DE102012201532A1

DE102012201532A1 - Elektronische steuervorrichtung mit unterbrechungsleitung

Info

Publication number: DE102012201532A1
Application number: DE102012201532A
Authority: DE
Inventors: Takahiko FURUTA; Toru Itabashi; Yuuki MIKAMI; Naoki Tanimoto; Hiroaki Nakamura; Shigeki Nishiyama
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd; Denso Corp
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd; Denso Corp
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2032-02-03
Also published as: CN102686014A; CN102686014B; US8780518B2; US20120200972A1; DE102012201532B4

Abstract

Eine elektronische Steuervorrichtung (20) weist auf: ein Substrat (21), mehrere Komponentenbefestigungsleitungen (26), die auf dem Substrat (21) angeordnet sind, mehrere elektronische Komponenten (22, 24), die auf den jeweiligen Komponentenbefestigungsleitungen (26) befestigt sind, eine gemeinsame Leitung (23), die mit jeder der elektronischen Komponenten (22, 24) verbunden ist, eine Unterbrechungsleitung (30), die zwischen einer der Komponentenbefestigungsleitungen (26) und der gemeinsamen Leitung (23) verbunden ist, und einen Wärmeabgabeabschnitt (40). Die Unterbrechungsleitung (30) schmilzt in Übereinstimmung mit Wärme, die durch einen Überstrom erzeugt wird. Der Wärmeabgabeabschnitt (40) ist an der gemeinsamen Leitung (23) befestigt und an einer Position angeordnet, an der ein Leitungsabstand von der Unterbrechungsleitung (30) kürzer ist als ein Leitungsabstand zwischen der Unterbrechungsleitung (33) und irgendeiner der elektronischen Komponenten (22, 24) mit Ausnahme von einer der elektronischen Komponenten (24), die auf der einen der Komponentenbefestigungsleitungen (26) befestigt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Steuervorrichtung mit einer Unterbrechungsleitung als Überstromschutz.
HINTERGRUND
Für gewöhnlich weist eine elektronische Steuervorrichtung eine Sicherung für den Fall eines Fehlers in der elektronischen Steuervorrichtung auf. In einer elektronischen Steuervorrichtung, in der kleine Komponenten dicht aneinander angeordnet sind, dauert es dadurch bedingt, dass ein Kurzschlussstrom, der bei einem Kurzschlussfehler in den kleinen Komponenten erzeugt wird, keinen hohen Stromwert annimmt, lange, bis eine Unterbrechung durch die Sicherung erfolgt. Insbesondere dauert es dann lange, wenn eine große Sicherung verwendet wird, um mehrere elektronische Steuervorrichtungen zu schützen, um die Anzahl von Sicherungen und die Kosten zu verringern. Folglich können für lange Zeit die Temperaturen der Komponenten bei einer Unterbrechung steigen und ein Spannungsabfall auf einer Energieversorgungsleitung und dergleichen verursacht werden. Demgegenüber fließt auf einer gemeinsamen Leitung, wie beispielsweise einer Energieversorgungsleitung (wie beispielsweise einem Batteriepfad und einem Massepfad), die elektrische Energie liefert, die zum Betreiben vieler Schaltungen und vieler Komponenten benötigt wird, die in Übereinstimmung mit einer Verbesserung und Diversifikation der elektronischen Steuerung befestigt sind, ein verhältnismäßig hoher Strom. Folglich wird ein Unterbrechungsstrom einer großen Sicherung, die auf einem Pfad einer gemeinsamen Leitung angeordnet ist, weiter erhöht und stellt die elektronische Steuervorrichtung keine ausreichende Unterbrechungsleistung im Falle eines Kurzschlussfehlers in jeder Schaltung oder jeder Komponente bereit. Das vorstehend beschriebene Problem macht sich beispielsweise in einer elektronischen Steuervorrichtung für ein Fahrzeug bemerkbar, die bei einer höheren Temperatur verwendet wird und viele befestigte Vorrichtungen umfasst.
Die JP 2007 311467 A offenbart eine Leiterplatten-Steuervorrichtung, bei der eine Unterbrechungsleitung in einer Energieversorgungsleitung in jedem Substrat angeordnet ist. Wenn ein Überstrom fließt, schmilzt die Unterbrechungsleitung und wird die Energieversorgungsleitung in jedem Substrat oder jeder Vorrichtung unterbrochen.
Auf einem Substrat, in dem Komponenten dicht nebeneinander befestigt sind, sind eine Komponentenbefestigungsleitung, wie beispielsweise eine Anschlussfläche, auf der eine elektronische Komponente befestigt ist, und eine gemeinsame Leitung, die von der elektronischen Komponente und mehreren anderen elektronischen Komponenten gemeinsam verwendet wird, nebeneinander angeordnet. Folglich kann Wärme, die bei einem Schmelzen der Unterbrechungsleitung erzeugt wird, über die gemeinsame Leitung auf die anderen elektronischen Komponenten übertragen und kann die Wärme die anderen elektronischen Komponenten nachteilig beeinflussen. So kann beispielsweise ein Lötmittel, welches die gemeinsame Leitung und eine der elektronischen Komponenten verbindet, durch die Wärme schmelzen.
Ferner sind auf einem Substrat, in dem Komponenten dicht nebeneinander befestigt sind, eine Leitung, wie beispielsweise eine Anschlussfläche, auf der eine elektronische Komponente befestigt ist, und mehrere andere elektronische Komponenten nebeneinander angeordnet. Folglich kann dann, wenn eine Unterbrechungsleitung einfach für die Leitung vorgesehen ist, eine hohe Temperatur, die durch einen Überstrom auf der Unterbrechungsleitung erzeugt wird, beispielsweise über das Substrat auf die benachbarten elektronischen Komponenten übertragen werden und können die benachbarten elektronischen Komponenten der hohen Temperatur ausgesetzt werden. Dies führt dazu, dass nachteilige Einflüsse, wie beispielsweise eine Verringerung in der Leistung und eine Abnahme in der Lebensdauer in den benachbarten elektronischen Komponenten verursacht werden können. Insbesondere können die elektronischen Komponenten dann, wenn sich die Eigenschaften der elektronischen Komponenten mit der Temperatur ändern, fehlerhaft arbeiten.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist angesichts der vorstehend beschriebenen Probleme Aufgabe der varliegenden Erfindung, eine elektronische Steuervorrichtung bereitzustellen, die einen Einfluss von auf einer Unterbrechungsleitung erzeugter Wärme auf elektronische Komponenten beschränken kann.
