JP5479306B2 - Control device - Google Patents
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Description
本発明は、制御装置に関するものであり、特に、基板に設けられる電極間の絶縁性を確保するとともに、防水機能を有して基板を収容するのに好適な制御装置に関する。 The present invention relates to control apparatus, in particular, while securing the insulating property between the electrodes provided on the substrate, to a suitable control device to accommodate a substrate having a waterproof function.
自動車や自動二輪車等に搭載されるエンジン制御用の電子装置(ECU)等は、電子部品を含む回路が実装される回路基板を有する。例えば、特許文献1には、回路基板の両面にめっきあるいは銅箔によって配線回路が形成された基板(以下、「両面基板」という)が開示されている。
2. Description of the Related Art An engine control electronic device (ECU) or the like mounted on an automobile or motorcycle has a circuit board on which a circuit including electronic components is mounted. For example,
両面基板は片面のみに配線回路や電極を設ける片面基板と比較した場合、配線回路や電極の取り付け面積を大きくしつつ、基板自体は小さくできるので、結果として、基板を取り付けたり、収容したりする装置全体の小型化を図ることができるという利点がある。 When compared to a single-sided board that has a wiring circuit or electrode on only one side, the double-sided board can be made smaller while increasing the mounting area of the wiring circuit and electrode, and as a result, the board can be attached and accommodated. There is an advantage that the entire apparatus can be miniaturized.
しかし、特許文献1に記載されている従来の両面基板では、基板の表面に電極を形成しているので基板に対して両面で電極が突出することになり、取り付けスペースを大きくしてしまう。また、電極をマスクして絶縁被覆を形成する際に、該絶縁被覆が電極を覆ってしまうことがないように注意を払って成形することが求められ、コスト高にもなり得る。
However, in the conventional double-sided substrate described in
本発明の目的は、基板の小型化を図りつつ成形性を向上させて製造コストの低減をも図ることのできる制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a can Ru control device also be achieved to reduce the manufacturing cost by improving the moldability while reducing the size of the substrate.
前記目的を達成するための本発明は、電子部品が装着される基板本体と、該基板本体の第1の面側に配置され、該基板本体に対して電気的に接続される第1の電極と、前記第1の面とは反対の第2の面側に配置され、該基板本体に対して電気的に接続される第2の電極と、前記基板本体および前記電子部品を覆う絶縁被覆と有する両面基板とを含む制御装置において、前記第1および第2の電極が、前記絶縁被覆の表面から窪んだ位置に配置されており、前記両面基板を保持するケースと、前記両面基板の表面側から該両面基板を覆って前記ケースに結合されるカプラであって、前記絶縁被覆の表面に露出している第1の電極に当接するカプラ端子を収容しているカプラと、前記両面基板の裏面側に配置され、該両面基板の裏面に露出している第2の電極に当接する部品端子を有する部品とを備え、前記両面基板が、前記ケース、前記カプラおよび前記部品によって気密にシールされている点に第1の特徴がある。 To achieve the above object, the present invention provides a substrate body on which an electronic component is mounted, and a first electrode that is disposed on the first surface side of the substrate body and is electrically connected to the substrate body. A second electrode disposed on the second surface opposite to the first surface and electrically connected to the substrate body, and an insulating coating covering the substrate body and the electronic component In the control device including the double-sided substrate, the first and second electrodes are disposed at positions recessed from the surface of the insulating coating, and a case for holding the double-sided substrate, and a surface side of the double-sided substrate A coupler that covers the double-sided substrate and is coupled to the case, the coupler containing a coupler terminal that contacts the first electrode exposed on the surface of the insulating coating, and a back surface of the double-sided substrate Placed on the side and exposed on the back of the double-sided board And a component having a component terminal in contact with the second electrode, the double-sided substrate, the case, there is a first feature in that it is hermetically sealed by said coupler and said component.
また、本発明は、前記絶縁被覆が、前記基板本体および前記電子部品を覆う樹脂モールドからなり、該樹脂モールドが、前記第1および第2の電極の表面が露出するように施されることによって、前記第1および第2の電極(6a、6b)が、前記絶縁被覆(3)の表面から窪んだ位置に配置されている点に第2の特徴がある。 In the present invention, the insulating coating comprises a resin mold that covers the substrate body and the electronic component, and the resin mold is applied so that the surfaces of the first and second electrodes are exposed. A second feature is that the first and second electrodes (6a, 6b) are arranged at positions recessed from the surface of the insulating coating (3).
