CN101850786B - 电子控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明得到一种电子控制装置,该电子控制装置的重量轻、体积小,并且提高装配操作性,另外提高盖板对外壳安装的可靠性。所述电子控制装置中,将盖板(7)安装在外壳(3)上的安装单元由与绝缘树脂制的盖板(7)一体成形的卡紧用突起(7a)、和在外壳(3)的侧壁(3b)的内表面由绝缘性绝缘树脂一体成形的卡紧用孔(3c)构成,对所述卡紧用孔(3c)插入卡紧用突起(7a),则盖板(7)安装在外壳(3)上。
Description
技术领域
本发明涉及用于例如通过电动机的旋转力对车辆的转向装置辅助作用的电动式动力转向装置的电子控制装置。
背景技术
以往,已知有一种电子控制装置,该装置的功率器件即半导体开关元件(FET)安装在金属基板上,并且,将金属基板与金属基板外的元器件电连接的连接构件安装在金属基板上。
例如,专利文献1所披露的电子控制装置包括:安装有由用于切换电动机的电流的半导体开关元件构成的电桥电路的功率基板;将导电板等嵌入成形在绝缘性树脂并且安装有大电流元器件的外壳;安装有微机等小电流元器件的控制基板;将功率基板和上述外壳及上述控制基板电连接的连接构件;与功率基板紧贴的散热器;以及覆盖功率基板、外壳及控制基板并由金属板冲压成形而安装在散热器的壳体。
另外,专利文献2所披露的电子控制装置包括:盖板、印制电路板、壳体、和外壳,通过将形成于盖板周围的卡配合(snap fit)即卡合部卡合在形成于壳体的被卡合部,使盖板可装拆地安装在壳体上。
现有技术文献
专利文献1:日本专利特许第3644835号说明书(图2)
专利文献2:日本专利特开2003-309384号公报(图3)
发明内容
在上述专利文献1所披露的电子控制装置中,存在的问题是:用将金属板冲压成形的壳体覆盖功率基板、外壳以及控制基板的装置本体的上表面与侧面,体积增大且质量增加。
另外,还存在的问题是:需要铆接形成于壳体端面的铆接片,从而将壳体与散热器固定,固定操作较为繁琐。
另外,在上述专利文献2所披露的电子控制装置中,存在的问题是:由于形成于盖板周围的卡配合卡合在形成于壳体外周部的被卡合部,卡配合卡合在被卡合部的部位会露出外部,因此盖板有可能因来自外部的对该部位的冲击等而从壳体脱离。
本发明以解决如上所述的问题为课题,其目的在于提供一种电子控制装置,该电子控制装置可以实现重量轻、体积小,且装配操作性提高,另外,提高盖板对外壳安装的可靠性等。
本发明所涉及的电子控制装置包括:绝缘树脂制的外壳,该外壳在两端部分别具有开口部;散热器,该散热器安装在该外壳的一个上述端部;功率器件,该功率器件安装在该散热器上;电路基板,该电路基板与上述散热器相对设置,并且形成有包含控制上述功率器件的控制电路的电子电路;绝缘树脂制的盖板,该盖板安装在上述外壳的另一个上述端部,与上述散热器共同来容纳上述功率器件及上述电路基板;以及安装单元,该安装单元将上述盖板安装在上述外壳上,上述安装单元由形成于上述盖板的卡紧用突起、和形成于上述外壳的卡紧用孔构成,将上述卡紧用突起插入、卡紧在上述卡紧用孔中,则上述盖板安装在上述外壳上。
根据本发明的电子控制装置,由于盖板及外壳由绝缘树脂制成,因此重量轻,另外,由于将盖板的卡紧用突起插入、卡紧在外壳的卡紧用孔中,使盖板装紧在外壳上,因此体积小,且装配操作性提高,另外,还具有提高盖板对外壳安装的可靠性等效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电子控制装置的分解立体图。
图2是图1的电子控制装置的侧向剖视图。
图3是沿着与图2的电子控制装置的侧向截面成直角方向剖切时的截面立体图。
图4是沿着与图2的电子控制装置的侧向截面相同方向剖切图1的电子控制装置时、从与图2相反方向观察时的截面立体图。
图5是沿着与图3的电子控制装置的截面平行剖切图1的电子控制装置时的截面立体图。
图6是表示图1的盖板的立体图。
图7是表示本发明的实施方式2所涉及的电子控制装置的主要部分剖视图。
标号说明