Eine elektronische Steuervorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist auf: ein Substrat, mehrere Komponentenbefestigungsleitungen, mehrere elektronische Komponenten, eine gemeinsame Leitung, eine Unterbrechungsleitung und einen Wärmeabgabeabschnitt. Die Komponentenbefestigungsleitungen sind auf dem Substrat angeordnet. Die elektronischen Komponenten sind auf den jeweiligen Komponentenbefestigungsleitungen befestigt. Die gemeinsame Leitung ist auf dem Substrat angeordnet und mit jeder der elektronischen Komponenten verbunden. Die Unterbrechungsleitung ist zwischen einer der Komponentenbefestigungsleitungen und der gemeinsamen Leitung verbunden. Die Unterbrechungsleitung schmilzt in Übereinstimmung mit Wärme, die durch einen Überstrom erzeugt wird, um eine Verbindung zwischen der einen der Komponentenbefestigungsleitungen und der gemeinsamen Leitung über die Unterbrechungsleitung zu unterbrechen. Der Wärmeabgabeabschnitt ist an der gemeinsamen Leitung befestigt und aus dem gleichen Material wie die gemeinsame Leitung aufgebaut. Der Wärmeabgabeabschnitt ist an einer Position angeordnet, an der ein Leitungsabstand von der Unterbrechungsleitung kürzer ist als ein Leitungsabstand zwischen der Unterbrechungsleitung und irgendeiner der elektronischen Komponenten mit Ausnahme von einer der elektronischen Komponenten, die auf der einen der Komponentenbefestigungsleitungen befestigt ist.
Bei der elektronischen Steuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt wird dann, wenn die Wärme, die durch den Überstrom auf der Unterbrechungsleitung erzeugt wird, auf die gemeinsame Leitung übertragen wird, die Wärme von dem Wärmeabgabeabschnitt, der an der gemeinsamen Leitung befestigt ist, abgegeben. Auf diese Weise kann die elektronische Steuervorrichtung einen Einfluss der auf der Unterbrechungsleitung erzeugten Wärme auf die elektronischen Komponenten mit Ausnahme der elektronischen Komponente, die auf der Komponentenbefestigungsleitung befestigt ist, die mit der Unterbrechungsleitung verbunden ist, beschränken.
Eine elektronische Steuervorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist auf: ein Substrat, eine Leitung, eine elektronische Komponente, eine Unterbrechungsleitung, eine geschützte elektronische Komponente und eine Wärmediffusionsleitung. Die Leitung ist auf dem Substrat angeordnet. Die elektronische Komponente ist mit der Leitung verbunden. Die Unterbrechungsleitung ist zwischen der elektronischen Komponente und der Leitung verbunden. Die Unterbrechungsleitung schmilzt in Übereinstimmung mit Wärme, die durch einen Überstrom erzeugt wird, um eine Verbindung zwischen der elektronischen Komponente und der Leitung über die Unterbrechungsleitung zu unterbrechen. Die geschützte elektronische Komponente ist auf dem Substrat angeordnet. Die Wärmediffusionsleitung ist benachbart zur Unterbrechungsleitung angeordnet. Die Wärmediffusionsleitung diffundiert die Wärme durch den Überstrom über die gesamte Wärmediffusionsleitung und speichert die Wärme, um die geschützte elektronische Komponente vor der Wärme zu schützen.
Bei der elektronischen Steuervorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt wird dann, wenn die Wärme, die durch den Überstrom auf der Unterbrechungsleitung erzeugt wird, die Wärmediffusionsleitung erreicht, die Wärme über die gesamte Wärmediffusionsleitung verteilt und in der Wärmediffusionsleitung gespeichert. Auf diese Weise kann die elektronische Steuervorrichtung einen Einfluss der auf der Unterbrechungsleitung erzeugten Wärme auf die geschützte elektronische Komponente beschränken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gemacht wurde, näher ersichtlich sein. In den Zeichnungen zeigt:
1 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Fahrzeugsteuersystems mit einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils der Antriebssteuervorrichtung der ersten Ausführungsform;
3 eine Querschnittsansicht der Antriebssteuervorrichtung entlang einer Linie III-III in der 2;
4 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform;
5 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform;
6 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer dritten Modifikation der ersten Ausführungsform;
7 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 eine Querschnittsansicht der Antriebssteuervorrichtung entlang einer Linie VIII-VIII in der 7;
9 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform;
10 eine Querschnittsansicht der Antriebssteuervorrichtung entlang einer Linie X-X in der 9;
11 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Vorrichtung mit einer Testunterbrechungsleitung und einem Testöffnungsabschnitt;
14 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Verhältnisses zwischen einem Unterbrechungsstrom und einer Schmelzzeit der Testunterbrechungsleitung für die Fälle, dass der Testöffnungsabschnitt definiert ist und der Testöffnungsabschnitt nicht definiert ist;
15 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer Modifikation der vierten Ausführungsform; und
16 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
17 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Antriebssteuervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform;
19 eine Querschnittsansicht der Antriebssteuervorrichtung entlang einer Linie XIX-XIX in der 17;
20 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
21 eine Querschnittsansicht der Antriebssteuervorrichtung entlang einer Linie XXI-XXI in der 20;
22 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
23 eine Querschnittsansicht der Antriebssteuervorrichtung gemäß der achten Ausführungsform entlang einer Linie XXIII-XXIII in der 23;
24 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
25 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
(Erste Ausführungsform)
Nachstehend wird eine elektronische Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die elektronische Steuervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform kann in geeigneter Weise als Antriebssteuervorrichtung 20 verwendet werden, die in einem Fahrzeugsteuersystem 11 enthalten ist. Das Fahrzeugsteuersystem 11 weist, wie in 1 gezeigt, mehrere elektronische Steuervorrichtungen 12 auf, welche die Antriebssteuervorrichtung 20, eine elektronische Motorsteuereinheit (Motor-ECU), eine Brems-ECU, eine Lenk-ECU, eine Körper-ECU, eine Navigationsvorrichtung und dergleichen umfassen.
