CN104094685A - 电子控制装置 - Google Patents

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石田良介
黛拓也
星野坚一
冈田泰彦
杉山泰志
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Abstract

本发明的课题是，能够使用低价的构造来提高耐噪性，能够得到可靠性优异的C/U的构造。为了实现上述课题，提出了一种C/U，该C/U具有：树脂盖体(1)和金属基底(2)，按照由所述树脂盖体和所述金属基底覆盖的方式，配置有在两面安装了电子部件的多层电路基板(8)，所述多层电路基板(8)由信号图案(4)、GND图案(5)、重要信号图案(6)、和多层电路基板绝缘层(7)构成，GND图案(5)经由螺钉(3)与金属基底(2)电连接，该C/U的特征在于，为了对重要信号图案(6)屏蔽从树脂盖体(1)侧透过而侵入框体内部的电磁波、从金属基底2侧照射的电磁波，在树脂盖体(1)侧配置GND图案(5)，按照由GND图案(5)和金属基底(2)覆盖的方式来配置重要信号图案(6)。

Description

电子控制装置
技术领域
本发明涉及车载用的电子控制装置，并且涉及安装于机动车、船舶机、农耕机、工厂机器中的控制装置。
背景技术
近年来，随着世界中的电子控制装置(以下，C/U)的成本降低竞争的激化，在构成C/U的内部电路元件、电路基板/连接器/框体等构造材料中，使用低价且当地筹办容易的材料的设计正在增加。在现有的防水型C/U的框体中，虽然使用了铝压铸，但近年来正在改变为富于成形性且在世界中易于筹办的树脂。
另一方面，C/U的安装环境发生恶化，特别是对耐噪性、耐浪涌性等针对电气特性的要求年年都在变得严格。在耐噪性之中，需要按照在对C/U照射来自外部的电磁波时不发生误动作的方式来设计C/U。在本说明书中，将可以耐受多少来自外部的电磁波的指标表现为耐噪性，提高该耐噪性在C/U的可靠性中具有重要的作用。
在C/U中采用树脂框体的情况下，在现有的铝压铸中，被屏蔽的电磁波透过C/U内部，会发生基板布线图案或者电子部件直接被曝露于电磁波的问题。
因此，在使用了树脂框体的C/U的可靠性提高方面，需要提高耐噪性的对策。
作为用于解决该问题的手段，根据专利文献1，公开了对于在电路基板10上进行了构图的信号线2设置屏蔽层5的电路基板，被曝露于来自外部的电磁波的电路基板，通过由屏蔽层10阻断电磁波，从而提高信号线2的耐噪性。
但是，在背景技术中所述的电路基板中设置屏蔽层的构造，与通常的玻璃环氧基板相比，是特殊的构造，并且需要制造成本，所以存在基板价格比通常的玻璃环氧基板更高这样的问题点。
此外，图2表示现有技术的代表性的C/U的剖面图。
安装了未图示的电子部件的多层电路基板8被配置在由金属基底2覆盖的空间中，由于外来噪声/电磁波由金属基底2屏蔽，因此对多层电路基板和电子部件没有影响。因此，重置信号图案、电源图案、振荡电路图案、看门狗电路图案、故障安全电路图案、通信电路图案等重要信号图案6不管配置在多层电路基板8的哪个位置，也通过金属基底2得到保护，不受外来噪声/电磁波的影响。
但是，在现有技术中，由于需要对框体使用具有屏蔽效果的金属，因此存在不能使用树脂等透过电磁波的低价的材料这样的问题点。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开平6-112602号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题是，使用透过电磁波的框体来提高控制装置的耐噪性，得到可靠性优异的C/U的构造。
解决课题的手段
为了解决所述课题，本发明的控制装置是一种电子控制装置，该电子控制装置具有：多层电路基板；固定所述多层电路基板的金属基底；和树脂盖体，该树脂盖体与所述金属基底覆盖所述电路基板，所述多层电路基板具有：信号图案、GND图案、重要信号图案、和绝缘层，该电子控制装置的特征在于，所述GND图案与所述金属基底电连接，为了保护所述重要信号图案不受电磁波影响，将所述GND图案配置在比所述多层电路基板的所述重要信号图案所在的层更靠所述树脂盖体侧的层。
发明效果
通过使用本发明，能够使用低价的构造来提高耐噪性，得到可靠性优异的C/U的构造。
附图说明
图1是基于本发明的第1实施方式的电子控制装置的剖面图。
图2是基于现有技术的电子控制装置的剖面图。
图3是基于本发明的第2实施方式的电子控制装置的剖面图。
图4是基于本发明的第3实施方式的电子控制装置的基板俯视图。
图5是基于本发明的第4实施方式的电子控制装置的剖面图。
具体实施方式
图1是本发明中的C/U的第一实施例的剖面图。下面，按照图1来针对各符号进行说明。
玻璃环氧基板或者陶瓷基板等多层电路基板8被配置在由树脂盖体1和金属基底2覆盖的空间，在多层电路基板8的两面安装未图示的电子部件。这里所说的电子部件包括：IC、电阻、电容器、感应器、机械式继电器。
