JP2006173402A - 電子回路装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化や低コスト化が可能な電子回路装置の構造を得る。
【解決手段】電子回路装置１０は、電子部品を実装したプリント回路基板１１と、上記電子部品を覆うよう配置された樹脂からなる樹脂封止部と、接続用金属端子を有し上記樹脂封止部より露出した凸型コネクタ１２と、上記樹脂封止部の外周に巻きつけられたシール材１６と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント回路基板を有する電子回路装置に関し、特に、自動車、オートバイ、農耕機、工機、船舶機等に使用される各種のモジュールに使用して好適な電子回路装置に関する。

自動車、オートバイ、農耕機、工機、船舶機等では、エンジンコントロールモジュール、モータコントロールモジュール、自動変速機コントロールモジュール等のように、モジュール型の電子回路装置が用いられ、これらのモジュールは、車室内やエンジンルーム内に配置されている。これらのモジュールでは、典型的には、電子部品を実装したプリント回路基板を金属ベースに固定し、その上をカバー又はケースで覆う構造が用いられている。

近年、自動車の電子制御装置をインテークマニホールド等の上に直接取り付ける形式、すなわち、オンエンジン形式が提案されている。プリント回路基板を用いた電子制御装置は、耐熱性が１２０℃程度であるため、オンエンジン形式を採用することはできない。セラミック基板を用いた電子制御装置は、耐熱性が高いため、オンエンジン形式を用いることができるが、やや高価である。オンエンジン形式の電子制御装置は、高耐熱性だけでなく、車室内やエンジンルーム内に設置する形式のもの以上に、耐振動性や完全気密防水性が求められる。更に、これらの条件は、オンエンジン形式の電子制御装置だけでなく、圧力センサモジュール、空気流量計モジュール等のオンエンジン形式のセンサモジュールにも要求されるものである。

特開２００４−１１１４３５号公報には、プリント回路基板を用いた電子制御回路装置であって、オンエンジン形式に適用可能な例が、記載されている。これによると、トランスファーモールドによって、コネクタとプリント配線基板を一体成形したものである。
特開２００４−１１１４３５号公報

トランスファーモールドによって樹脂封止する場合には、ボイドや基板変形が起こらないように樹脂流動性を確保する必要がある。特に、樹脂封止の対象となる部品の立体構造や樹脂物性等に多くの制約があると、生産性が低下する。更に、樹脂封止型構造を採用すると、構造部品のコスト低減が可能となるが、コネクタのコスト比率が高くなる。

従来型のコネクタ構造では高機能化を実現しようとすると、コネクタのピン数の増加により、コネクタの寸法を大きくしなければならない。従って、高機能化と小型化の背反する要求に応えることは困難であった。

本発明の目的は、小型化、低コスト化が可能であり且つ信頼性を有する電子回路装置を提供することにある。

本発明によると、電子回路装置は、電子部品を実装した回路基板と、上記電子部品を覆うよう配置された樹脂からなる樹脂封止部と、接続用金属端子を有し上記樹脂封止部より露出した凸型コネクタと、上記樹脂封止部の外周に巻きつけられたシール材と、を有する。

本発明によると、小型化、低コスト化が可能であり且つ信頼性を有する電子回路装置を提供することができる。

図１〜図４を参照して、本発明の電子回路装置の第１の例を説明する。図１に示すように、本例の電子回路装置１０は、回路基板１１と凸型コネクタ１２と樹脂封止部１５とシール材１６とを有する。回路基板１１には、基板挿入型電子部品１１１、面実装型大型電子部品１１２、ＩＣ１１３、高発熱電子部品１１４、表面搭載チップ型電子部品１１５、裏面搭載チップ型電子部品１１６等の電子部品が実装されており、これらの電子部品１１１〜１１６は、単一の樹脂封止部１５によって覆われている。こうして、本例の電子回路装置１０は樹脂封止型となる。

樹脂封止部１５の材料として、熱硬化性樹脂が用いられてよく、例えば、半導体封止に一般的に用いられるトランスファーモールド用エポキシ樹脂が用いられてよい。回路基板１１と樹脂封止部１５の熱膨張率の差が大きいと、熱応力によって電子回路装置１０が変形し、場合によっては破損することがある。従って、樹脂封止部１５に用いられる樹脂の熱膨張係数は、回路基板１１の主材料の熱膨張係数に可能な限り近いのが望ましい。回路基板１１としてエポキシ樹脂を主材料とするプリント回路基板を用いてよい。その場合には、樹脂封止部１５の材料として、熱膨張係数が8〜18×10^−６／Ｋのトランスファーモールド用エポキシ樹脂が適している。

尚、トランスファーモールド用エポキシ樹脂の主用途は半導体封止であり、通常、本例の電子回路装置１０より小さい製品に使用されている。従って、樹脂封止時に加熱してから熱硬化するまでに流動可能な距離であるスパイラルフローが短いものが多く存在する。そこで、樹脂封止部１５の材料として、トランスファーモールド用エポキシ樹脂を用いる場合には、スパイラルフローが電子回路装置１０の寸法と同等かそれより長いものを選択する必要がある。

