CN110463372A - 电子控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于在车载控制装置中获得对从电子零件放射的噪声的屏蔽效果。本发明的电子控制装置具有：电子零件(103)；金属壳体(101)，其覆盖电子零件(103)的至少一部分；金属部(105)，其以电子零件(103)成为该金属部(105)与金属壳体(101)之间的配置的方式设置；以及屏蔽结构，其通过金属部(105)与金属壳体(101)之间形成的静电电容耦合来屏蔽来自电子零件(103)的放射噪声。

Description

电子控制装置
技术领域
本发明涉及电子控制装置。
背景技术
电子控制装置内部有搭载有半导体设备等的印刷基板，半导体设备的动作电流成为产生不需要的放射噪声的原因。该放射噪声较理想为较低，以免影响其他设备。这些放射噪声的容许级别在国际电工委员会(IEC：International Electrotechnical Commission)的特别委员会即CISPR(Comite International Special des PerturbationsRadioelectriques)中已进行了标准化，来自汽车中搭载的零件模块的放射噪声针对960MHz以下的频率进行了规定。
为了抑制放射噪声，有以覆盖印刷基板的方式使用屏蔽罩的方法。专利文献1的摘要栏记载有如下内容“利用从壳体1的一面立起的立面部3和壳体1的侧面5来形成屏蔽区域6，在该屏蔽区域6的内部以可以固定的方式配置贴装有电子零件的基板7，以接触立面部3以及壳体1的侧面5的方式设置覆盖屏蔽区域6的上表面的盖体2，通过所述立面部3和壳体1的侧面5以及盖体2来覆盖贴装有电子零件的基板7”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2001-53482号公报
发明内容
发明要解决的问题
用于汽车用途的电子控制装置须减少振动造成的影响例如异响。在专利文献1中，若壳体的加工精度或强度不足，则振动的影响会导致壳体或盖体弯曲，有螺固部以外的壳体与盖体接近的部位发生碰撞而产生异响之虞。因此，考虑提高加工精度、强度或者以除螺固部以外即便壳体和盖体振动也不会发生碰撞的方式拉开相互的距离的结构。但是，前一种方式会导致成本上升，后一种方式会导致放射噪声从壳体与基座的间隙泄露。
本发明是鉴于上述问题而成，其目的在于在车辆控制装置中获得对从电子零件放射的噪声的屏蔽效果。
解决问题的技术手段
为了达成上述目的，作为一例，本发明的电子控制装置具有：电子零件；金属壳体，其覆盖所述电子零件的至少一部分；金属部，其以所述电子零件成为所述金属部与所述金属壳体之间的配置的方式设置；以及屏蔽结构，其通过所述金属部与所述金属壳体之间形成的静电电容耦合来屏蔽来自所述电子零件的放射噪声。
发明的效果
根据本发明，可以在车辆控制装置中获得对从电子零件放射的噪声的屏蔽效果。
附图说明
图1为本发明的一实施方式的电子控制装置的截面图。
图2为本发明的一实施方式的电子控制装置中的俯视图。
图3为说明本发明的一实施方式的电子控制装置中从噪声源放射的电磁波和金属内的电流的图。
图4为针对本发明的一实施方式的电子控制装置而使用实机来测定放射水平得到的实验结果。
具体实施方式
下面，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。本实施方式涉及汽车、建筑机械等当中使用的搭载有半导体设备的电子控制装置。
图1为本发明的一实施方式的电子控制装置的截面图。电子控制装置是包含金属壳体101和基板102而构成。
基板102在内部具有内层铜箔图案(金属部)105。此外，在基板102的两侧表面(虽未图示)也有铜箔图案，在该铜箔图案上搭载多个电子零件103并进行了钎焊。基板102内部的内层铜箔图案105为电子控制装置的接地端，形状与基板102的外形大致相近，形成为涂满该整个内层。再者，表面与内部的铜箔图案以配合所期望的电路的方式通过导通孔等电性连接在一起。
另一方面，金属壳体101推荐轻量且加工性高的压铸铝，其形状为容器状，在金属壳体101的内部配备有设置基板102用的载置部107。