Die Antriebssteuervorrichtung 20 beschränkt einen Antriebsschlupf eines Antriebsrades. Bei einer Fahrzeugsteuerung, wie beispielsweise einer Fahrsteuerung, ist die Antriebssteuervorrichtung 20 weniger wichtig als andere elektronische Steuervorrichtungen.
Die elektronischen Steuervorrichtungen 20, welche die Antriebssteuervorrichtung 20 aufweisen, sind über eine der Sicherungen 14a, 14b, die als Überstromschutz verwendet werden, elektrisch mit einer Batterie 13 verbunden. Die Batterie 13 ist eine Gleichstromenergiequelle. Da jede der Sicherungen 14a, 14b auf einem Energieversorgungspfad zur Versorgung mehrerer elektronischer Steuervorrichtungen mit elektrischer Energie angeordnet ist, kann jede der Sicherungen 14a, 14b eine große Sicherung für einen Strom von 15 oder 20 A sein. Wenn eine der elektronischen Steuervorrichtungen 12, die mit der Sicherung 14a verbunden ist, einen Fehler aufweist und ein Überstromschutz größer einem vorbestimmten Stromwert erzeugt wird, schlägt die Sicherung 14a durch den Überstrom durch und wird eine Energieversorgung über die Sicherung 14a unterbrochen. Folglich kann ein nachteiliger Einfluss auf die anderen elektronischen Steuervorrichtungen 12 beschränkt werden. Bei einem in der 1 gezeigten Beispiel ist jede der elektronischen Steuervorrichtungen 12 über eine der Sicherungen 14a, 14b elektrisch mit der Batterie 13 verbunden. Es können jedoch auch alle der elektronischen Steuervorrichtungen 12 über eine einzige Sicherung elektrisch mit der Batterie 13 verbunden sein, oder es kann ferner jede der elektronischen Steuervorrichtungen 12 über eine von mehr als zwei Sicherungen elektrisch mit der Batterie 13 verbunden sein.
Nachstehend wird die Antriebssteuervorrichtung 20 der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben. Die Antriebssteuervorrichtung 20 weist ein Schaltungssubstrat 21 auf, das in einem Gehäuse (nicht gezeigt) untergebracht ist. Auf dem Schaltungssubstrat 21 sind mehrere elektronische Komponenten 22 zur Beschränkung eines Antriebsschlupfes dicht nebeneinander auf dem Schaltungssubstrat 21 angeordnet. Das Schaltungssubstrat 21 ist über beispielsweise einen Verbinder elektrisch mit einer externen Vorrichtung und anderen elektronischen Steuervorrichtungen 12 verbunden und beschränkt einen Antriebsschlupf des Antriebsrades auf der Grundlage eines vorbestimmten Signals.
Jede der elektronischen Komponenten 22 auf dem Schaltungssubstrat 21 ist elektrisch mit einer Energieversorgungsleitung 23 verbunden, die elektrische Energie von der Batterie 13 für jede der elektronischen Komponenten 22 bereitstellt. Folglich kann die Energieversorgungsleitung 23 als eine gemeinsame Leitung dienen, die von den elektronischen Komponenten 22 gemeinsam genutzt wird.
Eine der elektronischen Komponenten 22 auf dem Schaltungssubstrat 21 ist, wie in den 2 und 3 gezeigt, ein Keramik-Kondensator 24. Der Keramik-Kondensator 24 kann gebildet werden, indem dielektrisch Keramik-Körper 24b hoher Permittivität aus Bariumtitanat und interne Elektroden 24c in Schichten übereinandergeschichtet werden, um die Temperatureigenschaften und Frequenzeigenschaften zu verbessern und um so eine hohe Kapazität bei geringer Größe aufzuweisen.
Der Keramik-Kondensator 24 weist eine Außenelektrode 24a auf, die über ein Lötmittel 25 mit einer Anschlussfläche 26 verbunden ist. Zwischen der Anschlussfläche 26 und der Energieversorgungsleitung 23 ist eine Unterbrechungsleitung 30 angeordnet. Die Unterbrechungsleitung 30 schmilzt durch Wärme, die durch einen Überstrom erzeugt wird, und unterbricht eine elektrische Verbindung zwischen der Anschlussfläche 26 und der Energieversorgungsleitung 23 über die Unterbrechungsleitung 30. Auf diese Weise kann die Unterbrechungsleitung 30 einen Überstromschutz in Abhängigkeit des Schaltungssubstrats 21 erzielen.
Die Unterbrechungsleitung 30 weist eine Leiterbreite auf, die ausreichend geringer als eine Leiterbreite der Energieversorgungsleitung 23 ist. Der Ausdruck Leiterbreite beschreibt eine Abmessung in einer Richtung senkrecht zu einer Richtung eines elektrischen Stroms auf einer Oberfläche des Schaltungssubstrats 21. Die Unterbrechungsleitung 30 weist beispielsweise eine Leiterbreite innerhalb eines Bereichs von 0,2 bis 0,3 mm auf, und die Energieversorgungsleitung 23 weist beispielsweise eine Leiterbreite von 2 mm auf. Die Anschlussflächen 26 können als Beispiele für eine Komponentenbefestigungsleitung dienen. Auf der Oberfläche des Schaltungssubstrats 21 mit Ausnahme eines Teils einschließlich der Anschlussfläche 26 ist eine Lötabdeckschicht 28 als Schutzschicht vorgesehen.
