電子ユニット及びその製造方法
【課題】モールド用樹脂の量を少なくして質量の軽減を図ることができるようにした電子ユニットの製造方法を提供する。
【解決手段】ケース本体１と蓋板２とからなるケース内にユニットの構成要素３，４を収容して、ケース本体１の開口部を蓋板２で閉じた後、ケースの蓋板２を下方に向けた状態で、ケース本体１の底壁部１０１に設けた孔１１０から排気しつつ、蓋板２に設けた孔２０３からケース内に液状樹脂２０を注入して、ケース内を液状樹脂で満たす。その後、蓋板２に設けた孔２０３からケース内の液状樹脂を外部に排出することによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成する。
【解決手段】ケース本体１と蓋板２とからなるケース内にユニットの構成要素３，４を収容して、ケース本体１の開口部を蓋板２で閉じた後、ケースの蓋板２を下方に向けた状態で、ケース本体１の底壁部１０１に設けた孔１１０から排気しつつ、蓋板２に設けた孔２０３からケース内に液状樹脂２０を注入して、ケース内を液状樹脂で満たす。その後、蓋板２に設けた孔２０３からケース内の液状樹脂を外部に排出することによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニット、及び該電子ユニットを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二輪車、ＡＴＶ、自動車、船外機等には、エンジンを動作させるために必要な点火装置や燃料噴射装置、或いはバッテリの充電を制御するレギュレータ等、多くの電子ユニットが搭載される。またレクリエーション用の車両においては、エンジンに取り付けられた発電機の出力で外部の負荷を駆動することを可能にするために、発電機の交流出力を直流出力に変換するコンバータと、コンバータの直流出力を商用周波数の交流出力に変換するインバータとを備えたパワーモジュールと、インバータを制御するコントローラとを備えたパワーユニットを構成する電子ユニットが搭載されることもある。更に電動二輪車や電気自動車、あるいはハイブリッド車など、モータを駆動源として備えた車両においては、モータの駆動電流を制御するスイッチ素子を有するパワーモジュールと、該パワーモジュールのスイッチ素子を制御するコントローラとを備えた電子ユニット（モータコントローラ）が搭載される。
【０００３】
車両や船外機などに搭載される電子ユニットには、雨天走行時や、水没時などにも機能が喪失しないようにするために、耐候性（主として防水性）を持たせる必要がある。電子ユニットに耐候性を持たせる場合には、例えば特許文献１に示されているように、ケース内に構成要素を収容して、ケース内に隙間なく充填した樹脂で構成要素をモールドする構造を採用するのが一般的であった。
【０００４】
なお本明細書において、「パワーモジュール」とは、ＭＯＳＦＥＴ、パワートランジスタ、サイリスタ、整流用ダイオードなど、比較的大きい電流が流れる素子（パワー素子）を備えて特定の機能を果たす回路の構成要素を、パッケージ内に収容した構成を有する電子部品を意味する。特定の機能を果たす回路とは、例えば、整流回路、レギュレータ回路、インバータ回路、負荷に与える電流の極性を切り換えるスイッチ回路等である。
【特許文献１】特開２００５−２９４７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示されているように、構成要素を収容したケース内に樹脂を隙間なく充填する構造を採用した場合には、ケース内に充填される樹脂の量が多くなり、ユニットの質量が増大するのを避けられない。特にパワーモジュールが含まれている場合には、構成要素が大形になるため、ケースの容積が大きくなり、樹脂量の増加に伴う質量の増大が問題になる。
【０００６】
また、ケース内でユニットの構成要素相互間が金属接続部材により接続されている場合（例えば、電子部品から導出された接続ピンが回路基板に半田付けされている場合）、金属接続部材（接続ピン）の周囲のモールド樹脂の熱膨張率が大きいのに対して、金属接続部材の熱膨張率は小さいため、構成要素から熱が発生した際に、金属接続部材により機械的に連結されている構成要素相互間（例えば電子部品と基板との間）に介在する樹脂中に、金属接続部材を構成要素から引き抜こうとする向きの応力が発生し、これにより金属接続部材及びその接続部に大きい引っ張り力が作用する。この引っ張り力は、構成要素の温度が低下すると除去され、その温度が再上昇すると再び作用する。そのため、構成要素の冷熱サイクルが繰り返されると、金属接続部材及びその接続部（例えば接続ピン及びその半田付け部）に金属疲労が生じ、やがて金属接続部材またはその接続部が破損して、ユニットの機能が喪失することがある。このような現象は、ケース内に収容されるユニットの構成要素中に発熱量が多いパワーモジュールが含まれている場合に特に顕著に生じ、ユニットの寿命を短くする原因になる。
【０００７】
本発明の目的は、ケース内で構成要素をモールドする樹脂の量を少なくして、質量の軽減を図ることができるようにした電子ユニット及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ケース内で構成要素をモールドする樹脂の量を少なくして、質量の軽減を図るとともに、構成要素の冷熱サイクルの繰り返しにより、構成要素相互間を接続している金属接続部材等の破損が生じるおそれをなくして、寿命を長くすることができるようにした電子ユニット及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを対象とする。本発明においては、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、ケース内には、樹脂モールド層に接する空所が残されている。
【００１０】
上記のように構成すると、樹脂がケースを満たさないため、モールド樹脂の使用量を少なくすることができ、ユニットの質量の軽減を図ることができる。またケース内に収容された構成要素相互間に樹脂が隙間なく充填されることがないため、構成要素相互間を接続している接続ピン等の金属接続部材と樹脂との間の熱膨張率の差により樹脂中に生じる応力を緩和して、金属接続部材が破損するのを防ぐことができ、ユニットの寿命を長くすることができる。
【００１１】
本発明の一態様では、上記ケースが、底部に相対する位置に開口部を有するケース本体と、該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えていて、少なくともケース本体が金属からなっている。また上記ユニットの構成要素は、発熱を伴うパワー素子とパワー素子を通して流れる主電流が通電されるバスバーと制御信号を流す接続ピンとを有して、バスバー及び接続ピンが外部に導出されたパワーモジュールと、パワーモジュールを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラとを備えている。上記パワーモジュールは、ケース本体の底部内面に接した状態で配置され、コントローラは回路基板をケースの底部内面と平行させた状態で、パワーモジュールよりもケース本体の開口部寄りに位置させてパワーモジュールに隣接配置される。パワーモジュールから導出された接続ピンがコントローラの回路基板に半田付けされてパワーモジュールとコントローラとの間が接続される。樹脂モールド層は、接続ピンをも覆うように形成されて、該接続ピンを覆う樹脂モールド層の周囲にも空所が形成されている。
【００１２】
上記のように、構成要素にパワーモジュールが含まれている場合には、該パワーモジュールから多くの熱が発生するため、接続ピンと樹脂との熱膨張率の差により、樹脂中に応力が生じやすい。本発明は、このような電子ユニットに適用した場合に特に顕著な効果を発揮する。
【００１３】
本発明の好ましい態様では、蓋板の周縁部寄りの部分にケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条がケース本体内に突出した状態で形成されて、該凸条とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝が形成され、この閉ループをなす溝内に樹脂が充填されて蓋板とケース本体の開口部との接合部のシールが図られてる。
【００１４】
上記のように、蓋板の周縁部寄りの部分にケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条をケース本体内に突出した状態で形成することにより、該凸条とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝を形成して、この溝内に樹脂を充填すると、該溝内に充填した樹脂により蓋板とケース本体の開口部との接合部のシールを図ることができるため、ケースを密封してユニットの防水性を高めることができる。
【００１５】
本発明によればまた、ケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法が提案される。本発明に係わる製造方法においては、ケース内にユニットの構成要素を収容した後、ケース内に液状樹脂を注入して、ケース内の構成要素を液状樹脂中に浸漬する。次いでケース内の液状樹脂を外部に排出させることにより、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００１６】
この場合、樹脂モールド層は、ケースの内面全体を覆うように形成しても良く、ケースの内面のうちユニットの構成要素を樹脂中に浸漬させた際に該樹脂に接する部分のみを覆うように形成しても良い。
【００１７】
上記のように、ユニットの構成要素が収容されたケース内に液状樹脂を注入して、ケース内の構成要素を液状樹脂中に浸漬した後、該ケース内の液状樹脂を外部に排出させると、ケース内には、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を構成する樹脂のみが構成要素の表面及びケースの内面に付着した状態で残留し、余剰の樹脂はケース外に排出される。従って、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、樹脂モールド層に接する空所がケース内に残された電子ユニットを簡単に得ることができる。
【００１８】
ユニットの構成要素の表面とともにケースの内面全体を覆うように樹脂モールド層を形成するには、例えば、ケース内を満たすように液状樹脂をケース内に注入した後、余剰の液状樹脂をケース内から排出して回収するようにすればよい。
【００１９】
ケース内から回収した樹脂は、未硬化の状態にあって、その流動性が維持されている状態にあれば、混入した不純物を取り除くろ過処理などを行なうことにより、再使用することができる。このように、回収した樹脂を再使用するようにすると、コストの低減を図ることができる。
【００２０】
本発明に係わる製造方法の好ましい態様では、ケースとして、開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたものを用いる。そして、ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、蓋板またはケース本体に設けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たし、次いで該ケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００２１】
上記のように、ユニットの構成要素を収容したケース本体の開口部を蓋板により閉じた後、蓋板またはケース本体に設けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たした後、該ケース内の液状樹脂を外部に排出させると、ケース内には、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を構成する樹脂のみが残留し、余剰の樹脂はケース外に排出される。従って、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、樹脂モールド層に接する空所がケース内に残された電子ユニットを簡単に得ることができる。
【００２２】
本発明の好ましい態様では、ケースの蓋板及び該蓋板と対向するケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成しておき、ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、第１の孔及び第２の孔の一方を上方に向け、他方を下方に向けた状態で配置して、上方に向けた孔から排気しつつ下方に向けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たす。その後、下方に向けた孔から該ケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００２３】
上記のように、下方に向けた孔からケース内に液状樹脂を流入させると、ケース内で樹脂の液面レベルを徐々に上昇させて、ケース内の構成要素の全表面及びケースの内面に樹脂を満遍なく付着させることができ、ケース内の構成要素の全表面及びケースの内面を樹脂で被覆することができる。またケース内を液状樹脂で満たした後、下方に配置した孔から該ケース内の液状樹脂を外部に排出させると、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を構成する樹脂以外の余分な樹脂をケース外に排出することができる。ケース外に排出した樹脂は回収して再使用することが可能である。また上記のように、下方に向けた孔からケース内に液状樹脂を流入させるようにすると、ケース内に樹脂を注入する工程から樹脂を排出する工程までを、ケースの姿勢を変化させることなく行うことができるため、樹脂モールド層を形成する工程の簡素化を図ることができる。
【００２４】
本発明の好ましい態様では、ケースの蓋板及び該蓋板と対向するケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成しておき、ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、第１の孔及び第２の孔の一方を上方に向け、他方を下方に向けた状態で配置して、下方に向けた孔を閉じた状態で、上方に向けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たし、次いで下方に向けた孔を開いてケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００２５】
上記のように、蓋板に設けられた第１の孔を下方に向けた状態で配置して、該第１の孔を通してケース内への樹脂の注入とケース内からの樹脂の排出とを行なわせるようにすると、最終的に蓋とケース本体の開口部との合わせ目を覆う樹脂モールド部を形成することができるため、蓋とケース本体の開口部との合わせ目のシールを図ることができる。
【００２６】
本発明の他の好ましい態様では、ケースの蓋板及び該蓋板と対向するケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成しておき、ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、第１の孔及び第２の孔の一方から排気しつつ他方からケース内に液状樹脂を注入する。その後、第１の孔及び第２の孔を閉じてケースを回転及び（または）反転させることにより、ケース内の構成要素に満遍なく液状樹脂を触れさせる。次いで、第１の孔及び第２の孔を開いて、第１の孔または第２の孔から構成要素の表面に付着しなかった余剰の液状樹脂を排出させることにより、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００２７】
上記の方法によれば、ケース内に注入する樹脂の量を少なくすることができ、ケース内から回収する樹脂の量を少なくすることができる。従って、ケース内から回収した樹脂を再使用する場合に、再使用する樹脂の量を少なくすることができ、樹脂を再使用する際の浄化処理を簡単にすることができる。
【００２８】
本発明の他の好ましい態様では、ケース本体内にユニットの構成要素を収容し、ケース内の構成要素の表面及びケースの内面を連続的に覆う樹脂モールド層を形成するために必要な量の液状樹脂をケース本体内に注入した後、ケース本体の開口部を蓋板で閉じた状態でケースを回転及び（または）反転させることにより、ケース内の構成要素に満遍なく液状樹脂を触れさせて、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００２９】
上記の方法によれば、ケース内から樹脂を排出する工程を省略することができるため、製造能率を向上させることができる。
【００３０】
本発明の他の好ましい態様では、ケースの蓋板及び該蓋板と対向する前記ケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成するとともに、蓋板の周縁部寄りの部分にケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条をケース本体内に突出させた状態で形成して、該凸条とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝を形成しておき、ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、第１の孔または第２の孔からケース内に液状樹脂を注入してケース内を液状樹脂で満たす。次いで、第１の孔を下方に向けて配置して、該第１の孔から該ケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層と、溝内を満たす樹脂層とを、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００３１】
