車載用ＥＣＵコネクタ
【課題】 ハンダクラックなどを引き起こすことがなく、さらに、高い耐ハンダ性を有し、異方性が小さく、リフローハンダ工程後においても高い端子保持力を維持し、耐トラッキング性にも優れた、リフローハンダ方式により取り付けられる車載用ＥＣＵコネクタを提供すること。
【解決手段】 テレフタル酸単位を５０〜１００モル％含有するジカルボン酸単位と、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を６０〜１００モル％含有するジアミン単位とからなるポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）からなり、ポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の合計１００質量部に対して、ポリアミド（Ｉ）が４０〜７５質量部であるポリアミド樹脂組成物から形成される車載用ＥＣＵコネクタであって、リフローハンダ方式により基板に実装される車載用ＥＣＵコネクタ。
【解決手段】 テレフタル酸単位を５０〜１００モル％含有するジカルボン酸単位と、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を６０〜１００モル％含有するジアミン単位とからなるポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）からなり、ポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の合計１００質量部に対して、ポリアミド（Ｉ）が４０〜７５質量部であるポリアミド樹脂組成物から形成される車載用ＥＣＵコネクタであって、リフローハンダ方式により基板に実装される車載用ＥＣＵコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車に搭載される電子制御ユニットにおいて、リフローハンダ方式により基板に取り付けられるＥＣＵコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の成熟した車社会においては、快適性向上、安全性向上、および環境負荷の低減が重要な開発テーマになっている。これらの開発テーマの実現には、センサーやモーター等を使用した電装技術が不可欠であり、限られた電源を有効に利用しながらセンサーやモーター等を適正に制御する電子制御ユニット（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ、以下、単に「ＥＣＵ」と略称する場合がある）が、今日の車には数多く搭載されるようになっている。例えば、大衆車においては１台あたり３０〜５０個、高級車においてはおよそ１５０個ものＥＣＵが搭載されており、エンジン制御、ＡＢＳ制御、電動パワーステアリング制御、ワイパー制御、ライト制御、冷暖房制御、ドア周り制御などに用いられている。これらのＥＣＵの中には、電動パワーステアリング制御のように１００アンペアクラスの大電流を制御するものから、計装の微弱電流を制御するものまで、用途に合わせて様々な種類のＥＣＵが存在する。
【０００３】
車載用ＥＣＵにおいて使用される基板としては、線膨張係数が小さく、寸法安定性の良い基板が用いられる。これは車載用ＥＣＵが、エンジンルーム内では−４０〜１２０℃、室内でも−３０〜８０℃という苛酷な温度変化が想定される箇所で使用されるため、該温度変化により基板が伸び縮みするとハンダクラック等の問題を引き起こすことがあるからである。多くの場合には、携帯電話やパソコン等の電気・電子部品に使用される線膨張係数が約１．６×１０−５℃−１のガラスエポキシ基板と同様のものが用いられる。
【０００４】
通常、ＥＣＵは、基板上にＩＣ、リレー、抵抗体等の電子部品が表面実装方式により実装されることにより製造され、このように製造されたＥＣＵの多くはＥＣＵケースに入れて搭載される。ＥＣＵが製造される際には、基板の端などにＥＣＵコネクタが取り付けられ、これによりハーネス側コネクタと接続可能な構造となる。これまで、車載用ＥＣＵコネクタを形成する材料には、成形性、寸法安定性、電気特性、機械的特性等の樹脂特性にバランスよく優れているポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が広く用いられており、これらの車載用ＥＣＵコネクタは、ディップハンダ方式により基板に実装されている。
【０００５】
ところで、車に搭載されるＥＣＵの数が増えるに従い、これを収納する場所の確保や搭載するＥＣＵ全体の重量の増加が問題となってきた。このような問題を解決するために、ＥＣＵの小型化が求められている。ＥＣＵを小型化するための手法としては、ＥＣＵコネクタをこれまでのディップハンダ方式に代えてリフローハンダ方式により実装する方法が挙げられる。リフローハンダ方式を採用することにより、これまでに携帯電話やパソコン等に使用される電気・電子部品において実践されてきたような小型化および軽量化が可能となることに加えて、ディップハンダ工程を省略することができることから、生産性の向上およびコスト削減を達成することができる。
【０００６】
ＰＢＴはおよそ３．８×１０−５℃−１程度の比較的大きな線膨張係数を有する。従来のＥＣＵにおいては、ＰＢＴからなるＥＣＵコネクタの端子が基板に形成された穴に差し込まれてディップハンダされていたことから、ハンダ量が多く、ハンダ自体が緩衝材の役割を果たすなどして、−３０〜８０℃の実使用条件下におけるヒートショックによりＰＢＴが大きく伸び縮みをしても問題となることはなかった。しかしながら、ハンダ量の少ないリフローハンダ方式による実装の場合、小さな線膨張係数の差が問題となる。例えば、５０ｍｍの長さを有するＥＣＵコネクタの線膨張係数と基板の線膨張係数との差が１×１０−５℃−１である場合には、−３０〜８０℃のヒートショックが与えられた場合には、該ＥＣＵコネクタとそれが実装された基板の部分との間で、最大５５μｍもの伸び縮み差が生じる計算となる。これは、通常用いられるリフローハンダの厚さ１００〜１５０μｍに比べると無視できない伸び縮み差である。このような理由から、車載用ＥＣＵにおいてＥＣＵコネクタをリフローハンダ方式により実装することは、信頼性における懸念がありタブー視される向きも多く、検討すらほとんど行われてこなかったのが現状である。
【０００７】
線膨張係数が最も小さい樹脂の一つとして、１９９０年頃上市された液晶ポリマー（以下ＬＣＰと略称する場合がある）が知られている。ＬＣＰは強く配向させることによって、多くのガラスエポキシ基板が有する約１．６×１０−５℃−１の線膨張係数よりもさらに小さな線膨張係数を付与させることも可能である。また、ＬＣＰは、優れた耐ハンダ性も有する。このような観点からすれば、リフローハンダ方式に対応可能なＥＣＵコネクタの材料の候補と考えられる。しかしながら、ＬＣＰは、（１）異方性が強く、線膨張係数が方向によって大きく異なり、例えば、付与させた上記の小さな線膨張係数を示す方向に対して直角方向では、その線膨張係数が４×１０−５℃−１を上回ることもあること、（２）高温でクリープする性質を有しており、リフローハンダ工程後に、コネクタの端子の保持力が低下し、端子が緩むこと、（３）耐トラッキング性が低く、高電圧、大電流を制御する用途には不向きであること、などの懸念が多く、特に大きな端子を使用するため高い端子保持力が必要とされ、しかも大電流を制御する必要があるパワー系のＥＣＵコネクタにおいて、課題が多いと予測される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ハンダクラックなどを引き起こすことがなく、さらに、高い耐ハンダ性を有し、異方性が小さく、リフローハンダ工程後においても高い端子保持力を維持し、耐トラッキング性にも優れた、リフローハンダ方式により取り付けられる車載用ＥＣＵコネクタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記した課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、リフローハンダ方式により基板に実装される車載用ＥＣＵコネクタを製造するにあたり、該コネクタを特定の半芳香族ポリアミドおよび無機フィラーをそれぞれ特定量使用したポリアミド樹脂組成物から形成することにより、上記課題を解決することができることを見出し、さらに検討を重ねて、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、
［１］ テレフタル酸単位を５０〜１００モル％含有するジカルボン酸単位と、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を６０〜１００モル％含有するジアミン単位とからなるポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）からなり、ポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の合計１００質量部に対して、ポリアミド（Ｉ）が４０〜７５質量部であるポリアミド樹脂組成物から形成される車載用ＥＣＵコネクタであって、リフローハンダ方式により基板に実装される車載用ＥＣＵコネクタ、
［２］ 前記基板の線膨張係数が１．８×１０−５〜２．３×１０−５℃−１である上記［１］の車載用ＥＣＵコネクタ、
［３］ 前記基板が、ガラスエポキシ基板またはアルミニウム基板である上記［２］の車載用ＥＣＵコネクタ、