Die Energieversorgungsleitung 23 ist, wie in 2 gezeigt, mit einer Wärmeabgabeleitung 40 verbunden, die aus dem gleichen Material wie die Energieversorgungsleitung 23 aufgebaut ist. Genauer gesagt, die Wärmeabgabeleitung 40 ist an der Energieversorgungsleitung 23 befestigt. Ein Leitungsabstand zwischen der Unterbrechungsleitung 30 und der Wärmeabgabeleitung 40 ist kürzer als ein Leitungsabstand zwischen der Unterbrechungsleitung und irgendeiner der elektronischen Komponenten mit Ausnahme der elektronischen Komponente 22 (d. h. des Keramik-Kondensators 24), die auf der Anschlussfläche 26 befestigt ist, die mit der Unterbrechungsleitung verbunden ist. Die Wärmeabgabeleitung 40 vergrößert einen Wärmeabgabeabschnitt, um Wärme, die über die Energieversorgungsleitung 23 übertragen wird, abzugeben.
Bei der Antriebssteuervorrichtung 20 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau erzeugt beispielsweise dann, wenn ein Kurzschlussfehler im Keramik-Kondensator 24 auftritt und ein Überstrom in der Unterbrechungsleitung 30 fließt, die Unterbrechungsleitung 30 in Übereinstimmung mit dem Überstrom Wärme. Wenn die erzeugte Wärme eine vorbestimmte Temperatur überschreitet, schmilzt die Unterbrechungsleitung 30 und wird die elektrische Verbindung über die Unterbrechungsleitung 30 unterbrachen. Folglich können die anderen elektronischen Komponenten 22, die mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden sind, vor dem Überstrom geschützt werden. Der Strom bei einer Unterbrechung ist nicht hoch genug, um die Sicherung 14a zu durchschlagen. Folglich beeinflusst die Beschädigung der Antriebssteuervorrichtung 20 nicht die anderen elektronischen Steuervorrichtungen 12, die über die Sicherung 14a mit Energie versorgt werden. Eine Zeit von einer Erzeugung des Überstroms bis zum Schmelzen der Unterbrechungsleitung 30 beträgt einige wenige Millisekunden, und eine Schmelzzeit von jeder der Sicherungen 14a, 14b liegt für gewöhnlich bei ungefähr 0,02 Sekunden. Folglich kann der Überstromschutz auch für eine elektronische Steuervorrichtung oder eine elektronische Komponente, deren Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden muss, in geeigneter Weise realisiert werden.
Bei der Antriebssteuervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wird dann, wenn Wärme, die durch einen Überstrom auf der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, auf die Energieversorgungsleitung 23 übertragen, die Wärme auf die Wärmeabgabeleitung 40 übertragen und abgegeben. Auf diese Weise wird die Wärme weniger wahrscheinlich auf die anderen elektronischen Komponenten 22 übertragen, die mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden sind. Folglich kann der Einfluss von Wärme, die auf der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, die auf dem Substrat angeordnet ist, in dem Komponenten dicht nebeneinander befestigt sind, auf die anderen elektronischen Komponenten 22 beschränkt werden.
Die Energieversorgungsleitung 23 ist durch den Energieversorgungspfad mit der Batterie 13 verbunden, die Energie nicht nur für die Antriebssteuervorrichtung 20, sondern ebenso für andere elektronische Steuervorrichtungen 12 bereitstellt, und die Sicherung 14a zum Schutze der Antriebssteuervorrichtung 20 und anderer elektronischer Steuervorrichtungen 12 ist auf dem Energieversorgungspfad angeordnet. Auch wenn ein Kurzschlussfehler in der Antriebssteuervorrichtung 20 mit der Unterbrechungsleitung 30 auftritt, schmilzt die Unterbrechungsleitung 30. Folglich kann der Einfluss des Kurzschlussfehlers auf die Energieversorgung anderer elektronischer Steuervorrichtungen 12 beschränkt werden.
Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20 gemäß einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben. Die Antriebssteuervorrichtung 20 kann, wie in 4 gezeigt, mehrere Unterbrechungsleitungen 30 aufweisen, um mehreren elektronischen Komponenten (wie beispielsweise Keramik-Kondensatoren 24 bei der vorliegenden Modifikation) zu entsprechen. Ferner kann die Antriebssteuervorrichtung 20 mehrere Wärmeabgabeleitungen 40 an Postionen aufweisen, an denen ein Leitungsabstand von der entsprechenden Unterbrechungsleitung 30 kürzer ist als ein Leitungsabstand zwischen der entsprechenden Unterbrechungsleitung 30 und irgendeiner der elektronischen Komponenten 22 mit Ausnahme der elektronischen Komponente 22 (des Keramik-Kondensators 24), die auf der Anschlussfläche 26 befestigt ist, die mit der entsprechenden Unterbrechungsleitung 30 verbunden ist.
Genauer gesagt, die Antriebssteuervorrichtung 20 kann eine erste Unterbrechungsleitung, eine zweite Unterbrechungsleitung, einen ersten Wärmeabgabeabschnitt und einen zweiten Wärmeabgabeabschnitt aufweisen. Die erste Unterbrechungsleitung ist mit einer ersten der Komponentenbefestigungsleitungen (der Anschlussfläche 26) verbunden, auf der eine erste der elektronischen Komponenten 22 (der Keramik-Kondensator 24) befestigt ist. Die zweite Unterbrechungsleitung ist mit einer zweiten der Komponentenbefestigungsleitungen (der Anschlussfläche 26) verbunden, auf der eine zweite der elektronischen Komponenten 22 (der Keramik-Kondensator 24) befestigt ist. Der erste Wärmeabgabeabschnitt ist an einer Position angeordnet, an der ein Leitungsabstand von der ersten Unterbrechungsleitung kürzer ist als ein Leitungsabstand zwischen der ersten Unterbrechungsleitung und irgendeiner der elektronischen Komponenten 22 mit Ausnahme der ersten der elektronischen Komponenten (des Keramik-Kondensators 24). Der zweite Wärmeabgabeabschnitt ist an einer Position angeordnet, an der ein Leitungsabstand von der zweiten Unterbrechungsleitung kürzer ist als ein Leitungsabstand zwischen der zweiten Unterbrechungsleitung und irgendeiner der elektronischen Komponenten mit Ausnahme der zweiten der elektronischen Komponenten (des Keramik-Kondensators 24).
Folglich kann selbst dann, wenn mehrere Unterbrechungsleitungen 30 vorgesehen sind, der Einfluss von Wärme, die auf jeder Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, auf die anderen elektronischen Komponenten 22 beschränkt werden.
Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20 gemäß einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 5 beschrieben. Die Antriebssteuervorrichtung 20 kann, wie in 5 gezeigt, zwei Unterbrechungsleitungen 30 in Abhängigkeit von zwei elektronischen Komponenten (die Keramik-Kondensatoren 24 bei der vorliegenden Modifikation) aufweisen und eine Wärmeabgabeleitung 40 aufweisen. Ein Leitungsabstand zwischen jeder der Unterbrechungsleitungen 30 und der Wärmeabgabeleitung 40 ist kürzer als ain Leitungsabstand zwischen jeder der Unterbrechungsleitungen 30 und irgendeiner der elektronischen Komponenten 22, die sich von der elektronischen Komponente 22 (dem Keramik-Kondensator 24) unterscheiden, die auf der Anschlussfläche 26 befestigt ist, die mit jeder der Unterbrechungsleitungen 30 verbunden ist.
Genauer gesagt, die Antriebssteuervorrichtung 20 kann eine erste Unterbrechungsleitung, eine zweite Unterbrechungsleitung und einen Wärmeabgabeabschnitt aufweisen. Die erste Unterbrechungsleitung ist mit einer ersten der Komponentenbefestigungsleitungen (der Anschlussfläche 26) verbunden, auf der eine erste der elektronischen Komponenten 22 (der Keramik-Kondensator 24) befestigt ist. Die zweite Unterbrechungsleitung ist mit einer zweiten der Komponentenbefestigungsleitungen (der Anschlussfläche 26) verbunden, auf der eine zweite der elektronischen Komponenten 22 (der Keramik-Kondensator 24) befestigt ist. Der Wärmeabgabeabschnitt ist an einer Position angeordnet, an der ein Leitungsabstand von sowohl der ersten Unterbrechungsleitung als auch der zweiten Unterbrechungsleitung kürzer ist als ein Leitungsabstand zwischen sowohl der ersten Unterbrechungsleitung als auch der zweiten Unterbrechungsleitung und irgendeiner der elektronischen Komponenten 22 mit Ausnahme der ersten der elektronischen Komponenten (des Keramik-Kondensators 24) und der zweiten der elektronischen Komponenten (des Keramik-Kondensators 24).
Auch bei der vorliegenden Modifikation kann ein Einfluss von Wärme, die auf einer der Unterbrechungsleitungen 30 erzeugt wird, auf die anderen elektronischen Komponenten 22 durch die eine Wärmeabgabeleitung 40 beschränkt werden. Auch dann, wenn die Antriebssteuervorrichtung 20 zwei Unterbrechungsleitungen 30 aufweist, muss die Antriebssteuervorrichtung 20 nicht die gleiche Anzahl von Wärmeabgabeleitungen 40 aufweisen. Folglich kann ein Einfluss von Wärme, die auf einer der Unterbrechungsleitungen 30 erzeugt wird, auf andere elektronische Komponenten 22 unter Verwendung eines begrenzten Raums effektiv beschränkt werden. Obgleich die Antriebssteuervorrichtung 20 der vorliegenden Modifikation zwei Unterbrechungsleitungen 30 aufweist, kann die Antriebssteuervorrichtung 20 in Abhängigkeit der elektronischen Komponenten 22 beispielsweise ebenso drei oder mehr als drei Unterbrechungsleitungen 30 aufweisen und eine Wärmeabgabeleitung 40, die von den Unterbrechungsleitungen 30 gemeinsam genutzt wird. Im vorliegenden Fall ist ein Leitungsabstand zwischen jeder der Unterbrechungsleitungen 30 und der Wärmeabgabeleitung 40 kürzer als ein Leitungsabstand zwischen jeder der Unterbrechungsleitungen 30 und irgendeiner der elektronischen Komponenten 22 mit Ausnahme der elektronischen Komponente 22 (des Keramik-Kondensators 24), die auf der Anschlussfläche 26 befestigt ist, die mit jeder der Unterbrechungsleitungen 30 verbunden ist.
Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20 gemäß einer dritten Modifikation der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben. Bei der vorliegenden Modifikation weist die Antriebssteuervorrichtung 20 einen Keramik-Kondensator 24d auf. Der Keramik-Kondensator 24d weist eine Array-Form und mehrere Außenelektroden auf. Zwischen dem Keramik-Kondensator 24 und der Energieversorgungsleitung 23 sind Unterbrechungsleitungen 30a bis 30d verbunden. in dem Keramik-Kondensator 24 sind vier Mehrschicht-Keramik-Kondensatoren als Kondensator-Array zu einer Einheit gebildet. Bei der vorliegenden Modifikation sind die Unterbrechungsleitungen 30a bis 30d mit der Energieversorgungsleitung 23 und den Anschlussflächen 26a bis 26d, mit denen jeweilige Außenelektroden des Keramik-Kondensators 24d verbunden sind, verbunden.
Die Antriebssteuervorrichtung 20 weist ferner eine Wärmeabgabeleitung 40a und die Wärmeabgabeleitung 40b auf, die mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden sind. Ein Leitungsabstand zwischen jeder der Unterbrechungsleitungen 30a, 30b und der Wärmeabgabeleitung 40a ist kürzer als ein Leitungsabstand zwischen jeder der Unterbrechungsleitungen 30a, 30b und irgendeiner der elektronischen Komponenten 22 mit Ausnahme des Keramik-Kondensators 24d. Ein Leitungsabstand zwischen jeder der Unterbrechungsleitungen 30c, 30d und der Wärmeabgabeleitung 40b ist kürzer als ein Leitungsabstand zwischen jeder der Unterbrechungsleitungen 30c, 30d und irgendeiner der elektronischen Komponenten 22 mit Ausnahme des Keramik-Kondensators 24d. Ein Einfluss von Wärme, die auf einer der Unterbrechungsleitungen 30a, 30b erzeugt wird, auf die anderen elektronischen Komponenten 22 kann durch die Wärmeabgabeleitung 40a beschränkt werden, und ein Einfluss von Wärme, die auf einer der Unterbrechungsleitungen 30c, 30d erzeugt wird, auf die anderen elektronischen Komponenten 22 kann durch die Wärmeabgabeleitung 40b beschränkt werden.
