CN110999560A - 树脂密封型车载电子控制装置 - Google Patents

树脂密封型车载电子控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够以简单的结构可靠地防止连接器外壳和密封树脂的分离的树脂密封型车载电子控制装置。本发明的树脂密封型车载电子控制装置(1)具备：安装有电子部件(21)的电路基板(11)；将该电路基板(11)和外部端子电连接的连接器外壳(31)；以及密封树脂(51)，其包覆该连接器外壳(31)的外周(31a)的至少一部分和电路基板(11)的至少一部分，并且将连接器外壳(31)固定在电路基板(11)上，树脂密封型车载电子控制装置的特征在于，在由密封树脂(51)包覆的连接器外壳(31)的外周(31a)的区域，连接器外壳(31)具有朝向横切安装外部端子的方向的方向延伸设置的凹形状和/或凸形状的结构体(41)。

Description

树脂密封型车载电子控制装置
技术领域
本发明涉及一种树脂密封型车载电子控制装置。
背景技术
关于搭载于车辆上的发动机控制单元或自动变速器用控制单元等电子控制装置，随着从车室内向发动机室、发动机上、变速器内等的移设、或电子控制装置自身的小型化所引起的每单位体积的发热量的增加，电子控制装置暴露于更高温环境中，耐振动性及耐冲击性的要求正在提高。
为了满足这样的要求，例如，公开了用树脂将安装电子部件的电路基板、连接外部端子的连接器外壳一体地密封的技术(例如，参照专利文献1)。根据这样的技术，由于所述电路基板等被树脂密封，因此，对耐热性、耐振动性及耐冲击性是有利的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2005/004563号
专利文献2:日本专利特开2007-273796号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在上述的现有技术中，由于用于连接器外壳的挠性优异的热塑性树脂的线膨胀系数的值与用于密封树脂的固化前的流动性以及焊料接合部的可靠性优异的热固化性树脂的线膨胀系数的值大不相同，所以在刚刚模制后的冷却时刻，在所述连接器外壳与密封树脂的界面发生剥离，由于该剥离的进展，两者恐怕会分离。
作为对由于这样的剥离的进展而使两者分离的情况进行改善的技术，例如提出了使用金属基座，不借助密封树脂而将连接器直接安装在电子电路基板上的技术(例如，参照专利文献2)。但是，在该技术中，由于需要新的金属基座等刚性构件，所以结构变得复杂，并且也有可能违背降低成本的要求。
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种能够以简单的结构可靠地防止连接器外壳和密封树脂的分离的树脂密封型车载电子控制装置。
解决问题的技术手段
本发明涉及如下方面：
(1)一种树脂密封型车载电子控制装置，其具备：安装有电子部件的电路基板；连接器外壳，其将该电路基板和外部端子电连接；以及密封树脂，其包覆该连接器外壳的外周的至少一部分和所述电路基板的至少一部分，并且将所述连接器外壳固定在所述电路基板上，所述树脂密封型车载电子控制装置的特征在于：
在由所述密封树脂包覆的所述连接器外壳的外周的区域中，所述连接器外壳具有凹形状和/或凸形状的结构体，该结构体向横切安装所述外部端子的方向的方向延伸设置。
(2)根据上述(1)所述的树脂密封型车载电子控制装置，其中，连接器外壳的线膨胀系数大于密封树脂的线膨胀系数。
(3)根据上述(1)或(2)所述的树脂密封型车载电子控制装置，其中，结构体的形状为至少绕连接器外壳的外周一周的形状。
(4)根据上述(1)至(3)中任一项所述的树脂密封型车载电子控制装置，其中，结构体的形状是绕连接器外壳的外周一周的一条圆环状或螺旋状的凸形状。(5)根据上述(4)所述的树脂密封型车载电子控制装置，其中，结构体沿着与安装外部端子的方向相同的方向具有至少一个贯通孔。
(6)根据上述(1)至(5)中任一项所述的树脂密封型车载电子控制装置，其中，在安装外部端子的方向上，与安装所述外部端子的一侧的连接器外壳的端部相比，形成有结构体的部位位于靠近与该端部相反一侧的连接器外壳的端部的部位。
以及(7)如上述(1)至(6)中任一项所述的树脂密封型车载电子控制装置，其中，具备包覆连接器外壳和密封树脂的边界部的弹性构件。
另外，在本说明书中，“外部端子”是指与连接器外壳内的端子电连接的树脂密封型车载电子控制装置以外的装置的端子。另外，“安装外部端子的方向”是指将外部端子安装到连接器外壳时的移动所述外部端子的方向。