に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ハンダクラックなどを引き起こすことがなく、さらに、高い耐ハンダ性を有し、異方性が小さく、リフローハンダ工程後においても高い端子保持力を維持し、耐トラッキング性にも優れた、リフローハンダ方式により取り付けられる車載用ＥＣＵコネクタが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の詳細な説明を行う。
本発明の車載用ＥＣＵコネクタは、テレフタル酸単位を５０〜１００モル％含有するジカルボン酸単位と、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を６０〜１００モル％含有するジアミン単位とからなるポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）からなるポリアミド樹脂組成物から形成される。
該ポリアミド樹脂組成物におけるポリアミド（Ｉ）と無機フィラー（II）の割合は、ポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の合計１００質量部に対して、ポリアミド（Ｉ）が４０〜７５質量部（無機フィラー（II）が６０〜２５質量部）であり、５０〜７０質量部（無機フィラー（II）が３０〜５０質量部）が好ましい。無機フィラーを上記割合で配合することにより、得られる車載用ＥＣＵコネクタの寸法安定性が向上する。ポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の合計１００質量部に対して、ポリアミド（Ｉ）が４０質量部未満の（無機フィラー（II）が６０質量部を超える）場合には、得られるポリアミド樹脂組成物の成形性が悪くなり、車載用ＥＣＵコネクタの成形が困難となる。一方、ポリアミド（Ｉ）が７５質量部を超える（無機フィラー（II）が２５質量部未満の）場合には、得られる車載用ＥＣＵコネクタの寸法安定性が悪化する。
また、本発明において使用されるポリアミド樹脂組成物におけるポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の合計の占める割合としては、５０〜１００質量％であることが好ましく、６５〜１００質量％であることがより好ましく、９０〜１００質量％であることがさらに好ましい。
【００１３】
ポリアミド（Ｉ）を構成するジカルボン酸単位は、テレフタル酸単位を５０〜１００モル％含有する。ジカルボン酸単位におけるテレフタル酸単位の含有率が５０モル％未満の場合には、得られるポリアミド樹脂組成物の耐熱性が低下する。ジカルボン酸単位におけるテレフタル酸単位の含有率は、６０〜１００モル％の範囲にあることが好ましく、７５〜１００モル％の範囲がより好ましく、９０〜１００モル％の範囲がさらに好ましい。
【００１４】
ポリアミド（Ｉ）を構成するジカルボン酸単位は、５０モル％以下であれば、テレフタル酸単位以外の他のジカルボン酸単位を含んでもよい。かかる他のジカルボン酸単位としては、例えば、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、２−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、２，２−ジメチルグルタル酸、２，２−ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸等の脂肪族ジカルボン酸；１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸；イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，４−フェニレンジオキシジ酢酸、１，３−フェニレンジオキシジ酢酸、ジフェン酸、４，４’−オキシジ安息香酸、ジフェニルメタン−４，４’−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−４，４’−ジカルボン酸、４，４’−ビフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸などから誘導される単位を挙げることができ、これらのうちの１種または２種以上を含むことができる。ジカルボン酸単位におけるこれらの他のジカルボン酸単位の含有率は、４０モル％以下であることが好ましく、２５モル％以下がより好ましく、１０モル％以下がさらに好ましい。さらに、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の多価カルボン酸から誘導される単位を溶融成形が可能な範囲内で含んでいてもよい。
【００１５】
ポリアミド（Ｉ）を構成するジアミン単位は、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を６０〜１００モル％含有する。ジアミン単位における１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位の含有率が６０モル％未満の場合には、得られる車載用ＥＣＵコネクタの耐熱性、低吸水性、耐薬品性などの諸物性が低下する。ジアミン単位における１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位の含有率は、７５〜１００モル％の範囲にあることが好ましく、９０〜１００モル％の範囲がより好ましい。
【００１６】
また、ポリアミド（Ｉ）を構成するジアミン単位における１，９−ノナンジアミン単位と２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位のモル比は、１，９−ノナンジアミン単位／２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位＝１００／０〜２０／８０の範囲にあることが好ましく、１００／０〜６０／４０の範囲がより好ましく、１００／０〜７０／３０の範囲がさらに好ましい。
【００１７】
ポリアミド（Ｉ）を構成するジアミン単位は、４０モル％以下であれば、１，９−ノナンジアミン単位および２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位以外の他のジアミン単位を含んでもよい。かかる他のジアミン単位としては、例えば、エチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、１，４−ブタンジアミン、１，５−ペンタンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、１，７−ヘプタンジアミン、１，８−オクタンジアミン、１，１０−デカンジアミン、１，１１−ウンデカンジアミン、１，１２−ドデカンジアミン等の直鎖状脂肪族アルキレンジアミン；１，２−プロパンジアミン、１−ブチル−１，２−エタンジアミン、１，１−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、１−エチル−１，４−ブタンジアミン、１，２−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、１，３−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、１，４−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、２，３−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、２−メチル−１，５−ペンタンジアミン、３−メチル−１，５−ペンタンジアミン、２，５−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，４−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン、３，３−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，２−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，４，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，４−ジエチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，２−ジメチル−１，７−ヘプタンジアミン、２，３−ジメチル−１，７−ヘプタンジアミン、２，４−ジメチル−１，７−ヘプタンジアミン、２，５−ジメチル−１，７−ヘプタンジアミン、３−メチル−１，８−オクタンジアミン、４−メチル−１，８−オクタンジアミン、１，３−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、１，４−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、２，４−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、３，４−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、４，５−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、２，２−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、３，３−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、４，４−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、５−メチル−１，９−ノナンジアミン等の分岐鎖状脂肪族アルキレンジアミン；シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ノルボルナンジメチルアミン、トリシクロデカンジメチルアミン等の脂環式ジアミン；ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジアミンなどから誘導される単位を挙げることができ、これらのうちの１種または２種以上を含むことができる。これらのうちでも、１，６−ヘキサンジアミン、１，７−ヘプタンジアミン、１，８−オクタンジアミン、１，１０−デカンジアミン、１，１２−ドデカンジアミンから誘導される単位が好ましい。ジアミン単位におけるこれらの他のジアミン単位の含有率は２５モル％以下であることが好ましく、１０モル％以下がより好ましい。