多层电路基板8由信号图案4、GND图案5、重要信号图案6、和多层电路基板绝缘层7构成，分别与电源、负载、传感器、开关等外部电路直接/间接地连接。信号图案4主要包括电源图案、电源全面层、输入电路图案、输出电路图案、连接电子部件彼此的电路图案。GND图案5包括GND图案、GND全面层、屏蔽用GND图案。重要信号图案是对C/U的控制有影响的信号，主要包括：用于提供电子控制装置的重置信号的重置信号图案、电源图案、用于提供给电子部件的时钟的振荡电路图案、用于监视电子部件的异常状态的看门狗电路图案、用于在电子控制装置中发生异常时提供安全故障信号的安全故障用电路图案、用于电子控制装置内的电子部件彼此或者与电子控制装置外部进行通信的通信电路图案，如果由于外来噪声/电磁波而引起误动作，则包括：C/U到达停止/失去控制的图案和高阻抗的信号图案、包含0或者1的逻辑信息的数字信号图案。例如，在C/U的重置信号由0或者1的逻辑信息表示的情况下，如果由于电磁波而产生信号噪声，则会无意识地发生C/U的重置，较为危险。
多层电路基板8内部的GND图案5经由导电性的螺钉3来与金属基底2电连接，成为相同电位。因此，由GND图案5和金属基底2包围的空间是被电屏蔽的状态，是相对于外来噪声/电磁波被保护的区域。另外，也可以取代基于螺钉3的连接，而通过导电性树脂来将金属基底2和GND图案5电连接。在C/U的树脂盖体1与金属基底2之间的接触部分，可以使用用于提高密封性的防水用密封材料，通过将防水用密封材料作为导电性树脂，使其与GND图案5相接触，从而能够通过导电性树脂来将金属基底2和GND图案5电连接。在难以将金属基底2与GND图案5连接的情况下，优选如图5那样使金属基底2与车体地线相接触，以便金属基底不会成为电浮动状态。
透过电磁波的树脂盖体1侧的多层电路基板8表面容易受到外来噪声/电磁波的影响。因此，重要信号图案6不是配置在树脂盖体1侧的多层电路基板8表面，而是配置在由GND图案5和金属基底2覆盖的区域。此时，重要信号图案6的至少一部分与多层电路基板8的树脂盖体侧的层的GND图案5重合。由此，能够期待与图2的由金属基底2覆盖的被电屏蔽的区域相同的效果，能够提高重要信号图案6的耐噪性。
另外，安装在多层电路基板8的金属基底2侧的面的未图示的电子部件也由GND图案5保护不受外来噪声/电磁波影响。因此，如果在多层电路基板8的金属基底2侧的面安装容易引起误动作的电子部件，则能够同样地提高耐噪性。
如图1这样，在多层电路基板8的第2层82配置重要信号图案6时，在作为其上部的多层电路基板的第1层81中配置GND图案5，通过采用通孔导体(via)等来连接多层电路基板的第2层82的GND图案5与多层电路基板的第1层81的GND图案5，从而能够提高重要信号图案的耐噪性。
树脂盖体1与金属盖体2相比具有透过电磁波等的缺点，但是比金属盖体2低价，并且容易在世界中进行当地筹办。
因此，在本发明中，在盖体和基底的2块框体构造中，通过将仅仅一方的材质设为树脂，能够实现成本削减，并且通过对重要信号图案6的配置、和比重要信号图案6所在的层更靠树脂盖体1侧的层的GND图案5的配置进行设计，能够保护重要信号图案6不受电磁波影响，能够得到提高了耐噪性的构造。
另外，在取代树脂盖体1，而通过热硬化性树脂来进行压铸模并对多层电路基板8进行密封的控制装置中，也能够应用本发明。此时，通过对多层电路基板8的热硬化性树脂侧层的GND图案5的配置进行设计，能够保护重要信号图案6不受透过热硬化性树脂的电磁波的影响，能够得到提高了耐噪性的构造。
图3是本发明的C/U的第二实施例的剖面图。下面，按照图3来针对各符号进行说明。
对于符号1～8，与图1相同。
将多层电路基板8的GND图案5和金属基底2经由电子部件9而电连接的部分是与图1不同的点。
电子部件9主要是电容器或者电阻，需要防止从GND图案5通过金属基底2而在车体地线中流过电流，并且在存在金属基底2未与车体地线连接的可能性的情况下，以使金属基底2不会成为电浮动为目的来进行安装。
由于如果电子部件9是电容器，则针对直流成分，使GND图案5与金属基底2绝缘，而针对交流成分，使GND图案5与金属基底2导通，因此对于交流成分的外来噪声/电磁波，如实施例1(图1)所述，对于由GND图案5和金属基底2覆盖的空间，能够得到耐噪性的提高。
如果电子部件9是电阻值，则针对直流成分，GND图案5与金属基底2连接，但由于为了使电流难以流过，因此通常以数百kΩ来进行连接。由于数百kΩ的阻抗较高，因此与安装电容器的情况相比，虽然耐噪性的提高较少，但是在金属基底2未与车体地线连接的情况下，由于能够防止金属基底2成为电浮动状态，因此能够防止金属基底2成为天线而对内部电路造成影响，使耐噪性得到提高。
图4是本发明的C/U的第三实施例的基板俯视图。以下，按照图4来针对各符号进行说明。
在多层电路基板的第2层82，配置重置电路图案、电源图案、振荡电路图案、看门狗电路图案、安全故障电路图案、通信电路图案等重要信号图案6。
另一方面，在多层电路基板的第1层81，按照对配置在多层电路基板8的第2层82的重要信号图案6进行追随的方式，由GND图案5来覆盖重要信号图案6。GND图案5优选是比重要信号图案6粗的图案。这是由于，从树脂盖体1侧透过的电磁波不仅仅从多层电路基板8的垂直方向上面侵入，也从倾斜方向侵入。通过进行这样的布线，重要信号图案6能够通过GND图案5而与外来噪声/电磁波进行屏蔽，使耐噪性得到提高。