(Zweite Ausführungsform)
Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20a gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben.
Die Antriebssteuervorrichtung 20a weist einen Schichtverbindungsabschnitt 23a und ein Wärmeabgabeelement 42, das als Wärmeabgabeabschnitt zur Abgabe von Wärme, die von einer Unterbrechungsleitung 30 übertragen wird, innerhalb des Schichtverbindungsabschnitts 23a angeordnet ist. Der weitere Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 20a der vorliegenden Ausführungsform gleicht dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 20 der ersten Ausführungsform. Folglich werden nachstehend im Wesentlichen die Unterschiede zwischen der Antriebssteuervorrichtung 20a und der Antriebssteuervorrichtung 20 beschrieben.
Ein Schaltungssubstrat 21 definiert, wie in den 7 und 8 gezeigt, ein Durchgangsloch, das als der Schichtverbindungsabschnitt 23a dient, an einem Abschnitt der Energieversorgungsleitung 23. Das Wärmeabgabeelement 42 ist aus dem gleichen Material wie die Energieversorgungsleitung 23 aufgebaut. Das Wärmeabgabeelement 42 weist einen Abschnitt auf, der auf einer Innenwand des Schichtverbindungsabschnitts 23a angeordnet ist. Das Wärmeabgabeelement 42 weist ferner auf: einen Abschnitt, der auf einer Rückfläche des Schaltungssubstrats 21 angeordnet ist, gegenüberliegend zu einer Oberfläche des Schaltungssubstrats 21, auf welcher die Energieversorgungsleitung 23 angeordnet ist, und einen Abschnitt, der innerhalb des Schaltungssubstrats 21 angeordnet ist. Die Abschnitte des Wärmeabgabeelements 42 stehend über den Schichtverbindungsabschnitt 23a in Kontakt miteinander.
Folglich kann das Wärmeabgabeelement 42 auch dann, wenn Komponenten dicht nebeneinander auf dem Schaltungssubstrat 21 befestigt sind, einen großen Wärmeabgabebereich sicherstellen. Das in den 7 und 8 gezeigte Durchgangsloch ist ein Beispiel für den Schichtverbindungsabschnitt 23a, der Leitungen auf den Oberflächen des Schaltungssubstrats 21 und Leitungen zwischen den Schichten verbindet, wobei ein Aufbau des Schichtverbindungsabschnitts 23a nicht auf das Durchgangsloch beschränkt ist.
Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20a gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 9 und 10 beschrieben. Die Antriebssteuervorrichtung 20a der Modifikation weist mehrere Durchgangslöcher als Schichtverbindungsabschnitt 23a und ein Wärmeabgabeelement 42, das auf Innen wänden der Durchgangslöcher angeordnet ist, auf. Es sind beispielsweise zwei Durchgangslöcher an Abschnitten der Energieversorgungsleitung 23 durch das Schaltungssubstrat 21 definiert, und ein Abschnitt des Wärmeabgabeelements 42 aus dem gleichen Material wie die Energieversorgungsleitung 23 ist auf den Innenwänden des Durchgangslochs angeordnet. Das Wärmeabgabeelement 42 weist ferner auf: einen Abschnitt, der auf der Rückfläche des Schaltungssubstrats 21 angeordnet ist, und einen Abschnitt, der innerhalb des Schaltungssubstrats 21 angeordnet ist. Die Abschnitte des Wärmeabgabeelements 42 stehen über den Schichtverbindungsabschnitt 23a in Kontakt miteinander.
Folglich kann das Wärmeabgabeelement 42 mit Sicherheit auch dann, wenn Komponenten dicht nebeneinander auf dem Schaltungssubstrat 21 befestigt sind, einen großen Wärmeabgabebereich sicherstellen. Die Anzahl von Durchgangslöchern, die als der Schichtverbindungsabschnitt 23a dienen, kann ebenso bei mehr als zwei liegen, und das Wärmeabgabeelement 42 kann ebenso auf einer Innenwand von jedem der Durchgangslöcher angeordnet sein. Auch in diesem Fall kann das Wärmeabgabeelement 42 auf der Rückfläche des Schaltungssubstrats 21 und der Innenseite des Schaltungssubstrats 21 angeordnet sein und kann das Wärmeabgabeelement 42 über die Durchgangslöcher miteinander verbunden sein, um den Wärmeabgabebereich zu vergrößern. Die vorstehend beschriebenen Konfigurationen des Schichtverbindungsabschnitts 23a und des Wärmeabgabeelements 42 können auf die anderen Ausführungsformen und Modifikationen angewandt werden.
(Dritte Ausführungsform)
Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20b gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 11 beschrieben. Die Antriebssteuervorrichtung 20b der vorliegenden Ausführungsform weist eine Unterbrechungsleitung 30e auf. Die Energieversorgungsleitung 23 ist zwischen Anschlussflächen 26 angeordnet, die mit jeweiligen Außenelektroden 24a des Keramik-Kondensators 24 verbunden sind. Der weitere Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 20b der vorliegenden Ausführungsform gleicht dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 20 der ersten Ausführungsform. Folglich wird nachstehend im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen der Antriebssteuervorrichtung 2ob und der Antriebssteuervorrichtung 20 eingegangen.
Die Unterbrechungsleitung 30e weist einen ersten Leitungsabschnitt 31 und einen zweiten Leitungsabschnitt 32, der kürzer als der erste Leitungsabschnitt 31 ist, auf. Der erste Leitungsabschnitt 31 und der zweite Leitungsabschnitt 32 sind in einem vorbestimmten Winkel miteinander verbunden. Der vorbestimmte Winkel wird derart bestimmt, dass der erste Leitungsabschnitt 31 mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden ist und der zweite Leitungsabschnitt 32 mit der Anschlussfläche 26 verbunden ist. Der vorbestimmte Winkel beträgt beispielsweise 90 Grad, Die Wärmeabgabeleitung 40 ist aus dem gleichen Material wie die Energieversorgungsleitung 23 aufgebaut. Ein Leitungsabstand zwischen der Unterbrechungsleitung 30e und der Wärmeabgabeleitung 40 ist kürzer als ein Leitungsabstand zwischen der Unterbrechungsleitung 30e und irgendeiner der elektronischen Komponenten 22 mit Ausnahme der elektronischen Komponente 22 (d. h. des Keramik-Kondensators 24), die mit der Unterbrechungsleitung 30e verbunden ist.