【００１８】
本発明に用いられるポリアミド（Ｉ）は、ポリアミドを製造する方法として知られている任意の方法を用いて製造することができる。例えば、酸クロライドとジアミンを原料とする溶液重合法または界面重合法、ジカルボン酸とジアミンを原料とする溶融重合法、固相重合法、溶融押出重合法などの方法により製造することができる。
【００１９】
ポリアミド（Ｉ）は、例えば、最初にジアミン、ジカルボン酸、必要に応じて触媒および末端封止剤を一括して添加してナイロン塩を製造した後、２００〜２５０℃の温度において加熱重合して濃硫酸中３０℃における極限粘度［η］が０．１〜０．６ｄｌ／ｇのプレポリマーとし、さらに固相重合するか、あるいは溶融押出機を用いて重合することにより製造することができる。プレポリマーの極限粘度［η］が０．１〜０．６ｄｌ／ｇの範囲内であると、後重合の段階においてカルボキシル基とアミノ基のモルバランスのずれや重合速度の低下が少なく、さらに分子量分布の小さな、各種物性や成形性に優れたポリアミド樹脂組成物を与えるポリアミド（Ｉ）が得られる。重合の最終段階を固相重合により行う場合、減圧下または不活性ガス流動下に行うのが好ましく、重合温度が２００〜２８０℃の範囲内であれば、重合速度が大きく、生産性に優れ、着色やゲル化を有効に抑制することができる。重合の最終段階を溶融押出機により行う場合の重合温度としては、３７０℃以下であるのが好ましく、かかる条件で重合すると、ポリアミド樹脂の分解がほとんどなく、劣化の無いポリアミド（Ｉ）が得られる。
【００２０】
ポリアミド（Ｉ）を製造する際に使用することができる上記触媒としては、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、それらの塩またはエステルが挙げられる。上記の塩またはエステルとしては、リン酸、亜リン酸または次亜リン酸とカリウム、ナトリウム、マグネシウム、バナジウム、カルシウム、亜鉛、コバルト、マンガン、錫、タングステン、ゲルマニウム、チタン、アンチモン等の金属との塩；リン酸、亜リン酸または次亜リン酸のアンモニウム塩；リン酸、亜リン酸または次亜リン酸のエチルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、ヘキシルエステル、イソデシルエステル、オクタデシルエステル、デシルエステル、ステアリルエステル、フェニルエステルなどを挙げることができる。
【００２１】
ポリアミド（Ｉ）は、濃硫酸中３０℃で測定した極限粘度［η］が０．４〜２．０ｄｌ／ｇであるのが好ましく、０．５〜１．５ｄｌ／ｇであるのがより好ましく、０．６〜１．３ｄｌ／ｇであるのがさらに好ましい。極限粘度［η］が上記の範囲内のものを使用すると、力学的特性、耐熱性、成形性などにより優れたポリアミド樹脂組成物が得られる。
【００２２】
無機フィラー（II）としては、通常コネクタに使用されるエンジニアリングプラスチックに配合される無機フィラーを使用することが可能であり、その代表的なものは、ガラス繊維である。使用されるガラス繊維としては、例えば、直径が９〜１１μｍのガラス繊維、直径が６〜８μｍの極細ガラス繊維、断面が異形の（円形状でない）ガラス繊維、ミルドガラス繊維等が挙げられる。
また、無機フィラー（II）としては、カオリン、焼成クレー、タルク、マイカ、アスベスト、ワラストナイト、ケイ酸カルシウム、パイロフェライト、ベントナイト、ガラスビーズ等のケイ酸塩；ホワイティング、チョーク、炭酸カルシウム、ドロマイト、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等の炭酸塩；硫酸バリウム等の硫酸塩；アルミナ、酸化アンチモン、マグネシア、二酸化チタン、無定形シリカ、シリカサンド、ホワイトカーボン、珪藻土等の酸化物などの粉末状フィラーを使用することも可能である。無機フィラー（II）は１種を単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。無機フィラー（II）として、粉末状フィラーを使用する場合には、補強効果の高いガラス繊維と組み合わせて使用することが好ましい。
【００２３】
本発明の車載用ＥＣＵコネクタを形成するポリアミド樹脂組成物には、上記したポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の他に、必要に応じて、難燃剤、難燃助剤、着色剤、帯電防止剤、可塑剤、結晶核剤、光安定等の他の成分を配合することも可能である。ポリアミド樹脂組成物における他の成分の占める割合としては、５０質量％以下であることが好ましく、３５質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましい。
【００２４】
上記したポリアミド（Ｉ）、無機フィラー（II）、および必要に応じてさらに他の成分を溶融混練することにより、本発明において使用されるポリアミド樹脂組成物とすることができる。溶融混練には１軸または２軸押出機を使用することができるが、混合の効率、生産性の観点から、２軸押出機を使用することが好ましい。溶融混練されて得られたポリアミド樹脂組成物は、通常、ペレット化される。
【００２５】
本発明の車載用ＥＣＵコネクタは、上記したポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）からなるポリアミド樹脂組成物から形成され、例えば、上記のポリアミド樹脂組成物のペレットを予め作製したのち、これを通常の射出成形機で成形することにより製造することができる。成形条件としては、一般的に知られている条件を採用することが可能であるが、充分な耐ハンダ性と寸法安定性を有する車載用ＥＣＵコネクタが得られることから、使用する金型温度が１３０℃以上となる条件で成形することが好ましく、１４０℃以上となる条件で成形することがより好ましい。このようにして成形された成形体にさらに端子を圧入等により取り付けることにより、本発明の車載用ＥＣＵコネクタを製造することができる。なお、ポリアミド樹脂組成物を成形する際に、インサート成形することにより、端子を有する本発明の車載用ＥＣＵコネクタを製造することもできる。
【００２６】
本発明の車載用ＥＣＵコネクタのサイズは、使用する基板の線膨張係数や車載用ＥＣＵコネクタの形状に合わせて適宜設定することが可能であり、例えば、長さが１０〜１５０ｍｍのサイズを有するＥＣＵコネクタとすることができるが、本発明の車載用ＥＣＵコネクタは小さな線膨張係数を有していることから、長さが４０〜１５０ｍｍの比較的大きなサイズを有している場合にも、リフローハンダ方式により基板に実装して車載用電子制御ユニットとすることができる。また、本発明の車載用ＥＣＵコネクタは異方性が少ないことから、１５ｍｍ以上の幅を有する幅広サイズの車載用ＥＣＵコネクタとしても、ねじれや反りといった問題を生じることがない。
【００２７】
本発明の車載用ＥＣＵコネクタは、リフローハンダ方式により基板に実装される。リフローハンダ方法としては、従来公知の方法を採用することができ、該方法には特に制限はなく、例えば、回路パターンが予め形成された基板上のＥＣＵコネクタ取り付け予定箇所に薄いハンダ層を形成し、次いで、本発明の車載用ＥＣＵコネクタの端子が該ハンダ層と接触するように、本発明の車載用ＥＣＵコネクタを配置し、その後、加熱することにより、本発明の車載用ＥＣＵコネクタを基板上に実装することができる。上記、車載用ＥＣＵコネクタを実装する前のハンダ層の膜厚としては、好ましくは８０〜２００μｍの範囲内であり、１００〜１５０μｍがより好ましい。また、リフロー温度は、変形やブリスタを伴わなければ特に限定されないが、通常、鉛フリーハンダに採用される２６０℃以下の温度が好ましい。
【００２８】
ＥＣＵには、通常、ＩＣ、リレー、抵抗体等の電子部品がリフローハンダ方式により表面実装されるが、そのリフローハンダ工程において本発明の車載用ＥＣＵコネクタも同時に表面実装されることが、コストダウンの面で好ましい。
【００２９】
上記の基板としては、特に制限はされないが、本発明において使用されるポリアミド樹脂組成物は線膨張係数が小さく、しかも、異方性が小さいことから、例えば、パソコンや液晶テレビ等の電気・電子機器に使用されるガラスエポキシ基板等を使用することができる。また、特に上記したような比較的大きなサイズを有する車載用ＥＣＵコネクタを実装する際には、１．８×１０−５〜２．３×１０−５℃−１の線膨張係数を有する基板を用いると、本発明の車載用ＥＣＵコネクタの線膨張係数と基板の線膨張係数の差を小さくすることができ、温度変化により発生する歪みを最小限に止めることが可能となり好ましい。このような線膨張係数を有する基板としては、ガラスエポキシ基板やアルミニウム基板が挙げられるが、基板としてアルミニウム基板を用いると、放熱効果が良好であることから、大電流を使用する車載用ＥＣＵの基板として好ましい。