发明的效果
本发明能够提供一种树脂密封型车载电子控制装置，其能够以简单的结构可靠地防止连接器外壳和密封树脂的分离。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的概略截面图。
图2是图1的变形例，(a)示出第一变形例，(b)示出第二变形例，(c)示出第三变形例。
图3是放大表示本发明的主要部分的概略截面图，(a)～(e)分别示出凹形状的结构体的一例。
图4是放大表示本发明的主要部分的概略截面图，(a)～(f)分别示出凸形状的结构体的一例。
图5是放大表示本发明的主要部分的概略截面图，示出凹凸形状的结构体的一例。
图6是示出本发明的结构体的概略俯视图，(a)～(d)分别示出结构体的配置的一例。
图7是放大表示图1的连接器外壳的概略图，(a)示出侧视图，(b)示出沿(a)的A-A’线剖开的截面图。
图8是表示图1的树脂密封型车载电子控制装置的形成方法的一例的概略截面图，(a)示出密封树脂填充前的状态，(b)示出密封树脂填充后的状态，(c)示出脱模后的状态。
图9是表示本发明的第二实施方式的概略截面图。
图10是图9的概略立体图，(a)示出形成密封树脂前的状态，(b)示出形成弹性构件前的状态，(c)示出形成弹性构件后的状态。
具体实施方式
本发明的树脂密封型车载电子控制装置具备：安装有电子部件的电路基板；将该电路基板和外部端子电连接的连接器外壳；以及密封树脂，其包覆该连接器外壳的外周的至少一部分和所述电路基板的至少一部分，并且将所述连接器外壳固定在所述电路基板上，该树脂密封型车载电子控制装置的特征在于，在由所述密封树脂包覆的所述连接器外壳的外周的区域中，所述连接器外壳具有凹形状和/或凸形状的结构体，该结构体朝横切安装所述外部端子的方向的方向延伸设置。
以下，参照附图对本发明的第一实施方式及第二实施方式进行说明，但本发明并不仅限于该附图所记载的实施方式。
[第一实施方式]
图1是表示本发明的第一实施方式的概略截面图。如图1所示，该树脂密封型车载电子控制装置1大致由电路基板11、连接器外壳31和密封树脂51构成。
电路基板11安装有电子部件21。在该电路基板11上，例如，如图1所示，在基板10的两面使用软钎料等接合有包含电容器、电阻等发热电子部件211的电子部件21，并且设有用于与未图示的外部端子连接的端子212。另外，如图2的(b)、(c)所示，也可以在电路基板11上通过热传导性的衬垫23安装散热用的金属基座。作为所述金属基座，在图2的(b)中图示了具有散热片的金属基座221，在图2的(c)中图示了平板状的金属基座222。
连接器外壳31将电路基板11与外部端子电连接。如图1所示，该连接器外壳31在其开口部c1具有端子213，该端子213和所述电路基板11的端子212通过金属线33连接。作为连接器外壳31，例如可以采用图2的(a)所示的表面安装型的连接器外壳311a、图2的(b)、(c)所示的销插入型的连接器外壳311b等。
另外，如图1所示，在由后述的密封树脂51包覆的连接器外壳31的外周31a的区域中，连接器外壳31具有凹形状和/或凸形状的结构体41，该结构体41朝横切安装外部端子的方向的方向延伸设置。另外，作为凹形状和凸形状，只要与连接器外壳31中的结构体41的周围的高度相比分别凹陷或突出，结构体41的具体的形状可以是任意的。
作为结构体41的形态，例如，可以采用横截面的凹形状为矩形凹陷形状的结构体411b(参照图3的(a))和结构体411f(参照图3的(e))、半圆凹陷形状的结构体411c(参照图3的(b))、三角凹陷形状的结构体411d(参照图3的(c))、内宽外窄形状的结构体411e(参照图3的(d))、横截面的凸形状为矩形凸形状的结构体412a(参照图4的(a))和结构体412f(参照图4的(f))、向外部端子的插入方向也突出的形状的结构体412b～412e(参照图4的(b)～(e))、以及凹形状和凸形状的结构体411g、412g(参照图5)等。另外，虽然在图1～图5中未图示，但在连接器外壳的外周的纸面近前侧及纸面里侧也形成有同样的结构体。
另外，作为结构体41的形状，优选为至少绕连接器外壳31的外周31a一周的形状。作为具体的结构体的形状，例如可以举出绕外周一周的一条圆环状的结构体41a(参照图6的(a)的连接器外壳314)、绕外周一周的一条螺旋状的结构体41b(参照图6的(b)的连接器外壳315)、超过外周的一周的一条螺旋状的结构体41c、41d(参照图6的(c)、(d)的连接器外壳316、317)等。由此，连接器外壳314～317遍及其外周而具有结构体41a～41d，相应地能够牢固地连接连接器外壳314～317和密封树脂51。
