JP6251565B2 - 電子回路ユニット及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Erectronic Control Unit）等に適用される電子回路ユニット及びその製造方法に関するものである。

電子部品を搭載した回路基板（プリント配線板やバスバー配線板など）を、コネクタ等を装備した１つの電子回路ユニットとしてモジュール化する場合、従来では一般的に、別途成形した樹脂製のハードケースに回路基板を組み込むことで電子回路ユニットとしていた（特許文献１参照）。

特開２０００−１３４７６６号公報

しかし、回路基板側に設けたコネクタ端子を、別に成形したハードケースのコネクタハウジングに組み合わせる際に、コネクタ端子とコネクタハウジングの密着性が十分でない。このために、コネクタ端子の固定支持強度が弱くなり、相手側コネクタを嵌合させた際に強いこじり力が働いた場合、コネクタ端子の支持部などが損傷するおそれがあった。特にハンダレスのプレスフィット端子をコネクタ端子として用いた場合、こじりに対して脆弱なコネクタとなってしまう課題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外装ケースでコネクタ端子を確実に保持固定することができ、それにより、こじりに対して強いコネクタを備える電子回路ユニット及びその製造方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る電気回路ユニットは、下記（１）から（３）を特徴としている。
（１） モールド樹脂によって形成される外装ケースで覆われた回路基板の導体配線パターンに、コネクタ端子の基端部が接合されると共に、前記コネクタ端子を包囲するように相手側コネクタの嵌合空間を内部に有するコネクタハウジングが、前記外装ケースに一体的に形成された電子回路ユニットであって、
前記コネクタハウジングの嵌合空間の奥部に、前記コネクタ端子が貫通すると共に該コネクタ端子の基端部に固着する奥壁部が、前記外装ケースの一部として前記モールド樹脂により一体に形成されている
ことを特徴とする電子回路ユニット。
（２） 前記コネクタ端子は、基端部を前記回路基板に圧入することで前記回路基板の導体配線パターンに電気的に接続されるプレスフィット端子である
ことを特徴とする上記（１）に記載の電子回路ユニット。
（３） 前記コネクタ端子の基端部と前記導体配線パターンとが接合された部分の前記回路基板における、前記コネクタ端子側の表面と、前記表面と反対側の背面と、前記表面と前記背面とを繋ぐ側面とが、前記外装ケースを構成するモールド樹脂によって連続して覆われている
ことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の電子回路ユニット。

上記（１）の構成の電子回路ユニットによれば、外装ケースの一部としてモールド樹脂により一体に形成したコネクタハウジングの奥壁部がコネクタ端子に固着しているので、樹脂と端子の密着性を高めて、コネクタ端子をより強固に保持固定することができる。したがって、相手側コネクタを嵌合して無理なこじり力が作用した際にも、コネクタ端子を確実に保護することができ、コネクタ端子の支持部の損傷を防ぐことができる。
上記（２）の構成の電子回路ユニットによれば、コネクタ端子としてプレスフィット端子を使用した場合にも、コネクタ端子を確実に保持固定することができ、コネクタ端子の支持部の損傷を防ぐことができる。
上記（３）の構成の電子回路ユニットによれば、コネクタ端子の基端部と回路基板とが接合された部分がモールド樹脂によって包囲されているので、コネクタ端子の基端部をより強固に固定することができ、コネクタ端子の支持部の損傷をより確実に防ぐことができる。

前述した目的を達成するために、本発明に係る電気回路ユニットの製造方法は、下記（４）を特徴としている。
（４） 回路基板に対して交差する方向に延びるコネクタ端子の基端部を前記回路基板の導体配線パターンに接合し、
前記回路基板を金型内にセットし、
前記金型内のキャビティに溶融樹脂を充填することで、前記回路基板を覆うように外装ケースをインサート成形する電子回路ユニットの製造方法であって、
インサート成形する際、前記コネクタ端子を包囲するように相手側コネクタの嵌合空間を内部に有するコネクタハウジングを前記外装ケースと一体に成形し、且つ、前記コネクタハウジングの嵌合空間の奥部に、前記コネクタ端子が貫通すると共に該コネクタ端子の基端部に固着する奥壁部を前記外装ケースの一部として前記モールド樹脂により一体に成形する
ことを特徴とする電子回路ユニットの製造方法。