また、本発明は、前記樹脂モールドが、前記第1の電極および第2の電極に対し、その表面を除いた縁部を覆って施されている点に第3の特徴がある。 Further, the present invention has a third feature in that the resin mold is applied to the first electrode and the second electrode so as to cover an edge portion excluding the surface thereof.
第1の特徴を有する本発明によれば、両面基板の外形が樹脂モールドされたパッケージによってシンプルに形成されるうえ、電極がパッケージから突出しないように窪んだ位置に配置されるので、該両面基板を適用する制御装置において、取り付けの自由度が高められる。これによって、結局は、制御装置全体の小型化を図りつつ成形を容易にすることができるので製造コストを低減させることができる。また、電極を窪ませているので、電極間の沿面距離を長くして絶縁性を高めることができる。 According to the present invention having the first feature, the external shape of the double-sided substrate is simply formed by the resin-molded package, and the electrode is disposed at a recessed position so as not to protrude from the package. In the control device to which is applied, the degree of freedom of attachment is increased. As a result, the manufacturing cost can be reduced since the molding can be facilitated while reducing the overall size of the control device. In addition, since the electrodes are recessed, the creepage distance between the electrodes can be increased to improve the insulation.
第2、第3の特徴を有する本発明によれば、電子部品を含めて両面基板の絶縁性や防水性を強化することができる。 According to the present invention having the second and third characteristics, it is possible to enhance the insulating properties and waterproofness of the double-sided board including electronic components.
第4の特徴を有する本発明によれば、制御装置内に両面基板を、防水性を確保した状態で収容できる。 According to the present invention having the fourth feature, the double-sided board can be accommodated in the controller while ensuring waterproofness.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る両面基板の断面図である。図1において、両面基板1は、矩形面を有するセラミック基板2aの上に複数枚(ここでは、5枚)のプリント基板2bを積層した積層基板である基板本体2と、基板本体2を覆う絶縁被覆であるパッケージ3とを備える。積層されたプリント基板2bには複数のチップ抵抗RやチップコンデンサCが組み入れられるとともに、各プリント基板2b間は、スルーホール内にメッキを施して形成した貫通ビア(導線)5によって接続される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a double-sided substrate according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a double-
図1において下から第2層目のプリント基板2b上にはフリップチップボンディングによってベアICチップ100が装着され、最上層のプリント基板2bの上には電解コンデンサ104が装着される。また、最上層のプリント基板2b上には複数(ここでは、3枚)の電極6bが設けられ、セラミック基板2aの下面にも複数(ここでは、5枚)の電極6aが設けられる。電子部品4は、ベアICチップや、コンデンサ、抵抗等に限らないし、プリント基板2bの積層数も5枚に限定されない。
In FIG. 1, a
複数の電極6a、6bはパッケージ3の第1の面(表面)7および第2の面(裏面)8に振り分けて配置される。第1の面7側に設けられる電極6aを第1の電極と呼び、第2の面8側に設けられる電極6bを第2の電極と呼ぶ。第1の電極6aおよび第2の電極6bはパッケージ3の表面から窪んだ位置にあって、パッケージ3の表面7または裏面8からそれぞれ突出しないように配置されるとともに、パッケージ3が各電極6a、6bの縁に被さって、電極6a、6bを堅固に保持している。
The plurality of
パッケージ3は、例えば、加熱加圧した樹脂を加熱金型の中に注入する加圧成型方法(トランスファモールド成型)によって形成される樹脂材モールドからなる。パッケージ3は、基板本体2、ベアチップIC100、および電解コンデンサ104、並びに第1の電極6aおよび第2の電極6bの、表面の縁部を樹脂モールドする。このとき、第1の電極6aおよび第2の電極6bは、その縁部を除いた表面だけが覆われず、かつ、パッケージ3の表面7、裏面8からそれぞれ窪んだ位置で樹脂モールドされる。このような構造を有する両面基板1では、複数の電極6aおよび6bのそれぞれの間は、パッケージ3を形成している樹脂材によって絶縁が確保される。
The
第1の電極6aおよび第2の電極6bには、次に具体例を示すように、外部部品と接続するために、外部部品に設けられる端子が当接して電気的接続がなされる。