上記の方法によると、ケース本体の開口部付近の側壁部内面に沿って形成された閉ループ状の溝内に樹脂を充填することができるため、蓋板とケース本体の開口部との合わせ目を樹脂により確実にシールすることができ、ユニットの防水性を向上させることができる。
【００３２】
上記の各方法において、ケース内への液状樹脂の注入は、ケース内を真空引きしながら行なうのが好ましい。
【００３３】
上記のように、ケース内を真空引きしながら樹脂の注入を行なうと、樹脂モールド層内に気泡が生じるのを防ぐことができるため、気泡の存在により、樹脂モールド層の絶縁性能が低下するのを防ぐことができる。
【００３４】
本発明の他の好ましい態様では、ケース本体内にユニットの構成要素を収容した後、ケース本体の開口部を上方に向けた状態で該開口部からケース本体内に液状樹脂を注入して該ケース本体内に収容した構成要素を液状樹脂中に浸漬し、次いでケース本体の底壁部に設けた孔からケース本体内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース本体内に収容された構成要素の全表面とケース本体の内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成する。樹脂を硬化させた後、または硬化させる前にケース本体を蓋板で閉じる。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明によれば、樹脂がケース内を満たさないように樹脂モールド層を形成するため、モールド樹脂の使用量を少なくすることができ、ユニットの質量の軽減を図ることができる。
【００３６】
また本発明によれば、ケース内に収容された構成要素相互間に樹脂が隙間なく充填されることがないため、構成要素相互間を接続している接続ピン等の金属接続部材と樹脂モールド部を構成する樹脂との間の熱膨張率の差により樹脂中に生じる応力を緩和して、金属接続部材が破損するのを防ぐことができ、ユニットの寿命を長くすることができる。
【００３７】
本発明において、蓋板の周縁部寄りの部分にケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条をケース本体内に突出した状態で形成することにより、該凸条とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝を形成して、この溝内に樹脂を充填するようにした場合には、該溝内に充填した樹脂により蓋板とケース本体の開口部との合わせ目のシールを図ることができるため、ユニットの防水性を高めることができる。
【００３８】
本発明に係わる製造方法において、ユニットの構成要素が収容されたケース内に液状樹脂を注入して、ケース内の構成要素を液状樹脂中に浸漬した後、該ケース内の液状樹脂を外部に排出させるようにした場合には、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、樹脂モールド層に接する空所がケース内に残された電子ユニットを簡単に得ることができる。
【００３９】
本発明に係わる製造方法において、ケースとして、開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたものを用い、ユニットの構成要素を収容したケース本体の開口部を蓋板により閉じた後、蓋板またはケース本体に設けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たした後、該ケース内の液状樹脂を外部に排出させるようにした場合には、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を構成する樹脂のみがケース内に残留し、余分な樹脂はケース外に排出されるため、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、樹脂モールド層に接する空所がケース内に残された電子ユニットを簡単に得ることができる。
【００４０】
本発明に係わる製造方法において、ケースの蓋板及び該蓋板と対向するケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成するとともに、蓋板の内面のケース本体寄りの位置に該ケース本体の側壁部に沿って閉ループをなすように延びる凸条を形成して、該凸条とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝を形成しておき、蓋板に設けられた第１の孔を下方に向けた状態で、ケース内への樹脂の注入と排出とを行なわせるようにした場合には、ケース本体の開口部付近の側壁部内面に沿って形成された閉ループ状の溝内に樹脂を充填することができるため、蓋板とケース本体の開口部との合わせ目を樹脂により確実にシールすることができ、ユニットの防水性を向上させることができる。
【００４１】
本発明に係わる製造方法において、ケース本体内にユニットの構成要素を収容し、ケース内の構成要素の表面及びケースの内面を連続的に覆う樹脂モールド層を形成するために必要な量の液状樹脂をケース本体内に注入した後、ケース本体の開口部を蓋板で閉じた状態でケースを回転及び（または）反転させることにより、ケース内の構成要素に満遍なく液状樹脂を触れさせることにより、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を形成するようにした場合には、ケース内から樹脂を排出する工程を省略することができるため、製造能率を向上させることができる。
【００４２】
本発明に係わる製造方法において、蓋板の周縁部寄りの部分にケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条をケース本体内に突出した状態で形成して、該凸条とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝を形成しておき、ケース本体内にユニットの構成要素を収容してケース本体の開口部を蓋板で閉じ、蓋板に設けた第１の孔またはケース本体の底壁部に設けた第２の孔からケース内に液状樹脂を注入してケース内を液状樹脂で満たした後、第１の孔を下方に向けた状態で、該第１の孔からケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層と溝内を満たす樹脂層とを形成するようにした場合には、ケース本体の開口部付近の側壁部内面に沿って形成された閉ループ状の溝内に樹脂を充填することができるため、蓋板とケース本体の開口部との合わせ目を樹脂により確実にシールすることができ、ユニットの防水性を向上させることができる。
【００４３】
本発明において、ケース内を真空引きしながら樹脂の注入を行なうようにした場合には、樹脂モールド層内に気泡が生じるのを防ぐことができるため、気泡の存在により、樹脂モールド層の絶縁性能が低下するのを防ぐことができる。
【００４４】
本発明において、ケース本体内にユニットの構成要素を収容した後、ケース本体の開口部を上方に向けた状態で該開口部からケース本体内に液状樹脂を注入して該ケース本体内に収容した構成要素を液状樹脂中に浸漬し、次いでケース本体の底壁部に設けた孔からケース本体内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース本体内に収容された構成要素の全表面とケース本体の内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成するようにした場合には、蓋に孔を設ける必要がないため、蓋に設けた孔を封止する工程を省略することができる。また蓋を開いた状態で樹脂を硬化させることができるため、モールド樹脂層を形成する樹脂として、熱硬化性樹脂だけでなく、光硬化型や電子線硬化型の樹脂を用いることができる。
【００４５】
本発明に係わる製造方法によれば、ユニットの構成要素がいかなる場合でも、モールド樹脂の量を節約して質量の軽減を図ることができ、また構成要素相互間を接続している接続ピン等の金属接続部材と樹脂との間の熱膨張率の差により樹脂中に生じる応力を緩和して、金属接続部材が破損するのを防ぐことができる。特にユニットの構成要素に、発熱を伴うパワー素子と該パワー素子を通して流れる主電流が通電されるバスバーと制御信号を流す接続ピンとを有して、バスバー及び接続ピンが外部に導出されたパワーモジュールと、パワーモジュールを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラとが含まれていて、パワーモジュールがケース本体の底部内面に接した状態で配置され、コントローラが回路基板をケースの底部内面と平行させた状態で、パワーモジュールよりもケース本体の開口部寄りに位置させてパワーモジュールに隣接配置されて、パワーモジュールから導出された接続ピンがコントローラの回路基板に半田付けされてパワーモジュールとコントローラとの間が接続される場合に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１ないし図７は本発明を電動スタータ等の電動車両の駆動源としてのモータを駆動・制御するモータコントローラを構成する電子ユニットに本発明を適用した第１の実施形態を示したもので、図１は同実施形態に係わる電子ユニットの構造を示す分解斜視図、図２は組み立てたユニットの樹脂注入前の状態を示す縦断面図、図３はケース内に樹脂を注入する際のユニットの状態を示した縦断面図、図４はケース内に樹脂を注入している途中の状態を示した縦断面図、図５は樹脂の注入を完了した状態を示した縦断面図、図６はケース内から樹脂を排出して構成要素の表面及びケースの内面を被覆する樹脂モールド層を形成した状態を示した縦断面図、図７はケースの蓋板に設けられた孔を封止した状態を示した縦断面図である。
【００４７】
図１及び図２において、１は長方形の底壁部１０１と、底壁部１０１の四辺からそれぞれ立ち上がった側壁部１０２ないし１０５とを有して、底壁部１０１と反対側に開口した箱形のケース本体、２はケース本体１の開口部を閉じる矩形状の蓋板である。この例では、ケース本体１と蓋板２とにより、電子ユニットの構成要素を収容するケースが構成されている。３はパワーモジュール、４はパワーモジュール３を制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラである。また５はバッテリの正極端子に図示しない電気コードを通して接続されるプラス側電源接続用コネクタ、６はバッテリの負極端子に図示しない電気コードを通して接続されるマイナス側電源接続用コネクタ、７は図示しない補機に電力を供給するために用いられる補機用レセプタクル、８は各種のセンサにつながる多数の信号線の端末部に取り付けられたコネクタが接続されるセンサ信号入力用コネクタ、９は車両の駆動源である図示しないモータの電機子コイルにつながるプラグが接続されるレセプタクルである。
【００４８】
ケース本体１の底壁部１０１には、底壁部１０１の長手方向のほぼ半部に亘る２つの膨出部１０１ａ，１０１ｂが底壁部１０１の短辺方向に並べて形成され、これらの膨出部内に形成された凹部１０１a1、１０１b1がケース本体１の内側に開口している。凹部１０１a1は、比較的浅く形成されていて、本実施形態ではこの凹部１０１a1がパワーモジュール３に設けられたコンデンサ３０１を収容するために用いられる。また凹部１０１b1は凹部１０１a1よりも深く形成されていて、本実施形態では、この凹部１０１b1がパワーモジュール３に設けられたリレー３０２を収容するために用いられる。
【００４９】
底壁部１０１の膨出部１０１ａ、１０１ｂが設けられていない他のほぼ半部の外面には、底壁部１０１の長手方向に一定の間隔をもって並ぶ多数の放熱フィン１０１ｃ，１０１ｃ，…が突設されている。外側に放熱フィン１０１ｃ，１０１ｃ，…が形成された部分の底壁部１０１の内面は平坦な部品突き当て面１０１Ａとなっている。
【００５０】
ケース本体の底壁部１０１の一方の長辺に沿う側壁部１０２には、バッテリの正極端子に接続されるプラス側電源接続用コネクタ５を取り付けるための切り欠き部１０２ａと，バッテリの負極端子に接続されるマイナス側電源接続用コネクタ６を取り付けるための切り欠き部１０２ｂとが形成され、底壁部１０１の他方の長辺に沿う側壁部１０３には、補機用レセプタクル７を取り付けるための切り欠き部１０３ａと、センサ信号入力用コネクタ８を取り付けるための切り欠き部１０３ｂとが形成されている。また底壁部１０１の一方の短辺から立ち上がった側壁部１０４には、図示しないモータの電機子コイルにつながるプラグが接続されるレセプタクル９を取り付けるための切り欠き部１０４ａが形成されている。本実施形態では、モータが三相ブラシレスＤＣモータであるとする。
【００５１】
ケース本体１の四隅の内側にはそれぞれケース本体の高さ方向のほぼ全体に亘る高さ寸法を有するボス部１０６が形成され、これらのボス部に、蓋板２をケース本体１に締結するネジ１０がねじ込まれるねじ穴１０６ａが形成されている。ケース本体１の四隅の底壁部１０１寄りの部分には、高さが低いボス部１０７が形成され、これらのボス部には、コントローラ４とパワーモジュール３とをケース本体１に締結するためのネジ１１がねじ込まれるネジ穴１０７ａが形成されている。ケース本体１の側壁部１０４の開口端寄りの部分の外側にはユニットを所定の取り付け箇所に固定する際に用いられる一つのブラケット１０８が設けられ、側壁部１０５の開口端寄りの部分の外側にはユニットを所定の取り付け箇所に固定する際に用いられる２つのブラケット１０９，１０９がケース本体の幅方向に間隔を隔てて設けられている。
【００５２】
蓋板２はケース本体１の開口部を閉じる長方形の金属板からなっていて、その四隅には、取り付け孔２０１が形成されている。蓋板２のほぼ中央部には、該蓋板を貫通した第１の孔２０３が設けられている。本実施形態では、ケース本体１の底壁部の部品突き当て面１０１Ａが設けられた部分を貫通させて、第２の孔１１０が形成されている。本実施形態では、後述のように、ケース内に樹脂を注入する際に、第１の孔２０３が樹脂注入口として用いられ、第２の孔１１０は通気孔として用いられるため、第１の孔２０３の内径が、第２の孔１１０の内径よりも大きく設定されている。
【００５３】
パワーモジュール３は、樹脂の成形品からなる板状の基板３００を備えている。基板３００はケース本体１の内側に挿入し得る長方形状の形状を呈するように形成され、この基板３００の裏面に、複数のコンデンサ３０１と、過電流が流れたときに電源を遮断するリレー３０２と、ＦＥＴモジュール３０３とが取り付けられている。
【００５４】
ＦＥＴモジュール３０３は、三相ブラシレスモータを駆動する三相ブリッジ形のインバータ回路を構成するＭＯＳＦＥＴをパッケージ内に収容して構成したモジュールである。３相ブラシレスモータを駆動するために用いられるインバータ回路は、各辺がＭＯＳＦＥＴにより構成された三相ブリッジ回路からなる周知のものである。ＦＥＴモジュール３の基板３００と反対側の面は、ＦＥＴの放熱板が熱的に結合された放熱面となっている。
【００５５】
ＦＥＴモジュール３０３内に構成されたインバータ回路のプラス側及びマイナス側の直流側端子は、基板３００により一部がモールドされて該基板に保持された２本のバスバーを通して基板３００に固定されたコネクタ５及び６に接続されている。またインバータ回路の三相の交流側端子は、基板３００により一部がモールドされて該基板に保持された３本のバスバーを通してレセプタクル９の三相の端子に接続されている。レセプタクル９に接続される図示しないプラグと該プラグに接続された電気コードとを通して、インバータ回路の三相の交流側端子が図示しないモータの三相の電機子コイルに接続される。
【００５６】
コンデンサ３０１は、インバータ回路の直流側端子間に接続されている。またインバータ回路を構成するＭＯＳＦＥＴに駆動信号を与えるためにＦＥＴモジュール３０３から導出された多数の接続ピン（信号線）３０４やその他の接続導体３１０が基板３００を貫通して該基板の表面側に導出されている。
【００５７】
パワーモジュール３の基板３００の短辺部には、レセプタクル９を嵌合させて位置決めする位置決め部３０６が設けられている。レセプタクル９は、位置決め部３０６に嵌合されて位置決めされるとともに、該レセプタクルのハウジングに嵌合されたコの字形の固定具３０５が位置決め部３００ａに設けられた係止部に係止されることにより、基板３００に固定される。同様にして、バッテリの正極端子及び負極端子が接続されるプラス側電源接続用コネクタ５及びマイナス側電源接続用コネクタ６が基板３００に取り付けられている。基板３００にはまた、ケース内への樹脂の充填を容易にするための窓部３０７が形成されている。センサ信号入力用コネクタ８は、ブラシレスモータのロータの位置を検出するホールセンサの出力信号などのモータの制御に必要な信号をコントローラ４に与えるために用いられる。また基板３００の四隅を貫通させて、ケース本体１の四隅に設けられたネジ穴１０７ａに整合し得る取り付け孔３０８が設けられている。
【００５８】
