻止树脂材料(后述的树脂材料m)流入螺纹孔12e的塞子。在该例中，塞子由管12f构成。图4示出将管12f安装到印制电路板12上后的状态。
69.如图4所示，使用形成为从元器件安装面12a、12b开始算的高度比涂层树脂p的从元器件安装面12a、12b开始算的高度h高的塞子作为塞子(管12f)。将管12f的内径设定为能够使螺钉13通过。管12f的外径与螺纹孔12e的直径近似相等。
70.－第一工序－
71.在第一工序中，准备涂层树脂p用的树脂材料m。使用在制造阶段具有流动性且能够使其固化的材料作为树脂材料m。作为树脂材料m的一个例子，能够列举出氨基甲酸酯类树脂。在本实施方式中，准备在氨基甲酸酯类树脂的主剂中混合了固化剂而成的物质(液状的材料)。
72.在第一工序中，将导板60安装在印制电路板12上。导板60用于阻止树脂材料m向区域a外流动。图5示出在印制电路板12上安装了导板60后的状态。
73.导板60形成为嵌入印制电路板12的外周(参照图5)。导板60是包围区域a的框架。导板60在区域a的外侧与元器件安装面12a相接触。导板60被设定为从元器件安装面12a开始算的高度比涂层树脂p的高度h稍高。根据上述结构，导板60发挥阻止树脂材料m在元器件安装面12a上流动的坝的功能。
74.作为一个例子，能够考虑由金属形成导板60。可以根据需要在导板60上涂布脱模剂。
75.在第一工序中，向一元器件安装面(这里为元器件安装面12a)的区域a供给液状的树脂材料m。调节树脂材料m的供给量，使得涂层树脂p的高度在目标高度h以下，且涂层树脂p覆盖接合部x。该调节能够通过少量的反复试验来实现。
76.在第一工序中，使供给的树脂材料m固化。为了使树脂材料m固化，根据树脂材料m的特性，例如，将树脂材料m放置在室内或通过加热炉加热。
77.－第二工序－
78.在第一工序中所供给的树脂材料m固化后实施第二工序。在第一工序中安装的导板60被设定为从元器件安装面12b开始算的高度比涂层树脂p的高度h稍高。导板60在区域b的外侧与元器件安装面12b相接触。根据上述结构，导板60也发挥阻止树脂材料m在元器件安装面12b上流动的坝的功能(参照图5)。
79.在第二工序中，使印制电路板12从第一工序中的作业状态上下翻转，以使元器件安装面12b朝上(图6)。然后，在第二工序中，向元器件安装面12b的区域b供给具有流动性的树脂材料m。调节树脂材料m的供给量，使得涂层树脂p的高度在目标高度h以下，且涂层树脂p覆盖接合部x。该调节也能够通过少量的反复试验来实现。
80.在第二工序中，也使供给的树脂材料m固化。在第二工序中，为了使树脂材料m固化，也根据树脂材料m的特性，例如，将树脂材料m放置在室内或通过加热炉加热。
81.在第二工序中树脂材料m的供给结束后的规定时刻除去导板60。也不一定必须在树脂材料m完全固化之后除去导板60。在本实施方式中，不需要除去管12f。固定功率模块1的螺钉13穿过管12f。
82.如上所述，本公开涉及一种电气设备，其特征在于：该电气设备包括两面为元器件安装面12a、12b的印制电路板12，在各元器件安装面12a、12b上，电子元器件在所述元器件安装面12a、12b的规定区域a、b中被树脂p涂覆，所述区域a、b内的规定的电子元器件的从所述元器件安装面12a、12b开始算的规定高度h以上的部分未被所述树脂p覆盖。
83.〈本实施方式中的效果〉
84.如上所述，在本实施方式中，区域a、b内的规定的电子元器件的从元器件安装面12a、12b开始算的规定高度h以上的部分未被涂层树脂p覆盖。在本实施方式中，平滑电容器42的压力阀42a从涂层树脂p露出。在本实施方式中，能够使压力阀42a适当地发挥功能。
85.在本实施方式中，功率模块1的散热面1a未被涂层树脂p覆盖。在本实施方式中，涂层树脂p不会妨碍散热片16的安装。在本实施方式中，能够容易地将散热片16安装在功率模块1上。