図２は、図１の電子回路装置１０の端部の拡大断面図である。凸型コネクタ１２は、回路基板１１が延長されたものである。即ち、凸型コネクタ１２は、回路基板１１の製造工程において、回路基板１１と同時に製造される。従って、凸型コネクタ１２は回路基板１１と同一の材料によって形成される。

凸型コネクタ１２の上面及び下面には、それぞれ接続用金属端子１３、１４が設けられている。これらの接続用金属端子１３、１４は、回路基板１１の表面に形成されている表面金属配線１１７、裏面に形成されている裏面金属配線１１８が延長されたものである。即ち、凸型コネクタ１２の接続用金属端子１３、１４は、回路基板１１の製造工程において、回路基板１１の金属配線１１７、１１８と同時に製造される。

シール材１６は、凸型コネクタ１２の近くにて、樹脂封止部１５の外周に沿って設けられている。樹脂封止部１５の外周に沿って、シール材１６を受け入れるための溝が形成されている。シール材１６は、凸型コネクタ１２を凹型コネクタに接続したときに、接続部の防水構造を提供する。シール材１６は、耐熱性、耐油性、耐化学薬品性等を有する弾性材であればどのような材料によって形成されてもよく、例えば、ゴム、樹脂等によって形成されてよい。

シール材１６の断面形状は、図示の例では、２つの山と１つの谷を有する形であるが、少なくとも２つ以上の山と少なくとも１つ以上の谷を持った構造が望ましい。こうして、シール材の断面を２つの山形にすることにより、凸型コネクタ１２を凹型コネクタに接続したときに、シール材の山形の頂点が容易に変形する。従って、凸型コネクタ１２の挿抜力を低減させ、電子回路装置１０の取り付け作業性を向上させることができる。尚、十分な防水機能を提供することができるなら、シール材１６の断面形状は、他の形状であってもよい。

尚、凸型コネクタ１２の根元部に設けられたＯリング１７は、回路基板１１上に樹脂を封止するときに樹脂が凸型コネクタ１２に漏れるのを防止するために使用するものであり、後に説明する。

図３は、図１の凸型コネクタ１２を上方向Ａから見た拡大図であり、図４は、図１の凸型コネクタ１２を左方向Ｂから見た拡大図である。

ここでは、凸型コネクタ１２の接続用金属端子１３、１４は、互いに平行な且つ等間隔の複数の帯状に形成されているが、他の形状であってもよい。図４に示すように、上面の接続用金属端子１３と下面の接続用金属端子１４は、同一形状であり、従って、両者は対称である。本例では、凸型コネクタ１２の両面に接続用金属端子１３、１４が設けられているが、片面のみに接続用金属端子を設けてもよい。尚、上面の接続用金属端子１３と下面の接続用金属端子１４は、同一寸法であれば、上下互い違いに配置してもよい。

図１〜４に示す例では、凸型コネクタ１２は回路基板１１の１辺に設けられているが、対向する２辺に設けてもよく、更に、３辺又は４辺全てに設けてもよい。凸型コネクタ１２を複数の辺に設ける場合には、凸型コネクタ１２の各々に対応して、シール材１６を設ける。

図５は、図１の電子回路装置１０の凸型コネクタ１２を、凹型コネクタ４０に接続した状態を示す。凹型コネクタ４０は、ハウジング４１に形成された凹部４２を有し、凹部４２の底に孔４３が形成されている。この孔４３に、接続用金属端子４４、４５、及び、受け部材４６が設けられている。接続用金属端子４４、４５は帯状の金属板を折り曲げたバネ構造を有する。接続用金属端子４４、４５にはハーネス４７が接続されている。接続用金属端子４７の周囲には防水栓４８が装着されている。

電子回路装置１０の凸型コネクタ１２を、ハウジング４１の凹部４２に挿入すると、凸型コネクタ１２の先端は、２つの接続用金属端子４４、４５の間に進入し、接続用金属端子４４、４５と凸型コネクタ１２の接続用金属端子１３、１４が接触する。電子回路装置１０の凸型コネクタ１２を、更に、ハウジング４１の凹部４２に挿入すると、凸型コネクタ１２は受け部材４６に当接し、電子回路装置１０をそれ以上内方に押し込むことができなくなる。

電子回路装置１０のシール材１６は、ハウジング４１の凹部４２の内壁に押圧され、変形する。それによって、ハウジング４１の凹部４２は外部より密閉され、外部から水、油、埃等が、凹部内に侵入することが阻止される。

シール材１６がハウジング４１の凹部４２に接触する位置は、接続用金属端子１３、１４からできるだけ離れた位置が望ましい。それにより、こじり力や振動等によって電子回路装置１０と凹型コネクタ４０の間に発生する応力を接続用金属端子ではなくシール材１６によって吸収することができる。