ガラスエポキシ基板は、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸することにより製造することができる。また、アルミニウム基板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を原料とし、通常、絶縁処理を施すことによって製造される。
なお、本明細書における線膨張係数は、特にことわりのない限り、いずれも２０℃で測定された値を意味する。
【００３０】
本発明の車載用ＥＣＵコネクタは、車に搭載されるＥＣＵに取り付けられる。本発明の車載用ＥＣＵコネクタが取り付けられたＥＣＵが搭載される車としては特に制限されず、例えば、普通乗用車、トラック、作業車（フォークリフト、ブルドーザー、クレーン等）、自動二輪車、原動機付自転車などが挙げられる。
また、本発明の車載用ＥＣＵコネクタが実装された車載用ＥＣＵは、エンジン制御、ＡＢＳ制御、電動パワーステアリング制御、ワイパー制御、ライト制御、冷暖房制御、ドア周り制御等の用途に使用することができる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例において、成形性、線膨張係数、端子保持強度の保持率、耐トラッキング性、耐ハンダ性の各物性は、以下の方法により評価した。
【００３２】
成形性
射出成形機を用いて、長さ５０ｍｍ、幅１５ｍｍ、端子取り付け孔４０個を有するスリーブ状のコネクタハウジングを成形し、その成形性を調べた。その際、比較例３では樹脂温度３５０℃、金型温度１１０℃で成形し、実施例１〜７、比較例１および２では、樹脂温度３２０℃、金型温度１４０℃で成形した。問題なく量産できたものを「○」、離型不良、ショート、変形等の問題が生じ量産が難しいものを「×」と評価した。
【００３３】
線膨張係数
一辺が８０ｍｍ、厚みが２ｍｍの正方形の平板を、一辺の中央に設けた径１ｍｍのゲートから成形した後、中央部から測定片を切り出し、流れ方向（ＭＤ方向）と直角方向（ＴＤ方向）の線膨張係数をＴＭＡ（熱機械分析装置）を用いて測定し、２０℃の測定値を表示した。
【００３４】
端子保持強度の保持率
直径２．０ｍｍ、深さ３ｍｍの穴を有する成形品に直径２．０２ｍｍの釘を打ち込む際の圧入力（ａ）を測定した。その後、圧入成形品を２６０℃で５分間放置した後の抜去力（ｂ）を測定し、（ｂ）／（ａ）×１００を端子保持強度の保持率（％）として示した。これは、２６０℃のリフローハンダ工程を通した後の、端子保持強度の維持度合の目安となるものである。
【００３５】
耐トラッキング性
ＩＥＣ−６０１１２に準拠して測定した。
【００３６】
耐ハンダ性
上記の成形性評価の際に作製したコネクタハウジングを１８０℃で１２０秒間予熱し、ピーク温度が２６０℃で、且つ、該温度を３０秒持続するリフローハンダ条件に曝した後、変形、クラック、ブリスタ、着色等の問題の有無を調べた。問題が見られなかった場合には「○」、問題が生じた場合には「×」と評価した。
なお、２６０℃のリフローハンダ条件は、近年、環境対策で導入された鉛フリーハンダを使用する部品の一般的な保証温度である。
【００３７】
また、以下の実施例および比較例において、以下の原料を使用した。
ポリアミド
株式会社クラレ製「ジェネスタ」Ｎ１０００Ａ（テレフタル酸単位と、１，９−ノナンジアミン単位および２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位（１，９−ノナンジアミン単位：２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位（モル比）＝８０：２０）とからなるポリアミド）。
ＬＣＰ
ポリプラスチックス株式会社製「ベクトラ」Ｅ１３０ｉ（全芳香族ＬＣＰ、熱変形温度：２７５℃）。
ガラス繊維
日東紡績株式会社製、直径９μｍ、６ｍｍカット品。
タルク
林化成株式会社製「ミクロンホワイト」＃５０００Ｓ。
【００３８】
［実施例１〜４および比較例１〜３］
ポリアミドおよびガラス繊維（実施例１〜４および比較例１、２）またはＬＣＰおよびガラス繊維（比較例３）を下記の表１に示す割合で用いて、２軸押出機を用いて溶融混練することによりペレットを作製した。該ペレットを用いて、上記の方法にしたがって、成形性、線膨張係数、端子保持強度の保持率、耐トラッキング性、耐ハンダ性を評価した。結果を表１に示した。また、成形性の評価の際に作製したコネクタハウジングに端子を取り付けてＥＣＵコネクタとした。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１に示した結果から、本願発明において規定するポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）をそれぞれ本願発明において規定する割合で使用したポリアミド樹脂組成物を用いた実施例１〜４においては、成形性に優れ、異方性が小さく、小さな線膨張係数を有することが分かる。また、端子保持強度の保持率は何れも９０％以上の値を示し、リフロー工程後においても端子保持強度が維持されることが分かる。また、耐ハンダ試験においては、いずれも、ブリスタ、変形等の問題は全く発生しなかった。
一方、無機フィラー（II）の使用量が少なすぎる比較例１では、線膨張係数が大きく、一方、無機フィラー（II）の使用量が多すぎる比較例２では流動性が不足し、成形が難しかった。樹脂としてＬＣＰを使用した比較例３では、成形性については問題なく、流れ方向（ＭＤ方向）の線膨張係数も小さいものの、直角方向（ＴＤ方向）の線膨張係数は極めて大きく、異方性にも劣り、また、リフロー工程後における端子保持強度の低下が大きいため、特に太い端子の使用に問題が大きい。また、耐トラッキング性についても低い値を示し、特に高電圧、大電流目的の使用に問題が大きい。
【００４１】
［実施例５〜７］
ポリアミド、ガラス繊維およびタルクを下記の表２に示す割合で用いて、２軸押出機を用いて溶融混練することによりペレットを作製した。該ペレットを用いて、上記の方法にしたがって、成形性、線膨張係数、端子保持強度の保持率、耐トラッキング性、耐ハンダ性を評価した。結果を表２に示した。また、成形性の評価の際に作製したコネクタハウジングに端子を取り付けてＥＣＵコネクタとした。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２に示した結果から、本願発明において規定するポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）をそれぞれ本願発明において規定する割合で使用したポリアミド樹脂組成物を用いた実施例５〜７においては、実施例１〜４と同様に、成形性に優れ、異方性が極めて小さく、小さな線膨張係数を有することが分かる。また、端子保持強度の保持率は何れも９５％以上の値を示し、リフロー工程後においても端子保持強度が維持されることが分かる。また、耐ハンダ試験においては、いずれも、ブリスタ、変形等の問題は全く発生しなかった。
【００４４】
また、実施例６の線膨張係数の測定に使用した測定片を用いて、−３０〜８０℃の温度範囲における流れ方向（ＭＤ方向）と直角方向（ＴＤ方向）の線膨張係数をＴＭＡ（熱機械分析装置）を用いて測定した。結果を図１に示した。
【００４５】
図１の結果から、本願発明において規定するポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）をそれぞれ本願発明において規定する割合で使用したポリアミド樹脂組成物は、広い温度範囲において一定の線膨張係数を維持することが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、ハンダクラックなどを引き起こすことがなく、さらに、高い耐ハンダ性を有し、異方性が小さく、リフローハンダ工程後においても高い端子保持力を維持し、耐トラッキング性にも優れる、リフローハンダ方式により取り付けられる車載用ＥＣＵコネクタが提供されるため、厳しい耐ヒートショック性が要求される車載用ＥＣＵコネクタのリフローハンダ方式による実装が可能となり、車載用ＥＣＵの小型化、軽量化、生産性向上およびコスト削減が達成される。特に本発明の車載用ＥＣＵコネクタは、太い端子を圧入した場合にもリフロー工程における加熱後において高い抜去力を保持し、耐トラッキング性にも優れるため、数アンペア以上の大電流を通すパワー系のＥＣＵコネクタとして好ましく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例６の線膨張係数の測定に使用した測定片の−３０〜８０℃の温度範囲における流れ方向（ＭＤ方向）と直角方向（ＴＤ方向）の線膨張係数を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は車に搭載される電子制御ユニットにおいて、リフローハンダ方式により基板に取り付けられるＥＣＵコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の成熟した車社会においては、快適性向上、安全性向上、および環境負荷の低減が重要な開発テーマになっている。これらの開発テーマの実現には、センサーやモーター等を使用した電装技術が不可欠であり、限られた電源を有効に利用しながらセンサーやモーター等を適正に制御する電子制御ユニット（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ、以下、単に「ＥＣＵ」と略称する場合がある）が、今日の車には数多く搭載されるようになっている。例えば、大衆車においては１台あたり３０〜５０個、高級車においてはおよそ１５０個ものＥＣＵが搭載されており、エンジン制御、ＡＢＳ制御、電動パワーステアリング制御、ワイパー制御、ライト制御、冷暖房制御、ドア周り制御などに用いられている。これらのＥＣＵの中には、電動パワーステアリング制御のように１００アンペアクラスの大電流を制御するものから、計装の微弱電流を制御するものまで、用途に合わせて様々な種類のＥＣＵが存在する。
