JPH10501164A - 電子機器のための防火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は電子機器内における火炎の発生を防止する装置に関するものであり、前記電子機器（１）と低酸素濃度を有する媒質の包囲空間（２）はケーシング（３）によって包囲されており、該ケーシングは拡散に対して不透過性でありそして拡散不透過接合部（７）によって封止されておりそして不燃性の外層（４）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 電子機器のための防火装置 技術分野 本発明は火炎による電子要素の損傷を防止するとともにそうでないと隣接する 装備と建物とを損傷するおそれのある火炎の拡大を防止する装置に関する。 背景技術 電子回路は総合トランジスタ網、コンデンサ、電気抵抗器およびインダクタン スのごとき様々の構成部品から成っている。これら構成部品は通常はプラスチッ ク平板、いわゆる印刷配線回路板上に取付けられたあるパターンの複数の金属導 体によって相互に接続されている。また前記回路はしばしば絶縁プラスチックま たはゴムケーシングを有する電線によって相互に接続されている。前記構成部品 は、管理可能な形状を前記構成部品に与え、それらを有害な周囲環境から保護す るため、プラスチック内に封入されていることが多い。 電子機器、印刷配線回路板および電線を通る電流は数値的に変動し、それに加 えて電気エネルギは熱エネルギに変換される。諸素子は有機重合体と直接結合し ている金属導体からしばしば構成されているから、有機材料がそれらの発火温度 にまで加熱される危険があり、その結果として火が発火領域から広がるおそれが ある。前記回路は本来そのような過熱が生じるのを防止するように構成されてい るが、前記構成部品の欠陥の結果として予期しない電気的アンバランスが生じ、 それが前記回路の設計電流よりも数倍も高い電流を生じさせる可能性があり、こ れらアンバランスは隣接有機材料を発火させる得る極めて高い温度を発生させる おそれがある。その他の発火原因は誘導性回路または導線通路の電気抵抗や異な る導線通路間の接続部における電気抵抗が予期しない高い増加を生じ、それらは 本来の構造的に意図された以上のよりいっそうの集中された領域にわたって電気 エネルギの熱エネルギへの変換を生じさせる。電子システムは高価なものが多く かつ操作性の乱れはしばしば環境、例えば建物内における火災の広がりのごとき きわめて重大な結果を招く可能性があるから、防火を支持する極めて強い意見が ある。現在、この問題は構成部品、印刷配線回路板および電線におけるすべての 限定有機物質を例えば消炎効果を有する物質と混合または総合することによって 解決されている。 これに関して使用されている物質の一グループは有機臭素化合物またはその他 のハロゲンを含有する化合物である。低分子量の火生（fire-generated）臭素化 合物はきわめて卓越した消炎効果を有する。これに関しきわめて一般的な一例は 半導体カプセルとエポキシ系印刷配線回路板とに使用されるエポキシプラスチッ クの製造において単量体を構成する臭素化エポキシ樹脂を使用することである。 しかし、この解決方法にともなう１つの問題は、単量体、すなわち臭素化エポキ シ樹脂を製造するとき、臭化物イオン残分が残留する傾向があることであり、ま たは低分子量の臭素化合物がのちに加水分解されて臭化物イオンを形成し、臭化 物イオンを介するイオン伝導の結果として電気的作用における顕著な乱れと著し い電解腐食とを生じさせることである。この問題は有機合成法と併用される特殊 浄化手段によって解決される。しかし、この解決手段は材料をきわめて高価にす る。臭素化エポキシ樹脂の製造と関連する他の１問題は化合物の高い粘性と融点 とに存し、それは例えば回路板ラミネートの製造における半製品であるガラス繊 維布を含浸処理する時に樹脂混合物の取扱いを困難にさせる。最近においていっ そうの関心がよせられた第３の問題は、ハロゲン化有機物質が生態圏内に持込ま れたとき環境に及ぼす長期的影響に存する。ハロゲン化有機物質は環境に対して ３つの影響を及ぼす： ａ） 成層圏に存在するハロゲンはオゾンを酸素ガスに変換し、それによって オゾン濃度を低減させる。この故にフレオンの使用は禁止された。フレオンはハ ロゲンである弗素ガスと塩素とを含有する。臭素はこのような関係においてオゾ ンを酸素ガスに変換するいっそう顕著な能力を有するハロゲンである。オゾン層 の減少は結果的に地球の表面に対する有害な紫外線の放射を増加させる。 ｂ） 加熱されたとき、臭素化合物を含む有機ハロゲン化合物は高度の毒性を 有するダイオキシンの先駆物質である。 ｃ） 低分子量ハロゲン化合物は地球から宇宙空間への熱波長域と同じ域内に ある波長域内の熱放射を吸収するのに有効である。さらに、これらハロゲン化合 物の吸収スペクトルの大部分は現在主温室ガスであると見なされている二酸化炭 素によって吸収されない範囲内に在り、そして危険な事実はハロゲン化合物が二 酸化炭素のスペクトルの窓を掩蔽し得ることである。