作为结构体41的形状，从使用对开的模具能够容易地形成连接器外壳31的观点出发，更优选为绕连接器外壳31的外周一周的一条圆环状或螺旋状的凸形状的结构体(参照图4的(a)～(e)和图6的(a)、(b))，从提高连接器外壳31和结构体41的连接稳定性的观点出发，更优选为绕连接器外壳31的外周一周的一条圆环状的凸形状的结构体(参照图4的(a)～(e)和图6的(a))。
这里，假设连接器外壳31和密封树脂51的收缩量的差最大为1mm左右。因此，作为结构体41的大小，优选宽度和高度(深度)均为1mm以上。该值与通常的表面粗糙化处理的表面粗糙度的大小即数μm～数十μm明显不同。
另外，结构体41优选沿着与安装外部端子的方向相同的方向具有至少一个贯通孔。具体而言，例如，如图7的(a)、(b)所示，结构体41能够沿着与安装外部端子的方向相同的方向设置多个贯通孔43。由此，在用密封树脂51包覆时，能够提高结构体41中的固化前的液状的树脂的流动性，能够使密封树脂51与连接器外壳31更加紧密接合。其结果，能够更可靠地防止密封树脂51和连接器外壳31的分离。
作为构成连接器外壳31的材料，没有特别限定，但从制作容易性及容许将外部端子与连接器外壳31连接时的变形的观点出发，优选由具有挠性及耐热性的材料构成。作为构成连接器外壳31的优选材料，例如可以举出聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、尼龙6,6(PA66)、聚苯硫醚(PPS)等热塑性树脂等。
密封树脂51包覆连接器外壳31的外周31a的至少一部分和电路基板11的至少一部分，并且将连接器外壳31固定在电路基板11上。具体而言，例如如图1所示，该密封树脂51一体地包覆包括结构体41的整个外周的连接器外壳31的的外周31a的一部分和电路基板11的整个外周。
作为包覆连接器外壳31的外周31a的密封树脂51的厚度，只要能够完全包覆结构体41且能够将连接器外壳31固定在电路基板11上即可，没有特别限定，例如，能够形成为与结构体41相同程度的厚度。另外，在结构体41的至少一部分未被密封树脂51包覆的情况下，连接器外壳31和密封树脂51的紧密接合状态变得不充分，连接器外壳31和密封树脂51有可能分离。
作为构成密封树脂51的材料，没有特别限定，但从促进来自电子部件21的散热、并且降低施加于电路基板11和连接器外壳31的振动或冲击的观点出发，优选具有耐热性、高热传导性、耐振动性以及耐冲击性的材料。作为构成密封树脂51的优选材料，例如可以举出环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、硅酮树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂等热固化性树脂等。
另外，优选所述连接器外壳31的线膨胀系数大于密封树脂51的线膨胀系数。例如，通过在密封树脂51的材料中使用环氧树脂，在连接器外壳31的材料中使用聚对苯二甲酸丁二醇酯或尼龙66，能够将连接器外壳31的线膨胀系数(约20～120-6(1/K))设定得比密封树脂51的线膨胀系数(约15×10-6(1/K))大。由此，在制作该树脂密封型车载电子控制装置1时的密封树脂51的冷却时，连接器外壳31相对于密封树脂51更容易收缩，能够使连接器外壳31和密封树脂51更牢固地紧密接合。
接着，对该树脂密封型车载电子控制装置1的形成方法进行说明。图8是表示图1的树脂密封型车载电子控制装置的形成方法的一例的概略截面图。该树脂密封型车载电子控制装置1首先使用以软钎料接合电子部件21的电路基板11，经由金属线33通过软钎焊将电路基板11的端子212和连接器外壳31的端子213连接。
接着，在将接合有所述连接器外壳31的电路基板11设置在模具61、62之间(参照图8的(a))之后，将预先熔融的密封树脂51经由树脂注入浇口64注入到所述模具61、62内的空间(参照图8的(b))。接着，在使密封树脂51固化后，取下模具61、62，取出被成型物(参照图8的(c))，从而能够得到被密封树脂51包覆的树脂密封型车载电子控制装置1。
如上所述，由于该树脂密封型车载电子控制装置1为上述的结构，因此能够通过结构体41可靠地连接连接器外壳31和密封树脂51，能够不追加部件的情况下以简单的结构可靠地防止连接器外壳31和密封树脂51的分离。
[第二实施方式]