【０００３】
車載用ＥＣＵにおいて使用される基板としては、線膨張係数が小さく、寸法安定性の良い基板が用いられる。これは車載用ＥＣＵが、エンジンルーム内では−４０〜１２０℃、室内でも−３０〜８０℃という苛酷な温度変化が想定される箇所で使用されるため、該温度変化により基板が伸び縮みするとハンダクラック等の問題を引き起こすことがあるからである。多くの場合には、携帯電話やパソコン等の電気・電子部品に使用される線膨張係数が約１．６×１０−５℃−１のガラスエポキシ基板と同様のものが用いられる。
【０００４】
通常、ＥＣＵは、基板上にＩＣ、リレー、抵抗体等の電子部品が表面実装方式により実装されることにより製造され、このように製造されたＥＣＵの多くはＥＣＵケースに入れて搭載される。ＥＣＵが製造される際には、基板の端などにＥＣＵコネクタが取り付けられ、これによりハーネス側コネクタと接続可能な構造となる。これまで、車載用ＥＣＵコネクタを形成する材料には、成形性、寸法安定性、電気特性、機械的特性等の樹脂特性にバランスよく優れているポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が広く用いられており、これらの車載用ＥＣＵコネクタは、ディップハンダ方式により基板に実装されている。
【０００５】
ところで、車に搭載されるＥＣＵの数が増えるに従い、これを収納する場所の確保や搭載するＥＣＵ全体の重量の増加が問題となってきた。このような問題を解決するために、ＥＣＵの小型化が求められている。ＥＣＵを小型化するための手法としては、ＥＣＵコネクタをこれまでのディップハンダ方式に代えてリフローハンダ方式により実装する方法が挙げられる。リフローハンダ方式を採用することにより、これまでに携帯電話やパソコン等に使用される電気・電子部品において実践されてきたような小型化および軽量化が可能となることに加えて、ディップハンダ工程を省略することができることから、生産性の向上およびコスト削減を達成することができる。
【０００６】
ＰＢＴはおよそ３．８×１０−５℃−１程度の比較的大きな線膨張係数を有する。従来のＥＣＵにおいては、ＰＢＴからなるＥＣＵコネクタの端子が基板に形成された穴に差し込まれてディップハンダされていたことから、ハンダ量が多く、ハンダ自体が緩衝材の役割を果たすなどして、−３０〜８０℃の実使用条件下におけるヒートショックによりＰＢＴが大きく伸び縮みをしても問題となることはなかった。しかしながら、ハンダ量の少ないリフローハンダ方式による実装の場合、小さな線膨張係数の差が問題となる。例えば、５０ｍｍの長さを有するＥＣＵコネクタの線膨張係数と基板の線膨張係数との差が１×１０−５℃−１である場合には、−３０〜８０℃のヒートショックが与えられた場合には、該ＥＣＵコネクタとそれが実装された基板の部分との間で、最大５５μｍもの伸び縮み差が生じる計算となる。これは、通常用いられるリフローハンダの厚さ１００〜１５０μｍに比べると無視できない伸び縮み差である。このような理由から、車載用ＥＣＵにおいてＥＣＵコネクタをリフローハンダ方式により実装することは、信頼性における懸念がありタブー視される向きも多く、検討すらほとんど行われてこなかったのが現状である。
【０００７】
線膨張係数が最も小さい樹脂の一つとして、１９９０年頃上市された液晶ポリマー（以下ＬＣＰと略称する場合がある）が知られている。ＬＣＰは強く配向させることによって、多くのガラスエポキシ基板が有する約１．６×１０−５℃−１の線膨張係数よりもさらに小さな線膨張係数を付与させることも可能である。また、ＬＣＰは、優れた耐ハンダ性も有する。このような観点からすれば、リフローハンダ方式に対応可能なＥＣＵコネクタの材料の候補と考えられる。しかしながら、ＬＣＰは、（１）異方性が強く、線膨張係数が方向によって大きく異なり、例えば、付与させた上記の小さな線膨張係数を示す方向に対して直角方向では、その線膨張係数が４×１０−５℃−１を上回ることもあること、（２）高温でクリープする性質を有しており、リフローハンダ工程後に、コネクタの端子の保持力が低下し、端子が緩むこと、（３）耐トラッキング性が低く、高電圧、大電流を制御する用途には不向きであること、などの懸念が多く、特に大きな端子を使用するため高い端子保持力が必要とされ、しかも大電流を制御する必要があるパワー系のＥＣＵコネクタにおいて、課題が多いと予測される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ハンダクラックなどを引き起こすことがなく、さらに、高い耐ハンダ性を有し、異方性が小さく、リフローハンダ工程後においても高い端子保持力を維持し、耐トラッキング性にも優れた、リフローハンダ方式により取り付けられる車載用ＥＣＵコネクタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記した課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、リフローハンダ方式により基板に実装される車載用ＥＣＵコネクタを製造するにあたり、該コネクタを特定の半芳香族ポリアミドおよび無機フィラーをそれぞれ特定量使用したポリアミド樹脂組成物から形成することにより、上記課題を解決することができることを見出し、さらに検討を重ねて、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、
［１］ テレフタル酸単位を５０〜１００モル％含有するジカルボン酸単位と、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を６０〜１００モル％含有するジアミン単位とからなるポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）からなり、ポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の合計１００質量部に対して、ポリアミド（Ｉ）が４０〜７５質量部であるポリアミド樹脂組成物から形成される車載用ＥＣＵコネクタであって、リフローハンダ方式により基板に実装される車載用ＥＣＵコネクタ、
［２］ 前記基板の線膨張係数が１．８×１０−５〜２．３×１０−５℃−１である上記［１］の車載用ＥＣＵコネクタ、
［３］ 前記基板が、ガラスエポキシ基板またはアルミニウム基板である上記［２］の車載用ＥＣＵコネクタ、
に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ハンダクラックなどを引き起こすことがなく、さらに、高い耐ハンダ性を有し、異方性が小さく、リフローハンダ工程後においても高い端子保持力を維持し、耐トラッキング性にも優れた、リフローハンダ方式により取り付けられる車載用ＥＣＵコネクタが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の詳細な説明を行う。
本発明の車載用ＥＣＵコネクタは、テレフタル酸単位を５０〜１００モル％含有するジカルボン酸単位と、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を６０〜１００モル％含有するジアミン単位とからなるポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）からなるポリアミド樹脂組成物から形成される。
該ポリアミド樹脂組成物におけるポリアミド（Ｉ）と無機フィラー（II）の割合は、ポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の合計１００質量部に対して、ポリアミド（Ｉ）が４０〜７５質量部（無機フィラー（II）が６０〜２５質量部）であり、５０〜７０質量部（無機フィラー（II）が３０〜５０質量部）が好ましい。無機フィラーを上記割合で配合することにより、得られる車載用ＥＣＵコネクタの寸法安定性が向上する。ポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の合計１００質量部に対して、ポリアミド（Ｉ）が４０質量部未満の（無機フィラー（II）が６０質量部を超える）場合には、得られるポリアミド樹脂組成物の成形性が悪くなり、車載用ＥＣＵコネクタの成形が困難となる。一方、ポリアミド（Ｉ）が７５質量部を超える（無機フィラー（II）が２５質量部未満の）場合には、得られる車載用ＥＣＵコネクタの寸法安定性が悪化する。
また、本発明において使用されるポリアミド樹脂組成物におけるポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の合計の占める割合としては、５０〜１００質量％であることが好ましく、６５〜１００質量％であることがより好ましく、９０〜１００質量％であることがさらに好ましい。