図示のように電子回路装置１０の幅をＤ、電子回路装置１０の樹脂封止部１５の端部からシール材１６までの距離をＨとすると、ＨはＤの略２倍であることが望ましい。

電子回路装置１０の凸型コネクタ１２と凹型コネクタ４０の構造は、パーソナルコンピュータの増設基板で一般的に用いられているＰＣＩスロット構造と同一の構造であってよい。しかしながら、本例のように、凹型コネクタ４０の接続用金属端子４４、４５は、図示のようにバネ構造であることが好ましい。それによって、凹型コネクタ４０の接続用金属端子４４、４５は凸型コネクタ１２の接続用金属端子１３、１４上に押し付けられ、両者の接触が確実化される。凹型コネクタ４０の接続用金属端子４４、４５は、バネ構造以外の構造であってよいが、その場合、凸型コネクタ１２の接続用金属端子１３、１４と同形状又はこれに近い形状を有するのが望ましい。

本例の電子回路装置１０は、回路基板１１上の電子部品を樹脂封止した構造とパーソナルコンピュータの増設基板で一般的に用いられているスロット構造を組み合わせたものである。それにより、従来の電子回路装置１０が有する防水性や信頼性、低コスト性を損なうこと無く自動車や農耕機や工機や船舶機等に用いられる電子回路装置を構成することができる。

図６及び図７を参照して電子回路装置１０の樹脂封止方法を説明する。先ず、電子部品を実装した回路基板１１の凸型コネクタ１２の根元部にＯリング１７を巻く。次に、回路基板１１を２つの金型６１、６２によって挟む。

２つの金型の間に形成されたキャビティ６３は、樹脂封止部１５の外形に対応した第１の部分６３Ａと凸型コネクタ１２が配置される第２の部分６３Ｂからなる。第２の部分６３Ｂは、凸型コネクタ１２が金型の内壁に接触しないように、凸型コネクタ１２の外形より大きい。Ｏリング１７は、第２の部分６３Ｂの入り口に配置される。

樹脂注入部６４よりキャビティ６３内に樹脂を注入すると、樹脂は第１の部分６３Ａに導かれるが、Ｏリング１７によって第２の部分６３Ｂに進入することが阻止される。

こうして本例では、Ｏリング１７を使用することによって、凸型コネクタ１２の接続用金属端子に樹脂が塗布されることが防止され、図１に示したように、樹脂封止部１５より露出した凸型コネクタ１２を形成することができる。Ｏリングを使用しない場合には、キャビティ６３の第２の部分６３Ｂは、凸型コネクタ１２の外形と同一の形状を有するように構成する必要がある。即ち、金型６１、６２を凸型コネクタ１２に直接接触させることにより、凸型コネクタ１２の接続用金属端子に樹脂が塗布されることが防止される。しかしながら、金型６１、６２を凸型コネクタ１２に直接接触させると、接続用金属端子を傷付ける可能性があり、また、金型を高精度にて製造する必要が生ずる。

Ｏリング１７は樹脂封止部１５を形成するときに使用するものであり、完成した電子回路装置１０を使用する場合には不用である。電子回路装置１０の使用中は、Ｏリング１７は、図１に示したように、防水された密閉空間内に配置されている。従って、Ｏリング１７は、耐水性のみならず耐油性、耐化学薬品性、耐熱性、耐振動性等を備える必要が無く、大変安価な材料を選定することができる。

金型６１、６２の内面には、凸部６５が形成され、それによって、キャビティ６３の内面の全周に渡って凸部６５が形成される。この凸部６５によって、シール材１６を収容するための溝が樹脂封止部１５の全周に渡って形成される。

図７は図６の２つの金型のキャビティ６３内に配置された回路基板１１の矢印Ａの方向から見た断面図である。Ｏリング１７が巻かれた回路基板１１を２つの金型６１、６２によって挟むとき、Ｏリング１７がキャビティ６３の第２の部分６３Ｂの端部に接触することよって破損する可能性がある。Ｏリング１７が破損すると、シール機能が働くなり、樹脂がキャビティ６３の第２の部分に進入することとなる。

これを回避するために、図７に示すように、キャビティ６３の第２の部分６３ＢのＯリング１７が接触する部分に予め逃げ角度θを持たせておくことが有効である。

図６及び図７では、１辺に凸型コネクタ１２が設けられた電子回路装置１０の製造方法を説明したが、２辺、３辺又は４辺に凸型コネクタ１２が設けられた電子回路装置１０を製造する場合には、金型には複数の凸型コネクタ１２に対応した形状と必要な樹脂注入部６４を有する必要がある。

図８は、本発明の電子回路装置の第２の例を示す。本例では、電子回路装置１０の樹脂封止部１５の外面に突起部１８が設けられている。凹型コネクタ４０のハウジング４１には、軸５０とレバー５１が設けられている。電子回路装置１０の凸型コネクタ１２を、凹型コネクタ４０のハウジングの凹部に挿入したら、レバー５１を軸５０回りに回転させ、突起部１８に係合させる。それにより、電子回路装置１０の凸型コネクタ１２は凹型コネクタ４０に確実に固定される。