Dadurch, dass die Unterbrechungsleitung 30e in dem vorbestimmten Winkel gebogen wird, kann eine Leitungslänge der Unterbrechungsleitung 30e verglichen mit dem Fall, dass die Unterbrechungsleitung 30e eine gerade Form aufweist, erhöht werden, während die Energieversorgungsleitung 23 und die Anschlussfläche 26 verbunden werden. Folglich kann eine erforderliche Leitungslänge der Unterbrechungsleitung 30e in einem begrenzten Befestigungsbereich auch dann sichergestellt werden, wenn die Unterbrechungsleitung 30e auf der Oberfläche des Schaltungssubstrats 21 angeordnet ist, auf welcher die elektronischen Komponenten 22 dicht nebeneinander befestigt sind. Dementsprechend kann ein Einfluss von Wärme, die auf der Unterbrechungsleitung 30e erzeugt wird, auf die anderen elektronischen Komponenten 22 beschränkt werden und kann eine Größe der Antriebssteuervorrichtung 20b verringert werden.
Bei der in der 11 gezeigten Antriebssteuervorrichtung 20b ist der erste Leitungsabschnitt 31 mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden und der zweite Leitungsabschnitt 32 mit der Anschlussfläche 26 verbunden. Alternativ kann der erste Leitungsabschnitt 31 mit der Anschlussfläche 26 verbunden sein und der zweite Leitungsabschnitt 32 mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden sein. Der vorbestimmte Winkel kann in Übereinstimmung mit Positionen der Energieversorgungsleitung 23 und der Anschlussfläche 26 geändert werden. Anstelle der Wärmeabgabeleitung 40 können der Schichtverbindungsabschnitt 23a (wie beispielsweise ein Durchgangsloch) und das Wärmeabgabeelement 42, die auf der Innenwand des Schichtverbindungsabschnitts 23a angeordnet sind, angeordnet sein. Der Aufbau der Unterbrechungsleitung 30e, in welchem der erste Leitungsabschnitt 31 und der zweite Leitungsabschnitt 32 in dem vorbestimmten Winkel verbunden sind, kann auf die anderen Ausführungsformen und Modifikationen angewandt werden.
(Vierte Ausführungsform)
Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20c gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erindung unter Bezugnahme auf die 12 beschrieben. Bei der Antriebssteuervorrichtung 20c der vorliegenden Ausführungsform ist eine Oberfläche des Schaltungssubstrats 21 mit einer Lötabdeckschicht 28 bedeckt, Die Lötabdeckschicht 28 definiert einen Öffnungsabschnitt 28a, über den wenigstens ein Teil der Unterbrechungsleitung 30 nach außen freiliegt. Der weitere Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 20c der vorliegenden Ausführungsform gleicht dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 20 der ersten Ausführungsform. Folglich wird nachstehend im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen der Antriebssteuervorrichtung 20c und der Antriebssteuervorrichtung 20 eingegangen.
Die Lötabdeckschicht 28 definiert, wie in 12 gezeigt, den Öffnungsabschnitt 28a derart, dass ein mittlerer Abschnitt der Gesamtlänge der Unterbrechungsleitung 30, der höchstwahrscheinlich Wärme erzeugen wird, nach außen freiliegt. Auf die Gründe für die Bereitstellung des Öffnungsabschnitts 28a wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 13 und 14 eingegangen.
Bei einer in der 13 gezeigten Vorrichtung liegt ein Teil einer Testunterbrechungsleitung 101 über einen Testöffnungsabschnitt 102, der durch eine Lötabdeckschicht definiert wird, nach außen frei. Die Testunterbrechungsleitung 101 wird mit einem vorbestimmten Strom versorgt, und ein Unterbrechungsstrom I, bei welchem die Testunterbrechungsleitung 101 schmilzt, und eine Schmelzzeit t, wenn die Testunterbrechungsleitung 101 schmilzt, werden gemessen. Ferner werden ebenso ein Unterbrechungsstrom I und eine Schmelzzeit t einer Testunterbrechungsleitung 101 für den Fall, dass eine Lötabdeckschicht keinen Testöffnungsabschnitt 102 definiert, gemessen. Die Testunterbrechungsleitung 101 weist eine Gesamtlänge 11 von 2,85 mm und eine Breite W1 von 0,25 mm auf. Der Testöffnungsabschnitt 102 weist eine Öffnungslänge L2 von 0,6 mm in einer Richtung parallel zu einer Längsrichtung der Testunterbrechungsleitung 101 und eine Öffnungsbreite W2 von 0,25 mm in einer Breitenrichtung der Testunterbrechungsleitung 101 auf. In der 10 ist die Öffnungsbreite W2 der Einfachheit der Zeichnung halber länger als die Breite W1 gezeigt.
In der 14 zeigt eine fette durchgezogene Linie S1 ein Verhältnis zwischen dem Unterbrechungsstrom I und der Schmelzzeit t der Testunterbrechungsleitung 101, von der ein Teil über den Testöffnungsabschnitt 102 freiliegt, und zeigt ein Bereich zwischen fetten gestrichelten Linien, in deren Mitte die fette durchgezogene Linie S1 verläuft, einen Änderungsbereich der Schmelzzeit t bezüglich des Unterbrechungsstroms I. Eine dünne durchgezogene Linie S2 zeigt ein Verhältnis zwischen dem Unterbrechungsstrom I und der Schmelzzeit t der Testunterbrechungsleitung 101 für den Fall, dass ein Testöffnungsabschnitt 102 nicht definiert ist, und ein Bereich zwischen dünnen gestrichelten Linien, in deren Mitte die dünne durchgezogene Linie S2 verläuft, zeigt einen Änderungsbereich der Schmelzzeit t bezüglich des Unterbrechungsstroms I.