图9是表示本发明的第二实施方式的概略截面图。如图9所示，该树脂密封型车载电子控制装置2大致由电路基板11、连接器外壳32、弹性构件72以及密封树脂51构成。该树脂密封型车载电子控制装置2与第一实施方式的不同之处在于，具备连接器外壳32及弹性构件72。另外，电路基板11和密封树脂51的结构与第一实施方式相同，因此对相同部位标注相同的附图标记，并省略其详细说明。
连接器外壳32将电路基板11与外部端子电连接。在被密封树脂51包覆的连接器外壳32的外周的区域中，该连接器外壳32具有凹形状和/或凸形状的结构体42，该结构体42朝横切安装外部端子的方向的方向延伸设置，在安装外部端子的方向上，与安装外部端子的一侧的连接器外壳32的端部32a相比，形成有该结构体42的部位位于靠近与该端部32a相反一侧的连接器外壳32的端部32b的部位。
具体而言，例如如图9所示，结构体42在与容纳连接器外壳32的外部端子的开口部c2相反一侧的端部32b的外周，朝与外部端子的插入方向正交的方向延伸设置有凸形状的结构体42。
弹性构件72包覆连接器外壳32和密封树脂51的边界部。具体地，例如，如图9和图10所示，弹性构件72设置成与连接器外壳32和密封树脂51紧密贴合，并且形成为覆盖所述边界部的面向外部的整个部位。
作为构成弹性构件72的材料，优选与连接器外壳32及密封树脂51的密合力优良的材料。作为这样的弹性构件72，例如可以举出硅酮橡胶等低弹性构件等。
如上所述，该树脂密封型车载电子控制装置2为上述的结构，因此，例如在将外部端子连接于连接器外壳32时等，能够抑制过度的应力集中于结构体42，其结果，能够防止连接器外壳32破损。另外，通过弹性构件72包覆所述边界部，即使例如连接器外壳32和密封树脂51剥离，也不会在所述边界部产生间隙，能够提高能够防止水分进入内部等的密封性。
另外，本发明不限于所述实施方式的结构，其由权利要求书表示，包括与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。
例如，在所述实施方式中，对结构体41、42为一条的树脂密封型车载电子控制装置1、2进行了说明，但具有多条(多条)结构体的树脂密封型车载电子控制装置也在本发明的意图范围内。
另外，在所述第二实施方式中，对结构体42为凸形状的树脂密封型车载电子控制装置2进行了说明，但也可以是具有凹形状的结构体、或凹形状及凸形状的结构体的树脂密封型车载电子控制装置。
另外，在上述的第二实施方式中，说明了弹性构件72以包覆连接器外壳32与密封树脂51的边界部的面向外部的整个部位的方式形成的树脂密封型车载电子控制装置2，但弹性构件只要能够包覆连接器外壳和密封树脂的边界部，则可以设置在任意部位。
符号说明
1、2 树脂密封型车载电子控制装置
11 电路基板
21 电子部件
31、311a～311f、312a～312f、313～317、32 连接器外壳
31a 外周
51 密封树脂
72 弹性构件。

Claims (7)

1.一种树脂密封型车载电子控制装置，其具备：安装有电子部件的电路基板；将该电路基板和外部端子电连接的连接器外壳；以及密封树脂，其包覆该连接器外壳的外周的至少一部分和所述电路基板的至少一部分，并且将所述连接器外壳固定在所述电路基板上，所述树脂密封型车载电子控制装置的特征在于：
在由所述密封树脂包覆的所述连接器外壳的外周的区域中，所述连接器外壳具有凹形状和/或凸形状的结构体，该结构体朝向横切安装所述外部端子的方向的方向延伸设置。
2.如权利要求1所述的树脂密封型车载电子控制装置，其特征在于，连接器外壳的线膨胀系数比密封树脂的线膨胀系数大。
3.如权利要求1或2所述的树脂密封型车载电子控制装置，其特征在于，结构体的形状是至少围绕连接器外壳的外周一周的形状。
4.如权利要求1至3中任一项所述的树脂密封型车载电子控制装置，其特征在于，结构体的形状是绕连接器外壳的外周一周的一条圆环状或螺旋状的凸形状。
5.如权利要求4所述的树脂密封型车载电子控制装置，其特征在于，结构体沿着与安装外部端子的方向相同的方向具有至少一个贯通孔。
6.如权利要求1至5中任一项所述的树脂密封型车载电子控制装置，其特征在于，在安装外部端子的方向上，与安装所述外部端子的一侧的连接器外壳的端部相比，形成有结构体的部位位于靠近与该端部相反一侧的连接器外壳的端部的部位。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的树脂密封型车载电子控制装置，其特征在于，具备包覆连接器外壳和密封树脂的边界部的弹性构件。
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