本例では、電子回路装置の突起部１８と凹型コネクタ４０のレバー５１の係合によって、電子回路装置１０の軸線方向の移動が阻止される。従って、電子回路装置１０が抜けることが防止されるばかりでなく、凸型コネクタ１２を凹型コネクタ４０の受け部材４６に当接させる必要がない。従って、凸型コネクタ１２は、受け部材４６から強い押し付け力を受けることがない。更に、電子回路装置１０が、両側に揺れることが防止される。従って、凸型コネクタ１２の接続用金属端子１３、１４と凹型コネクタ４０の接続用金属端子４４、４５の間の接触部、及び、シール材１６と凹型コネクタ４０のハウジングの接続部におけるこじり力や振動等による磨耗又は破損が防止される。

図８の例では、１つのレバー５１が設けられているが、上下又は両側の２ヶ所に設けてもよい。

突起部１８は、樹脂封止部１５の一部として、樹脂封止部１５と同一材料によって形成されてよい。即ち、金型に、突起部１８の外形に対応した凹部を設けることにより、樹脂封止部１５と同時に突起部を形成することができる。樹脂封止部１５がエポキシ樹脂等のように剪断応力に対して脆い材料である場合は、突起部の断面積を大きくし、又は、内部に金属片を樹脂封止してもよい。

図９は、本発明の電子回路装置の第３の例を示す。本例では、電子回路装置１０の樹脂封止部１５の外面に凹部１９Ａが設けられている。凹型コネクタ４０のハウジング４１には、突起板５２が設けられ、その先端に爪５３が設けられている。電子回路装置１０の凸型コネクタ１２を、凹型コネクタ４０のハウジングの凹部に挿入すると、爪５３は凹部１９Ａに係合する。それにより、電子回路装置の凸型コネクタ１２は凹型コネクタ４０に確実に固定される。尚、凸型コネクタ１２を凹型コネクタ４０から抜く時は、爪５３の一端を押せばよい。爪５３の他端は梃子の原理により爪５３を押した方向と逆方向に移動し、凹部１９Ａの外に出る。

図９の例では、１つの爪５３が設けられているが、上下又は両側の２ヶ所に設けてもよい。

本例では、電子回路装置１０を凹型コネクタ４０に挿入すると、爪５３は凹部１９Ａに自動的に係合する。従って、図８の第２の例のように、レバー５１を使った方式では起こり得る人為的な固定忘れが生じない利点もある。

本例では、爪５３は樹脂封止部１５の凹部１９Ａに当接しているので、樹脂封止部の凹部１９Ａには、押し付け力が加わるが、剪断応力は作用しない。従って、図８の第２の例のように、剪断応力に耐え得るように、内部に金属片等を設ける必要はない。また、樹脂封止部１５及び凹型コネクタ４０の爪５３の材料として、幅広い材料から選定することが可能である。

図１０は、本発明の電子回路装置の第４の例を示す。本例では、電子回路装置１０の凸型コネクタ１２は、金属ピン２１を含む。金属ピン２１は略Ｌ字型をなしており、一端は電子回路装置１０より突出し、接続用金属端子を形成している。他端は回路基板１１の孔に、貫通するように、挿入されている。従って本例では、接続用金属端子は、回路基板１１を含む面より一方の側に配置されている。

図１の第１の例では、回路基板１１の一部は樹脂封止部１５から露出しているが、本例では、回路基板１１の全体が樹脂封止部１５によって覆われている。樹脂封止部１５の端部には保持板２２が装着されており、保持板２２には整列板２３が接続されている。整列板２３は突起部を有し、突起部の先端は、回路基板１１の表面に当接している。金属ピン２１は、保持板２２を貫通しており、それによって支持され固定されている。

図１０の例では、金属ピン２１は、２本であるが、１本又は３本以上であってもよい。

金属ピン２１が複数本の場合、回路基板１１の端面に並行に１列に配置することもできるが、２列やそれ以上の列数に配置してもよい。

本例の電子回路装置の製造方法を説明する。先ず、金属ピン２１及び整列板２３を備えた保持板２２を用意する。整列板２３は保持板２２と一体的に、即ち、同一材料より形成されてよい。金属ピン２１は、インサート成型法によって、保持板２２と一体的に形成してよいが、保持板２２及び整列板２３に孔を形成し、そこに金属ピンを挿入して固定してもよい。次に、回路基板１１と保持板２２を組み立てる。回路基板１１の孔に金属ピン２１を挿入し、整列板２３の先端を回路基板１１の表面に当接させる。金属ピン２１と回路基板１１上の配線を、はんだによって接続する。こうして、回路基板１１に、金属ピン２１を有する保持板２２が組み立てられる。