As shown in a specific example, the
図2は、図1に示した両面基板1を適用するエンジン用ECU(電子装置)付きスロットル装置の要部断面図である。なお、図2および後述の図4中に示す両面基板1は、図1に記載したものと同一のものであるが、図面の繁雑さをさけるため、図2および図4ではパッケージ3内の構造は図示しない。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a throttle device with an ECU (electronic device) for an engine to which the double-
図2において、スロットル装置10はスロットルボディ12と、スロットルボディ12に組み入れられて回転自在に軸支されたバタフライ弁であるスロットルバルブ14と、スロットルバルブ14の開度等に基づいて燃料噴射量を制御するECU16とを含んでいる。スロットルバルブ14の軸(スロットル軸:軸線140で示している)は、図2の右方向に延び、スロットル軸の端部にはスロットルワイヤ141が係止されるワイヤプーリ142が取り付けられる。
In FIG. 2, the
ECUつまり両面基板1は、スロットルボディ12に結合されるECUケース(以下、単に、「ケース」という)20によって保持され、さらに、ケース20の端部に係合して両面基板1を覆うECUカバー(カプラ)22を備える。両面基板1は、両面基板1の表面7および裏面8が、スロットルバルブ14を配置する吸気通路59の延在方向に沿うように配置される。両面基板1とスロットルボディ12との間には、スロットルセンサ40や図示しないアイドル調整弁を駆動するアクチュエータ41が設けられる。
The ECU, that is, the double-sided
スロットルセンサ40は、パッケージ3の裏面8に露出している第2の電極6bの表面に当接するセンサ端子23を有する。スロットルセンサ40と同様、アクチュエータ41は、パッケージ3の裏面8に露出している第2の電極6bの表面に当接するアクチュエータ端子24を有する。なお、端子23、24は、図示されている数に限らず、スロットルセンサ40やアクチュエータ41に接続される複数の端子を含み、第2の電極6bも、端子23や24の数に応じた個数設けられる。ケース20とスロットルセンサ40およびアクチュエータ41との間にはシール手段(具体的にはオーリング(Oリング)54が設けられ、ケース20とスロットルセンサ40およびアクチュエータ41との間の気密が図られる。
The
両面基板1の表面側つまりパッケージ3の表面7側に配されてケース20に被せられるECUカバーであるカプラ22は、複数の信号線(または導線)29の集合体(つまりハーネス)を収容している。そして、両面基板1の表面7に設けられる複数の第2の電極6aには、カプラ22に集束された各信号線29にそれぞれ設けられる端子30が当接されて電気的に接続される。カプラ22は、樹脂またはゴム等、可撓性、電気的絶縁性を有する材料であるのが好ましい。
A
前記複数の端子30と複数の第2の電極6aとは、これらの間に設けられる導電性ゴムからなる接触部品42によって電気的に接続される。接触部品42はカプラ22に形成される凹部38に収容されて位置決めがなされる。カプラ22は、凹部38によって各凹部38同士の間に形成される凸部の先端で、両面基板1の表面7に当接する。
The plurality of
ケース20の側壁外面には、係合用突起50が形成され、カプラ22の内壁には、前記係合用突起50が嵌る係合用凹部52が形成される。係合用凹部52は、カプラ22の側壁を貫通する開口であってもよい。また、前記係合用凹部52をケース20側に設け、係合用突起50をカプラ22側に設けてもよい。
An
ケース20の側壁内面とカプラ22の側壁外面との間にも、シール62が設けられる。カプラ22の側壁内周面がケース22の側壁外周面に係合して、係合用突起50が係合用凹部(または開口)52に係合することにより、カプラ22とケース20は堅牢に連結される。これにより、接触部品42は圧縮され、端子30と電極6aとの電気的接続がより一層確実になる。
A
次に、両面基板およびカプラを、拡大図を参照してさらに詳細に説明する。図3はカプラ22を両面基板1から切り離した状態の要部拡大断面図である。図3において、カプラ22は、両面基板1の表面7に対し、接触部品42が嵌っている凹部38を形成している部分22aの端面で当接する。
Next, the double-sided board and the coupler will be described in more detail with reference to enlarged views. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part in a state where the
カプラ22には、端子30および信号線29の先端部を収容するガイド孔36が設けられる。ガイド孔36は、使用が予定される信号線29の数に相当する数だけ形成される。図2および図3では、ガイド孔36を形成する壁が隣接する壁と一体となって単一のブロックを形成しているカプラ22を示したが、各ガイド孔36の壁は分離していてもよい。つまり、カプラ22に設けられる各ガイド孔36の隣接する壁同士を互いに分離させて、端子30や信号線29を1組ずつ収容する複数の筒状部分(シース)を形成するようにしてもよい。
The
ガイド孔36は、両面基板1の表面7と対向するカプラ22側の面に対して垂直ではなく、角度θを有して形成されている。これにより、カプラ22からのハーネス突出量を少なくすることができる。接触部品42が収容される凹部38は、両面基板1の表面7と対向するカプラ22の表面に直角な方向に穿たれ、ガイド孔36とつながる。
The
接触部品42は、周囲にリム46を有する円板状のベース48とベース48から第1の電極6aに向けて延在している凸部44とからなる。この凸部44は、図2に示すように両面基板1にカプラ22を結合させた場合に、圧縮されてリム46と凸部44との間に形成されている空間に拡がるから、信号線29の端子30と第1の電極6aとの電気的接触を良好にしつつ、カプラ22とケース20との連結が容易に行える。また、カプラ22と両面基板1の表面7とが互いに密着するので、気密性も確保される。
The