上記のパワーモジュール３は、基板３００の裏面（コンデンサ３０１と、リレー３０２と、ＦＥＴモジュール３０３とが取り付けられた面）をケース本体１の底面側に向けて該ケース本体内に収容され、ＦＥＴモジュール３０６の放熱面がケース本体１の部品突き当て面１０１Ａに突き当てられて、ＦＥＴモジュール３０６の放熱面がケース本体１の底壁部１０１に熱的に結合されるとともに、コンデンサ３０１及びリレー３０２がそれぞれ凹部１０１a1内及び１０１b1内に挿入される。またプラス側電源接続用コネクタ５及びマイナス側電源接続用コネクタ６がケース本体の側壁部１０２の切り欠き１０２ａ及び１０２ｂに嵌合され、レセプタクル９が側壁部１０４に設けられた切り欠き部１０４ａに嵌合される。
【００５９】
コントローラ４は、パワーモジュール３を制御する制御部の構成部品を回路基板４００に実装したものである。回路基板４００は絶縁基板に回路パターンを形成したもので、回路基板４００の表面に制御部を構成するマイクロプロセッサなどの電子部品４０１が取り付けられている。回路基板４００の裏面側にセンサ信号入力用コネクタ８が配置されて該コネクタ８から導出されたリード端子８０１が回路基板４００の回路パターンに半田付けされている。また回路基板４００の四隅には、パワーモジュール３の基板３００に設けられた取り付け孔３０８に整合し得る取り付け孔４０３が形成されている。回路基板４００の四隅にはまた、ケース本体の四隅に設けられたボス部１０６から基板を逃がすための切り欠き部４１０が形成されている。
【００６０】
コントローラ４は、回路基板４００をケース本体１の底部内面と平行させた状態で、パワーモジュール３よりもケース本体１の開口部寄りに位置させて、パワーモジュール３に隣接配置され、パワーモジュール３の基板を貫通した多数の接続ピン３０４が回路基板４００に設けられたスルーホール４０４に挿入されて、回路基板４の回路パターンに半田付けされる。またパワーモジュール３から引き出された他の接続導体３１０も、回路基板４の回路パターンに半田付けされる。コネクタ８は、ケース本体１の側壁部１０３に設けられた切り欠き部１０３ｂ内に嵌合されて位置決めされ、コの字形の取り付け金具４０５がコネクタ８に外側から嵌合されて、該取り付け金具４０５により、切り欠き部１０３ｂの開口端縁とコネクタ８との間の隙間が塞がれる。また補機用レセプタクル７がケース本体１の側壁部１０３の切り欠き部１０３ａに嵌合されて取り付けられる。補機用レセプタクル７は、バッテリの正極端子及び負極端子が接続されるプラス側電源接続用コネクタ５及びマイナス側電源接続用コネクタ６に図示しないスイッチを通して接続されている。このようにしてユニットを組立てた状態を図２に示してある。
【００６１】
ケース本体に設けられた各切り欠き部とコネクタやレセプタクルとの嵌合部は、嵌合をきつくしたり、接着したり、パッキンを介在させるなどの手段により、樹脂液に対する液密の保持が図られ、ケース本体内に液状樹脂が注入された際に各切り欠き部とコネクタやレセプタクルとの嵌合部から樹脂が漏れないようになっている。
【００６２】
上記のように、ケース本体１内にパワーモジュール３及びコントローラ４を収容した後、ネジ１１をコントローラ４の回路基板４００の四隅の取り付け孔４０３とパワーモジュール３の基板３００の四隅の取り付け孔３０８とを通してケース本体１のネジ穴１０７ａにねじ込むことにより、パワーモジュール３とコントローラ４とをケース本体１に締結する。次いで蓋板２をケース本体１の開口端の上に配置して、ネジ１０を蓋板２の四隅の取り付け孔２０１を通してケース本体１のネジ孔１０６ａにねじ込むことにより、蓋板２をケース本体１に締結して、ケース本体の開口部を蓋板２により閉じる。このようにして蓋板２をケース本体１に締結した状態で、ケース本体１の開口部が樹脂液に対して液密に閉じられるように、ケース本体１の開口端と蓋板２との突き合わせ部が構成されている。
【００６３】
本発明に係わる電子ユニットにおいては、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、ケース内には、樹脂モールド層に接する空所が残される。
【００６４】
本発明に係わる電子ユニットの製造方法においては、ケース本体１内にユニットの構成要素（本実施形態では、パワーモジュール３及びコントローラ４）を収容して，ケース本体１の開口部を蓋板２で閉じた後、蓋板２またはケース本体１に設けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たした後、該ケース内の液状樹脂を外部に排出することにより、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、しかる後にケース内の樹脂を硬化させる。
【００６５】
本実施形態においては、前述のように、ケースの蓋板２及び該蓋板と対向するケース本体１の底壁部１０１をそれぞれ貫通させて第１の孔２０３及び第２の孔１１０を形成しておいて、ケース本体１内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板２で閉じた後、第１の孔２０３及び第２の孔１１０の一方を上方に配置し、他方を下方に配置した状態にして、上方に配置した孔から排気しつつ下方に配置した孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たした後、下方に配置した孔から該ケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、その後樹脂を硬化させる。
【００６６】
図示の例では、ケース本体１内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体１の開口部を蓋板２で閉じた後、図３に示すように、第２の孔１１０を上方に向け（開口させ）、第１の孔２０３を下方に向けた状態にする。この状態で、樹脂供給源に接続された樹脂供給パイプ（図示せず。）を下方に向けた第１の孔２０３に接続して、上方に向けた第２の孔１１０から排気しつつ、図４に示すように、第１の孔２０３からケース内に液状樹脂２０を徐々に流入させる。図５に示すように、ケース内を液状樹脂で満たし、第２の孔１１０が樹脂で満たされたのを確認した後、下方に向けた第１の孔２０３からケース内の液状樹脂を外部に排出させて回収することにより、図６に示したように、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層２１を、該樹脂モールド層２１に接する空所２２をケース内に残した状態で形成する。ケース内から樹脂を排出した後に形成される樹脂モールド層２１の厚みが必要な厚み（ユニットの構成要素の絶縁と、水に対する保護とを図るために必要な厚み）になるように、液状樹脂の粘度を設定しておく。ケース内から回収した液状樹脂は、未硬化の状態にあって、その粘度（流動性）が維持されている状態にあれば、混入した不純物を取り除くためのろ過処理などを行なうことにより、再使用することができる。
【００６７】
上記のようにして、樹脂モールド層２１を形成した後、樹脂モールド層２１を構成する樹脂を硬化させる。この場合、樹脂モールド層２１を構成する樹脂としては、熱硬化性樹脂を用い、ユニットを炉に入れて加熱することにより樹脂を硬化させる。
【００６８】
上記のようにして樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させた後、図７に示すように、第１の孔２０３の開口部周辺に通気性を有するシート２３を接着することにより、第１の孔２０３を液密に塞ぎ、第２の孔１１０を栓などの封止材２４により液密に塞いでユニットを完成する。
【００６９】
上記のように、ユニットの構成要素を収容したケース本体１の開口部を蓋板２により閉じ、ケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たした後、該ケース内の液状樹脂を外部に排出させると、ケース内には、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を構成する樹脂のみが残留し、余剰の樹脂はケース外に排出される。従って、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層２１が形成され、樹脂モールド層２１に接する空所２２がケース内に残された電子ユニットを簡単に得ることができる。
【００７０】
上記の実施形態のユニットにおいて、図１３に示したように、ケース内がモールド樹脂２０で満たされたままの状態で樹脂が硬化させられたとする。ケース内でユニットの構成要素相互間が金属接続部材により接続されている場合、例えば、上記の実施形態に示したように、パワーモジュールの電子部品から導出された接続ピン３０４や接続導体３１０等の金属接続部材が回路基板（回路基板）４００に半田付けされている場合には、金属接続部材（３０４，３１０）の周囲のモールド樹脂の熱膨張率が大きいのに対して、金属接続部材の熱膨張率は小さいため、ケース内が樹脂で満たされていると、構成要素から熱が発生した際に、金属接続部材（３０４，３１０）により機械的に連結されている構成要素相互間（図示の例では、パワーモジュール３の基板３００と回路基板４００との間）に介在する樹脂中に、金属接続部材を構成要素から引き抜こうとする向きの応力Ｐが発生し、これにより金属接続部材及びその接続部（半田付け部）に大きい引っ張り力Ｆが作用する。この引っ張り力は、構成要素の温度が低下すると除去され、その温度が再上昇すると再び作用する。そのため、構成要素の冷熱サイクルが繰り返されると、金属接続部材及びその接続部に金属疲労が生じ、やがて金属接続部材またはその接続部が破損して、ユニットの機能が喪失することがある。このような現象は、ケース内に収容されるユニットの構成要素中に発熱量が多いパワーモジュールが含まれている場合に特に顕著に生じ、ユニットの寿命を短くする原因になる。
【００７１】
これに対し、本発明による場合には、ケース内に収容された構成要素相互間に樹脂が隙間なく充填されることがないため、構成要素相互間を接続している接続ピン等の金属接続部材と樹脂との間の熱膨張率の差により樹脂中に生じる応力を緩和して、金属接続部材が破損するのを防ぐことができ、ユニットの寿命を長くすることができる。
【００７２】
上記の実施形態のように、蓋板を下側に配置した状態で、該蓋板に設けた孔からケース内の樹脂を排出させるようにすると、蓋板とケース本体の開口部との突き合わせ部を確実に覆うように樹脂モールド層を形成することができるため、蓋板とケース本体の開口部との突き合わせ部のシールを確実に図って、ユニットの防水性を高めることができる。
【００７３】
次に図８ないし図１２を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態では、ケースの蓋板２及び該蓋板と対向するケース本体１の底壁部１０１をそれぞれ貫通させて第１の孔２０３及び第２の孔１１０を形成するとともに、図８及び図９に示したように、蓋板２の周縁部寄りの位置（ケース本体１の側壁部寄りの位置）に該ケース本体の側壁部に沿って閉ループをなすように延びる凸条２１０を形成して、該凸条２１０とケース本体１の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝Ｇを形成しておく。ユニットのその他の部分の構成は、図１ないし図７に示した第１の実施形態と同様である。
【００７４】
ケース本体１内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板２で閉じた後、図９に示すように、第１の孔２０３を下方に向け、第２の孔１１０を上方に向けた状態で、第１の孔２０３からケース内に液状樹脂２０を注入して、図１０に示すようにケース内を液状樹脂２０で満たす。次いで、下方に向けた第１の孔２０３からケース内の液状樹脂２０を外部に排出させることにより、図１１に示すように、ケース内に収容された構成要素の全表面と、ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層２１を、該樹脂モールド層２１に接する空所２２をケース内に残した状態で形成する。このとき、蓋板の凸条２１０とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に形成された閉ループ状の溝Ｇ内を充填する樹脂２１Ａはそのままの状態に残される。その後、本実施形態では、図１２に示すように、通気性を有する防水栓２５で第１の孔２０３を塞ぎ、第２の孔１１０を栓などの封止材２４により液密に塞いでユニットを完成する。
【００７５】
上記のように、蓋板２の内面のケース本体寄りの位置に該ケース本体の側壁部に沿って延びる凸条２１０を形成することにより、該凸条とケース本体１の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝Ｇを形成して、この溝内に充填された樹脂２１Ａがそのままに残されるようにしておくと、該溝内に充填された樹脂２１Ａにより蓋板２とケース本体の開口部との接合部のシールを図ることができるため、ケースの密封性を高めてユニットの防水性を高めることができる。
【００７６】
上記の各実施形態では、蓋板２を下方に向けた状態で、ケース内への樹脂の注入とケース内からの樹脂の回収とを行なうようにしたが、本発明に係わる製造方法においては、ケース内にユニットの構成要素を収容した後、ケース内に液状樹脂を注入して、ケース内の構成要素を液状樹脂中に浸漬し、次いでケース内の液状樹脂を外部に排出させることにより、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成すればよく、上記の各実施形態のように、蓋板２を下方に向けた状態で、ケース内への樹脂の注入とケース内からの樹脂の回収とを行なう場合に限定されない。例えば、第２の孔１１０を樹脂の注入及び排出を行ない得る大きさに形成しておいて、図２に示したように、ケースの蓋板２を上方に向け、ケース本体１の底壁部１０１を下方に向けた状態で、ケース内への樹脂の注入と、ケース内からの樹脂の回収とを行なうようにしても良い。
【００７７】
また、第１の孔２０３及び第２の孔１１０の双方を、樹脂の注入と排出とを行ない得る大きさに形成しておいて、図２に示したようにケースの蓋板２を上方に向け、ケース本体の底壁部１０１を下方に向けた状態で、第１の孔２０３または第２の孔１１０からケース内への樹脂の注入を行ない、次いで図３に示したように蓋板２を下に向けた状態にして、第１の孔２０３を通してケース内からの樹脂の回収を行なうようにしてもよい。
【００７８】
上記の各実施形態のように、ケースの下端に配置した孔からケース内に液状樹脂を流入させると、ケース内で樹脂の液面レベルを徐々に上昇させて、ケース内の構成要素の全表面及びケースの内面に樹脂を満遍なく付着させることができ、ケース内の構成要素の全表面及びケースの内面を、気泡を生じさせることなく、樹脂で被覆することができる。またケース内を液状樹脂で満たした後、ケースの下端に配置した孔から該ケース内の液状樹脂を外部に排出させると、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を構成する樹脂以外の余分な樹脂をケース外に簡単に排出することができる。
【００７９】
上記の各実施形態のように、液状樹脂をケース内に注入する際に、一旦ケース内を樹脂で満たすようにすると、蓋板とケース本体との接合部を覆う樹脂モールド層を形成できるため、蓋板とケース本体との接合部のシール性を高めて、防水効果を高めることができる。しかし本発明は、液状樹脂をケース内に注入する際に、一旦ケース内を樹脂で満たすようにする場合に限定されない。樹脂モールド層は、少なくともケース内に収容されたユニットの構成要素の全表面と該構成要素の周囲のケース内面とを覆うように形成されれば良いので、ケースの上端とケース内に収容されたユニットの構成要素の上端との間に隙間が存在する場合には、ユニットの構成要素が液状樹脂中に完全に浸漬されるまで、液状樹脂をケース本体内に注入した後、ケース本体内の樹脂を外部に排出させて、ユニットの構成要素の全表面と構成要素の周囲のケース内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を形成するようにしてもよい。
【００８０】
この場合、ケースの蓋板を外した状態で、ケース本体１の開口部から該ケース本体内に樹脂を注入し、ケース本体に設けた孔からケース本体内の樹脂を排出して樹脂モールド部を形成するようにしてもよい。即ち、ケース本体１内にユニットの構成要素を収容した後、ケース本体１の開口部を上方に向けた状態で該開口部からケース本体内に液状樹脂を注入して該ケース本体内に収容した構成要素を液状樹脂中に浸漬し、次いでケース本体１の底壁部に設けた孔１１０からケース本体内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース本体内に収容された構成要素の全表面とケース本体の内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、樹脂を硬化させた後、または硬化させる前にケース本体を蓋板で閉じるようにしてもよい。
【００８１】
上記の方法において、ケース本体を蓋板で閉じる前に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる場合には、ケース本体内の樹脂に光や電子線を照射することができるため、樹脂として、光硬化型や電子線硬化型の樹脂を用いることもできる。
【００８２】
ユニットの構成要素が液状樹脂中に完全に浸漬されるまで、液状樹脂をケース本体内に注入した後、ケース本体内の樹脂を外部に排出させて、樹脂モールド層を形成する方法をとる場合等、蓋板とケース本体の開口部との突き合わせ部に樹脂モールド層を形成できない場合には、蓋板２とケース本体１との突き合わせ部にパッキンを介在させるか、または、蓋板２をケース本体１の開口端に接着することにより、蓋板２とケース本体１との突き合わせ部の液密性を確保する。