整列板２３は、回路基板１１に対する保持板２２の位置決めの機能を有し、それによって、金属ピン２１の回路基板１１に対する位置決め精度を向上させることができる。

次に、この組み立て体を、２つの金型によって挟み、金型の間に形成されたキャビティに樹脂を充填する。本例では、図１の例にて使用したＯリングを用いる必要がない。

図１１は、本発明の電子回路装置の第５の例を示す。本例では、電子回路装置の凸型コネクタ１２は、金属ピン２４を含む。金属ピン２４は略Ｌ字型をなしており、一端は電子回路装置より突出し、接続用金属端子を形成している。他端はＬ字形に曲げられ、回路基板１１の表面の金属配線１１７、１１８に、はんだによって接続されている。即ち、金属ピン２４の内端は、回路基板１１に面実装されている。本例では、接続用金属端子は、回路基板１１を含む面の両側に、対称的に配置されている。

本例の電子回路装置の製造方法を説明する。先ず、金属ピン２４を備えた保持板２２を用意する。金属ピン２４は、インサート成型法によって、保持板２２と一体的に形成してよいが、保持板２２に孔を形成し、そこに金属ピンを挿入して固定してもよい。次に、回路基板１１と保持板２２を組み立てる。回路基板１１の端部を２つの金属ピン２４の内端の間に挿入し、金属ピン２４と回路基板１１上の金属配線１１７、１１８を、はんだによって接続する。尚、金属ピン２４のばね力によって、回路基板１１上に金属ピン２４の内端は押圧されているので、金属ピン２４のはんだを省略してもよい。こうして金属ピンを有する保持板２２が組み立てられる。

次に、この組み立て体を、２つの金型によって挟み、金型の間に形成されたキャビティに樹脂を充填する。本例では、図１の例にて使用したＯリングを用いる必要がない。

本例では、回路基板１１を両側の金属ピンの内端が挟む構造を有するから、金属ピンは偶数個設ける。本例では、図１０の例のような整列板を用いる必要がない。

図１２及び図１３を参照して本発明の電子回路装置の第６の例を説明する。図１２は、本例の電子回路装置の端部の拡大断面図であり、図１３は、本例の電子回路装置の正面から見た端部の拡大断面図である。

本例の電子回路装置では、図１の第１の例と同様に、凸型コネクタ１２は回路基板１１が延長されたものである。回路基板１１は、通常は複数の層からなる積層構造を有し、金属配線は、基板の表面ばかりでなく内層にも設けられている。これらの複数の異なる層に形成された金属配線同士は、スルーホールによって電気的に接続されている。

本例では、凸型コネクタ１２の先端部１２Ａでは、接続用金属端子１３、１４は、凸型コネクタ１２の表面に形成されているが、凸型コネクタ１２の根元部１２Ｂでは、接続用金属端子１３、１４は、凸型コネクタ１２の内層２６に形成されている。凸型コネクタ１２の先端部１２Ａの接続用金属端子１３、１４は、スルーホール２５によって、根元部１２Ｂの接続用金属端子１３、１４と電気的に接続される。

本例の電子回路装置の樹脂封止方法を説明する。電子部品が実装された回路基板１１を、２つの金型によって挟む。金型の端部は、凸型コネクタ１２の根元部１２Ｂを両側から挟む。凸型コネクタ１２の根元部１２Ｂでは、接続用金属端子は内層に設けられているから、金型の端部が、凸型コネクタ１２の表面に接触しても、接続用金属端子を傷付けたり、破損することはない。本例では、図１の例にて使用したＯリングを用いる必要がない。

金型と回路基板１１の接触部の面積はできるだけ広くし、上下の金型の接触面構造を対称な構造とすることが好ましい。それによって、回路基板１１に与える応力が低減され、更に回路基板１１に反りがあっても、反りがなくなるように押し付け力を均等に付与することができる。

２つの金型の間に形成されたキャビティに熱硬化性樹脂を流し込む。キャビティは、樹脂封止部の外形に対応した形状を有し、図６に示したような第１の部分６３Ａを設ける必要はない。

コストや標準化の観点から、スルーホール２５は回路基板１１を貫通するものしか得られない場合が少なくない。凸型コネクタ１２の先端部１２Ａと根元部１２Ｂの間にスルーホール２５を設けると、図４の例のように、凸型コネクタ１２の先端部１２Ａの上面と下面の接続用金属配線１３、１４を対称な位置に設けることはできない。

図１３に示すように、凸型コネクタ１２の先端部１２Ａの上面と下面の接続用金属配線１３、１４は、同一数であるが、上下互い違いに配置する。それによって、凸型コネクタ１２を凹型コネクタ４０に係合させたとき、接続用金属端子を介して回路基板１１の上面と下面に加わる押し付け力は、同一となり、回路基板１１に曲げ応力が発生することが回避される。