1 电子控制装置,2 半导体开关元件(功率器件),3 外壳、3c 卡紧用孔,3d 凸部,3e 锥形部,3f 插入口,3m 保持部,3n 突起,4 电路基板,5 散热器,7 盖板,7a 卡紧用突起,7b 钩部,7c 嵌合部,7d保持部,7e 槽(第一槽部),30 槽(第二槽部),31 硅粘接剂(粘接性树脂)。
具体实施方式
下面,基于附图说明本发明的各实施方式的电子控制装置,但在各图中,对相同或者相当的构件、和部位,标注相同的标号进行说明。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电子控制装置1的分解立体图;图2是图1的电子控制装置1的侧向剖视图;图3是沿着与图2的电子控制装置1的侧向截面成直角方向剖切时的截面立体图;图4是沿着与图2的电子控制装置1的侧向截面相同方向剖切时、从与图2相反方向观察时的截面立体图;图5是沿着与图3的电子控制装置1的截面平行剖切图1的电子控制装置1时的截面立体图;图6是表示图1的盖板7的立体图。
电子控制装置1包括:绝缘性树脂制的外壳3,该外壳3的形状为在两侧分别具有开口部的箱形;铝制的散热器5,该散热器5安装在该外壳3的一个开口部;半导体开关元件2,该半导体开关元件2是安装在该散热器5上的功率器件;电路基板4,该电路基板4与散热器5平行相对设置,并且形成有包含控制半导体开关元件2的控制电路的电子电路;以及绝缘树脂制的盖板7,该盖板7安装在外壳3的另一开口部,与散热器5共同来容纳半导体开关元件2及电路基板4。
盖板7具有在端部形成有钩部7b的卡紧用突起7a。卡紧用突起7a在与电路基板4相对面的外周边缘部形成有两个成为一对的钩部7b,钩部7b在垂直方向互相指向相反的方向。卡紧用突起7a在盖板7的各边各形成一对,配置在相对的边的卡紧用突起7a相对于盖板7的电路基板4一侧的面的中心,分别配置成点对称。
另外,在围绕周围的外壳3的各侧壁3b的内壁面,由绝缘性树脂一体成形有卡紧用孔3c,该卡紧用孔3c沿盖板7的卡紧用突起7a插入的方向贯穿。在卡紧用孔3c的内壁面的相对面,形成有卡紧用突起7a的钩部7b卡紧的凸部3d、和锥形部3e,该锥形部3e随着卡紧用突起7a的插入,使一对钩部7b慢慢向与外壳3的侧壁3b平行且互相接近的方向进行弹性变形。
因此,若一对卡紧用突起7a插入卡紧用孔3c,则卡紧用突起7a的钩部7b因锥形部3e慢慢地向内侧变形,各钩部7b越过凸部3d卡紧在凸部3d,从而使盖板7安装在外壳3上。
另外,在一对卡紧用突起7a的根部形成嵌合部7c,该嵌合部7c嵌合在卡紧用孔3c的插入口3f,将盖板7与外壳3定位。
另外,在卡紧用孔3c的插入口3f的相反侧配置散热器5,该散热器5将卡紧用孔3c封住。
另外,利用形成于盖板7的卡紧用突起7a、和形成于外壳3的卡紧用孔3c,构成将盖板7安装在外壳3上的安装单元。
另外,电子控制装置1包括:如图2所示的导电板6a,导电板6a的基础部利用绝缘性树脂3a的嵌入成形与外壳3形成一体化,并且将电路基板4与半导体开关元件2电连接;导电板6b,导电板6b的基础部利用绝缘性树脂3a的嵌入成形与外壳3形成一体化,并且将电路基板4与电源连接器端子8a电连接;以及如图5所示的弹性体的金属制板簧21,金属制板簧21按压半导体开关元件2的绝缘树脂封装件,使放热部hs与散热器5紧贴。
板簧21通过外壳3被螺钉20固定在散热器5上。
外壳3的一个侧面设置有与车辆的布线电连接的车辆连接器8,在另一侧面设置有与电动机(未图示)电连接的电动机连接器9及与转矩传感器(未图示)电连接的传感器连接器10。
车辆连接器8包括:与车辆的电池(未图示)电连接的电源连接器端子8a、以及通过车辆的布线输入输出信号的信号连接器端子8b。另外,电动机连接器9包括电动机连接器端子9a,传感器连接器10包括传感器连接器端子10a。
外壳3嵌入成形有:将电路基板4与半导体开关元件2电连接的导电板6a、与电源连接器端子8a电连接的导电板6b、以及电源连接器端子8a、信号连接器端子8b、电动机连接器端子9a、传感器连接器端子10a等,同时,车辆连接器8、电动机连接器9及传感器连接器10也与外壳3形成一体化。