【００１３】
ポリアミド（Ｉ）を構成するジカルボン酸単位は、テレフタル酸単位を５０〜１００モル％含有する。ジカルボン酸単位におけるテレフタル酸単位の含有率が５０モル％未満の場合には、得られるポリアミド樹脂組成物の耐熱性が低下する。ジカルボン酸単位におけるテレフタル酸単位の含有率は、６０〜１００モル％の範囲にあることが好ましく、７５〜１００モル％の範囲がより好ましく、９０〜１００モル％の範囲がさらに好ましい。
【００１４】
ポリアミド（Ｉ）を構成するジカルボン酸単位は、５０モル％以下であれば、テレフタル酸単位以外の他のジカルボン酸単位を含んでもよい。かかる他のジカルボン酸単位としては、例えば、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、２−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、２，２−ジメチルグルタル酸、２，２−ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸等の脂肪族ジカルボン酸；１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸；イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，４−フェニレンジオキシジ酢酸、１，３−フェニレンジオキシジ酢酸、ジフェン酸、４，４’−オキシジ安息香酸、ジフェニルメタン−４，４’−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−４，４’−ジカルボン酸、４，４’−ビフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸などから誘導される単位を挙げることができ、これらのうちの１種または２種以上を含むことができる。ジカルボン酸単位におけるこれらの他のジカルボン酸単位の含有率は、４０モル％以下であることが好ましく、２５モル％以下がより好ましく、１０モル％以下がさらに好ましい。さらに、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の多価カルボン酸から誘導される単位を溶融成形が可能な範囲内で含んでいてもよい。
【００１５】
ポリアミド（Ｉ）を構成するジアミン単位は、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を６０〜１００モル％含有する。ジアミン単位における１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位の含有率が６０モル％未満の場合には、得られる車載用ＥＣＵコネクタの耐熱性、低吸水性、耐薬品性などの諸物性が低下する。ジアミン単位における１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位の含有率は、７５〜１００モル％の範囲にあることが好ましく、９０〜１００モル％の範囲がより好ましい。
【００１６】
また、ポリアミド（Ｉ）を構成するジアミン単位における１，９−ノナンジアミン単位と２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位のモル比は、１，９−ノナンジアミン単位／２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位＝１００／０〜２０／８０の範囲にあることが好ましく、１００／０〜６０／４０の範囲がより好ましく、１００／０〜７０／３０の範囲がさらに好ましい。
【００１７】
ポリアミド（Ｉ）を構成するジアミン単位は、４０モル％以下であれば、１，９−ノナンジアミン単位および２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位以外の他のジアミン単位を含んでもよい。かかる他のジアミン単位としては、例えば、エチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、１，４−ブタンジアミン、１，５−ペンタンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、１，７−ヘプタンジアミン、１，８−オクタンジアミン、１，１０−デカンジアミン、１，１１−ウンデカンジアミン、１，１２−ドデカンジアミン等の直鎖状脂肪族アルキレンジアミン；１，２−プロパンジアミン、１−ブチル−１，２−エタンジアミン、１，１−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、１−エチル−１，４−ブタンジアミン、１，２−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、１，３−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、１，４−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、２，３−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、２−メチル−１，５−ペンタンジアミン、３−メチル−１，５−ペンタンジアミン、２，５−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，４−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン、３，３−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，２−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，４，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，４−ジエチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，２−ジメチル−１，７−ヘプタンジアミン、２，３−ジメチル−１，７−ヘプタンジアミン、２，４−ジメチル−１，７−ヘプタンジアミン、２，５−ジメチル−１，７−ヘプタンジアミン、３−メチル−１，８−オクタンジアミン、４−メチル−１，８−オクタンジアミン、１，３−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、１，４−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、２，４−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、３，４−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、４，５−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、２，２−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、３，３−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、４，４−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、５−メチル−１，９−ノナンジアミン等の分岐鎖状脂肪族アルキレンジアミン；シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ノルボルナンジメチルアミン、トリシクロデカンジメチルアミン等の脂環式ジアミン；ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジアミンなどから誘導される単位を挙げることができ、これらのうちの１種または２種以上を含むことができる。これらのうちでも、１，６−ヘキサンジアミン、１，７−ヘプタンジアミン、１，８−オクタンジアミン、１，１０−デカンジアミン、１，１２−ドデカンジアミンから誘導される単位が好ましい。ジアミン単位におけるこれらの他のジアミン単位の含有率は２５モル％以下であることが好ましく、１０モル％以下がより好ましい。
【００１８】
本発明に用いられるポリアミド（Ｉ）は、ポリアミドを製造する方法として知られている任意の方法を用いて製造することができる。例えば、酸クロライドとジアミンを原料とする溶液重合法または界面重合法、ジカルボン酸とジアミンを原料とする溶融重合法、固相重合法、溶融押出重合法などの方法により製造することができる。
【００１９】
ポリアミド（Ｉ）は、例えば、最初にジアミン、ジカルボン酸、必要に応じて触媒および末端封止剤を一括して添加してナイロン塩を製造した後、２００〜２５０℃の温度において加熱重合して濃硫酸中３０℃における極限粘度［η］が０．１〜０．６ｄｌ／ｇのプレポリマーとし、さらに固相重合するか、あるいは溶融押出機を用いて重合することにより製造することができる。プレポリマーの極限粘度［η］が０．１〜０．６ｄｌ／ｇの範囲内であると、後重合の段階においてカルボキシル基とアミノ基のモルバランスのずれや重合速度の低下が少なく、さらに分子量分布の小さな、各種物性や成形性に優れたポリアミド樹脂組成物を与えるポリアミド（Ｉ）が得られる。重合の最終段階を固相重合により行う場合、減圧下または不活性ガス流動下に行うのが好ましく、重合温度が２００〜２８０℃の範囲内であれば、重合速度が大きく、生産性に優れ、着色やゲル化を有効に抑制することができる。重合の最終段階を溶融押出機により行う場合の重合温度としては、３７０℃以下であるのが好ましく、かかる条件で重合すると、ポリアミド樹脂の分解がほとんどなく、劣化の無いポリアミド（Ｉ）が得られる。