図１４は、本発明の電子回路装置の凸型コネクタ１２に保護カバー３０を装着した状態を示す。保護カバー３０は、枠部材３１、及び、梁状突起３２を有し、枠部材３１の先端には爪３３が設けられている。一方、電子回路装置の樹脂封止部１５の外面には凹部１９Ｂが形成されている。電子回路装置１０の凸型コネクタ１２を保護カバー３０内に挿入すると、梁状突起３２が樹脂封止部１５の端部に当接し、電子回路装置１０をそれ以上押し込むことができなくなる。こうして、凸型コネクタ１２の先端が、保護カバー３０に当接することが防止される。このとき、爪３３は凹部１９Ｂに係合する。それにより、保護カバー３０は、電子回路装置１０に確実に固定される。尚、保護カバー３０を外す場合には、爪３３を外方に曲げてから、保護カバー３０を引っ張ればよい。

保護カバー３０は、電子回路装置１０を輸送及び保管するときに使用し、電子回路装置１０を実際に自動車やオートバイや農耕機や工機や船舶機等に取り付けるときには、不用である。従って、保護カバー３０は、電子回路装置１０に要求されるような高い信頼性は不要であり、飲料用等で用いられているＰＥＴやそれに準ずる安価な材料によって形成してよい。しかしながら、電子回路装置１０に装着した保護カバー３０が、吸湿や熱変形等によって脱落しないように、適当な材料を選定する必要がある。

図１５は、本発明の電子回路装置に使用される凹型コネクタ４０の構造の例を示す。凹型コネクタ４０のハウジング４１は、取り付け部５５を有し、取り付け部５５には、孔５６が設けられている。この凹型コネクタ４０を、自動車やオートバイや農耕機や工機や船舶機等の構造物７０に取り付ける場合、構造物７０にねじ穴７１を形成し、ねじ７２を孔５６を介して、構造物７０のねじ穴７１に係合させればよい。

凹型コネクタ４０を構造物７０に取り付けて固定する方法には、ねじ７２を用いる方法以外に、様々な方法が考えられるが、ねじ７２を用いる方法が信頼性やコストの面で望ましい。

本例による方法では、電子回路装置１０と凹型コネクタ４０が一体構造として、構造物７０に固定される。電子回路装置１０と凹型コネクタ４０からなる一体構造物の共振周波数は、電子回路装置１０の共振周波数に比べて、低く、実際に使用する場合に、共振周波数に等しい振動が印加される可能性がある。このような場合は、電子回路装置１０や凹型コネクタ４０に梁構造を持たせたり、厚みを増やして長さを短くする等することによって、共振周波数が高くなり、振動による応力に対して強い構造を得ることができる。

こうして、耐振性を付与することによって、電子回路装置１０と本例の凹型コネクタ４０を自動車やオートバイや農耕機や工機や船舶機等の構造物へ取り付けることができるから、取り付け作業性やメンテナンス時の作業性を向上させることができる。

図１６は、本発明の電子回路装置に使用される凹型コネクタ４０の他の例の構造を示す。本例の凹型コネクタ４０は、ハウジング４１に形成された３つの凹部４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃを有し、第１及び第２の凹部４２Ａ、４２Ｂの構造は、図５に示した凹型コネクタ４０の凹部４２の構造と同一であってよい。ハウジング４１内には、金属配線４９が設けられている。金属配線４９の一端は、第１及び第２の凹部４２Ａ、４２Ｂの底に配置された接続用金属端子に接続されており、他端は、第３の凹部４２Ｃの底に突出した端子４９Ａに接続されている。第３の凹部４２Ｃの端子は、凸型コネクタを形成している。

本例の凹型コネクタを、自動車やオートバイや農耕機や工機や船舶機等の構造物７０に取り付ける方法は、図１５の例と同様、ねじ７２を用いる。図１６では、２つの電子回路装置を装着することができるように、２つの凹部、即ち、スロットが設けられているが、パーソナルコンピュータのＰＣＩスロットのように２つ以上のスロットを設けてもよい。

本例の凹型コネクタには、複数の電子回路装置１０Ａ、１０Ｂを装着することができるから、これを例えば制御装置に使用する場合には、制御装置の構造上の無駄を削減することもできる。例えば、第１の電子回路装置１０Ａにはマイクロコンピュータを中心とした計算機能素子を実装し、第２の電子回路装置１０Ｂには、大電流を制御するＦＥＴ等の半導体素子を実装することにより、放熱構造や耐ノイズ性の向上を得ることもできる。

本例の凹型コネクタによると、電子回路装置１０Ａ、１０Ｂを差し替えることにより、自動車やオートバイや農耕機や工機や船舶機等に付与する機能を容易に変化させることができる。例えば、本例の凹型コネクタをエンジンに装着する場合を考える。同一のエンジンを異なる車種に搭載する場合に、異なる制御回路を有する電子回路装置１０Ａ、１０Ｂを用意する。車種毎に異なる電子回路装置を装着することにより、異なる機能を提供することができる。

更に、将来、制御回路を高機能化する必要が生じた場合、又は、特定の制御回路の機能に問題が生じた場合には、必要な電子回路装置のみを随時差し替えることにより対応することができる。