【００８３】
本発明に係わる電子ユニットの製造方法においてはまた、ケースの蓋板２及び該蓋板２と対向するケース本体１の底壁部１０１をそれぞれ貫通させて第１の孔２０３及び第２の孔１１０を形成しておき、ケース本体１内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板２で閉じた後、第１の孔２０３及び第２の孔１１０の一方を上方に向け、他方を下方に向けた状態にして、下方に向けた孔を閉じた状態で、上方に向けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たした後、下方に向けた孔を開いてケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂を硬化させるようにしてもよい。
【００８４】
上記のように、ケースの蓋板２及びケース本体１の底壁部１０１にそれぞれ設けた第１の孔２０３及び第２の孔１１０うちの一方を上方に向け、他方を下方に向けた状態で配置して、上方に向けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たす方法をとる場合、上方に向けた状態で配置する孔を複数設けて、該複数の孔の一つからケース内に液状樹脂を注入し、他の孔を通してケース内の空気を排出させるようにするのが好ましい。例えば、ケースの蓋板に設けた第１の孔２０３を上方に向け、ケース本体の底壁部に設けた第２の孔１１０を下方に向けた状態でケースを配置して、第２の孔１１０を閉じ、第１の孔２０３からケース内に液状樹脂を注入する方法をとる場合には、蓋板２に第１の孔２０３を複数個設けて、該複数の第１の孔のうちの一つから樹脂を注入し、他の第１の孔は開口させた状態に保持して、開口させた第１の孔を通してケース内の空気を排出させるようにするのが好ましい。
【００８５】
本発明に係わる電子ユニットの製造方法ではまた、ユニットの構成要素が収容されたケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、ケース内の構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に被覆する樹脂モールド層を形成するために必要にして十分な両の液状樹脂をケース内に注入して、ケースを回転及び（または）反転させることにより、樹脂モールド層を形成するようにしてもよい。
【００８６】
例えば、ケースの蓋板２及び該蓋板と対向するケース本体１の底壁部１０１をそれぞれ貫通させて第１の孔２０３及び第２の孔１１０を形成しておき、ケース本体１内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板２で閉じた後、第１の孔２０３及び第２の孔１１０の一方から排気しつつ他方からケース内に液状樹脂を注入し、その後、第１の孔２０３及び第２の孔１１０を閉じてケースを回転及び（または）反転させることにより、ケース内の構成要素及びケースの内面に満遍なく液状樹脂を触れさせて、樹脂モールド部を形成する方法をとってもよい。
【００８７】
上記の方法において、ケース内に液状樹脂を多めに注入する場合には、ケースを回転及び（または）反転させた後、第１の孔２０３及び第２の孔１１０を開いて、第１の孔２０３または第２の孔１１０から構成要素の表面及びケースの内面に付着しなかった余剰の液状樹脂を排出させ、しかる後に樹脂を硬化させる工程を行うようにする。
【００８８】
また、上記の方法において、ケース内の構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に被覆する樹脂モールド層を形成するために必要なだけの量の液状樹脂をケース内に注入する場合には、ケース内の樹脂を排出する工程を行うことなく、樹脂を硬化させる工程に移行することができる。
【００８９】
上記の方法によれば、ケース内に注入する樹脂の量を少なくすることができ、ケース内から余剰の樹脂を回収する場合でも、回収する樹脂の量を少なくすることができるため、コストの低減を図ることができる。
【００９０】
特に、上記の方法において、ケース内の構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に被覆する樹脂モールド層を形成するために必要なだけの量の液状樹脂をケース内に注入する方法をとる場合には、ケース内から樹脂を排出する工程を省略することができるため、製造能率を向上させることができる。
【００９１】
上記の各方法において、ケース内への液状樹脂の注入は、ケース内を真空引きしながら行なうようにするのが好ましい。ケース内を真空引きしながら樹脂の注入を行なうと、樹脂モールド層内に気泡が生じるのを防ぐことができるため、気泡の存在により、樹脂モールド層の絶縁性能が低下するのを防ぐことができる。
【００９２】
上記の各実施形態では、パワーモジュールのパワー素子としてＭＯＳＦＥＴを用いたが、パワートランジスタやサイリスタ等の他のパワー素子が用いられる場合にも本発明を適用することができるのはもちろんである。
【００９３】
上記の各実施形態では、ケース内にパワーモジュールとコントローラとの二つの構成要素が収容されたが、ケース内に更に多くの構成要素が階層構造で（ケースの深さ方向に積み重ねるかまたは並べた状態で）配置される場合にも本発明を適用することができる。
【００９４】
上記の各実施形態では、ケース内にパワーモジュールが収容されたが、本発明は、ケース内にパワーモジュールが収容される場合に限定されるものではなく、エンジンを制御するＥＣＵ（電子制御ユニット）などの他の耐候性を必要とする電子ユニットにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる電子ユニットの構造を示す分解斜視図である。
【図２】同実施形態において、組み立てたユニットの樹脂注入前の状態を示す縦断面図である。
【図３】同実施形態において、ケース内に樹脂を注入する際のユニットの状態を示した縦断面図である。
【図４】同実施形態において、ケース内に樹脂を注入している途中の状態を示した縦断面図である。
【図５】同実施形態において、樹脂の注入を完了した状態を示した縦断面図である。
【図６】同実施形態において、ケース内から樹脂を排出して構成要素の表面及びケースの内面を被覆する樹脂モールド層を形成した状態を示した縦断面図である。
【図７】同実施形態において、ケースの蓋板に設けられた孔を封止した状態を示した縦断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の外観を示した斜視図である。
【図９】同実施形態において、ケース内に樹脂を注入する際のユニットの状態を示した縦断面図である。
【図１０】同実施形態において、樹脂の注入を完了した状態を示した縦断面図である。
【図１１】同実施形態において、ケース内から樹脂を排出して構成要素の表面及びケースの内面を被覆する樹脂モールド層を形成した状態を示した縦断面図である。
【図１２】同実施形態において、ケースの蓋板に設けられた孔を封止した状態を示した縦断面図である。
【図１３】本発明が対象とする電子ユニットにおいて、ケース内を満たすように樹脂モールド部を形成した場合の不具合を説明するための要部縦断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ ケース本体
１０１ 底壁部
１０２〜１０５ 側壁部
２ 蓋板
３ パワーモジュール
３００ 基板
３０１ コンデンサ
３０３ ＦＥＴモジュール
３０４ 接続ピン
４ コントローラ
４００ 回路基板
２０ 樹脂
２１ 樹脂モールド部
２２ 空所
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニット、及び該電子ユニットを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二輪車、ＡＴＶ、自動車、船外機等には、エンジンを動作させるために必要な点火装置や燃料噴射装置、或いはバッテリの充電を制御するレギュレータ等、多くの電子ユニットが搭載される。またレクリエーション用の車両においては、エンジンに取り付けられた発電機の出力で外部の負荷を駆動することを可能にするために、発電機の交流出力を直流出力に変換するコンバータと、コンバータの直流出力を商用周波数の交流出力に変換するインバータとを備えたパワーモジュールと、インバータを制御するコントローラとを備えたパワーユニットを構成する電子ユニットが搭載されることもある。更に電動二輪車や電気自動車、あるいはハイブリッド車など、モータを駆動源として備えた車両においては、モータの駆動電流を制御するスイッチ素子を有するパワーモジュールと、該パワーモジュールのスイッチ素子を制御するコントローラとを備えた電子ユニット（モータコントローラ）が搭載される。
【０００３】
車両や船外機などに搭載される電子ユニットには、雨天走行時や、水没時などにも機能が喪失しないようにするために、耐候性（主として防水性）を持たせる必要がある。電子ユニットに耐候性を持たせる場合には、例えば特許文献１に示されているように、ケース内に構成要素を収容して、ケース内に隙間なく充填した樹脂で構成要素をモールドする構造を採用するのが一般的であった。
【０００４】
なお本明細書において、「パワーモジュール」とは、ＭＯＳＦＥＴ、パワートランジスタ、サイリスタ、整流用ダイオードなど、比較的大きい電流が流れる素子（パワー素子）を備えて特定の機能を果たす回路の構成要素を、パッケージ内に収容した構成を有する電子部品を意味する。特定の機能を果たす回路とは、例えば、整流回路、レギュレータ回路、インバータ回路、負荷に与える電流の極性を切り換えるスイッチ回路等である。
【特許文献１】特開２００５−２９４７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示されているように、構成要素を収容したケース内に樹脂を隙間なく充填する構造を採用した場合には、ケース内に充填される樹脂の量が多くなり、ユニットの質量が増大するのを避けられない。特にパワーモジュールが含まれている場合には、構成要素が大形になるため、ケースの容積が大きくなり、樹脂量の増加に伴う質量の増大が問題になる。
【０００６】
また、ケース内でユニットの構成要素相互間が金属接続部材により接続されている場合（例えば、電子部品から導出された接続ピンが回路基板に半田付けされている場合）、金属接続部材（接続ピン）の周囲のモールド樹脂の熱膨張率が大きいのに対して、金属接続部材の熱膨張率は小さいため、構成要素から熱が発生した際に、金属接続部材により機械的に連結されている構成要素相互間（例えば電子部品と基板との間）に介在する樹脂中に、金属接続部材を構成要素から引き抜こうとする向きの応力が発生し、これにより金属接続部材及びその接続部に大きい引っ張り力が作用する。この引っ張り力は、構成要素の温度が低下すると除去され、その温度が再上昇すると再び作用する。そのため、構成要素の冷熱サイクルが繰り返されると、金属接続部材及びその接続部（例えば接続ピン及びその半田付け部）に金属疲労が生じ、やがて金属接続部材またはその接続部が破損して、ユニットの機能が喪失することがある。このような現象は、ケース内に収容されるユニットの構成要素中に発熱量が多いパワーモジュールが含まれている場合に特に顕著に生じ、ユニットの寿命を短くする原因になる。
【０００７】
本発明の目的は、ケース内で構成要素をモールドする樹脂の量を少なくして、質量の軽減を図ることができるようにした電子ユニット及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ケース内で構成要素をモールドする樹脂の量を少なくして、質量の軽減を図るとともに、構成要素の冷熱サイクルの繰り返しにより、構成要素相互間を接続している金属接続部材等の破損が生じるおそれをなくして、寿命を長くすることができるようにした電子ユニット及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを対象とする。本発明においては、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、ケース内には、樹脂モールド層に接する空所が残されている。
【００１０】
上記のように構成すると、樹脂がケースを満たさないため、モールド樹脂の使用量を少なくすることができ、ユニットの質量の軽減を図ることができる。またケース内に収容された構成要素相互間に樹脂が隙間なく充填されることがないため、構成要素相互間を接続している接続ピン等の金属接続部材と樹脂との間の熱膨張率の差により樹脂中に生じる応力を緩和して、金属接続部材が破損するのを防ぐことができ、ユニットの寿命を長くすることができる。
【００１１】
本発明の一態様では、上記ケースが、底部に相対する位置に開口部を有するケース本体と、該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えていて、少なくともケース本体が金属からなっている。また上記ユニットの構成要素は、発熱を伴うパワー素子とパワー素子を通して流れる主電流が通電されるバスバーと制御信号を流す接続ピンとを有して、バスバー及び接続ピンが外部に導出されたパワーモジュールと、パワーモジュールを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラとを備えている。上記パワーモジュールは、ケース本体の底部内面に接した状態で配置され、コントローラは回路基板をケースの底部内面と平行させた状態で、パワーモジュールよりもケース本体の開口部寄りに位置させてパワーモジュールに隣接配置される。パワーモジュールから導出された接続ピンがコントローラの回路基板に半田付けされてパワーモジュールとコントローラとの間が接続される。樹脂モールド層は、接続ピンをも覆うように形成されて、該接続ピンを覆う樹脂モールド層の周囲にも空所が形成されている。
【００１２】
上記のように、構成要素にパワーモジュールが含まれている場合には、該パワーモジュールから多くの熱が発生するため、接続ピンと樹脂との熱膨張率の差により、樹脂中に応力が生じやすい。本発明は、このような電子ユニットに適用した場合に特に顕著な効果を発揮する。
【００１３】
本発明の好ましい態様では、蓋板の周縁部寄りの部分にケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条がケース本体内に突出した状態で形成されて、該凸条とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝が形成され、この閉ループをなす溝内に樹脂が充填されて蓋板とケース本体の開口部との接合部のシールが図られてる。
【００１４】
上記のように、蓋板の周縁部寄りの部分にケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条をケース本体内に突出した状態で形成することにより、該凸条とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝を形成して、この溝内に樹脂を充填すると、該溝内に充填した樹脂により蓋板とケース本体の開口部との接合部のシールを図ることができるため、ケースを密封してユニットの防水性を高めることができる。
【００１５】
本発明によればまた、ケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法が提案される。本発明に係わる製造方法においては、ケース内にユニットの構成要素を収容した後、ケース内に液状樹脂を注入して、ケース内の構成要素を液状樹脂中に浸漬する。次いでケース内の液状樹脂を外部に排出させることにより、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００１６】
この場合、樹脂モールド層は、ケースの内面全体を覆うように形成しても良く、ケースの内面のうちユニットの構成要素を樹脂中に浸漬させた際に該樹脂に接する部分のみを覆うように形成しても良い。
【００１７】
上記のように、ユニットの構成要素が収容されたケース内に液状樹脂を注入して、ケース内の構成要素を液状樹脂中に浸漬した後、該ケース内の液状樹脂を外部に排出させると、ケース内には、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を構成する樹脂のみが構成要素の表面及びケースの内面に付着した状態で残留し、余剰の樹脂はケース外に排出される。従って、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、樹脂モールド層に接する空所がケース内に残された電子ユニットを簡単に得ることができる。
【００１８】
ユニットの構成要素の表面とともにケースの内面全体を覆うように樹脂モールド層を形成するには、例えば、ケース内を満たすように液状樹脂をケース内に注入した後、余剰の液状樹脂をケース内から排出して回収するようにすればよい。
【００１９】
ケース内から回収した樹脂は、未硬化の状態にあって、その流動性が維持されている状態にあれば、混入した不純物を取り除くろ過処理などを行なうことにより、再使用することができる。このように、回収した樹脂を再使用するようにすると、コストの低減を図ることができる。
【００２０】