在印刷基板制造工序中在基板102的表面涂布了阻焊剂。阻焊剂防止在前文所述的电子零件的钎焊时焊料附着于要电性连接的接点以外的铜箔图案而导致短路这一情况。至少基板102与金属壳体101的接触部106被阻焊剂覆盖，使阻焊剂的宽度尺寸108大于载置部107与基板102相接触的宽度尺寸109，由此形成基板102与金属壳体101不会电性导通的构成。
放射噪声源104为控制处理器、LSI(Large-scale Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、存储器、时钟线的终端电阻等，当瞬态地流过变化率较大的电流时，会在其周围产生电磁噪声。放射噪声源104设置在由基板102内部的内层铜箔图案105和金属壳体101围成的屏蔽空间110内，以免其电磁噪声漏至外部。也就是说，放射噪声源104与容器状的金属壳体101的底面相对配置。
图2为实施例1的电子控制装置中的俯视图。
如图2的(a)所示，基板102在进行了电子零件103的钎焊后搭载至金属壳体101的载置部107上，通过螺钉111等紧固构件与金属壳体101相固定。图2的(a)中，放射噪声源104贴装在基板102的背面，配置在该图中看不见的位置。再者，螺钉110的紧固数、紧固位置任意，就制造成本的观点而言，尽可能少较为有利。
另一方面，图2的(b)为表示基板102与金属壳体101相接触的部位(接触部)106的图。像前面图1中叙述过的那样，基板102侧被阻焊剂覆盖，呈基板102与金属壳体101不会电性导通的构成。此外，内部的内层铜箔图案105为电子控制装置的接地端，形状与基板102的外形大致相近，形成为涂满该整个内层。
在基板102与金属壳体101的接触部106上，基板102的内层铜箔图案105与金属壳体101这2个金属相对，形成了具有下式的关系的静电耦合电容C。
(数式1)
C＝εS/d (1)
此处，s为图2的(b)所示的基板102与金属壳体101的接触部106的面积，由该接触部106的宽度和外周的长度决定。d为基板102与金属壳体101的距离。ε为基板102与金属壳体101之间的介电常数，为固定值。因而，形成于基板102与金属壳体101的接触部106的静电耦合电容C就与基板102与金属壳体101的接触部106的面积成正比，与基板102与金属壳体101的距离成反比。
图3为说明本实施例的电子控制装置中从噪声源放射的电磁波和金属内的电流的图。
图3中，当从放射噪声源104放射电磁波112时，以消除该电磁波112的方式在金属壳体101表面流通电流113。金属壳体101中流通的电流113在边缘A再次被放射。只要金属壳体101与基板102的交界A-A'密接在一起，通过电容耦合C，金属壳体101的电流113就会成为流至基板102的内层铜箔图案105的电流115，能够防止向外部的放射。
图4为针对本实施例的电子控制装置而使用实机来测定放射水平得到的实验结果。
在图4的(a)中将贴装放射噪声源的基板102与金属壳体101的距离d设为0mm、0.5mm、1.0mm的情况下，将由设置于电子控制装置外部的(未图示的)天线接收的放射水平示于图4的(b)。如图4的(b)的放射水平所示，在1GHz和1.46GHz下确认到，若基板102与金属壳体101的距离设为0mm→0.5mm→1.0mm，则随着距离d的增大，耦合电容减小、放射水平增大。
只要金属壳体101与基板102密接在一起，通过接触部106的电容耦合C，就能防止向外部的放射，但由于担忧振动时的金属壳体101与基板102的弯曲造成的接触，因此基板102与金属壳体101的距离d是有极限的。因此，较理想为确保接触部106的宽度，而且，出于屏蔽的完整性，金属部105与金属壳体101跨及基板102的外缘的全周相对而没有开口部。
再者，为了确保基板102与金属壳体101的接触部106的静电电容，较理想为基板102的接触部106上没有通孔或表面图案。此外，放射噪声源104为控制处理器、存储器、时钟线的终端电阻、通信电路、电源电路中的某一方，贴装这些元件那一面较理想为与树脂连接器的贴装面相反那一面。