86.在本实施方式的印制电路板12的螺纹孔12e部分设置有管12f。管12f阻止树脂材料m流入螺纹孔12e。在本实施方式中，涂层树脂p不会堵住螺纹孔12e。在本实施方式中，能够通过螺钉13容易地将功率模块1固定在印制电路板12上。
87.在本实施方式中，利用导板60将树脂材料m限制在所希望的区域a、b内。在本实施方式中，能够利用导板60容易地设定涂覆的范围(对象电子元器件)。通过设定导板60的高度，能够容易地调节涂层树脂p的高度h，从而能够降低树脂材料成本。
88.(第二实施方式)
89.图7示出第二实施方式的功率转换装置4。在本实施方式中，构成功率转换装置4的电子元器件也与第一实施方式的例子相同。在本实施方式中，印制电路板12的结构与第一实施方式不同。在本实施方式中，作为印制电路板12，使用如下所述的电路板，在该电路板上形成有阻止树脂材料m向区域a、b外流动的坝50。
90.坝50设置在两个元器件安装面12a、12b上。坝50大致沿印制电路板12的外周设置。坝50的从元器件安装面12a、12b开始算的高度被设定为略高于涂层树脂p的高度h。
91.〈制造工序的例子〉
92.本实施方式的功率转换装置4也与第一实施方式相同，能够通过实施第一工序和第二工序形成涂层树脂p。在本实施方式中，由于使用具有坝50的印制电路板12，因此不需要安装导板60的作业以及拆卸导板60的作业。
93.〈本实施方式中的效果〉
94.在本实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的效果。在本实施方式中，不需要安装导板60以及拆卸导板60。由于不使用导板60，与之相应地，在本实施方式中，制造工序变得简单。
95.(其他实施方式)
96.用于通孔12c的塞子不限于焊料s。通常，在印制电路板12上涂布阻焊剂。能够考虑通过在通孔12c上涂布阻焊剂来用作塞子。
97.通孔12c的塞子不是必须的。根据树脂材料m的粘度等诸条件，即使树脂材料m为流动状态，有时也不会进入通孔12c内。在该情况下，就不需要在通孔12c中设置塞子。
98.用于螺纹孔12e的塞子不限于管12f。例如，能够使用实心塞子代替管12f。在该情况下，实心塞子用作导板。该导板(实心塞子)只要在供给树脂材料m后的规定时刻除去即可。
99.导板60不是必须的。例如，有时能够通过调节树脂材料m的供给量、供给位置，来控制树脂材料m的流动范围。在能够控制流动范围的情况下，就不需要设置导板60。相同地，印制电路板12的坝50也不是必须的。
100.仅使必要的电子元器件从涂层树脂p露出即可。例如，也能够考虑这样的结构：在一元器件安装面上，所有电子元器件均不具有露出部。
101.功率转换装置4只不过是电气设备的一个例子而已。本公开的涂覆技术也能够应用于其他装置的印制电路板。
102.导板60的形状并不限于实施方式所示的形状。只要具有阻止树脂材料m流动的功能即可。导板60的材料也仅是示例而已。例如，也可以由树脂构成导板60。
103.列举的作为树脂材料m的氨基甲酸酯类树脂也仅为示例而已。例如能够考虑采用尼龙类树脂作为树脂材料m。
104.以上对实施方式和变形例进行了说明，但可知在不脱离权利要求书的主旨以及范围的情况下能够对方案及具体情况进行各种改变。只要不破坏本公开的对象的功能，也可以对以上的实施方式及变形例进行适当的组合或替换。
105.－产业实用性－
106.综上所述，本公开对电气设备、以及电气设备的制造方法是有用的。
107.－符号说明－
[0108]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
功率转换装置(电气设备)
[0109]
12
ꢀꢀꢀꢀ
印制电路板
[0110]
12a
ꢀꢀꢀ
元器件安装面
[0111]
12b
ꢀꢀꢀ
元器件安装面
[0112]
12c
ꢀꢀꢀ
通孔(贯通孔)
[0113]
12d
ꢀꢀꢀ
布线图案
[0114]
50
ꢀꢀꢀꢀ
坝
[0115]
60
ꢀꢀꢀꢀ
导板