図2および図3に関して説明した実施形態では、接触部品42を介して端子30を、両面基板1の表面7側の電極6aに当接するようにしたが、次に示すように、接触部品42を介さず、端子30を両面基板1側に延長して第1の電極6aに当接させるようにしてもよい。
In the embodiment described with reference to FIGS. 2 and 3, the terminal 30 is brought into contact with the
図4は、第2実施形態に係るECU付きスロットル装置の要部を示す一部断面図であり、図2と同符号は同一または同等部分を示す。第2実施形態では、信号線29の端子30と第1の電極6aとの間に接触部品42を介在させない。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a main part of the throttle device with ECU according to the second embodiment, and the same reference numerals as those in FIG. In the second embodiment, the
すなわち、端子30は、カプラ22がケース20に連結された状態で、第1の電極6aに直接当接できるように、両面基板1の表面7と対向するカプラ22の面22bから両面基板1側に延長して形成される。両面基板1の表面7と対向する面22bは、該表面14に当接しておらず、面22bから両面基板1側に突出させている複数の凸部22cで両面基板1の表面7に当接する。
That is, the terminal 30 is disposed on the side of the double-
この第2実施形態では、カプラ22の面22bが両面基板1の表面7に当接しないので、信号線29の周りにゴムブッシュ61を被せて、該ゴムブッシュ61の周囲をガイド孔36の内周面に当接させることで第1の電極6aと端子30との当接部に防水性をもたせている。
In the second embodiment, since the
図5はカプラ22を両面基板1と対向する側の斜め方向から見た図である。図5において、端子30の先端30aはカプラ22の端子通孔60から突出しており、さらにその端部は図中で上方に折れ曲がっている。この端子30の先端30aの屈曲形状により、第1の電極6aに広い面積で弾力的に端子30が当接できる。
FIG. 5 is a view of the
カプラ22の側壁(両面基板1に対向する面と直交する面を有する壁)55には、ケース20の係合用突起50が嵌る係合用開口52aが形成されている。この係合用開口52aは前記係合用凹部52(図4参照)に代わるものである。この係合用開口52aは、上下に設けられる側壁55だけでなく、横に設けられる側壁56にも形成される。したがって、ケース20の対応位置にも係合用開口52aに係合する係合用突起(図示せず)が設けられる。
係合用開口52aを設ける側壁55および56は、該係合用開口52aに近接した位置にスリット57を有する。スリット57は側壁55や56の端面から切り込まれており、これによって、側壁55、56のうち係合用開口52aを有する部分が撓みやすくなるので、比較的小さい力で係合用開口52aにケース20の係合用突起59を嵌めやすくなる。なお、凸部22cは円柱状に限らず、多角柱状であってもよい。
The
さらに、カプラ22に設ける凸部22cは図5に示すような柱状のものに限らない。図6は、柱状の凸部22cに代わるリブの例を示すカプラ22の斜視図である。図6において、カプラ22から突出している端子30は縦3列、横4段で整列して配置され、これらの端子30の間を区切るように、カプラ22と一体的にリブ58が形成される。リブ58の高さは、カプラ22から突出している端子30の先端が第1の電極6aと良好な接触状態を形成できるように、カプラ22の側壁55、56より低くしており、少なくとも端子30の先端がリブ58よりも突出するように設定する。さらに、カプラ22は、ケース20に連結した状態で、リブ58の端面が両面基板1の表面7に当接できるように寸法が設定される。
Furthermore, the
リブ58は図示のとおり、格子状に形成されており、格子を構成する縦横部材の交点58aは、複数の端子通孔60の間に位置している。好ましくは、端子通孔60から等間隔離れた位置に交点58aを配置するのが好ましい。端子通孔60の周りの強度をリブ58や凸部22cで均等に増大できるので、端子30と第1の電極6aとの電気的接触圧を安定化することができる。
As shown in the figure, the
リブ58は、格子状に形成しているので、カプラ22がケース20に結合されたとき、前記ゴムブッシュ61(図4参照)と相乗して防水性を高めることができるが、このような格子状に限定されない。例えば、格子状に代えて、縦方向または横方向に延びる単純な板状としてもよいし、端子通孔60の間に縦横部材の交点が位置する正面視十字形状の部材または部分で構成するものであってもよい。
Since the
なお、両面基板1の表面7に当接する部分である凸部22cやリブ58は、カプラ22と一体に形成するものに限らず、別部品としてもよい。例えば、端子30が貫通する孔60に対応する部分を開口させた板状シール部材を、凸部22cやリブ58に代えて、カプラ22と別部品として設けてもよい。この板状シール部材は、凸部22cやリブ58の高さと同じ厚みをもったゴムの板からなるのがよい。
In addition, the
本発明を、具体的な実施形態を参照して説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、当業者は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で変形または応用することができる。 Although the present invention has been described with reference to a specific embodiment, the present invention is not limited to this embodiment, and those skilled in the art can make modifications or applications without departing from the scope of the claims. .