本発明に係わる製造方法の好ましい態様では、ケースとして、開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたものを用いる。そして、ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、蓋板またはケース本体に設けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たし、次いで該ケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００２１】
上記のように、ユニットの構成要素を収容したケース本体の開口部を蓋板により閉じた後、蓋板またはケース本体に設けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たした後、該ケース内の液状樹脂を外部に排出させると、ケース内には、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を構成する樹脂のみが残留し、余剰の樹脂はケース外に排出される。従って、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、樹脂モールド層に接する空所がケース内に残された電子ユニットを簡単に得ることができる。
【００２２】
本発明の好ましい態様では、ケースの蓋板及び該蓋板と対向するケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成しておき、ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、第１の孔及び第２の孔の一方を上方に向け、他方を下方に向けた状態で配置して、上方に向けた孔から排気しつつ下方に向けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たす。その後、下方に向けた孔から該ケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００２３】
上記のように、下方に向けた孔からケース内に液状樹脂を流入させると、ケース内で樹脂の液面レベルを徐々に上昇させて、ケース内の構成要素の全表面及びケースの内面に樹脂を満遍なく付着させることができ、ケース内の構成要素の全表面及びケースの内面を樹脂で被覆することができる。またケース内を液状樹脂で満たした後、下方に配置した孔から該ケース内の液状樹脂を外部に排出させると、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を構成する樹脂以外の余分な樹脂をケース外に排出することができる。ケース外に排出した樹脂は回収して再使用することが可能である。また上記のように、下方に向けた孔からケース内に液状樹脂を流入させるようにすると、ケース内に樹脂を注入する工程から樹脂を排出する工程までを、ケースの姿勢を変化させることなく行うことができるため、樹脂モールド層を形成する工程の簡素化を図ることができる。
【００２４】
本発明の好ましい態様では、ケースの蓋板及び該蓋板と対向するケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成しておき、ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、第１の孔及び第２の孔の一方を上方に向け、他方を下方に向けた状態で配置して、下方に向けた孔を閉じた状態で、上方に向けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たし、次いで下方に向けた孔を開いてケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００２５】
上記のように、蓋板に設けられた第１の孔を下方に向けた状態で配置して、該第１の孔を通してケース内への樹脂の注入とケース内からの樹脂の排出とを行なわせるようにすると、最終的に蓋とケース本体の開口部との合わせ目を覆う樹脂モールド部を形成することができるため、蓋とケース本体の開口部との合わせ目のシールを図ることができる。
【００２６】
本発明の他の好ましい態様では、ケースの蓋板及び該蓋板と対向するケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成しておき、ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、第１の孔及び第２の孔の一方から排気しつつ他方からケース内に液状樹脂を注入する。その後、第１の孔及び第２の孔を閉じてケースを回転及び（または）反転させることにより、ケース内の構成要素に満遍なく液状樹脂を触れさせる。次いで、第１の孔及び第２の孔を開いて、第１の孔または第２の孔から構成要素の表面に付着しなかった余剰の液状樹脂を排出させることにより、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００２７】
上記の方法によれば、ケース内に注入する樹脂の量を少なくすることができ、ケース内から回収する樹脂の量を少なくすることができる。従って、ケース内から回収した樹脂を再使用する場合に、再使用する樹脂の量を少なくすることができ、樹脂を再使用する際の浄化処理を簡単にすることができる。
【００２８】
本発明の他の好ましい態様では、ケース本体内にユニットの構成要素を収容し、ケース内の構成要素の表面及びケースの内面を連続的に覆う樹脂モールド層を形成するために必要な量の液状樹脂をケース本体内に注入した後、ケース本体の開口部を蓋板で閉じた状態でケースを回転及び（または）反転させることにより、ケース内の構成要素に満遍なく液状樹脂を触れさせて、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００２９】
上記の方法によれば、ケース内から樹脂を排出する工程を省略することができるため、製造能率を向上させることができる。
【００３０】
本発明の他の好ましい態様では、ケースの蓋板及び該蓋板と対向する前記ケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成するとともに、蓋板の周縁部寄りの部分にケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条をケース本体内に突出させた状態で形成して、該凸条とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝を形成しておき、ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、第１の孔または第２の孔からケース内に液状樹脂を注入してケース内を液状樹脂で満たす。次いで、第１の孔を下方に向けて配置して、該第１の孔から該ケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層と、溝内を満たす樹脂層とを、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる。
【００３１】
上記の方法によると、ケース本体の開口部付近の側壁部内面に沿って形成された閉ループ状の溝内に樹脂を充填することができるため、蓋板とケース本体の開口部との合わせ目を樹脂により確実にシールすることができ、ユニットの防水性を向上させることができる。
【００３２】
上記の各方法において、ケース内への液状樹脂の注入は、ケース内を真空引きしながら行なうのが好ましい。
【００３３】
上記のように、ケース内を真空引きしながら樹脂の注入を行なうと、樹脂モールド層内に気泡が生じるのを防ぐことができるため、気泡の存在により、樹脂モールド層の絶縁性能が低下するのを防ぐことができる。
【００３４】
本発明の他の好ましい態様では、ケース本体内にユニットの構成要素を収容した後、ケース本体の開口部を上方に向けた状態で該開口部からケース本体内に液状樹脂を注入して該ケース本体内に収容した構成要素を液状樹脂中に浸漬し、次いでケース本体の底壁部に設けた孔からケース本体内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース本体内に収容された構成要素の全表面とケース本体の内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成する。樹脂を硬化させた後、または硬化させる前にケース本体を蓋板で閉じる。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明によれば、樹脂がケース内を満たさないように樹脂モールド層を形成するため、モールド樹脂の使用量を少なくすることができ、ユニットの質量の軽減を図ることができる。
【００３６】
また本発明によれば、ケース内に収容された構成要素相互間に樹脂が隙間なく充填されることがないため、構成要素相互間を接続している接続ピン等の金属接続部材と樹脂モールド部を構成する樹脂との間の熱膨張率の差により樹脂中に生じる応力を緩和して、金属接続部材が破損するのを防ぐことができ、ユニットの寿命を長くすることができる。
【００３７】
本発明において、蓋板の周縁部寄りの部分にケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条をケース本体内に突出した状態で形成することにより、該凸条とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝を形成して、この溝内に樹脂を充填するようにした場合には、該溝内に充填した樹脂により蓋板とケース本体の開口部との合わせ目のシールを図ることができるため、ユニットの防水性を高めることができる。
【００３８】
本発明に係わる製造方法において、ユニットの構成要素が収容されたケース内に液状樹脂を注入して、ケース内の構成要素を液状樹脂中に浸漬した後、該ケース内の液状樹脂を外部に排出させるようにした場合には、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、樹脂モールド層に接する空所がケース内に残された電子ユニットを簡単に得ることができる。
【００３９】
本発明に係わる製造方法において、ケースとして、開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたものを用い、ユニットの構成要素を収容したケース本体の開口部を蓋板により閉じた後、蓋板またはケース本体に設けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たした後、該ケース内の液状樹脂を外部に排出させるようにした場合には、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を構成する樹脂のみがケース内に残留し、余分な樹脂はケース外に排出されるため、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、樹脂モールド層に接する空所がケース内に残された電子ユニットを簡単に得ることができる。
【００４０】
本発明に係わる製造方法において、ケースの蓋板及び該蓋板と対向するケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成するとともに、蓋板の内面のケース本体寄りの位置に該ケース本体の側壁部に沿って閉ループをなすように延びる凸条を形成して、該凸条とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝を形成しておき、蓋板に設けられた第１の孔を下方に向けた状態で、ケース内への樹脂の注入と排出とを行なわせるようにした場合には、ケース本体の開口部付近の側壁部内面に沿って形成された閉ループ状の溝内に樹脂を充填することができるため、蓋板とケース本体の開口部との合わせ目を樹脂により確実にシールすることができ、ユニットの防水性を向上させることができる。
【００４１】
本発明に係わる製造方法において、ケース本体内にユニットの構成要素を収容し、ケース内の構成要素の表面及びケースの内面を連続的に覆う樹脂モールド層を形成するために必要な量の液状樹脂をケース本体内に注入した後、ケース本体の開口部を蓋板で閉じた状態でケースを回転及び（または）反転させることにより、ケース内の構成要素に満遍なく液状樹脂を触れさせることにより、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を形成するようにした場合には、ケース内から樹脂を排出する工程を省略することができるため、製造能率を向上させることができる。
【００４２】
本発明に係わる製造方法において、蓋板の周縁部寄りの部分にケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条をケース本体内に突出した状態で形成して、該凸条とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝を形成しておき、ケース本体内にユニットの構成要素を収容してケース本体の開口部を蓋板で閉じ、蓋板に設けた第１の孔またはケース本体の底壁部に設けた第２の孔からケース内に液状樹脂を注入してケース内を液状樹脂で満たした後、第１の孔を下方に向けた状態で、該第１の孔からケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層と溝内を満たす樹脂層とを形成するようにした場合には、ケース本体の開口部付近の側壁部内面に沿って形成された閉ループ状の溝内に樹脂を充填することができるため、蓋板とケース本体の開口部との合わせ目を樹脂により確実にシールすることができ、ユニットの防水性を向上させることができる。
【００４３】
本発明において、ケース内を真空引きしながら樹脂の注入を行なうようにした場合には、樹脂モールド層内に気泡が生じるのを防ぐことができるため、気泡の存在により、樹脂モールド層の絶縁性能が低下するのを防ぐことができる。
【００４４】
本発明において、ケース本体内にユニットの構成要素を収容した後、ケース本体の開口部を上方に向けた状態で該開口部からケース本体内に液状樹脂を注入して該ケース本体内に収容した構成要素を液状樹脂中に浸漬し、次いでケース本体の底壁部に設けた孔からケース本体内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース本体内に収容された構成要素の全表面とケース本体の内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成するようにした場合には、蓋に孔を設ける必要がないため、蓋に設けた孔を封止する工程を省略することができる。また蓋を開いた状態で樹脂を硬化させることができるため、モールド樹脂層を形成する樹脂として、熱硬化性樹脂だけでなく、光硬化型や電子線硬化型の樹脂を用いることができる。
【００４５】
本発明に係わる製造方法によれば、ユニットの構成要素がいかなる場合でも、モールド樹脂の量を節約して質量の軽減を図ることができ、また構成要素相互間を接続している接続ピン等の金属接続部材と樹脂との間の熱膨張率の差により樹脂中に生じる応力を緩和して、金属接続部材が破損するのを防ぐことができる。特にユニットの構成要素に、発熱を伴うパワー素子と該パワー素子を通して流れる主電流が通電されるバスバーと制御信号を流す接続ピンとを有して、バスバー及び接続ピンが外部に導出されたパワーモジュールと、パワーモジュールを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラとが含まれていて、パワーモジュールがケース本体の底部内面に接した状態で配置され、コントローラが回路基板をケースの底部内面と平行させた状態で、パワーモジュールよりもケース本体の開口部寄りに位置させてパワーモジュールに隣接配置されて、パワーモジュールから導出された接続ピンがコントローラの回路基板に半田付けされてパワーモジュールとコントローラとの間が接続される場合に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１ないし図７は本発明を電動スタータ等の電動車両の駆動源としてのモータを駆動・制御するモータコントローラを構成する電子ユニットに本発明を適用した第１の実施形態を示したもので、図１は同実施形態に係わる電子ユニットの構造を示す分解斜視図、図２は組み立てたユニットの樹脂注入前の状態を示す縦断面図、図３はケース内に樹脂を注入する際のユニットの状態を示した縦断面図、図４はケース内に樹脂を注入している途中の状態を示した縦断面図、図５は樹脂の注入を完了した状態を示した縦断面図、図６はケース内から樹脂を排出して構成要素の表面及びケースの内面を被覆する樹脂モールド層を形成した状態を示した縦断面図、図７はケースの蓋板に設けられた孔を封止した状態を示した縦断面図である。
【００４７】
図１及び図２において、１は長方形の底壁部１０１と、底壁部１０１の四辺からそれぞれ立ち上がった側壁部１０２ないし１０５とを有して、底壁部１０１と反対側に開口した箱形のケース本体、２はケース本体１の開口部を閉じる矩形状の蓋板である。この例では、ケース本体１と蓋板２とにより、電子ユニットの構成要素を収容するケースが構成されている。３はパワーモジュール、４はパワーモジュール３を制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラである。また５はバッテリの正極端子に図示しない電気コードを通して接続されるプラス側電源接続用コネクタ、６はバッテリの負極端子に図示しない電気コードを通して接続されるマイナス側電源接続用コネクタ、７は図示しない補機に電力を供給するために用いられる補機用レセプタクル、８は各種のセンサにつながる多数の信号線の端末部に取り付けられたコネクタが接続されるセンサ信号入力用コネクタ、９は車両の駆動源である図示しないモータの電機子コイルにつながるプラグが接続されるレセプタクルである。