したがって、比較的小さい 量のハロゲン化合物が低大気の加熱に比較的大きな影響を及ぼす。 環境に対するこれら３つの異なる影響の結果を定量的用語で評価することは難 しい。これら結果の概観は１９８７年自然科学研究勧告年鑑に記載された“Stra lning och atmosfaren-processer pagott och ont”においてＧ．ウイットによ って、そしてプラスチック・ごむ学会報９２：１３３−１４８に発表された“臭 素化難燃剤の環境影響”においてＣ．ラッペによってそれぞれ説明されている。 電気回路に誘電体として含まれる塑性物質であってハロゲン化難燃剤、そして 特に臭素、を含有するものは比較的安定性を有すると一般に認められておりそし て通常の動作条件下では分解されない。半製品の生産時に小濃度が解放されるこ とは起こり得る。環境に対する重大かつ容易に評価され得ない危険はこれら物質 が電気回路に使用されるときスクラップにされた回路において、例えばコンポス ト化によってまたは燃焼によって、分解する傾向がある事実に存する。早かれ遅 かれこれら物質はやはり分解し、したがって複合した漸増する大量の電子スクラ ップが重大な潜在的問題をおそらく構成する。 その他の難燃剤も知られているが、これらの使用はしばしば絶縁材の性質を低 下させる。 上述の方法はプラスチック配合物に関する構成部品の選択性を著しく制限し、 高絶縁耐力、低相対比誘電率および低損失係数のごとき考え得る最良の電気特性 を得ることを困難ならしめ、そのことがまた１つの問題を構成する。 発明の摘要 本発明は電子機器の防火装置に関するものであり、本発明の目的は最高水準技 術の使用と関連する前記諸問題を解決することである。 前記装置は電子回路と該回路を囲む気体または液体空間とを包囲するケーシン グの形状を有し、前記気体または液体空間の酸素含量が有機物質の燃焼を持続で きないくらい低くされている。前記気体または液体空間を包囲している前記ケー シングは周囲空気から酸素が拡散する結果として燃焼を持続するのに十分なほど 高い濃度まで前記酸素含量が上昇するのを防止するように気体拡散に対し不透過 性である材料から構成されており、前記拡散不透過性は電気機器の有効寿命間維 持される。前記ケーシングの接合部もまた酸素の拡散に対し同様に不透過性であ る。 前記装置は確立した技術と関連する前記諸問題を解決する。構成部品、回路板 および電線はより低廉であってこれまで使用された絶縁材料よりも良好でありか つ環境面からもまったく無害である技術的特性を有する材料によって絶縁され得 る。 以下本発明はその典型的実施例を参照しかつまた添付図面を参照していっそう 詳細に説明されるであろう。 図面の簡単な説明 第１図は前記装置の一実施例の横断面図である。 第２図は前記発明装置の第２の実施例の一部分の拡大横断面図である。 発明を実施するための最良の態様 以下いくつかの異なる実施例が添付図面を参照して説明される。これら説明さ れる実施例は様々の点で異なり得、そして本発明はもっぱら後記請求の範囲の内 容によって限定される。 第１図は電子回路１とケーシング３によって包囲された回路包囲気体空間２と を例示している。ケーシング３は周囲空気６に隣接して位置する金属フォイル４ と、包囲された気体空間２に隣接して位置する熱可塑性シート５とを有するラミ ネートから構成されている。金属フォイルまたはシート４と熱可塑性シートまた は層５は互いに効果的に付着している。ケーシング３を形成している前記ラミネ ートはラミネート３の内面の熱可塑性層５間に接合部を形成するように融接され 、それにより接合部７においてケーシング３を密封している。電子回路１を完全 にもしくは部分的に包囲している気体空間２の酸素ガス濃度はたとえ回路１の欠 陥が該回路の管理はずれの著しい過熱を生起させても電子回路１またはケーシン グ３の熱可塑性層５に含まれた有機材料の発火を阻止するのに十分なほど低くさ れている。前記ケーシング３内に金属フォイル４が存在する結果として、空気は 過 熱の場合に前記材料が発火するレベルにまたは燃焼が持続し得るレベルに酸素濃 度を上昇させる量をもって周囲空気６から電子回路１とケーシング３との間の気 体空間２内に拡散し得ず、このような防火性は前記電子装置の耐用命数間有効で ある。前記気体不透過性は複数金属フォイル層４と中間プラスチック層５とを有 するラミネートを使用することによってさらに向上させられ得る。接合帯域は接 合部７において比較的広くしたがって拡散路は酸素ガスが周囲空気６からケーシ ング３内の気体空間２のなかに拡散するとき拡散方向に対し直角の領域と比較し て比較的長い。したがって、前記接合部を通じて拡散し得る空気の量も過熱の場 合に発火する危険があるレベルまで酸素濃度を増すには不十分であり、本装置の このような防火状態は電子装置の耐用命数間有効に持続する。