另外,在与安装散热器5的开口部相反侧的开口部侧的外壳3的两侧壁面,分别形成有用于将电子控制装置1安装在被安装体即车辆上的安装脚部3L。
半导体开关元件2集成了高侧MOSFET与低侧MOSFET,形成半桥。而且,半导体开关元件2是将半桥收纳在一个封装件中,并且将两个成为一组,构成用于切换电动机(未图示)电流的电桥电路。
该半桥的半导体开关元件2的端子由提供电源端子、高侧MOSFET的栅极端子、电桥输出端子、低侧MOSFET的栅极端子、和接地端子这5个端子构成。此处,提供电源端子、电桥输出端子、接地端子是流过大电流的大电流端子,高侧MOSFET的栅极端子、低侧MOSFET的栅极端子是信号用的小电流端子。
在电路基板4上的布线图案上,分别在表面通过焊接来安装微机13,在背面通过焊接来安装吸收电动机电流的波动的电容器14。
图1中虽未图示,但在电路基板4上的布线图案上,还通过焊接来安装防止半导体开关元件2的开关动作时所产生的电磁噪声向外部泄漏的线圈、和包含分流电阻器的电动机电流检测电路及外围电路元件等。
另外,在电路基板4上形成内表面进行镀铜的多个通孔4a。该通孔4a与电路基板4的布线图案电连接。
散热器5由散热器本体5a、和形成于该散热器本体5a的表面的绝缘皮膜即防蚀铝膜5b构成。该散热器5是这样形成的,即,将铝或者铝合金从模具挤出形成长条的挤出型材,对该挤出型材的整个表面预先形成有防蚀铝膜5b,这样制成散热器原材料,再用切割机将该散热器原材料切割成期望的长度。
被切割机切割形成的散热器5的两侧外周端面的其中一个端面,是散热器本体5a露出外部的切割面5c,在切割面5c以外的面形成有防蚀铝膜5b。在安装半导体开关元件2的面及其背面也形成防蚀铝膜5b。
切割面5c与外壳3的侧壁3b的内壁面相对。
另外,此处,散热器5是使用挤出型材制造的,但也可以对热锻或者冷锻的散热器原材料进行切削加工来制造。
另外,也可以对热轧或者冷轧的板材进行切削加工来制造。
另外,也可以是散热器本体5a的外周端面的四面或者面的一部分露出外部,该露出面与侧壁3b的内壁面相对。
板簧21按压半导体开关元件2的绝缘树脂封装件表面,使半导体开关元件2的散热部即放热部hs与散热器5的形成防蚀铝膜5b的面紧贴。半导体开关元件2的放热部hs与电桥输出端子电连接,但由于防蚀铝膜5b而与散热器5电绝缘。
散热器5的表面具有较小的凹凸,即使因板簧21的作用使半导体开关元件2的放热部hs与散热器5紧贴,也会产生些许的间隙。由于该些许的间隙的影响,半导体开关元件2所产生的热量向散热器5散热的热传导路径的热阻变大。因此,为了填满该间隙,在放热部hs与散热器5的防蚀铝膜5b之间使用高热传导的粘接性树脂(未图示)进行紧贴、固定。
另外,作为填满半导体开关元件2的放热部hs与散热器5的间隙的其他方法,也可以使高热传导性的油脂介于其间。
板簧21例如是用冲压加工机对弹簧用磷青铜板等具有弹性的铜合金板加工而形成的,具有:按压相邻的一对半导体开关元件2的绝缘树脂封装件的按压部21a;和相对于该按压部21a分别沿直角方向延伸的卡紧部21b。该卡紧部21b被压入由绝缘性树脂与外壳3形成一体化的一对保持部3g的内侧进行卡紧。并且,板簧21在从一个卡紧部21b的两侧延伸的伸长部形成狭缝21c。
狭缝21c被压入保持构件H,保持构件H具有保持电路基板4并且将电路基板4的接地与散热器5连接的功能。形成于保持构件H的前端的压入配合端子部Hp被压入电路基板4的通孔4a,经由压入配合端子部Hp、保持构件H、板簧21、和螺钉20,将电路基板4的布线图案与散热器5电连接。
板簧21的材料为弹簧用磷青铜板等具有弹性材料的铜合金板,但也可以是弹簧用不锈钢板等其他金属材料。
从外壳3的绝缘性树脂3a露出的导电板6a的底端部分别通过激光焊接与半导体开关元件2的提供电源端子、电桥输出端子、接地端子、栅极端子的前端部连接。
在各导电板6a形成压入配合端子部6p,压入配合端子部6p被压入电路基板4的通孔4a,将半导体开关元件2的各端子与电路基板4的布线图案电连接。