上記（４）の構成の電子回路ユニットの製造方法によれば、外装ケースのコネクタハウジングの奥壁部によりコネクタ端子の基端部が支持されるので、コネクタ端子としてハンダレスのプレフィット端子を使用した場合にも、樹脂と端子の密着性を高めて、コネクタ端子をより強固に保持固定することができる。したがって、相手側コネクタを嵌合して無理なこじり力が作用した際にも、コネクタ端子を確実に保護することができ、コネクタ端子の支持部の損傷を防ぐことができる。

本発明によれば、外装ケースの一部としてモールド樹脂により一体に形成されたコネクタハウジングの奥壁部がコネクタ端子に固着するので、樹脂と端子の密着性を高めて、コネクタ端子をより強固に保持固定することができる。したがって、相手側コネクタを嵌合して無理なこじり力が作用した際にも、コネクタ端子を確実に保護することができ、コネクタ端子の支持部の損傷を防ぐことができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の実施形態の電子回路ユニットの外観斜視図である。 図２（ａ）から図２（ｃ）は、前記電子回路ユニットの構成図で、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は下面図である。 図３は、図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、実施形態の電子回路ユニットの外観斜視図、図２（ａ）から図２（ｃ）は前記電子回路ユニットの構成図で、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は下面図、図３は、図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。

図１及び図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、本実施形態の電子回路ユニット１は、電子部品１１を搭載し全周がモールド樹脂による外装ケース２０で覆われた矩形状の回路基板１０の板面の一部に、背面側がモールド樹脂で覆われるものの表面側がモールド樹脂で覆われずに外装ケース２０から露出しているモールド除外部１０Ａが設けられた電子回路ユニットである。モールド樹脂としては、例えば、工業製品として高い強靱性や耐熱性などを発揮でき、しかも、安価に入手可能なエンジニアリング・プラスチックであるポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が使用されている。それ以外のエンジニアリング・プラスチックも勿論使用可能である。

この電子回路ユニット１の外装ケース２０には、メスコネクタを構成する筒状のコネクタハウジング２３が一体に形成されている。コネクタハウジング２３は、回路基板１０の表面側に回路基板１０に対して垂直な方向に突設されている。また、外装ケース２０には、コネクタ２から遠い位置に位置させて、薄肉のヒンジ３１を介して、一体にモールド除外部１０Ａを覆うための蓋体３０が開閉自在に形成されている。

回路基板１０のモールド除外部１０Ａは、外装ケース２０を射出成形する際に、成形時の樹脂による圧力に耐えられない電子部品（例えば、電解コンデンサや発振子、フィルタ等）１１をまとめて回路基板１０の表面側の一箇所に配置した部分であり、蓋体３０に近い位置に配置されている。このモールド除外部１０Ａは、製品段階で、外装ケース２０に設けた開口部２０Ａから外部に露出しており、開口部２０Ａの周縁部は、回路基板１０の表面側に被さり、蓋体３０の内面の凸枠部３２が嵌まる嵌合枠部２２として形成されている。

また、図１から図２（ｃ）に示すように、外装ケース２０の開口部２０Ａの周囲の適宜の複数箇所には、蓋体３０によって開口部２０Ａを塞いだときに、蓋体３０側のロック部３８と係合して蓋体３０を閉位置にロックする係合部２８が設けられている。また、蓋体３０には、例えば、背の高い電子部品１１を回路基板１０に実装したときに、その頭部分を収容できる部品収容部３５が設けられ、蓋体３０全体の装着高さを低くできるようになっている。

また、図３に示すように、回路基板１０の内層（必要に応じて基板の表面層も含む）には、銅箔による複数層（図３では模式的に２層を示すが何層でも可）の導体配線パターン１２が設けられている。また、回路基板１０の表面側や背面側に実装された電子部品（その一つを符号１１で示す）は、所定の導体配線パターン１２にそれぞれ端子が電気的に接続されている。

また、回路基板１０の所定部位においては、回路基板１０と交差する方向（回路基板１０の表面側）に延びるコネクタ端子１５の基端部が所定の導体配線パターン１２に接合されている。この場合、コネクタ端子１５としては、例えば、回路基板１０に圧入することで導体配線パターン１２に容易に電気的に接続できるプレスフィット端子が用いられている。