また、凹型コネクタの金属配線４９に所望の制御回路、演算回路等を設けることも可能である。この場合には、電子回路装置１０Ａ、１０Ｂを交換しないで、凹型コネクタのみを交換することができる。例えば、本例の凹型コネクタをエンジンに装着する場合を考える。同一のエンジンを異なる車種に搭載する場合に、同一の電子回路装置１０Ａ、１０Ｂを用意し、異なる制御回路を有する凹型コネクタを用意する。車種毎に異なる凹型コネクタを装着することによって、異なる機能を提供することができる。

本発明による電子回路装置及び凹型コネクタは、自動車、オートバイ、農耕機、工機、船舶機等に使用することができる。本発明を自動車に使用する場合、エンジンコントロールモジュール、モータコントロールモジュール、自動変速機コントロールモジュール等の制御モジュール、圧力センサモジュール、空気流量計モジュール等のセンサモジュールに適用することができ、それによってこれらのモジュールの生産性向上、小型化、及び、低コスト化の効果を容易に得ることができる。

更に、今後発展すると考えられているアクティブセーフティ機能を提供するブレーキコントロールモジュール、サスペンションコントロールモジュール、ステアリングコントロールモジュール、エアバッグコントロールモジュール、シートベルトコントロールモジュール等のコントロールモジュール、車間距離計測モジュール等の計測モジュール、ＩＴＳ等の機能を得るために車両外部と電波により情報交換する携帯電話通信モジュール、ＥＴＣ通信モジュール、ＧＰＳ通信モジュール、ＶＩＣＳ通信モジュール等の通信モジュールに適用可能である。本発明による電子回路装置及び凹型コネクタは、耐薬品性が高いから、燃料電池コントロールモジュール、リチウムイオン電池充放電コントロールモジュール等の化学変化を利用した機器の制御モジュールの搭載の自由度を拡大することができる。

以上、本発明の例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に理解されよう。

本発明による電子回路装置の第１の例を示す図である。 本発明による電子回路装置の端部の拡大断面図である。 本発明による電子回路装置の凸型コネクタをから見た拡大図である。 本発明による本発明による電子回路装置の凸型コネクタを左方向から見た拡大図である。 本発明による電子回路装置の第１の例の凸型コネクタを、凹型コネクタに接続した状態を示す図である。 本発明による電子回路装置の樹脂封止方法を説明する図である。 図６の２つの金型のキャビティ内に配置された回路基板を矢印Ａの方向から見た断面図である。 本発明の電子回路装置の第２の例を示す図である。 本発明の電子回路装置の第３の例を示す図である。 本発明の電子回路装置の第４の例を示す図である。 本発明の電子回路装置の第５の例を示す図である。 本発明の電子回路装置の第６の例の端部の拡大断面図である。 本発明の電子回路装置の第６の例の端部を正面から見た拡大断面図である。 本発明の電子回路装置の凸型コネクタに保護カバーを装着した状態を示す図である。 本発明の電子回路装置に使用される凹型コネクタの構造を示す図である。 本発明の電子回路装置に使用される凹型コネクタの他の例の構造を示す図である。

符号の説明

１０…電子回路装置、１１…回路基板、１２…凸型コネクタ、１２Ａ…先端部、１２Ｂ…根元部、１３、１４…接続用金属端子、１５…樹脂封止部、１６…シール材、１７…Ｏリング、１８…突起部、１９Ａ、１９Ｂ…凹部、２１…金属ピン、２２…保持板、２３…整列板、２４…金属ピン、２５…スルーホール、２６…内層、３０…保護カバー、３１…枠部材、３２…梁状突起、３３…爪、４０…凹型コネクタ、４１…ハウジング、４２…凹部、４３…孔、４４、４５…接続用金属端子、４６…受け部材、４７…ハーネス、４８…防水栓、４９…金属配線、５０…軸、５１…レバー、５２…突起板、５３…爪、５５…取り付け部、５６…孔、６１、６２…金型、６３…キャビティ、６４…樹脂注入部、６５…凸部、７０…構造物、７１…ねじ穴、７２…ねじ、１１１…基板挿入型電子部品、１１２…面実装型大型電子部品、１１３…ＩＣ、１１４…高発熱電子部品、１１５…表面搭載チップ型電子部品、１１６…裏面搭載チップ型電子部品、１１７…表面金属配線、１１８…裏面金属配線

Claims (18)