作为一例，以上的本实施方式具备金属壳体101、基板102、放射噪声源104、设置于基板102内的金属部(内层铜箔图案)105、基板102与金属壳体101的接触部106、以及屏蔽空间110。
放射噪声源104贴装在基板102上，贴装放射噪声源104那一面被金属壳体101覆盖。放射噪声源104配置在由基板102中设置的金属部105和金属壳体101形成的屏蔽空间110内。再者，金属部105与金属壳体101通过基板102与金属壳体101的接触部106而静电电容耦合在一起。
此外，金属部105与金属壳体101至少在基板102的外缘周相对，以由接触部106的宽度和外周长度决定的静电电容相耦合而形成屏蔽空间110。
再者，出于屏蔽的完整性，较理想为接触部106跨及基板102的外缘的全周相对而没有开口部也就是处于闭塞状态。
金属部105可由基板102内设置的铜箔图案形成，也可设为在基板102上具有广阔面积的内层或表层的电子控制装置接地端或电源。
为了确保基板102与金属壳体101的接触部106的静电电容，较理想为基板102的接触部106上没有通孔或表面图案。此外，放射噪声源104为控制处理器、LSI、FPGA、存储器、时钟线的终端电阻、通信电路、电源电路中的某一方，贴装这些元件那一面较理想为与树脂连接器的贴装面相反那一面。
根据上述实施例，可以在车辆控制装置中获得对从电子零件放射的噪声的屏蔽效果。进而，可以获得兼顾屏蔽效果和构成该屏蔽空间的零件间接触部的低成本化的壳体结构、贴装方式。
符号说明
101 金属壳体
102 基板
103 电子零件
104 放射噪声源
105 内层铜箔图案(金属部)
106 接触部
107 载置部
108 阻焊剂的宽度尺寸
109 基板接触的宽度尺寸
110 屏蔽空间
111 螺钉
112 放射电磁波
113 金属壳体的噪声电流
114 再放射电磁场
115 内层铜箔图案的噪声电流。

Claims (12)

1.一种电子控制装置，其特征在于，具有：
电子零件；
金属壳体，其覆盖所述电子零件的至少一部分；
金属部，其以所述电子零件成为所述金属部与所述金属壳体之间的配置的方式设置；以及
屏蔽结构，其通过所述金属部与所述金属壳体之间形成的静电电容耦合来屏蔽来自所述电子零件的放射噪声。
2.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，
所述金属部设置在贴装所述电子零件的基板内。
3.根据权利要求1或2所述的电子控制装置，其特征在于，
所述金属部与所述金属壳体隔着贴装所述电子零件的基板的绝缘体相对。
4.根据权利要求2所述的电子控制装置，其特征在于，
所述金属部配置在贴装所述电子零件的基板的外周，跨及所述基板的外周与所述金属壳体相对。
5.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，
所述金属部与所述金属壳体以与相对的宽度和外周长度相应的静电电容相耦合，形成遮盖所述放射噪声的屏蔽空间。
6.根据权利要求5所述的电子控制装置，其特征在于，
所述金属部与所述金属壳体将所述屏蔽空间闭塞。
7.根据权利要求2所述的电子控制装置，其特征在于，
所述金属部为设置于所述基板内的铜箔图案，与接地端或电源连接在一起或者为接地端或电源。
8.根据权利要求7所述的电子控制装置，其特征在于，
所述铜箔图案形成于所述基板的内层。
9.根据权利要求7所述的电子控制装置，其特征在于，
所述铜箔图案配置在所述基板的外周。
10.根据权利要求2所述的电子控制装置，其特征在于，
所述基板中，与所述金属壳体的接触部被阻焊剂覆盖。
11.根据权利要求2所述的电子控制装置，其特征在于，
所述放射噪声源贴装在与所述基板上搭载的树脂连接器相反的那一面。
12.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，
所述放射噪声源为控制处理器、存储器、时钟线的终端电阻、通信电路、电源电路中的某一方。
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