環境に火災が生じ た場合、ケーシング３の外金属−フォイル被覆手段は妥当な長さの時間にわたっ て発火を防止するのに十分である。 説明された実施例の一修正形によれば、電子回路１を包囲していてケーシング ３によって囲まれた空間２は、完全にまたは部分的に、回路１の正規動作間熱の 伝達を容易にしかつ圧力と温度とに変化が生じるとき一定のカプセル容積の維持 を助けるように機能する絶縁液体を充填される。この修正形の場合においては、 空間２内の酸素濃度は加熱の結果としてそして高温における溶解度減少の結果と して、存在する酸素ガスの量が燃焼を維持し得るような程度に、酸素ガスの沈降 を生じさせるほどには高くない。 第２図に例示されている実施例の場合においては、電子回路１は無酸素気体空 間２によって包囲されておりそしてケーシング３は接合部７を形成するためサブ ストレート層の融接に適する金属フォイル４とプラスチック層５とから構成され ている。金属フォイル４の上には塑性物質８から成る被覆物であって前記導熱性 金属フォイル４と共に燃焼を持続し得ないものが配置されている。そのような塑 性物質８の例は酸素中で燃えるときシリカから成る消火外層を形成するシリコー ンエラストマである。また前記外塑性物質８は加熱されるとき水を分離すること によって消火剤として働く充填剤として水酸化アルミニウム、ＡＬ₂Ｏ₃・３Ｈ₂ Ｏ、を含有し得る。酸化アルミニウムは電気的特性を損なうから、電子装置１と 直接接触させて使用され得ずしたがって金属フォイル４によって電子装置 １と包囲気体空間２から隔離されている。 一代替修正形によれば、空間２は液体空間２によって達成されるそれらと同じ 目的と要求とを達成し得る固体物質、例えば塑性物質、によって完全にまたは部 分的に満たされる。 本発明は上に説明されそして例示されたその実施例に限定されないこととその 修正が後記請求の範囲内で為され得ることとが理解されるであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年６月１３日 【補正内容】 請求の範囲 １．基板に取付けられた回路の形式にされている電気機器内における火炎の発 生を防止する装置であって、該装置が拡散に対して不透過性でありそして前記電 子回路（１）と該回路を囲む空間（２）とを包囲しているケーシング（３）を有 し、前記空間（２）が低酸素濃度を有する媒質を包含しており、そして前記ケー シング（３）の外側部（８）が空気中で不燃性である材料から作られているもの において、前記ケーシング（３）がプラスチック層と１つまたは複数の金属層ま たは１つまたは複数のシリカ層とを含むラミネートから成っていることを特徴と する火炎の発生を防止する装置。 ２．請求項１に記載の装置であって、前記電子回路（１）と前記ケーシング（ ３）との間の前記空間（２）内の前記媒質が気体であることを特徴とする火炎の 発生を防止する装置。 ３．請求項１記載の装置であって、前記電子回路（１）と前記ケーシング（３ ）との間の前記空間（２）内の前記媒質が液体であることを特徴とする火炎の発 生を防止する装置。 ４．請求項１記載の装置であって、前記電子回路（１）と前記ケーシング（３ ）との間の前記空間（２）内の前記媒質が固体の物質であることを特徴とする火 炎の発生を防止する装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．基板に取付けられた回路の形式にされた電子機器内における火炎の発生を 防止する装置であって、該装置が拡散に対して不透過性でありかつ電子回路（１ ）と該回路を囲む空間（２）とを包囲しているケーシング（３）を有することと ；前記空間（２）が低酸素ガス濃度を有する媒質を包含することと、前記ケーシ ング（３）の外側部（８）が空気中で不燃性である材料から作られていることと を特徴とする装置。 ２．請求項Iに記載の装置であって、前記ケーシング（３）が金属から成るこ とを特徴とする火炎の発生を防止する装置。 ３．請求項１に記載の装置であって、前記ケーシング（３）がプラスチック層 と１つまたは複数の金属層とを含むラミネートから成ることを特徴とする火炎の 発生を防止する装置。 ４．請求項１に記載の装置であって、前記ケーシング（３）がプラスチック層 と１つまたは複数のシリカ層とを含むラミネートから成ることを特徴とする火炎 の発生を防止する装置。 ５．請求項１から４までの何れか１つの項に記載の装置であって、前記電子回 路（１）と前記ケーシング（３）との間の前記空間（２）内の前記媒質が気体で あることを特徴とする火炎の発生を防止する装置。 ６．請求項１から４までの何れか１つの項に記載の装置であって、前記電子回 路（１）と前記ケーシング（３）との間の前記空間（２）内の前記媒質が液体で あることを特徴とする火炎の発生を防止する装置。 ７．請求項１から４までの何れか１つの項に記載の装置であって、前記電子回 路（１）と前記ケーシング（３）との間の前記空間（２）内の前記媒質が固体の 物質であることを特徴とする火炎の発生を防止する装置。