在图4中，虽然在第2层配置重要信号图案6，但是如果由GND图案5来进行屏蔽，则也可以配置在第3层、第4层。同样地，如果GND图案5也处于比重要信号图案6所在的层更靠树脂盖体1侧的层，则也可以不必配置在第1层。
图5是本发明的C/U的第四实施例的剖面图。以下，按照图5来针对各符号进行说明。
符号1～8与图1相同。
多层电路基板8的GND图案5和金属基底2未通过螺钉3和导电性树脂等来进行电连接的部分是与图1不同的点。
与图1相同，虽然重要信号图案6由GND图案5覆盖，但在本实施例中，由于存在金属基底2成为电浮动状态从而由于外来噪声/电磁波而导致天线化并对内部电路造成影响的可能性，所以为了提高耐噪性，需要使金属基底2与车体地线10接触。
重要信号图案6由于被配置在由GND图案5和与车体地线10电连接的金属基底2覆盖的空间，因此能够得到屏蔽效果，使耐噪性得到提高。
金属基底2和车体地线10不必在图5中所示的面进行接触，也可以在2点以上的固定点进行接触。
此外，为了保护重要信号图案6不受从金属基底2侧产生的电磁波影响，也可以将GND图案5设置在金属基底2侧的层。此时，也可以取代金属基底2，而使用透过电磁波的树脂等基底，或者通过基于热硬化性树脂的压铸模法来固定多层电路基板8。由此，在金属基底2成为了电浮动状态时，或者在电磁波从基底或者热硬化性树脂透过时，也能够保护重要信号图案6不受电磁波影响，使耐噪性得到提高。
此外，在电磁波透过基底或者热硬化性树脂的情况下，关于车体安装侧，也可以在电磁波屏蔽用中不设置GND图案5。
通过以上的发明，能够使用低价的构造提高耐噪性，得到可靠性优异的C/U的构造。
符号说明：
1  树脂盖体
2  金属基底
3  螺钉
4  信号图案
5  GND图案
6  重要信号图案
7  多层电路基板绝缘层
8  多层电路基板
9  电子部件
10 车体地线
81 多层电路基板的第1层
82 多层电路基板的第2层
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(补正后)一种电子控制装置，具有：多层电路基板；固定所述多层电路基板的金属基底；和树脂盖体，该树脂盖体与所述金属基底覆盖所述电路基板，
所述多层电路基板具有：信号图案、GND图案、重要信号图案、和绝缘层，
该电子控制装置的特征在于，
所述GND图案与所述金属基底电连接，为了保护所述重要信号图案不受电磁波影响，按照对所述重要信号图案进行追随的方式，将所述GND图案配置在比所述多层电路基板的所述重要信号图案所在的层更靠所述树脂盖体侧的层，使被追随的所述GND图案宽度比所述重要信号图案的宽度宽。
2.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，
所述重要信号图案是下面图案中的任意一个：用于提供所述电子控制装置的重置信号的重置电路图案、电源图案、用于提供给电子部件的时钟的振荡电路图案、用于监视电子部件的异常状态的看门狗电路图案、在所述电子控制装置中发生了异常时用于提供安全故障信号的安全故障电路图案、用于所述电子控制装置内的电子部件彼此或者与所述电子控制装置外部进行通信的通信电路图案。
3.根据权利要求2所述的电子控制装置，其特征在于，
为了覆盖所述重要信号图案，将所述GND图案配置在所述树脂盖体侧的层。
4.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，
所述GND图案和所述金属基底经由电容器而连接。
5.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，
所述GND图案和所述金属基底经由电阻而连接。
6.(补正后)一种电子控制装置，具有：多层电路基板；固定所述多层电路基板的金属基底；和树脂盖体，该树脂盖体与所述金属基底覆盖所述电路基板，
所述多层电路基板具有：信号图案、GND图案、重要信号图案、和绝缘层，
该电子控制装置的特征在于，
所述金属基底与车体地线电连接，为了保护所述重要信号图案不受电磁波影响，按照对所述重要信号图案进行追随的方式，将所述GND图案配置在比所述多层电路基板的所述重要信号图案所在的层更靠所述树脂盖体侧的层，使被追随的所述GND图案宽度比所述重要信号图案的宽度宽。
7.(补正后)一种电子控制装置，具有：多层电路基板；和密封所述多层电路基板的热硬化性树脂，
所述多层电路基板具有：信号图案、GND图案、重要信号图案、和绝缘层，
该电子控制装置的特征在于，
为了保护所述重要信号图案不受电磁波影响，按照对所述重要信号图案进行追随的方式，将所述GND图案配置在比所述多层电路基板的所述重要信号图案所在的层更靠所述热硬化性树脂侧的层，使被追随的所述GND图案宽度比所述重要信号图案的宽度宽。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
                      