【００２０】
ポリアミド（Ｉ）を製造する際に使用することができる上記触媒としては、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、それらの塩またはエステルが挙げられる。上記の塩またはエステルとしては、リン酸、亜リン酸または次亜リン酸とカリウム、ナトリウム、マグネシウム、バナジウム、カルシウム、亜鉛、コバルト、マンガン、錫、タングステン、ゲルマニウム、チタン、アンチモン等の金属との塩；リン酸、亜リン酸または次亜リン酸のアンモニウム塩；リン酸、亜リン酸または次亜リン酸のエチルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、ヘキシルエステル、イソデシルエステル、オクタデシルエステル、デシルエステル、ステアリルエステル、フェニルエステルなどを挙げることができる。
【００２１】
ポリアミド（Ｉ）は、濃硫酸中３０℃で測定した極限粘度［η］が０．４〜２．０ｄｌ／ｇであるのが好ましく、０．５〜１．５ｄｌ／ｇであるのがより好ましく、０．６〜１．３ｄｌ／ｇであるのがさらに好ましい。極限粘度［η］が上記の範囲内のものを使用すると、力学的特性、耐熱性、成形性などにより優れたポリアミド樹脂組成物が得られる。
【００２２】
無機フィラー（II）としては、通常コネクタに使用されるエンジニアリングプラスチックに配合される無機フィラーを使用することが可能であり、その代表的なものは、ガラス繊維である。使用されるガラス繊維としては、例えば、直径が９〜１１μｍのガラス繊維、直径が６〜８μｍの極細ガラス繊維、断面が異形の（円形状でない）ガラス繊維、ミルドガラス繊維等が挙げられる。
また、無機フィラー（II）としては、カオリン、焼成クレー、タルク、マイカ、アスベスト、ワラストナイト、ケイ酸カルシウム、パイロフェライト、ベントナイト、ガラスビーズ等のケイ酸塩；ホワイティング、チョーク、炭酸カルシウム、ドロマイト、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等の炭酸塩；硫酸バリウム等の硫酸塩；アルミナ、酸化アンチモン、マグネシア、二酸化チタン、無定形シリカ、シリカサンド、ホワイトカーボン、珪藻土等の酸化物などの粉末状フィラーを使用することも可能である。無機フィラー（II）は１種を単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。無機フィラー（II）として、粉末状フィラーを使用する場合には、補強効果の高いガラス繊維と組み合わせて使用することが好ましい。
【００２３】
本発明の車載用ＥＣＵコネクタを形成するポリアミド樹脂組成物には、上記したポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の他に、必要に応じて、難燃剤、難燃助剤、着色剤、帯電防止剤、可塑剤、結晶核剤、光安定等の他の成分を配合することも可能である。ポリアミド樹脂組成物における他の成分の占める割合としては、５０質量％以下であることが好ましく、３５質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましい。
【００２４】
上記したポリアミド（Ｉ）、無機フィラー（II）、および必要に応じてさらに他の成分を溶融混練することにより、本発明において使用されるポリアミド樹脂組成物とすることができる。溶融混練には１軸または２軸押出機を使用することができるが、混合の効率、生産性の観点から、２軸押出機を使用することが好ましい。溶融混練されて得られたポリアミド樹脂組成物は、通常、ペレット化される。
【００２５】
本発明の車載用ＥＣＵコネクタは、上記したポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）からなるポリアミド樹脂組成物から形成され、例えば、上記のポリアミド樹脂組成物のペレットを予め作製したのち、これを通常の射出成形機で成形することにより製造することができる。成形条件としては、一般的に知られている条件を採用することが可能であるが、充分な耐ハンダ性と寸法安定性を有する車載用ＥＣＵコネクタが得られることから、使用する金型温度が１３０℃以上となる条件で成形することが好ましく、１４０℃以上となる条件で成形することがより好ましい。このようにして成形された成形体にさらに端子を圧入等により取り付けることにより、本発明の車載用ＥＣＵコネクタを製造することができる。なお、ポリアミド樹脂組成物を成形する際に、インサート成形することにより、端子を有する本発明の車載用ＥＣＵコネクタを製造することもできる。
【００２６】
本発明の車載用ＥＣＵコネクタのサイズは、使用する基板の線膨張係数や車載用ＥＣＵコネクタの形状に合わせて適宜設定することが可能であり、例えば、長さが１０〜１５０ｍｍのサイズを有するＥＣＵコネクタとすることができるが、本発明の車載用ＥＣＵコネクタは小さな線膨張係数を有していることから、長さが４０〜１５０ｍｍの比較的大きなサイズを有している場合にも、リフローハンダ方式により基板に実装して車載用電子制御ユニットとすることができる。また、本発明の車載用ＥＣＵコネクタは異方性が少ないことから、１５ｍｍ以上の幅を有する幅広サイズの車載用ＥＣＵコネクタとしても、ねじれや反りといった問題を生じることがない。
【００２７】
本発明の車載用ＥＣＵコネクタは、リフローハンダ方式により基板に実装される。リフローハンダ方法としては、従来公知の方法を採用することができ、該方法には特に制限はなく、例えば、回路パターンが予め形成された基板上のＥＣＵコネクタ取り付け予定箇所に薄いハンダ層を形成し、次いで、本発明の車載用ＥＣＵコネクタの端子が該ハンダ層と接触するように、本発明の車載用ＥＣＵコネクタを配置し、その後、加熱することにより、本発明の車載用ＥＣＵコネクタを基板上に実装することができる。上記、車載用ＥＣＵコネクタを実装する前のハンダ層の膜厚としては、好ましくは８０〜２００μｍの範囲内であり、１００〜１５０μｍがより好ましい。また、リフロー温度は、変形やブリスタを伴わなければ特に限定されないが、通常、鉛フリーハンダに採用される２６０℃以下の温度が好ましい。
【００２８】
ＥＣＵには、通常、ＩＣ、リレー、抵抗体等の電子部品がリフローハンダ方式により表面実装されるが、そのリフローハンダ工程において本発明の車載用ＥＣＵコネクタも同時に表面実装されることが、コストダウンの面で好ましい。
【００２９】
上記の基板としては、特に制限はされないが、本発明において使用されるポリアミド樹脂組成物は線膨張係数が小さく、しかも、異方性が小さいことから、例えば、パソコンや液晶テレビ等の電気・電子機器に使用されるガラスエポキシ基板等を使用することができる。また、特に上記したような比較的大きなサイズを有する車載用ＥＣＵコネクタを実装する際には、１．８×１０−５〜２．３×１０−５℃−１の線膨張係数を有する基板を用いると、本発明の車載用ＥＣＵコネクタの線膨張係数と基板の線膨張係数の差を小さくすることができ、温度変化により発生する歪みを最小限に止めることが可能となり好ましい。このような線膨張係数を有する基板としては、ガラスエポキシ基板やアルミニウム基板が挙げられるが、基板としてアルミニウム基板を用いると、放熱効果が良好であることから、大電流を使用する車載用ＥＣＵの基板として好ましい。
ガラスエポキシ基板は、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸することにより製造することができる。また、アルミニウム基板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を原料とし、通常、絶縁処理を施すことによって製造される。
なお、本明細書における線膨張係数は、特にことわりのない限り、いずれも２０℃で測定された値を意味する。
【００３０】
本発明の車載用ＥＣＵコネクタは、車に搭載されるＥＣＵに取り付けられる。本発明の車載用ＥＣＵコネクタが取り付けられたＥＣＵが搭載される車としては特に制限されず、例えば、普通乗用車、トラック、作業車（フォークリフト、ブルドーザー、クレーン等）、自動二輪車、原動機付自転車などが挙げられる。
また、本発明の車載用ＥＣＵコネクタが実装された車載用ＥＣＵは、エンジン制御、ＡＢＳ制御、電動パワーステアリング制御、ワイパー制御、ライト制御、冷暖房制御、ドア周り制御等の用途に使用することができる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例において、成形性、線膨張係数、端子保持強度の保持率、耐トラッキング性、耐ハンダ性の各物性は、以下の方法により評価した。
【００３２】
成形性
射出成形機を用いて、長さ５０ｍｍ、幅１５ｍｍ、端子取り付け孔４０個を有するスリーブ状のコネクタハウジングを成形し、その成形性を調べた。その際、比較例３では樹脂温度３５０℃、金型温度１１０℃で成形し、実施例１〜７、比較例１および２では、樹脂温度３２０℃、金型温度１４０℃で成形した。問題なく量産できたものを「○」、離型不良、ショート、変形等の問題が生じ量産が難しいものを「×」と評価した。
【００３３】
線膨張係数