例えば、実施形態では、両面基板はスロットル装置に組み込まれたECUに用いられるものとして説明した。しかし、本発明の両面基板は、モータやソレノイド等を駆動手段として制御される車両の電装機器、例えば、自動変速機、燃料供給装置、オルタネータ、および電源供給装置等の制御装置にも適用できる。 For example, in the embodiment, the description has been given assuming that the double-sided board is used in an ECU incorporated in the throttle device. However, the double-sided board of the present invention can also be applied to control devices such as an automatic transmission, a fuel supply device, an alternator, and a power supply device that are controlled using a motor, a solenoid, or the like as a driving means.
1…両面基板(ECU)、 2…基板本体(積層基板)、 3…パッケージ、 4…電子部品、 5…導線、 6a…第1の電極、6b…第2の電極、 7…パッケージ表面、 8…パッケージ裏面、 10…スロットル装置、 12…スロットルボディ、 20…カプラ、 22…ケース、 22c…凸部、 29…信号線(導線)、 30…端子、 36…ガイド孔、 42…接触部品(導電性ゴム)、 50…係合用突起、 52…係合用凹部、 55…カプラの側壁、 57…スリット、 58…リブ、 60…端子通孔
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記第1および第2の電極(6a、6b)が、前記絶縁被覆(3)の表面から窪んだ位置に配置されており、
前記両面基板(1)を保持するケース(20)と、
前記両面基板(1)の表面(7)側から該両面基板(1)を覆って前記ケース(20)に結合されるカプラ(22)であって、前記絶縁被覆(3)の表面(7)に露出している第1の電極(6a)に当接するカプラ端子(30)を収容しているカプラ(22)と、
前記両面基板(1)の裏面(8)側に配置され、該両面基板(1)の裏面(8)に露出している第2の電極(6b)に当接する部品端子(23、24)を有する部品(40、41)とを備え、
前記両面基板(1)が、前記ケース(20)、前記カプラ(22)および前記部品(40、41)によって気密にシールされていることを特徴とする制御装置。 A board body (2) on which electronic components (100, 104, R, C) are mounted, and disposed on the first surface side of the board body (2) and electrically connected to the board body (2). A first electrode (6a) to be connected and a second electrode (disposed on the second surface opposite to the first surface) and electrically connected to the substrate body (2) ( and 6b), the substrate body (2) and the electronic component (100, 104, R, the control device comprising a double-sided substrate (1) having an insulating coating covering the C) (3),
The first and second electrodes (6a, 6b) are disposed at positions recessed from the surface of the insulating coating (3) ;
A case (20) for holding the double-sided substrate (1);
A coupler (22) that covers the double-sided substrate (1) from the surface (7) side of the double-sided substrate (1) and is coupled to the case (20), the surface (7) of the insulating coating (3) A coupler (22) containing a coupler terminal (30) contacting the first electrode (6a) exposed at
Component terminals (23, 24) disposed on the back surface (8) side of the double-sided substrate (1) and contacting the second electrode (6b) exposed on the back surface (8) of the double-sided substrate (1). Parts (40, 41) having,
The control device, wherein the double-sided substrate (1) is hermetically sealed by the case (20), the coupler (22), and the components (40, 41) .
Priority Applications (1)
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