针对权利要求1、6、7，基于国际公开文本第[0015]段～[0041]段进行了补正。
关于通过这次补正所追加的构成，任何文献中都没有公开、启示、以及给出动机的记载。

Claims (7)

1.一种电子控制装置，具有：多层电路基板；固定所述多层电路基板的金属基底；和树脂盖体，该树脂盖体与所述金属基底覆盖所述电路基板，
所述多层电路基板具有：信号图案、GND图案、重要信号图案、和绝缘层，
该电子控制装置的特征在于，
所述GND图案与所述金属基底电连接，为了保护所述重要信号图案不受电磁波影响，将所述GND图案配置在比所述多层电路基板的所述重要信号图案所在的层更靠所述树脂盖体侧的层。
2.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，
所述重要信号图案是下面图案中的任意一个：用于提供所述电子控制装置的重置信号的重置电路图案、电源图案、用于提供给电子部件的时钟的振荡电路图案、用于监视电子部件的异常状态的看门狗电路图案、在所述电子控制装置中发生了异常时用于提供安全故障信号的安全故障电路图案、用于所述电子控制装置内的电子部件彼此或者与所述电子控制装置外部进行通信的通信电路图案。
3.根据权利要求2所述的电子控制装置，其特征在于，
为了覆盖所述重要信号图案，将所述GND图案配置在所述树脂盖体侧的层。
4.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，
所述GND图案和所述金属基底经由电容器而连接。
5.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，
所述GND图案和所述金属基底经由电阻而连接。
6.一种电子控制装置，具有：多层电路基板；固定所述多层电路基板的金属基底；和树脂盖体，该树脂盖体与所述金属基底覆盖所述电路基板，
所述多层电路基板具有：信号图案、GND图案、重要信号图案、和绝缘层，
该电子控制装置的特征在于，
所述金属基底与车体地线电连接，为了保护所述重要信号图案不受电磁波影响，将所述GND图案配置在比所述多层电路基板的所述重要信号图案所在的层更靠所述树脂盖体侧的层。
7.一种电子控制装置，具有：多层电路基板；和密封所述多层电路基板的热硬化性树脂，
所述多层电路基板具有：信号图案、GND图案、重要信号图案、和绝缘层，
该电子控制装置的特征在于，
为了保护所述重要信号图案不受电磁波影响，将所述GND图案配置在比所述多层电路基板的所述重要信号图案所在的层更靠所述热硬化性树脂侧的层。
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