【００４８】
ケース本体１の底壁部１０１には、底壁部１０１の長手方向のほぼ半部に亘る２つの膨出部１０１ａ，１０１ｂが底壁部１０１の短辺方向に並べて形成され、これらの膨出部内に形成された凹部１０１a1、１０１b1がケース本体１の内側に開口している。凹部１０１a1は、比較的浅く形成されていて、本実施形態ではこの凹部１０１a1がパワーモジュール３に設けられたコンデンサ３０１を収容するために用いられる。また凹部１０１b1は凹部１０１a1よりも深く形成されていて、本実施形態では、この凹部１０１b1がパワーモジュール３に設けられたリレー３０２を収容するために用いられる。
【００４９】
底壁部１０１の膨出部１０１ａ、１０１ｂが設けられていない他のほぼ半部の外面には、底壁部１０１の長手方向に一定の間隔をもって並ぶ多数の放熱フィン１０１ｃ，１０１ｃ，…が突設されている。外側に放熱フィン１０１ｃ，１０１ｃ，…が形成された部分の底壁部１０１の内面は平坦な部品突き当て面１０１Ａとなっている。
【００５０】
ケース本体の底壁部１０１の一方の長辺に沿う側壁部１０２には、バッテリの正極端子に接続されるプラス側電源接続用コネクタ５を取り付けるための切り欠き部１０２ａと，バッテリの負極端子に接続されるマイナス側電源接続用コネクタ６を取り付けるための切り欠き部１０２ｂとが形成され、底壁部１０１の他方の長辺に沿う側壁部１０３には、補機用レセプタクル７を取り付けるための切り欠き部１０３ａと、センサ信号入力用コネクタ８を取り付けるための切り欠き部１０３ｂとが形成されている。また底壁部１０１の一方の短辺から立ち上がった側壁部１０４には、図示しないモータの電機子コイルにつながるプラグが接続されるレセプタクル９を取り付けるための切り欠き部１０４ａが形成されている。本実施形態では、モータが三相ブラシレスＤＣモータであるとする。
【００５１】
ケース本体１の四隅の内側にはそれぞれケース本体の高さ方向のほぼ全体に亘る高さ寸法を有するボス部１０６が形成され、これらのボス部に、蓋板２をケース本体１に締結するネジ１０がねじ込まれるねじ穴１０６ａが形成されている。ケース本体１の四隅の底壁部１０１寄りの部分には、高さが低いボス部１０７が形成され、これらのボス部には、コントローラ４とパワーモジュール３とをケース本体１に締結するためのネジ１１がねじ込まれるネジ穴１０７ａが形成されている。ケース本体１の側壁部１０４の開口端寄りの部分の外側にはユニットを所定の取り付け箇所に固定する際に用いられる一つのブラケット１０８が設けられ、側壁部１０５の開口端寄りの部分の外側にはユニットを所定の取り付け箇所に固定する際に用いられる２つのブラケット１０９，１０９がケース本体の幅方向に間隔を隔てて設けられている。
【００５２】
蓋板２はケース本体１の開口部を閉じる長方形の金属板からなっていて、その四隅には、取り付け孔２０１が形成されている。蓋板２のほぼ中央部には、該蓋板を貫通した第１の孔２０３が設けられている。本実施形態では、ケース本体１の底壁部の部品突き当て面１０１Ａが設けられた部分を貫通させて、第２の孔１１０が形成されている。本実施形態では、後述のように、ケース内に樹脂を注入する際に、第１の孔２０３が樹脂注入口として用いられ、第２の孔１１０は通気孔として用いられるため、第１の孔２０３の内径が、第２の孔１１０の内径よりも大きく設定されている。
【００５３】
パワーモジュール３は、樹脂の成形品からなる板状の基板３００を備えている。基板３００はケース本体１の内側に挿入し得る長方形状の形状を呈するように形成され、この基板３００の裏面に、複数のコンデンサ３０１と、過電流が流れたときに電源を遮断するリレー３０２と、ＦＥＴモジュール３０３とが取り付けられている。
【００５４】
ＦＥＴモジュール３０３は、三相ブラシレスモータを駆動する三相ブリッジ形のインバータ回路を構成するＭＯＳＦＥＴをパッケージ内に収容して構成したモジュールである。３相ブラシレスモータを駆動するために用いられるインバータ回路は、各辺がＭＯＳＦＥＴにより構成された三相ブリッジ回路からなる周知のものである。ＦＥＴモジュール３の基板３００と反対側の面は、ＦＥＴの放熱板が熱的に結合された放熱面となっている。
【００５５】
ＦＥＴモジュール３０３内に構成されたインバータ回路のプラス側及びマイナス側の直流側端子は、基板３００により一部がモールドされて該基板に保持された２本のバスバーを通して基板３００に固定されたコネクタ５及び６に接続されている。またインバータ回路の三相の交流側端子は、基板３００により一部がモールドされて該基板に保持された３本のバスバーを通してレセプタクル９の三相の端子に接続されている。レセプタクル９に接続される図示しないプラグと該プラグに接続された電気コードとを通して、インバータ回路の三相の交流側端子が図示しないモータの三相の電機子コイルに接続される。
【００５６】
コンデンサ３０１は、インバータ回路の直流側端子間に接続されている。またインバータ回路を構成するＭＯＳＦＥＴに駆動信号を与えるためにＦＥＴモジュール３０３から導出された多数の接続ピン（信号線）３０４やその他の接続導体３１０が基板３００を貫通して該基板の表面側に導出されている。
【００５７】
パワーモジュール３の基板３００の短辺部には、レセプタクル９を嵌合させて位置決めする位置決め部３０６が設けられている。レセプタクル９は、位置決め部３０６に嵌合されて位置決めされるとともに、該レセプタクルのハウジングに嵌合されたコの字形の固定具３０５が位置決め部３００ａに設けられた係止部に係止されることにより、基板３００に固定される。同様にして、バッテリの正極端子及び負極端子が接続されるプラス側電源接続用コネクタ５及びマイナス側電源接続用コネクタ６が基板３００に取り付けられている。基板３００にはまた、ケース内への樹脂の充填を容易にするための窓部３０７が形成されている。センサ信号入力用コネクタ８は、ブラシレスモータのロータの位置を検出するホールセンサの出力信号などのモータの制御に必要な信号をコントローラ４に与えるために用いられる。また基板３００の四隅を貫通させて、ケース本体１の四隅に設けられたネジ穴１０７ａに整合し得る取り付け孔３０８が設けられている。
【００５８】
上記のパワーモジュール３は、基板３００の裏面（コンデンサ３０１と、リレー３０２と、ＦＥＴモジュール３０３とが取り付けられた面）をケース本体１の底面側に向けて該ケース本体内に収容され、ＦＥＴモジュール３０６の放熱面がケース本体１の部品突き当て面１０１Ａに突き当てられて、ＦＥＴモジュール３０６の放熱面がケース本体１の底壁部１０１に熱的に結合されるとともに、コンデンサ３０１及びリレー３０２がそれぞれ凹部１０１a1内及び１０１b1内に挿入される。またプラス側電源接続用コネクタ５及びマイナス側電源接続用コネクタ６がケース本体の側壁部１０２の切り欠き１０２ａ及び１０２ｂに嵌合され、レセプタクル９が側壁部１０４に設けられた切り欠き部１０４ａに嵌合される。
【００５９】
コントローラ４は、パワーモジュール３を制御する制御部の構成部品を回路基板４００に実装したものである。回路基板４００は絶縁基板に回路パターンを形成したもので、回路基板４００の表面に制御部を構成するマイクロプロセッサなどの電子部品４０１が取り付けられている。回路基板４００の裏面側にセンサ信号入力用コネクタ８が配置されて該コネクタ８から導出されたリード端子８０１が回路基板４００の回路パターンに半田付けされている。また回路基板４００の四隅には、パワーモジュール３の基板３００に設けられた取り付け孔３０８に整合し得る取り付け孔４０３が形成されている。回路基板４００の四隅にはまた、ケース本体の四隅に設けられたボス部１０６から基板を逃がすための切り欠き部４１０が形成されている。
【００６０】
コントローラ４は、回路基板４００をケース本体１の底部内面と平行させた状態で、パワーモジュール３よりもケース本体１の開口部寄りに位置させて、パワーモジュール３に隣接配置され、パワーモジュール３の基板を貫通した多数の接続ピン３０４が回路基板４００に設けられたスルーホール４０４に挿入されて、回路基板４の回路パターンに半田付けされる。またパワーモジュール３から引き出された他の接続導体３１０も、回路基板４の回路パターンに半田付けされる。コネクタ８は、ケース本体１の側壁部１０３に設けられた切り欠き部１０３ｂ内に嵌合されて位置決めされ、コの字形の取り付け金具４０５がコネクタ８に外側から嵌合されて、該取り付け金具４０５により、切り欠き部１０３ｂの開口端縁とコネクタ８との間の隙間が塞がれる。また補機用レセプタクル７がケース本体１の側壁部１０３の切り欠き部１０３ａに嵌合されて取り付けられる。補機用レセプタクル７は、バッテリの正極端子及び負極端子が接続されるプラス側電源接続用コネクタ５及びマイナス側電源接続用コネクタ６に図示しないスイッチを通して接続されている。このようにしてユニットを組立てた状態を図２に示してある。
【００６１】
ケース本体に設けられた各切り欠き部とコネクタやレセプタクルとの嵌合部は、嵌合をきつくしたり、接着したり、パッキンを介在させるなどの手段により、樹脂液に対する液密の保持が図られ、ケース本体内に液状樹脂が注入された際に各切り欠き部とコネクタやレセプタクルとの嵌合部から樹脂が漏れないようになっている。
【００６２】
上記のように、ケース本体１内にパワーモジュール３及びコントローラ４を収容した後、ネジ１１をコントローラ４の回路基板４００の四隅の取り付け孔４０３とパワーモジュール３の基板３００の四隅の取り付け孔３０８とを通してケース本体１のネジ穴１０７ａにねじ込むことにより、パワーモジュール３とコントローラ４とをケース本体１に締結する。次いで蓋板２をケース本体１の開口端の上に配置して、ネジ１０を蓋板２の四隅の取り付け孔２０１を通してケース本体１のネジ孔１０６ａにねじ込むことにより、蓋板２をケース本体１に締結して、ケース本体の開口部を蓋板２により閉じる。このようにして蓋板２をケース本体１に締結した状態で、ケース本体１の開口部が樹脂液に対して液密に閉じられるように、ケース本体１の開口端と蓋板２との突き合わせ部が構成されている。
【００６３】
本発明に係わる電子ユニットにおいては、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、ケース内には、樹脂モールド層に接する空所が残される。
【００６４】
本発明に係わる電子ユニットの製造方法においては、ケース本体１内にユニットの構成要素（本実施形態では、パワーモジュール３及びコントローラ４）を収容して，ケース本体１の開口部を蓋板２で閉じた後、蓋板２またはケース本体１に設けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たした後、該ケース内の液状樹脂を外部に排出することにより、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、しかる後にケース内の樹脂を硬化させる。
【００６５】
本実施形態においては、前述のように、ケースの蓋板２及び該蓋板と対向するケース本体１の底壁部１０１をそれぞれ貫通させて第１の孔２０３及び第２の孔１１０を形成しておいて、ケース本体１内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板２で閉じた後、第１の孔２０３及び第２の孔１１０の一方を上方に配置し、他方を下方に配置した状態にして、上方に配置した孔から排気しつつ下方に配置した孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たした後、下方に配置した孔から該ケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、その後樹脂を硬化させる。
【００６６】
図示の例では、ケース本体１内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体１の開口部を蓋板２で閉じた後、図３に示すように、第２の孔１１０を上方に向け（開口させ）、第１の孔２０３を下方に向けた状態にする。この状態で、樹脂供給源に接続された樹脂供給パイプ（図示せず。）を下方に向けた第１の孔２０３に接続して、上方に向けた第２の孔１１０から排気しつつ、図４に示すように、第１の孔２０３からケース内に液状樹脂２０を徐々に流入させる。図５に示すように、ケース内を液状樹脂で満たし、第２の孔１１０が樹脂で満たされたのを確認した後、下方に向けた第１の孔２０３からケース内の液状樹脂を外部に排出させて回収することにより、図６に示したように、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層２１を、該樹脂モールド層２１に接する空所２２をケース内に残した状態で形成する。ケース内から樹脂を排出した後に形成される樹脂モールド層２１の厚みが必要な厚み（ユニットの構成要素の絶縁と、水に対する保護とを図るために必要な厚み）になるように、液状樹脂の粘度を設定しておく。ケース内から回収した液状樹脂は、未硬化の状態にあって、その粘度（流動性）が維持されている状態にあれば、混入した不純物を取り除くためのろ過処理などを行なうことにより、再使用することができる。
【００６７】
上記のようにして、樹脂モールド層２１を形成した後、樹脂モールド層２１を構成する樹脂を硬化させる。この場合、樹脂モールド層２１を構成する樹脂としては、熱硬化性樹脂を用い、ユニットを炉に入れて加熱することにより樹脂を硬化させる。
【００６８】
上記のようにして樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させた後、図７に示すように、第１の孔２０３の開口部周辺に通気性を有するシート２３を接着することにより、第１の孔２０３を液密に塞ぎ、第２の孔１１０を栓などの封止材２４により液密に塞いでユニットを完成する。
【００６９】
上記のように、ユニットの構成要素を収容したケース本体１の開口部を蓋板２により閉じ、ケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たした後、該ケース内の液状樹脂を外部に排出させると、ケース内には、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を構成する樹脂のみが残留し、余剰の樹脂はケース外に排出される。従って、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層２１が形成され、樹脂モールド層２１に接する空所２２がケース内に残された電子ユニットを簡単に得ることができる。
【００７０】
上記の実施形態のユニットにおいて、図１３に示したように、ケース内がモールド樹脂２０で満たされたままの状態で樹脂が硬化させられたとする。ケース内でユニットの構成要素相互間が金属接続部材により接続されている場合、例えば、上記の実施形態に示したように、パワーモジュールの電子部品から導出された接続ピン３０４や接続導体３１０等の金属接続部材が回路基板（回路基板）４００に半田付けされている場合には、金属接続部材（３０４，３１０）の周囲のモールド樹脂の熱膨張率が大きいのに対して、金属接続部材の熱膨張率は小さいため、ケース内が樹脂で満たされていると、構成要素から熱が発生した際に、金属接続部材（３０４，３１０）により機械的に連結されている構成要素相互間（図示の例では、パワーモジュール３の基板３００と回路基板４００との間）に介在する樹脂中に、金属接続部材を構成要素から引き抜こうとする向きの応力Ｐが発生し、これにより金属接続部材及びその接続部（半田付け部）に大きい引っ張り力Ｆが作用する。この引っ張り力は、構成要素の温度が低下すると除去され、その温度が再上昇すると再び作用する。そのため、構成要素の冷熱サイクルが繰り返されると、金属接続部材及びその接続部に金属疲労が生じ、やがて金属接続部材またはその接続部が破損して、ユニットの機能が喪失することがある。このような現象は、ケース内に収容されるユニットの構成要素中に発熱量が多いパワーモジュールが含まれている場合に特に顕著に生じ、ユニットの寿命を短くする原因になる。
【００７１】
これに対し、本発明による場合には、ケース内に収容された構成要素相互間に樹脂が隙間なく充填されることがないため、構成要素相互間を接続している接続ピン等の金属接続部材と樹脂との間の熱膨張率の差により樹脂中に生じる応力を緩和して、金属接続部材が破損するのを防ぐことができ、ユニットの寿命を長くすることができる。
【００７２】
上記の実施形態のように、蓋板を下側に配置した状態で、該蓋板に設けた孔からケース内の樹脂を排出させるようにすると、蓋板とケース本体の開口部との突き合わせ部を確実に覆うように樹脂モールド層を形成することができるため、蓋板とケース本体の開口部との突き合わせ部のシールを確実に図って、ユニットの防水性を高めることができる。
【００７３】
次に図８ないし図１２を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態では、ケースの蓋板２及び該蓋板と対向するケース本体１の底壁部１０１をそれぞれ貫通させて第１の孔２０３及び第２の孔１１０を形成するとともに、図８及び図９に示したように、蓋板２の周縁部寄りの位置（ケース本体１の側壁部寄りの位置）に該ケース本体の側壁部に沿って閉ループをなすように延びる凸条２１０を形成して、該凸条２１０とケース本体１の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝Ｇを形成しておく。ユニットのその他の部分の構成は、図１ないし図７に示した第１の実施形態と同様である。