図３に示すように、コネクタハウジング２３は、コネクタ端子１５を包囲するように外装ケースに一体的に形成されている。これにより、相手側コネクタの嵌合空間２Ａを内部に有するコネクタハウジング２３と、その内部に収容されたコネクタ端子１５とでコネクタ２が構成されている。しかも、コネクタハウジング２３の相手側コネクタの嵌合空間２Ａの奥部（嵌合空間２Ａの深さ方向の最も深い箇所）には、コネクタ端子１５が貫通すると共にコネクタ端子１５の基端部に固着する奥壁部２４が、外装ケース２０の一部としてモールド樹脂により一体に形成されている。また、コネクタ端子１５の基端部と回路基板１０とが接合された部分Ｓ全体が、外装ケースを構成するモールド樹脂によって包囲されている。

このように、外装ケース２０の一部としてモールド樹脂により一体に形成されたコネクタハウジング２３の奥壁部２４が、回路基板１０に基端部が接続されたコネクタ端子１５に固着している。このため、樹脂と端子の密着性を高めて、コネクタ端子１５を強固に保持固定することができる。しかも、コネクタ端子１５の基端部と回路基板１０とが接合された部分Ｓ全体をモールド樹脂で包囲しているので、コネクタ端子１５をより強固に保持固定することができる。従って、相手側コネクタを嵌合して無理なこじり力が作用した際にも、コネクタ端子１５を確実に保護することができ、コネクタ端子１５の支持部の損傷を防ぐことができる。

特に、コネクタ端子１５としてプレスフィット端子を使用した場合には、コネクタ端子１５の支持部がハンダレスであるために脆弱になりやすいが、その場合でも、コネクタ端子１５を確実に保持固定することができるので、コネクタ端子１５の支持部の損傷を防ぐことができる。

次に電子回路ユニット１の製造方法（特に外装ケース２０の成形方法）について説明する。
この電子回路ユニット１の外装ケース２０を成形する場合は、予め、回路基板１０の所定箇所にコネクタ端子１５を装着しておき、回路基板１０を図３中二点鎖線で示す金型１００内にセットする。その際、モールド除外部１０Ａは、金型１００の開口部１００Ａから外部（または、金型１００の内部であっても、樹脂を充填しない条件で確保した非キャビティ空間）に露出させておく。そして、金型１００内のキャビティ（図３において外装ケース２０を構成する樹脂が充填されている空間）に溶融樹脂を充填して、外装ケース２０をインサート成形する。

そうすることにより、コネクタ端子１５の基端部を保持固定するコネクタハウジング２３の奥壁部２４を一体に有すると共に、コネクタ端子１５の基端部と回路基板１０とが接合された部分Ｓの全体を樹脂で包囲した外装ケース２０を成形することができ、外装ケース２０により回路基板１０を覆った電子回路ユニット１を得ることができる。

なお、モールド除外部１０Ａの背面側は、樹脂で覆うことになっているので、この部分（モールド除外部の背面壁２０Ｂ）を形成するキャビティにも溶融樹脂が充填されるが、表面側のモールド除外部１０Ａには溶融樹脂が充填されない。

したがって、回路基板１０の表面側と背面側とに作用する力がアンバランスになることにより、溶融樹脂の充填時に、モールド除外部１０Ａの回路基板１０には、樹脂の圧力によって背面側から表面側に向かう力が作用することになる。この力が過大に作用すると、回路基板１０に変形が生じて、回路基板１０の内層の導体配線パターン１２に損傷が生じる可能性がある。

そのような可能性のある場合は、その対策として、例えば、射出成形時にモールド除外部１０Ａの回路基板１０の表面側を押さえ部材で押さえ付けて、回路基板１０の変形を抑制する方法を採ることができる。また、モールド除外部１０Ａの内層の導体配線パターン１２の脆弱部を弾性係数が一定以上になるように補強する方法を採ることができる。あるいは、モールド除外部１０Ａの背面側の外装ケース２０の背面壁を、他の部分よりも流動性の高い樹脂で成形する方法を採ることができる。このような対策を講じることで、射出成形時のモールド除外部１０Ａの回路基板１０の変形を抑制して、導体配線パターン１２の損傷を防ぐことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