然后,这些导电板6a沿半导体开关元件2的各端子的引出方向延伸,重叠配置。并且,半导体开关元件2的端子配置在导电板6a的与散热器5相对的面。半导体开关元件2的端子以宽度为0.8mm、厚度为0.5mm、端子间隔为1.7mm形成。
另外,在分别与半导体开关元件2的大电流端子即提供电源端子、电桥输出端子及接地端子连接的导电板6a中流过大电流。由于导电板6a由轧制的铜合金形成,因此在焊接导电板6a的辊面(表面)与半导体开关元件2的大电流端子时,与大电流端子连接的导电板6a的板厚需要较厚。但是,从形成压入配合端子部及冲压加工的观点而言,将该板厚加厚较为困难。
因此,在本实施方式1中,使导电板6a的板厚与半导体开关元件2的端子的宽度相同,为0.8mm。作为其替代,将板宽度形成得宽于板厚,将与辊面成直角方向的端面、和半导体开关元件2的端子进行焊接。
即,导电板6a的与半导体开关元件2的端子接合方向的尺寸形成得大于与接合方向成直角方向(宽度方向)的尺寸。
另外,作为信号用使用的导电板6a,由于流过小电流,因此不必考虑降低电阻。然而,该导电板6a也由与流过大电流的导电板6a同样的板材形成。
考虑到用于通过大电流的导电率、和用于形成压入配合端子部6p的机械的强度,导电板6a由高强度的高导电铜合金或者磷青铜制成。在使用磷青铜的导电板6a中,电动机电流例如使用30A以下的电流。
另外,半导体开关元件2的各端子都在中间部的两个部位弯曲为立起、倒下的曲柄状的相同形状,分别向相同方向引出。半导体开关元件2的各端子的前端侧的弯曲部即第一弯曲部2a形成为锐角。另外,半导体开关元件2的本体侧的弯曲部即第二弯曲部2b立起为直角而形成。
如图2所示那样构成,即,在中间部与两侧相比壁厚较厚的散热器5的厚壁部的上表面,安装半导体开关元件2的散热部即放热部hs。另一方面,在散热器5的一侧的薄壁部的上方,配置弯曲的半导体开关元件2的端子的焊接部。
由于与导电板6a焊接的半导体开关元件2的端子的焊接部从放热部hs离开,并且,在焊接时,未安装散热器5,因此半导体开关元件2的本体不会妨碍激光焊接。
然后,从安装散热器5的方向向半导体开关元件2的端子表面照射激光LB。据此,将半导体开关元件2的端子与导电板6a进行激光焊接。
另外,半导体开关元件2的各端子的第一弯曲部2a形成为锐角,并且利用弯曲弹力按压在导电板6a上。然后,向半导体开关元件2的各端子的前端部附近照射激光LB进行焊接。
此时,半导体开关元件2的各端子与导电板6a的间隙从前端部向第一弯曲部2a逐渐扩大。据此,焊接部附近即前端部附近被弯曲弹力按压在导电板6a上而构成。
如图2所示,用于将半导体开关元件2与外壳3定位的定位部3h形成在外壳3上。该定位部3h的前端部形成为锥形。而且,通过该锥形部引导至形成于半导体开关元件2的放热部hs的孔2c,插入定位部3h,从而进行定位。定位部3h还兼用作半导体开关元件2的各端子的引出方向的定位。
另外,如图1所示,进行半导体开关元件2的各端子与导电板6a定位的定位部3k,同样与外壳3相对各形成一对。该定位部3k进行半导体开关元件2的各端子与引出方向成直角方向的定位。
定位部3k形成于各半导体开关元件2的端子的两个外侧,前端部形成为锥形。通过该锥形部来引导半导体开关元件2的各端子的外侧,将半导体开关元件2的各端子与导电板6a进行定位。
被定位部3h、3k定位的半导体开关元件2的各端子焊接在导电板6a上。
另外,半导体开关元件2的各端子从压入配合端子部6p的压入方向即图2所示的轴线AX在水平方向离开而配置,焊接在导电板6a上。
另外,在轴线AX的延长线上的导电板6a与散热器5之间存在绝缘性树脂3a。据此,散热器5通过绝缘性树脂3a受到将压入配合端子部6p压入电路基板4的通孔4a时的压入力。
因此,激光焊接时的焊接部位从妨碍焊接的绝缘性树脂3a离开,另外在将压入配合端子部6p压入通孔4a时,由于在导电板6a与散热器5之间存在绝缘性树脂3a,因此可以采用激光焊接及压入通孔4a的各种操作方法。
通过向半导体开关元件2的端子的表面照射激光LB,使半导体开关元件2的端子与导电板6a连接。因此,需要防止绝缘性树脂3a因激光焊接所产生的热量而变质、熔损。