1. 電子部品を実装した回路基板と、上記電子部品を覆うよう配置された樹脂からなる樹脂封止部と、接続用金属端子を有し上記樹脂封止部より露出した凸型コネクタと、上記樹脂封止部の外周に巻きつけられたシール材と、を有する電子回路装置。
2. 請求項１に記載の電子回路装置において、上記凸型コネクタは上記回路基板の延長部として形成されていることを特徴とする電子回路装置。
3. 請求項２に記載の電子回路装置において、上記接続用金属端子は上記回路基板に形成された金属配線の延長部として形成されていることを特徴とする電子回路装置。
4. 請求項２に記載の電子回路装置において、上記接続用金属端子は上記凸型コネクタの両面に対称的に形成されていることを特徴とする電子回路装置。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の電子回路装置において、上記接続用金属端子は、上記凸型コネクタの先端部のみに形成され、上記凸型コネクタの根元部では、上記接続用金属端子に接続された金属配線は上記回路基板の内層に配置されていることを特徴とする電子回路装置。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載の電子回路装置において、上記樹脂封止部の幅をＤ、上記樹脂封止部の上記凸型コネクタが設けられた側の端部から上記シール材までの距離をＨとすると、ＨはＤの略２倍であることを特徴とする電子回路装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子回路装置において、上記凸型コネクタを覆うカバーが設けられ、該カバーは、上記樹脂封止部に形成された凹部に係合する爪を有することを特徴とする電子回路装置。
8. 請求項１に記載の電子回路装置において、上記凸型コネクタは金属ピンを有し、該金属ピンの一端は上記樹脂封止部より露出し、上記金属ピンの他端は上記回路基板の金属配線に接続されていることを特徴とする電子回路装置。
9. 請求項８に記載の電子回路装置において、上記樹脂封止部の端部に保持板が設けられ、上記金属ピンは、上記保持板によって保持されていることを特徴とする電子回路装置。
10. 電子部品を実装した回路基板と上記電子部品を覆うよう配置された樹脂からなる樹脂封止部と接続用金属端子を有し上記樹脂封止部より露出した凸型コネクタと上記樹脂封止部の外周に巻きつけられたシール材とを有する電子回路装置と、ハウジングと該ハウジングに設けられた凹部と該凹部の底に設けられた接続用金属端子とを有する凹型コネクタと、を有し、上記凸型コネクタの接続用金属端子が上記凹型コネクタの接続用金属端子に接触するように上記凸型コネクタを上記凹型コネクタの凹部に装着すると、上記シール材は上記ハウジングの凹部の壁部上に押圧され、それによって、上記２つの接続用金属端子の接触部は外部からシールされるように構成されている電子回路装置接続構造。
11. 請求項１０記載の電子回路装置接続構造において、上記電子回路装置の樹脂封止部に突起部が設けられ、上記凹型コネクタのハウジングには軸と該軸周りに回転可能なレバーが設けられ、上記凸型コネクタを上記凹型コネクタの凹部に装着したとき、上記レバーを上記突起部に係合させることができるように構成されていることを特徴とする電子回路装置接続構造。
12. 請求項１０記載の電子回路装置接続構造において、上記電子回路装置の樹脂封止部に凹部が設けられ、上記凹型コネクタのハウジングには爪が設けられ、上記凸型コネクタを上記凹型コネクタの凹部に装着したとき、上記爪を上記凹部に係合させることができるように構成されていることを特徴とする電子回路装置接続構造。
13. 請求項１０記載の電子回路装置接続構造において、上記凹型コネクタは複数の上記凹部を有し、複数の上記凸型コネクタを上記凹型コネクタの凹部に装着することができるように構成されていることを特徴とする電子回路装置接続構造。
14. 請求項１３記載の電子回路装置接続構造において、上記凹部には突出した接続用金属端子が設けられ、上記凹型コネクタのハウジングは、上記凹部の底に配置された接続用金属端子と上記凹部より突出した接続用金属端子を接続する金属配線を有することを特徴とする電子回路装置接続構造。
15. 電子部品を実装した回路基板と上記電子部品を覆うよう配置された樹脂からなる樹脂封止部と接続用金属端子を有し上記樹脂封止部より露出した凸型コネクタと上記樹脂封止部の外周に巻きつけられたシール材とを有する電子回路装置の製造方法において、
    端部に凸型コネクタを有し表面に電子部品を実装した回路基板を用意することと、
    上記樹脂封止部の外形に対応した第１の部分と上記凸型コネクタが配置される第２の部分からなるキャビティが形成されるように２つの金型を用意することと、
    上記回路基板を上記２つの金型の間に挟むことと、
    上記２つの金型の間に形成された樹脂注入部より上記キャビティ内に樹脂を注入することと、を含む電子回路装置の製造方法。
16. 請求項１５に記載の電子回路装置の製造方法おいて、上記凸型コネクタの根元部にＯリングを巻くことと、を含む電子回路装置の製造方法。
17. 請求項１５に記載の電子回路装置の製造方法おいて、上記２つの金型によって上記回路基板を挟むとき、上記２つの金型の縁によって上記Ｏリングが挟み込まれないように、上記キャビティの第２の部分において、上記Ｏリングが接触する内壁に逃げ角度が形成されていることを特徴とする電子回路装置の製造方法。
18. 請求項１５に記載の電子回路装置の製造方法おいて、上記接続用金属端子は、上記凸型コネクタの先端部のみに形成され上記凸型コネクタの根元部では、上記接続用金属端子に接続された金属配線は上記回路基板の内層に配置されていることを特徴とする電子回路装置の製造方法。

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