【００７４】
ケース本体１内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板２で閉じた後、図９に示すように、第１の孔２０３を下方に向け、第２の孔１１０を上方に向けた状態で、第１の孔２０３からケース内に液状樹脂２０を注入して、図１０に示すようにケース内を液状樹脂２０で満たす。次いで、下方に向けた第１の孔２０３からケース内の液状樹脂２０を外部に排出させることにより、図１１に示すように、ケース内に収容された構成要素の全表面と、ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層２１を、該樹脂モールド層２１に接する空所２２をケース内に残した状態で形成する。このとき、蓋板の凸条２１０とケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に形成された閉ループ状の溝Ｇ内を充填する樹脂２１Ａはそのままの状態に残される。その後、本実施形態では、図１２に示すように、通気性を有する防水栓２５で第１の孔２０３を塞ぎ、第２の孔１１０を栓などの封止材２４により液密に塞いでユニットを完成する。
【００７５】
上記のように、蓋板２の内面のケース本体寄りの位置に該ケース本体の側壁部に沿って延びる凸条２１０を形成することにより、該凸条とケース本体１の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝Ｇを形成して、この溝内に充填された樹脂２１Ａがそのままに残されるようにしておくと、該溝内に充填された樹脂２１Ａにより蓋板２とケース本体の開口部との接合部のシールを図ることができるため、ケースの密封性を高めてユニットの防水性を高めることができる。
【００７６】
上記の各実施形態では、蓋板２を下方に向けた状態で、ケース内への樹脂の注入とケース内からの樹脂の回収とを行なうようにしたが、本発明に係わる製造方法においては、ケース内にユニットの構成要素を収容した後、ケース内に液状樹脂を注入して、ケース内の構成要素を液状樹脂中に浸漬し、次いでケース内の液状樹脂を外部に排出させることにより、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成すればよく、上記の各実施形態のように、蓋板２を下方に向けた状態で、ケース内への樹脂の注入とケース内からの樹脂の回収とを行なう場合に限定されない。例えば、第２の孔１１０を樹脂の注入及び排出を行ない得る大きさに形成しておいて、図２に示したように、ケースの蓋板２を上方に向け、ケース本体１の底壁部１０１を下方に向けた状態で、ケース内への樹脂の注入と、ケース内からの樹脂の回収とを行なうようにしても良い。
【００７７】
また、第１の孔２０３及び第２の孔１１０の双方を、樹脂の注入と排出とを行ない得る大きさに形成しておいて、図２に示したようにケースの蓋板２を上方に向け、ケース本体の底壁部１０１を下方に向けた状態で、第１の孔２０３または第２の孔１１０からケース内への樹脂の注入を行ない、次いで図３に示したように蓋板２を下に向けた状態にして、第１の孔２０３を通してケース内からの樹脂の回収を行なうようにしてもよい。
【００７８】
上記の各実施形態のように、ケースの下端に配置した孔からケース内に液状樹脂を流入させると、ケース内で樹脂の液面レベルを徐々に上昇させて、ケース内の構成要素の全表面及びケースの内面に樹脂を満遍なく付着させることができ、ケース内の構成要素の全表面及びケースの内面を、気泡を生じさせることなく、樹脂で被覆することができる。またケース内を液状樹脂で満たした後、ケースの下端に配置した孔から該ケース内の液状樹脂を外部に排出させると、ケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を構成する樹脂以外の余分な樹脂をケース外に簡単に排出することができる。
【００７９】
上記の各実施形態のように、液状樹脂をケース内に注入する際に、一旦ケース内を樹脂で満たすようにすると、蓋板とケース本体との接合部を覆う樹脂モールド層を形成できるため、蓋板とケース本体との接合部のシール性を高めて、防水効果を高めることができる。しかし本発明は、液状樹脂をケース内に注入する際に、一旦ケース内を樹脂で満たすようにする場合に限定されない。樹脂モールド層は、少なくともケース内に収容されたユニットの構成要素の全表面と該構成要素の周囲のケース内面とを覆うように形成されれば良いので、ケースの上端とケース内に収容されたユニットの構成要素の上端との間に隙間が存在する場合には、ユニットの構成要素が液状樹脂中に完全に浸漬されるまで、液状樹脂をケース本体内に注入した後、ケース本体内の樹脂を外部に排出させて、ユニットの構成要素の全表面と構成要素の周囲のケース内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を形成するようにしてもよい。
【００８０】
この場合、ケースの蓋板を外した状態で、ケース本体１の開口部から該ケース本体内に樹脂を注入し、ケース本体に設けた孔からケース本体内の樹脂を排出して樹脂モールド部を形成するようにしてもよい。即ち、ケース本体１内にユニットの構成要素を収容した後、ケース本体１の開口部を上方に向けた状態で該開口部からケース本体内に液状樹脂を注入して該ケース本体内に収容した構成要素を液状樹脂中に浸漬し、次いでケース本体１の底壁部に設けた孔１１０からケース本体内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース本体内に収容された構成要素の全表面とケース本体の内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、樹脂を硬化させた後、または硬化させる前にケース本体を蓋板で閉じるようにしてもよい。
【００８１】
上記の方法において、ケース本体を蓋板で閉じる前に樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させる場合には、ケース本体内の樹脂に光や電子線を照射することができるため、樹脂として、光硬化型や電子線硬化型の樹脂を用いることもできる。
【００８２】
ユニットの構成要素が液状樹脂中に完全に浸漬されるまで、液状樹脂をケース本体内に注入した後、ケース本体内の樹脂を外部に排出させて、樹脂モールド層を形成する方法をとる場合等、蓋板とケース本体の開口部との突き合わせ部に樹脂モールド層を形成できない場合には、蓋板２とケース本体１との突き合わせ部にパッキンを介在させるか、または、蓋板２をケース本体１の開口端に接着することにより、蓋板２とケース本体１との突き合わせ部の液密性を確保する。
【００８３】
本発明に係わる電子ユニットの製造方法においてはまた、ケースの蓋板２及び該蓋板２と対向するケース本体１の底壁部１０１をそれぞれ貫通させて第１の孔２０３及び第２の孔１１０を形成しておき、ケース本体１内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板２で閉じた後、第１の孔２０３及び第２の孔１１０の一方を上方に向け、他方を下方に向けた状態にして、下方に向けた孔を閉じた状態で、上方に向けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たした後、下方に向けた孔を開いてケース内の液状樹脂を外部に排出させることによりケース内に収容された構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所をケース内に残した状態で形成し、しかる後に樹脂を硬化させるようにしてもよい。
【００８４】
上記のように、ケースの蓋板２及びケース本体１の底壁部１０１にそれぞれ設けた第１の孔２０３及び第２の孔１１０うちの一方を上方に向け、他方を下方に向けた状態で配置して、上方に向けた孔からケース内に液状樹脂を流入させて、ケース内を液状樹脂で満たす方法をとる場合、上方に向けた状態で配置する孔を複数設けて、該複数の孔の一つからケース内に液状樹脂を注入し、他の孔を通してケース内の空気を排出させるようにするのが好ましい。例えば、ケースの蓋板に設けた第１の孔２０３を上方に向け、ケース本体の底壁部に設けた第２の孔１１０を下方に向けた状態でケースを配置して、第２の孔１１０を閉じ、第１の孔２０３からケース内に液状樹脂を注入する方法をとる場合には、蓋板２に第１の孔２０３を複数個設けて、該複数の第１の孔のうちの一つから樹脂を注入し、他の第１の孔は開口させた状態に保持して、開口させた第１の孔を通してケース内の空気を排出させるようにするのが好ましい。
【００８５】
本発明に係わる電子ユニットの製造方法ではまた、ユニットの構成要素が収容されたケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、ケース内の構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に被覆する樹脂モールド層を形成するために必要にして十分な両の液状樹脂をケース内に注入して、ケースを回転及び（または）反転させることにより、樹脂モールド層を形成するようにしてもよい。
【００８６】
例えば、ケースの蓋板２及び該蓋板と対向するケース本体１の底壁部１０１をそれぞれ貫通させて第１の孔２０３及び第２の孔１１０を形成しておき、ケース本体１内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板２で閉じた後、第１の孔２０３及び第２の孔１１０の一方から排気しつつ他方からケース内に液状樹脂を注入し、その後、第１の孔２０３及び第２の孔１１０を閉じてケースを回転及び（または）反転させることにより、ケース内の構成要素及びケースの内面に満遍なく液状樹脂を触れさせて、樹脂モールド部を形成する方法をとってもよい。
【００８７】
上記の方法において、ケース内に液状樹脂を多めに注入する場合には、ケースを回転及び（または）反転させた後、第１の孔２０３及び第２の孔１１０を開いて、第１の孔２０３または第２の孔１１０から構成要素の表面及びケースの内面に付着しなかった余剰の液状樹脂を排出させ、しかる後に樹脂を硬化させる工程を行うようにする。
【００８８】
また、上記の方法において、ケース内の構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に被覆する樹脂モールド層を形成するために必要なだけの量の液状樹脂をケース内に注入する場合には、ケース内の樹脂を排出する工程を行うことなく、樹脂を硬化させる工程に移行することができる。
【００８９】
上記の方法によれば、ケース内に注入する樹脂の量を少なくすることができ、ケース内から余剰の樹脂を回収する場合でも、回収する樹脂の量を少なくすることができるため、コストの低減を図ることができる。
【００９０】
特に、上記の方法において、ケース内の構成要素の全表面とケースの内面とを連続的に被覆する樹脂モールド層を形成するために必要なだけの量の液状樹脂をケース内に注入する方法をとる場合には、ケース内から樹脂を排出する工程を省略することができるため、製造能率を向上させることができる。
【００９１】
上記の各方法において、ケース内への液状樹脂の注入は、ケース内を真空引きしながら行なうようにするのが好ましい。ケース内を真空引きしながら樹脂の注入を行なうと、樹脂モールド層内に気泡が生じるのを防ぐことができるため、気泡の存在により、樹脂モールド層の絶縁性能が低下するのを防ぐことができる。
【００９２】
上記の各実施形態では、パワーモジュールのパワー素子としてＭＯＳＦＥＴを用いたが、パワートランジスタやサイリスタ等の他のパワー素子が用いられる場合にも本発明を適用することができるのはもちろんである。
【００９３】
上記の各実施形態では、ケース内にパワーモジュールとコントローラとの二つの構成要素が収容されたが、ケース内に更に多くの構成要素が階層構造で（ケースの深さ方向に積み重ねるかまたは並べた状態で）配置される場合にも本発明を適用することができる。
【００９４】
上記の各実施形態では、ケース内にパワーモジュールが収容されたが、本発明は、ケース内にパワーモジュールが収容される場合に限定されるものではなく、エンジンを制御するＥＣＵ（電子制御ユニット）などの他の耐候性を必要とする電子ユニットにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる電子ユニットの構造を示す分解斜視図である。
【図２】同実施形態において、組み立てたユニットの樹脂注入前の状態を示す縦断面図である。
【図３】同実施形態において、ケース内に樹脂を注入する際のユニットの状態を示した縦断面図である。
【図４】同実施形態において、ケース内に樹脂を注入している途中の状態を示した縦断面図である。
【図５】同実施形態において、樹脂の注入を完了した状態を示した縦断面図である。
【図６】同実施形態において、ケース内から樹脂を排出して構成要素の表面及びケースの内面を被覆する樹脂モールド層を形成した状態を示した縦断面図である。
【図７】同実施形態において、ケースの蓋板に設けられた孔を封止した状態を示した縦断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の外観を示した斜視図である。
【図９】同実施形態において、ケース内に樹脂を注入する際のユニットの状態を示した縦断面図である。
【図１０】同実施形態において、樹脂の注入を完了した状態を示した縦断面図である。
【図１１】同実施形態において、ケース内から樹脂を排出して構成要素の表面及びケースの内面を被覆する樹脂モールド層を形成した状態を示した縦断面図である。
【図１２】同実施形態において、ケースの蓋板に設けられた孔を封止した状態を示した縦断面図である。
【図１３】本発明が対象とする電子ユニットにおいて、ケース内を満たすように樹脂モールド部を形成した場合の不具合を説明するための要部縦断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ ケース本体
１０１ 底壁部
１０２〜１０５ 側壁部
２ 蓋板
３ パワーモジュール
３００ 基板
３０１ コンデンサ
３０３ ＦＥＴモジュール
３０４ 接続ピン
４ コントローラ
４００ 回路基板
２０ 樹脂
２１ 樹脂モールド部
２２ 空所
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットにおいて、
前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、前記ケース内には、前記樹脂モールド層に接する空所が残されていることを特徴とする電子ユニット。
【請求項２】
前記ケースは、底部に相対する位置に開口部を有するケース本体と、該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えていて、少なくとも前記ケース本体は金属からなり、
前記ユニットの構成要素は、発熱を伴うパワー素子と前記パワー素子を通して流れる主電流が通電されるバスバーと制御信号を流す接続ピンとを有して、前記バスバー及び接続ピンが外部に導出されたパワーモジュールと、前記パワーモジュールを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラとを含み、
前記パワーモジュールは前記ケース本体の底部内面に接した状態で配置され、
前記コントローラは前記回路基板を前記ケース本体の底部内面と平行させた状態で、前記パワーモジュールよりも前記ケース本体の開口部寄りに位置させて前記パワーモジュールに隣接配置され、
前記パワーモジュールから導出された接続ピンが前記コントローラの回路基板に半田付けされて前記パワーモジュールとコントローラとの間が接続され、
前記樹脂モールド層は、前記接続ピンをも覆うように形成されて、該接続ピンを覆う樹脂モールド層の周囲にも前記空所が形成されている請求項２に記載の電子ユニット。
【請求項３】
前記蓋板の周縁部寄りの部分に前記ケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条が前記ケース本体内に突出した状態で形成されて、該凸条と前記ケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝が形成され、前記閉ループをなす溝内に樹脂が充填されて前記蓋板とケース本体の開口部との接合部のシールが図られている請求項２に記載の電子ユニット。
【請求項４】
ケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケース内にユニットの構成要素を収容した後、前記ケース内に液状樹脂を注入して、前記ケース内の構成要素を液状樹脂中に浸漬し、次いで該ケース内の液状樹脂を外部に排出することにより、前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、前記樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項５】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、
前記蓋板または前記ケース本体に設けた孔から前記ケース内に液状樹脂を流入させて、前記ケース内を液状樹脂で満たし、