另外,激光焊接时,需要防止激光焊接部附近的绝缘性树脂3a因从半导体开关元件2的端子表面产生的激光LB的反射光而变质、熔损;以及导电板6a的压入配合端子部6p因上述反射光而变质。
并且,激光焊接时,需要防止从半导体开关元件2的端子的熔融部产生的气体、以及因激光焊接的热量、和反射光等而从激光焊接部附近的绝缘性树脂3a产生的气体附着在导电板6a的压入配合端子部6p上。
在本实施方式1中,与半导体开关元件2的端子焊接的各导电板6a的底端部从外壳3的绝缘性树脂3a露出,形成为梳齿状。据此,可以减少在激光焊接时产生的热量及反射光对绝缘性树脂3a的影响。
另外,将导电板6a的压入配合端子部6p配置在盖板7一侧,将激光焊接部配置在散热器5一侧。据此,压入配合端子部6p与激光焊接部的距离变长。其结果是,可以减少在激光焊接时产生的热量、反射光及气体对压入配合端子部6p的影响。
另外,在压入配合端子部6p与激光焊接部之间存在绝缘性树脂3a。据此,可以使激光焊接时产生的反射光难以到达压入配合端子部6p。
在流过大电流的导电板6a形成2个压入配合端子6p,在流过信号用的小电流的导电板6a形成1个压入配合端子6p。即,如图1所示,对于一个半导体开关元件2配置7个压入配合端子部6p。
半导体开关元件2的端子间的距离如上所述是1.7mm。另外,将压入配合端子部6p压入的电路基板4的通孔4a的孔径形成为1.45mm。
在本实施方式1中,将相邻的导电板6a的压入配合端子部6p配置为交叉状。据此,使相邻的压入配合端子部6p间的距离长于半导体开关元件2的端子间的距离。
如图4所示,端子15的端部15a与弯曲为直角的信号连接器端子8b及传感器连接器端子10a的端部8c、10b重叠。该接合面形成得与散热器5平行,进行焊接。
此时,信号连接器端子8b及传感器连接器端子10a的端部8c、10b配置在散热器5一侧。并且,和将半导体开关元件2的端子与导电板6a焊接时一样,通过从安装散热器5的方向向信号连接器端子8b的端部8c及传感器连接器端子10a的端部10b的表面照射激光,将信号连接器端子8b及传感器连接器端子10a分别与端子15进行焊接。
另外,端子15在与焊接部相反侧的端部形成压入配合端子部15p。而且,该压入配合端子部15p被压入电路基板4的通孔4a。其结果是,将与端子15连接的信号连接器端子8b及传感器连接器端子10a与电路基板4的布线图案电连接。
与导电板6a一样,将端子15的压入配合端子部15p配置在盖板7一侧,将激光焊接部配置在散热器5一侧。据此,压入配合端子部15p与激光焊接部的距离变长。其结果是,可以减少在激光焊接时产生的热量、反射光及气体对压入配合端子部15p的影响。
另外,连接半导体开关元件2的电桥输出端子的导电板6a,在底端部的相反侧端部连接电动机连接器端子9a。而且,电动机连接器端子9a配置在导电板6a的端部的与散热器5相对的面。
然后,与从安装散热器5的方向向电动机连接器端子9a的表面照射激光LB,和将导电板6a与半导体开关元件2的电桥输出端子焊接时一样,将电动机连接器端子9a与导电板6a进行焊接。
从半导体开关元件2的电桥输出端子输出的电动机电流,不经由电路基板4,而直接经由电动机连接器端子9a流向电动机(未图示)。另外,在与半导体开关元件2的电桥输出端子连接的导电板6a的中间部,形成向电路基板4延伸的压入配合端子部6p。据此,将用于监视电动机连接器端子9a的电压的信号输出至电路基板4。
另外,导电板6b如图2所示,连接电源连接器端子8a。电源连接器端子8a配置在导电板6b的端部的与散热器5相对的面。
然后,从安装散热器5的方向向电源连接器端子8a的表面照射激光LB,和连接导电板6a与电动机连接器端子9a时一样,将电源连接器端子8a与导电板6b进行焊接。
在导电板6b形成向电路基板4延伸的压入配合端子部6p。然后,该压入配合端子部6p被压入电路基板4的通孔4a。据此,将导电板6b与电路基板4的布线图案电连接。而且,车辆电池的电流经由电源连接器端子8a、导电板6b、压入配合端子部6p,提供至电路基板4。