一辺が８０ｍｍ、厚みが２ｍｍの正方形の平板を、一辺の中央に設けた径１ｍｍのゲートから成形した後、中央部から測定片を切り出し、流れ方向（ＭＤ方向）と直角方向（ＴＤ方向）の線膨張係数をＴＭＡ（熱機械分析装置）を用いて測定し、２０℃の測定値を表示した。
【００３４】
端子保持強度の保持率
直径２．０ｍｍ、深さ３ｍｍの穴を有する成形品に直径２．０２ｍｍの釘を打ち込む際の圧入力（ａ）を測定した。その後、圧入成形品を２６０℃で５分間放置した後の抜去力（ｂ）を測定し、（ｂ）／（ａ）×１００を端子保持強度の保持率（％）として示した。これは、２６０℃のリフローハンダ工程を通した後の、端子保持強度の維持度合の目安となるものである。
【００３５】
耐トラッキング性
ＩＥＣ−６０１１２に準拠して測定した。
【００３６】
耐ハンダ性
上記の成形性評価の際に作製したコネクタハウジングを１８０℃で１２０秒間予熱し、ピーク温度が２６０℃で、且つ、該温度を３０秒持続するリフローハンダ条件に曝した後、変形、クラック、ブリスタ、着色等の問題の有無を調べた。問題が見られなかった場合には「○」、問題が生じた場合には「×」と評価した。
なお、２６０℃のリフローハンダ条件は、近年、環境対策で導入された鉛フリーハンダを使用する部品の一般的な保証温度である。
【００３７】
また、以下の実施例および比較例において、以下の原料を使用した。
ポリアミド
株式会社クラレ製「ジェネスタ」Ｎ１０００Ａ（テレフタル酸単位と、１，９−ノナンジアミン単位および２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位（１，９−ノナンジアミン単位：２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位（モル比）＝８０：２０）とからなるポリアミド）。
ＬＣＰ
ポリプラスチックス株式会社製「ベクトラ」Ｅ１３０ｉ（全芳香族ＬＣＰ、熱変形温度：２７５℃）。
ガラス繊維
日東紡績株式会社製、直径９μｍ、６ｍｍカット品。
タルク
林化成株式会社製「ミクロンホワイト」＃５０００Ｓ。
【００３８】
［実施例１〜４および比較例１〜３］
ポリアミドおよびガラス繊維（実施例１〜４および比較例１、２）またはＬＣＰおよびガラス繊維（比較例３）を下記の表１に示す割合で用いて、２軸押出機を用いて溶融混練することによりペレットを作製した。該ペレットを用いて、上記の方法にしたがって、成形性、線膨張係数、端子保持強度の保持率、耐トラッキング性、耐ハンダ性を評価した。結果を表１に示した。また、成形性の評価の際に作製したコネクタハウジングに端子を取り付けてＥＣＵコネクタとした。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１に示した結果から、本願発明において規定するポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）をそれぞれ本願発明において規定する割合で使用したポリアミド樹脂組成物を用いた実施例１〜４においては、成形性に優れ、異方性が小さく、小さな線膨張係数を有することが分かる。また、端子保持強度の保持率は何れも９０％以上の値を示し、リフロー工程後においても端子保持強度が維持されることが分かる。また、耐ハンダ試験においては、いずれも、ブリスタ、変形等の問題は全く発生しなかった。
一方、無機フィラー（II）の使用量が少なすぎる比較例１では、線膨張係数が大きく、一方、無機フィラー（II）の使用量が多すぎる比較例２では流動性が不足し、成形が難しかった。樹脂としてＬＣＰを使用した比較例３では、成形性については問題なく、流れ方向（ＭＤ方向）の線膨張係数も小さいものの、直角方向（ＴＤ方向）の線膨張係数は極めて大きく、異方性にも劣り、また、リフロー工程後における端子保持強度の低下が大きいため、特に太い端子の使用に問題が大きい。また、耐トラッキング性についても低い値を示し、特に高電圧、大電流目的の使用に問題が大きい。
【００４１】
［実施例５〜７］
ポリアミド、ガラス繊維およびタルクを下記の表２に示す割合で用いて、２軸押出機を用いて溶融混練することによりペレットを作製した。該ペレットを用いて、上記の方法にしたがって、成形性、線膨張係数、端子保持強度の保持率、耐トラッキング性、耐ハンダ性を評価した。結果を表２に示した。また、成形性の評価の際に作製したコネクタハウジングに端子を取り付けてＥＣＵコネクタとした。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２に示した結果から、本願発明において規定するポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）をそれぞれ本願発明において規定する割合で使用したポリアミド樹脂組成物を用いた実施例５〜７においては、実施例１〜４と同様に、成形性に優れ、異方性が極めて小さく、小さな線膨張係数を有することが分かる。また、端子保持強度の保持率は何れも９５％以上の値を示し、リフロー工程後においても端子保持強度が維持されることが分かる。また、耐ハンダ試験においては、いずれも、ブリスタ、変形等の問題は全く発生しなかった。
【００４４】
また、実施例６の線膨張係数の測定に使用した測定片を用いて、−３０〜８０℃の温度範囲における流れ方向（ＭＤ方向）と直角方向（ＴＤ方向）の線膨張係数をＴＭＡ（熱機械分析装置）を用いて測定した。結果を図１に示した。
【００４５】
図１の結果から、本願発明において規定するポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）をそれぞれ本願発明において規定する割合で使用したポリアミド樹脂組成物は、広い温度範囲において一定の線膨張係数を維持することが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、ハンダクラックなどを引き起こすことがなく、さらに、高い耐ハンダ性を有し、異方性が小さく、リフローハンダ工程後においても高い端子保持力を維持し、耐トラッキング性にも優れる、リフローハンダ方式により取り付けられる車載用ＥＣＵコネクタが提供されるため、厳しい耐ヒートショック性が要求される車載用ＥＣＵコネクタのリフローハンダ方式による実装が可能となり、車載用ＥＣＵの小型化、軽量化、生産性向上およびコスト削減が達成される。特に本発明の車載用ＥＣＵコネクタは、太い端子を圧入した場合にもリフロー工程における加熱後において高い抜去力を保持し、耐トラッキング性にも優れるため、数アンペア以上の大電流を通すパワー系のＥＣＵコネクタとして好ましく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例６の線膨張係数の測定に使用した測定片の−３０〜８０℃の温度範囲における流れ方向（ＭＤ方向）と直角方向（ＴＤ方向）の線膨張係数を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テレフタル酸単位を５０〜１００モル％含有するジカルボン酸単位と、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を６０〜１００モル％含有するジアミン単位とからなるポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）からなり、ポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の合計１００質量部に対して、ポリアミド（Ｉ）が４０〜７５質量部であるポリアミド樹脂組成物から形成される車載用ＥＣＵコネクタであって、リフローハンダ方式により基板に実装される車載用ＥＣＵコネクタ。
【請求項２】
前記基板の線膨張係数が１．８×１０−５〜２．３×１０−５℃−１である請求項１に記載の車載用ＥＣＵコネクタ。
【請求項３】
前記基板が、ガラスエポキシ基板またはアルミニウム基板である請求項２に記載の車載用ＥＣＵコネクタ。
【請求項１】
テレフタル酸単位を５０〜１００モル％含有するジカルボン酸単位と、１，９−ノナンジアミン単位および／または２−メチル−１，８−オクタンジアミン単位を６０〜１００モル％含有するジアミン単位とからなるポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）からなり、ポリアミド（Ｉ）および無機フィラー（II）の合計１００質量部に対して、ポリアミド（Ｉ）が４０〜７５質量部であるポリアミド樹脂組成物から形成される車載用ＥＣＵコネクタであって、リフローハンダ方式により基板に実装される車載用ＥＣＵコネクタ。
【請求項２】
前記基板の線膨張係数が１．８×１０−５〜２．３×１０−５℃−１である請求項１に記載の車載用ＥＣＵコネクタ。
【請求項３】
前記基板が、ガラスエポキシ基板またはアルミニウム基板である請求項２に記載の車載用ＥＣＵコネクタ。
【図１】
【公開番号】特開２００８−１４７０１８（Ｐ２００８−１４７０１８Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３２８９１（Ｐ２００６−３３２８９１）
【出願日】平成１８年１２月１１日（２００６．１２．１１）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１１日（２００６．１２．１１）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
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