次いで前記ケース内の液状樹脂を外部に排出させることにより前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、前記樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項６】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケースの蓋板及び該蓋板と対向する前記ケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成しておき、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、
前記第１の孔及び第２の孔の一方を上方に向け、他方を下方に向けた状態で配置して、上方に向けた孔から排気しつつ下方に向けた孔から前記ケース内に液状樹脂を流入させて、前記ケース内を液状樹脂で満たし、
次いで前記下方に向けた孔から前記ケース内の液状樹脂を外部に排出させることにより前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項７】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケースの蓋板及び該蓋板と対向する前記ケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成しておき、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、
前記第１の孔及び第２の孔の一方を上方に向け、他方を下方に向けた状態に配置して、下方に向けた孔を閉じた状態で、上方に向けた孔から前記ケース内に液状樹脂を流入させて、前記ケース内を液状樹脂で満たし、
次いで前記下方に向けた孔を開いて前記ケース内の液状樹脂を外部に排出させることにより前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項８】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケースの蓋板及び該蓋板と対向する前記ケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成しておき、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、
前記第１の孔及び第２の孔の一方から排気しつつ他方から前記ケース内に液状樹脂を注入した後、前記第１の孔及び第２の孔を閉じて前記ケースを回転及び（または）反転させることにより、前記ケース内の構成要素に満遍なく液状樹脂を触れさせ、
次いで前記第１の孔及び第２の孔を開いて、前記第１の孔または第２の孔から前記構成要素の表面に付着しなかった余剰の液状樹脂を排出させることにより、前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項９】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容し、前記ケース内の構成要素の表面及びケースの内面を連続的に覆う樹脂モールド層を形成するために必要な量の液状樹脂を前記ケース本体内に注入した後、前記ケース本体の開口部を蓋板で閉じた状態で前記ケースを回転及び（または）反転させることにより、前記ケース内の構成要素に満遍なく液状樹脂を触れさせて前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項１０】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケースの蓋板及び該蓋板と対向する前記ケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成するとともに、
前記蓋板の周縁部寄りの部分に前記ケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条を前記ケース本体内に突出させた状態で形成して、該凸条と前記ケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝を形成しておき、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、
前記第１の孔または第２の孔から前記ケース内に液状樹脂を注入して前記ケース内を液状樹脂で満たし、
次いで前記第１の孔を下方に向けて配置して、該第１の孔から該ケース内の液状樹脂を外部に排出させることにより前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層と前記溝内を満たす樹脂層とを、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項１１】
前記ケース内への液状樹脂の注入は、前記ケース内を真空引きしながら行なう請求項４ないし１０のいずれか１つに記載の電子ユニットの製造方法。
【請求項１２】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容した後、前記ケース本体の開口部を上方に向けた状態で該開口部から前記ケース本体内に液状樹脂を注入して該ケース本体内に収容した構成要素を液状樹脂中に浸漬し、
次いで前記ケース本体の底壁部に設けた孔から該ケース本体内の液状樹脂を外部に排出させることにより前記ケース本体内に収容された構成要素の全表面と前記ケース本体の内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
前記樹脂を硬化させた後、または硬化させる前に前記ケース本体を蓋板で閉じることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項１３】
前記ユニットの構成要素は、発熱を伴うパワー素子と前記パワー素子を通して流れる主電流が通電されるバスバーと制御信号を流す接続ピンとを有して、前記バスバー及び接続ピンが外部に導出されたパワーモジュールと、前記パワーモジュールを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラとを含み、
前記パワーモジュールは前記ケース本体の底部内面に接した状態で配置され、
前記コントローラは前記回路基板を前記ケースの底部内面と平行させた状態で、前記パワーモジュールよりも前記ケース本体の開口部寄りに位置させて前記パワーモジュールに隣接配置され、
前記パワーモジュールから導出された接続ピンが前記コントローラの回路基板に半田付けされて前記パワーモジュールとコントローラとの間が接続され、
前記樹脂モールド層は、前記接続ピンをも覆うように形成されて、該接続ピンを覆う樹脂モールド層の周囲にも前記空所が形成されている請求項４ないし１２のいずれか１つに記載の電子ユニットの製造方法。
【請求項１】
ケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットにおいて、
前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層が形成され、前記ケース内には、前記樹脂モールド層に接する空所が残されていることを特徴とする電子ユニット。
【請求項２】
前記ケースは、底部に相対する位置に開口部を有するケース本体と、該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えていて、少なくとも前記ケース本体は金属からなり、
前記ユニットの構成要素は、発熱を伴うパワー素子と前記パワー素子を通して流れる主電流が通電されるバスバーと制御信号を流す接続ピンとを有して、前記バスバー及び接続ピンが外部に導出されたパワーモジュールと、前記パワーモジュールを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラとを含み、
前記パワーモジュールは前記ケース本体の底部内面に接した状態で配置され、
前記コントローラは前記回路基板を前記ケース本体の底部内面と平行させた状態で、前記パワーモジュールよりも前記ケース本体の開口部寄りに位置させて前記パワーモジュールに隣接配置され、
前記パワーモジュールから導出された接続ピンが前記コントローラの回路基板に半田付けされて前記パワーモジュールとコントローラとの間が接続され、
前記樹脂モールド層は、前記接続ピンをも覆うように形成されて、該接続ピンを覆う樹脂モールド層の周囲にも前記空所が形成されている請求項２に記載の電子ユニット。
【請求項３】
前記蓋板の周縁部寄りの部分に前記ケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条が前記ケース本体内に突出した状態で形成されて、該凸条と前記ケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝が形成され、前記閉ループをなす溝内に樹脂が充填されて前記蓋板とケース本体の開口部との接合部のシールが図られている請求項２に記載の電子ユニット。
【請求項４】
ケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケース内にユニットの構成要素を収容した後、前記ケース内に液状樹脂を注入して、前記ケース内の構成要素を液状樹脂中に浸漬し、次いで該ケース内の液状樹脂を外部に排出することにより、前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、前記樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項５】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、
前記蓋板または前記ケース本体に設けた孔から前記ケース内に液状樹脂を流入させて、前記ケース内を液状樹脂で満たし、
次いで前記ケース内の液状樹脂を外部に排出させることにより前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、前記樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項６】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケースの蓋板及び該蓋板と対向する前記ケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成しておき、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、
前記第１の孔及び第２の孔の一方を上方に向け、他方を下方に向けた状態で配置して、上方に向けた孔から排気しつつ下方に向けた孔から前記ケース内に液状樹脂を流入させて、前記ケース内を液状樹脂で満たし、
次いで前記下方に向けた孔から前記ケース内の液状樹脂を外部に排出させることにより前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項７】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケースの蓋板及び該蓋板と対向する前記ケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成しておき、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、
前記第１の孔及び第２の孔の一方を上方に向け、他方を下方に向けた状態に配置して、下方に向けた孔を閉じた状態で、上方に向けた孔から前記ケース内に液状樹脂を流入させて、前記ケース内を液状樹脂で満たし、
次いで前記下方に向けた孔を開いて前記ケース内の液状樹脂を外部に排出させることにより前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項８】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケースの蓋板及び該蓋板と対向する前記ケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成しておき、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、
前記第１の孔及び第２の孔の一方から排気しつつ他方から前記ケース内に液状樹脂を注入した後、前記第１の孔及び第２の孔を閉じて前記ケースを回転及び（または）反転させることにより、前記ケース内の構成要素に満遍なく液状樹脂を触れさせ、
次いで前記第１の孔及び第２の孔を開いて、前記第１の孔または第２の孔から前記構成要素の表面に付着しなかった余剰の液状樹脂を排出させることにより、前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項９】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容し、前記ケース内の構成要素の表面及びケースの内面を連続的に覆う樹脂モールド層を形成するために必要な量の液状樹脂を前記ケース本体内に注入した後、前記ケース本体の開口部を蓋板で閉じた状態で前記ケースを回転及び（または）反転させることにより、前記ケース内の構成要素に満遍なく液状樹脂を触れさせて前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項１０】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケースの蓋板及び該蓋板と対向する前記ケース本体の底壁部をそれぞれ貫通させて第１の孔及び第２の孔を形成するとともに、
前記蓋板の周縁部寄りの部分に前記ケース本体の側壁部に沿って閉ループをなして延びる凸条を前記ケース本体内に突出させた状態で形成して、該凸条と前記ケース本体の開口部付近の側壁部内面との間に閉ループをなす溝を形成しておき、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容して該ケース本体の開口部を蓋板で閉じた後、
前記第１の孔または第２の孔から前記ケース内に液状樹脂を注入して前記ケース内を液状樹脂で満たし、
次いで前記第１の孔を下方に向けて配置して、該第１の孔から該ケース内の液状樹脂を外部に排出させることにより前記ケース内に収容された構成要素の全表面と前記ケースの内面とを連続的に覆う樹脂モールド層と前記溝内を満たす樹脂層とを、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
しかる後に前記樹脂モールド層を構成する樹脂を硬化させることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項１１】
前記ケース内への液状樹脂の注入は、前記ケース内を真空引きしながら行なう請求項４ないし１０のいずれか１つに記載の電子ユニットの製造方法。
【請求項１２】
開口部を有するケース本体と該ケース本体の開口部を閉じる蓋板とを備えたケース内にユニットの構成要素を収容してなる電子ユニットを製造する方法において、
前記ケース本体内にユニットの構成要素を収容した後、前記ケース本体の開口部を上方に向けた状態で該開口部から前記ケース本体内に液状樹脂を注入して該ケース本体内に収容した構成要素を液状樹脂中に浸漬し、
次いで前記ケース本体の底壁部に設けた孔から該ケース本体内の液状樹脂を外部に排出させることにより前記ケース本体内に収容された構成要素の全表面と前記ケース本体の内面とを連続的に覆う樹脂モールド層を、該樹脂モールド層に接する空所を前記ケース内に残した状態で形成し、
前記樹脂を硬化させた後、または硬化させる前に前記ケース本体を蓋板で閉じることを特徴とする電子ユニットの製造方法。
【請求項１３】
前記ユニットの構成要素は、発熱を伴うパワー素子と前記パワー素子を通して流れる主電流が通電されるバスバーと制御信号を流す接続ピンとを有して、前記バスバー及び接続ピンが外部に導出されたパワーモジュールと、前記パワーモジュールを制御する制御部の構成部品を回路基板に実装してなるコントローラとを含み、
前記パワーモジュールは前記ケース本体の底部内面に接した状態で配置され、
前記コントローラは前記回路基板を前記ケースの底部内面と平行させた状態で、前記パワーモジュールよりも前記ケース本体の開口部寄りに位置させて前記パワーモジュールに隣接配置され、
前記パワーモジュールから導出された接続ピンが前記コントローラの回路基板に半田付けされて前記パワーモジュールとコントローラとの間が接続され、
前記樹脂モールド層は、前記接続ピンをも覆うように形成されて、該接続ピンを覆う樹脂モールド層の周囲にも前記空所が形成されている請求項４ないし１２のいずれか１つに記載の電子ユニットの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−６４９１６（Ｐ２００９−６４９１６Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３０６１２（Ｐ２００７−２３０６１２）
【出願日】平成１９年９月５日（２００７．９．５）
【出願人】（０００００１３４０）国産電機株式会社 (191)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月５日（２００７．９．５）
【出願人】（０００００１３４０）国産電機株式会社 (191)
【Ｆターム（参考）】
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