电路基板4通过将压入配合端子部6p、15p、Hp压入各通孔4a,利用机械方式来保持。
导电板6a、6b、端子15、保持构件H与外壳3的绝缘性树脂3a进行嵌入成形。在将压入配合端子部6p、15p、Hp压入时,由于绝缘性树脂3a存在于导电板6a、6b、端子15、保持构件H与散热器5之间,因此用散热器5承受压入力。
然而,由于制造上的精度,在绝缘性树脂3a与散热器5之间会产生些许的间隙。
在压入配合压入时,压入配合端子部6p、15p、Hp与电路基板4的相对高度精度很重要。然而,由于在绝缘性树脂3a与散热器5之间产生些许的间隙,使该相对高度精度恶化。
因此,例如在图2的导电板6a的下部的绝缘性树脂3a与散热器5之间的间隙、导电板6b的下部的绝缘性树脂3a与散热器5之间的间隙,分别涂布粘接剂(未图示),可以消除该间隙的影响。
如图5所示,在盖板7的嵌合部7c的周边内侧形成保持部7d。另外,在外壳3的卡紧用孔3c的内侧形成保持部3m。然后,电路基板4被保持部7d与保持部3m夹住从而被保持。
另外,保持部7d、保持部3m也可以形成于不配置压入配合端子部6p、15p、Hp的位置,通过压入配合端子部6p、15p、Hp及保持部7d、保持部3m利用机械方式保持电路基板4。
接下来,说明如上所述构成的电子控制装置1的装配步骤。
首先,在电路基板4上涂布焊糊,配置微机13及其外围电路元件等元器件。之后,使用回流装置熔化焊糊,焊接各元器件。
接下来,将半导体开关元件2的端子弯曲为曲柄状,将散热器5的安装侧开口部向上,在外壳3上配置半导体开关元件2。
此时,半导体开关元件2的本体及各端子被定位部3h、3k引导、定位,各端子在导电板6a上重叠。
之后,从半导体开关元件2的端子侧照射激光LB,分别将各端子与导电板6a进行激光焊接。
同样,从电源连接器端子8a、电动机连接器端子9a一侧照射激光LB,分别将电源连接器端子8a与导电板6b、电动机连接器端子9a与导电板6a进行激光焊接。
另外,向信号连接器端子8b的端部8c及传感器连接器端子10a的端部10b的表面照射激光,分别将信号连接器端子8b、传感器连接器端子10a与端子15进行激光焊接。
接下来,在散热器5的安装半导体开关元件2的部位,印刷薄薄的高热传导的粘接性树脂(未图示)。并且,在与插入导电板6a、6b、端子15、保持构件H的附近的绝缘性树脂3a相对的部位的散热器5涂布粘接剂(未图示)。
之后,将激光焊接结束的外壳3的安装散热器5的开口部向下反转,配置在散热器5上。并且,将卡紧部21b压入保持部3g的内侧,使板簧21卡紧在外壳3上。同时,将狭缝21c压入保持构件H。
接下来,使用螺钉20将外壳3与板簧21一起固定在散热器5上,通过板簧21的按压部21a将半导体开关元件2压紧在散热器5上。之后,在保持高温的炉中,使粘接性树脂及粘接剂固化。
接下来,将压入配合端子部6p、15p、Hp的前端部插入电路基板4的各通孔4a,将电路基板4安装在外壳3的上部。之后,使用压机,将压入配合端子部6p、15p、Hp压入各通孔4a。
接下来,将盖板7的卡紧用突起7a插入外壳3的卡紧用孔3c,将盖板7配置在外壳3的开口部。
之后,按压盖板7,将盖板7卡紧在外壳3上,完成电子控制装置1的装配。
如以上说明,根据本实施方式的电子控制装置1,由于将盖板7安装在外壳3上的安装单元由形成于盖板7的卡紧用突起7a、和形成于外壳3的卡紧用孔3c构成,对该卡紧用孔3c插入卡紧用突起7a,则盖板7安装在外壳3上,因此电子控制装置1的装配的操作性提高。
另外,由于盖板7及卡紧用突起7a由绝缘性树脂一体成形,因此减轻电子控制装置1的重量。
另外,由于在卡紧用突起7a的端部形成钩部7b,并且在卡紧用孔3c的内壁面形成将卡紧用突起7a的钩部7b卡紧的凸部3d、和随着卡紧用突起7a的插入使钩部7b进行弹性变形的锥形部3e,因此容易插入卡紧用突起7a,电子控制装置1的装配的操作性提高。
另外,盖板7确实卡紧在外壳3上,电子控制装置1的防尘性提高。
另外,由于卡紧用突起7a是两个成为一对向垂直方向突出,其钩部7b互相指向相反方向而形成,并且在卡紧用孔3c的内部的相对的内壁面形成凸部3d与锥形部3e,因此容易插入卡紧用突起7a,电子控制装置1的装配的操作性提高。