ここで、上述した本発明に係る電子回路ユニット及びその製造方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）〜（４）に簡潔に纏めて列記する。
（１） モールド樹脂によって形成される外装ケース（２０）で覆われた回路基板（１０）の導体配線パターン（１２）に、コネクタ端子（１５）の基端部が接合されると共に、前記コネクタ端子を包囲するように相手側コネクタの嵌合空間（２Ａ）を内部に有するコネクタハウジング（２３）が、前記外装ケースに一体的に形成された電子回路ユニット（１）であって、
前記コネクタハウジングの嵌合空間の奥部に、前記コネクタ端子が貫通すると共に該コネクタ端子の基端部に固着する奥壁部（２４）が、前記外装ケースの一部として前記モールド樹脂により一体に形成されている
ことを特徴とする電子回路ユニット。
（２） 前記コネクタ端子は、基端部を前記回路基板に圧入することで前記回路基板の導体配線パターンに電気的に接続されるプレスフィット端子である
ことを特徴とする上記（１）に記載の電子回路ユニット。
（３） 前記コネクタ端子の基端部と前記回路基板の導体配線パターンとが接合された部分（Ｓ）が、前記外装ケースを構成するモールド樹脂によって包囲されている
ことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の電子回路ユニット。
（４） 回路基板（１０）に対して交差する方向に延びるコネクタ端子（１５）の基端部を前記回路基板の導体配線パターン（１２）に接合し、
前記回路基板を金型（１００）内にセットし、
前記金型内のキャビティに溶融樹脂を充填することで、前記回路基板を覆うように外装ケース（２０）をインサート成形する電子回路ユニットの製造方法であって、
インサート成形する際、前記コネクタ端子を包囲するように相手側コネクタの嵌合空間（２Ａ）を内部に有するコネクタハウジング（２３）を前記外装ケースと一体に成形し、且つ、前記コネクタハウジングの嵌合空間の奥部に、前記コネクタ端子が貫通すると共に該コネクタ端子の基端部に固着する奥壁部（２４）を前記外装ケースの一部として前記モールド樹脂により一体に成形する
ことを特徴とする電子回路ユニットの製造方法。

１ 電子回路ユニット
２ コネクタ
２Ａ 嵌合空間
１０ 回路基板
１５ コネクタ端子
２０ 外装ケース
２３ コネクタハウジング
２４ 奥壁部
１００ 金型
Ｓ コネクタ端子の基端部と回路基板とが接合された部分

Claims (4)

1. モールド樹脂によって形成される外装ケースで覆われた回路基板の導体配線パターンに、コネクタ端子の基端部が接合されると共に、前記コネクタ端子を包囲するように相手側コネクタの嵌合空間を内部に有するコネクタハウジングが、前記外装ケースに一体的に形成された電子回路ユニットであって、
   前記コネクタハウジングの嵌合空間の奥部に、前記コネクタ端子が貫通すると共に該コネクタ端子の基端部に固着する奥壁部が、前記外装ケースの一部として前記モールド樹脂により一体に形成されている
   ことを特徴とする電子回路ユニット。
2. 前記コネクタ端子は、基端部を前記回路基板に圧入することで前記回路基板の導体配線パターンに電気的に接続されるプレスフィット端子である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子回路ユニット。
3. 前記コネクタ端子の基端部と前記導体配線パターンとが接合された部分の前記回路基板における、前記コネクタ端子側の表面と、前記表面と反対側の背面と、前記表面と前記背面とを繋ぐ側面とが、前記外装ケースを構成するモールド樹脂によって連続して覆われている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子回路ユニット。
4. 回路基板に対して交差する方向に延びるコネクタ端子の基端部を前記回路基板の導体配線パターンに接合し、
   前記回路基板を金型内にセットし、
   前記金型内のキャビティに溶融樹脂を充填することで、前記回路基板を覆うように外装ケースをインサート成形する電子回路ユニットの製造方法であって、
   インサート成形する際、前記コネクタ端子を包囲するように相手側コネクタの嵌合空間を内部に有するコネクタハウジングを前記外装ケースと一体に成形し、且つ、前記コネクタハウジングの嵌合空間の奥部に、前記コネクタ端子が貫通すると共に該コネクタ端子の基端部に固着する奥壁部を前記外装ケースの一部として前記モールド樹脂により一体に成形する
   ことを特徴とする電子回路ユニットの製造方法。

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