另外,盖板7确实安装在外壳3上,电子控制装置1的防尘性提高。
另外,由于卡紧用孔3c在外壳3的侧壁3b的内壁面由绝缘性树脂一体成形,因此减小电子控制装置1的体积。
另外,将盖板7安装在外壳3上的安装单元无法从外部观察到,并且难以将盖板7从外壳3轻易拆下,可以防止对内部构造的非法改造。
另外,若将卡紧用突起7a插入卡紧用孔3c,则由于钩部7b因锥形部3e在与外壳3的侧壁3b平行的方向进行弹性变形那样构成,因此安装单元从侧壁3b的伸出变小,减小电子控制装置1的体积。
另外,由于在卡紧用突起7a的根部形成嵌合部7c,该嵌合部7c嵌合在卡紧用孔3c的插入口3f,将盖板7与外壳3进行定位,因此不会因对盖板7的外力导致对卡紧用突起7a施加过度的应力而致其损伤,电子控制装置1的防尘性提高。
另外,由于卡紧用突起7a的钩部7b互相指向相反方向而形成,因此卡紧用孔3c可以形成得较小,减小电子控制装置1的体积。
另外,由于卡紧用突起7a在盖板7的各边各形成一对,因此盖板7确实卡紧在外壳3上,电子控制装置1的防尘性提高。
另外,可以抑制因振动等在盖板7和外壳3的接合面产生的异常噪声。
另外,由于配置在相对边的卡紧用突起7a相对于与电路基板4平行的面的中心分别配置为点对称,因此可以在将盖板7旋转180°的位置安装,电子控制装置1的装配的操作性提高。
另外,由于卡紧用孔3c在插入口3f的相反侧与散热器5相对配置,用散热器5封住卡紧用孔3c,因此防止异物进入电子控制装置1的内部,装置的防尘性提高。
另外,可以防止非法改造。
另外,由于电路基板4被形成于盖板7的保持部7d、和形成于外壳3的保持部3m夹住进行保持,因此可以抑制电路基板4的振动,电子控制装置1的耐振性提高。
另外,由于保持部7d形成于盖板7的嵌合部7c的边缘内侧,保持部3m形成于外壳3的卡紧用孔3c的内侧,因此电路基板4被牢固保持,电子控制装置1的耐振性提高。
实施方式2.
图7是表示本发明的实施方式2所涉及的电子控制装置1的主要部分的剖视图。
另外,该图是电子控制装置1的装配中途的图,散热器5位于盖板7的上侧。
在本实施方式中,除了外壳3及盖板7的结构以外,与实施方式1的电子控制装置1的结构相同。
即,在本实施方式中,沿着盖板7的外周边缘部的全部周边形成第一槽部即槽7e。该槽7e在外壳3一侧开口。在外壳3的盖板7一侧的开口端部,沿着全部周边形成突起3n。在该突起3n进入槽7e的状态下形成的空间,填充粘接性树脂即硅粘接剂31。
另外,盖板7的卡紧用突起7a形成于槽7e的内侧。卡紧用突起7a插入外壳3的卡紧用孔3c,盖板7安装在外壳3上。
另外,在散热器5的外周端面与外壳3的开口部的内壁面3p之间,形成第二槽部即槽30。而且,在该槽30填充与填充在槽7e的粘接剂相同的硅粘接剂31。
槽7e及槽30向同一方向开口。然后,从相同方向填充硅粘接剂31。
另外,虽未图示,但在外壳3设置将电子控制装置1的内部和外部连通的呼吸孔,在该呼吸孔安装空气能通过但水不能通过的防水过滤器。
关于本实施方式所涉及的电子控制装置1的装配步骤,直到使用压机向电路基板4的通孔4a将压入配合端子部6p、15p、Hp压入的工序为止,与实施方式1相同。
接下来,在形成于外壳3的呼吸孔(未图示)通过热熔合来安装防水过滤器(未图示)。
之后,如图7所示,将槽7e的开口侧向上,放置盖板7,在槽7e填充硅粘接剂31。
接下来,将盖板7的卡紧用突起7a插入盖板7的安装面向下的外壳3的卡紧用孔3c。之后,按压外壳3,将盖板7安装在外壳3上。
之后,向外壳3的开口部向上的槽30填充硅粘接剂31。
接下来,在槽7e及槽30都向上的状态下,将电子控制装置1放入高温炉,使硅粘接剂31固化。
硅粘接剂31固化后,将电子控制装置1从炉中取出,冷却,完成电子控制装置1的装配。
另外,硅粘接剂31也可以是常温固化型的粘接剂。
另外,关于呼吸孔,也可以设置在盖板7,在该呼吸孔安装防水过滤器。
另外,也可以在使硅粘接剂31固化的工序之后安装防水过滤器。
根据本实施方式2的电子控制装置1,在盖板7的外周边缘部形成槽7e,并且在散热器5的外周端面与外壳3的开口部的内壁面3p之间形成槽30,在这些槽7e、30填充硅粘接剂31。
其结果是,电子控制装置1的内部相对于外部进行密封,可以防止水等从外部浸入电子控制装置1的内部,电子控制装置1的防水性提高。
另外,在槽7e的内侧,配置构成安装单元的卡紧用突起7a及卡紧用孔3c。
其结果是,安装单元不会因外力而损伤,电子控制装置1的防水性提高。
另外,由于槽7e、30向相同方向的上方开口,硅粘接剂31从相同方向填充,因此在硅粘接剂31固化时,硅粘接剂不会从槽7e、30流出。
其结果是,电子控制装置1的装配的操作性提高,并且防水性提高。
另外,在上述实施方式1、2中,半导体开关元件2的各端子与导电板6a的接合是进行激光焊接的,但也可以是电阻焊接、TIG焊接(钨极电弧惰性气体保护焊)等其他焊接方法。
另外,也可以用焊接以外的超声波接合。
另外,半导体开关元件2是将集成了高侧MOSFET和低侧MOSFET的半桥收纳在一个封装件中,并且将两个成为一组,构成用于切换电动机的电流的电桥电路,但高侧MOSFET和低侧MOSFET也可以分别构成,由四个半导体开关元件2构成电桥电路。
另外,也可以由六个半导体开关元件2构成电桥电路,驱动控制三相无刷电动机。
另外,功率器件为半导体开关元件2,但也可以是二极管、晶闸管等其他功率器件。
另外,导电板6a的板厚为0.8mm,但考虑到流过导电板6a的电流、半导体开关元件2的各端子的间隔等,板厚也可以为1.0mm、1.2mm等其它板厚。
另外,说明了适用于汽车的电动式动力转向装置的例子。然而,本发明可以适用于防抱死刹车系统(ABS)的电子控制装置、空调相关的电子控制装置等具有功率器件的处理大电流(例如25A以上)的电子控制装置,也能得到同样的效果。
Claims (8)
1.一种电子控制装置,包括:
绝缘树脂制的外壳,所述外壳在两端部分别具有开口部;
散热器,所述散热器安装在所述外壳的一个所述端部;
功率器件,所述功率器件安装在所述散热器上;
电路基板,所述电路基板与所述散热器相对设置,并且形成有包含控制所述功率器件的控制电路的电子电路;
绝缘树脂制的盖板,所述盖板安装在所述外壳的另一个所述端部,与所述散热器共同来容纳所述功率器件及所述电路基板;以及
安装单元,所述安装单元将所述盖板安装在所述外壳上,
其特征在于,
所述安装单元由形成于所述盖板的卡紧用突起、和形成于所述外壳的卡紧用孔构成,将所述卡紧用突起插入、卡紧在所述卡紧用孔中,则所述盖板安装在所述外壳上,
在各端部形成有钩部的两个所述卡紧用突起各自的钩部互相指向所述卡紧用孔的内壁面侧,且两个所述卡紧用突起成为一体,插入所述卡紧用孔进行卡紧,
在所述卡紧用孔的内壁面形成卡紧所述钩部的凸部、和在所述卡紧用突起向所述凸部插入的中途使所述钩部慢慢进行弹性变形的锥形部,
所述盖板中,形成于所述卡紧用突起的根部的嵌合部嵌合在所述卡紧用孔的插入口,相对于所述外壳进行定位。
2.如权利要求1所述的电子控制装置,其特征在于,所述卡紧用孔形成于所述外壳的内侧。
3.如权利要求2所述的电子控制装置,其特征在于,所述卡紧用孔形成于所述外壳的侧壁的内壁面。
4.如权利要求1所述的电子控制装置,其特征在于,所述卡紧用突起沿着与所述外壳的侧壁平行地进行弹性变形,插入所述卡紧孔进行卡紧。
5.如权利要求1所述的电子控制装置,其特征在于,所述卡紧用孔与所述散热器相对形成。
6.如权利要求1所述的电子控制装置,其特征在于,所述电路基板被所述盖板与所述外壳夹住从而被保持。
7.如权利要求1所述的电子控制装置,其特征在于,在所述外壳与所述盖板之间形成第一槽部,在所述外壳与所述散热器之间形成第二槽部,在所述第一槽部的内侧设置所述安装单元,并且在这些第一槽部及第二槽部填充粘接性树脂。
8.如权利要求7所述的电子控制装置,其特征在于,所述第一槽部形成于所述盖板的边缘部,所述第一槽部及第二槽部在相同方向形成开口部。
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