Bei gleichem Unterbrechungsstrom nehmen, wie in 14 gezeigt, die Schmelzzeit t und der Änderungsbereich ab, wenn der Testöffnungsabschnitt 102 durch die Lötabdeckschicht definiert ist. Demgegenüber nehmen für den Fall, dass der Testöffnungsabschnitt 102 nicht durch die Lötabdeckschicht definiert ist, die Schmelzzeit t der Testunterbrechungsleitung 101 in jedem Überstrombereich und der Änderungsbereich verglichen mit dem Fall, dass der Testöffnungsabschnitt 102 definiert ist, zu. Dies liegt daran, dass ein Schmelzleiter, der durch ein Schmelzen der Testunterbrechungsleitung 101 erzeugt wird, aus dem Testöffnungsabschnitt 102 fließt und der Schmelzleiter weniger wahrscheinlich an einer Position der Testunterbrechungsleitung 101 vor dem Schmelzen verbleibt.
Wenn wenigstens ein Teil der Unterbrechungsleitung 30 über den Öffnungsabschnitt 28a freiliegt, nimmt folglich die Schmelzzeit t ab, kann folglich der Überstromschutz frühzeitig ausgelöst werden und kann folglich ein Temperaturanstieg einer geschützten Komponente beschränkt werden. Ferner kann eine Zeit, die eine Spannung der Energieversorgungsleitung 23 aufgrund einer Unterbrechung durch die Unterbrechungsleitung 30 abnimmt, verringert werden. Darüber hinaus kann, da die Änderung der Schmelzzeit t abnimmt, eine Kapazität eines Stabilisierungskondensators, der im Hinblick auf die Schmelzzeit der Unterbrechungsleitung 30 in jeder Vorrichtung oder jeder Schaltung ausgelegt wird, verringert werden und können Kosten und Größe reduziert werden. Ferner kann, da die Schmelzzeit t ebenso in einem Nennbereich des Stroms abnimmt, eine Schaltung freier ausgelegt bzw. gestaltet werden.
Folglich fließt dann, wenn die Unterbrechungsleitung 30 in Übereinstimmung mit Wärme, die durch den Überstrom erzeugt wird, schmilzt, ein Schmelzleiter, der durch das Schmelzen der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, aus dem Öffnungsabschnitt 28a. Dementsprechend wird der Schmelzleiter weniger wahrscheinlich an einer Position der Unterbrechungsleitung 30 vor dem Schmelzen verbleiben, können Änderungen in der Schmelzposition und der Schmelzzeit aufgrund eines Verbleibens des Schmelzleiters beschränkt werden und kann eine Abnahme in einer Unterbrechungsleistung durch die Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden.
Bei der in der 12 gezeigten Antriebssteuervorrichtung 20c definiert die Lötabdeckschicht 28 den Öffnungsabschnitt 28a, um den mittleren Abschnitt der Unterbrechungsleitung 30, der wahrscheinlich schmelzen wird, freizulegen. Die Lötabdeckschicht 28 kann ferner einen Öffnungsabschnitt definieren, um einen anderen Abschnitt der Unterbrechungsleitung 30 oder die gesamte Oberfläche der Unterbrechungsleitung 30 freizulegen. Der vorstehend beschriebenen Aufbau des Öffnungsabschnitts 28a, über den wenigstens ein Teil der Unterbrechungsleitung 30 freiliegt, kann auf die anderen Ausführungsformen und Modifikationen angewandt werden.
Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20c gemäß einer Modifikation der vierten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 15 beschrieben. Die Antriebssteuervorrichtung 20c der vorliegenden Modifikation weist, wie in 15 gezeigt, eine Haftleitung 29 benachbart zur Unterbrechungsleitung 30 auf. Die Haftleitung 29 kann als Haftabschnitt dienen, an dem ein Schmelzleiter, der durch ein Schmelzen der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, haftet. Die Haftleitung 29 kann aus dem gleichen Material wie die Energieversorgungsleitung 23 aufgebaut sein. Es ist beispielsweise ein Paar von Haftleitungen 29 auf gegenüberliegenden Seiten der Unterbrechungsleitung 30 angeordnet. Wenn der Schmelzleiter hoher Temperatur beim Schmelzen der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, fließt der Schmelzleiter auf der Oberfläche des Schaltungssubstrats 21 und haftet an der Haftleitung 29 benachbart zur Unterbrechungsleitung 30.
Dementsprechend wird der Schmelzleiter von der Haftleitung 29 gehalten und verliert der Schmelzleiter an Fließbarkeit, indem er Wärme abgibt und härtet. Folglich können eine Abnahme in der Unterbrechungsleistung durch die Unterbrechungsleitung 30 und ein Einfluss des Flusses des Schmelzleiters auf die anderen elektronischen Komponenten beschränkt werden. Die Haftleitung 29 kann bezüglich der Unterbrechungsleitung 30 angeordnet sein, von der ein Teil über den Öffnungsabschnitt 28a nach außen freiliegt. Die Haftleitung 29 kann ebenso bezüglich der Unterbrechungsleitung 30 ohne den Öffnungsabschnitt 28a angeordnet sein, deren Oberfläche vollständig von der Lötabdeckschicht 28 bedeckt ist. Auch in diesem Fall können gleiche Vorteile erzielt werden.
(Fünfte Ausführungsform)
Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20d gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 16 beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Ende der Unterbrechungsleitung 30 über eine Verbindungsleitung 50 mit der Anschlussfläche 26 verbunden. Der weitere Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 20d der vorliegenden Ausführungsform gleicht dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 20 der ersten Ausführungsform. Folglich wird nachstehend im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen der Antriebssteuervorrichtung 20d und der Antriebssteuervorrichtung 20 eingegangen.
Eine Leiterbreite der Verbindungsleitung 50 nimmt in Richtung der Anschlussfläche 26 derart bogenförmig (R-Form) zu, dass die Querschnittsfläche eines Endabschnitts der Verbindungsleitung 50, der mit der Unterbrechungsleitung 30 verbunden ist, kleiner als eine Querschnittsfläche des anderen Endabschnitts der Verbindungsleitung 50 ist, der mit der Anschlussfläche 26 verbunden ist, die ein Verbindungsobjekt ist. Folglich ist ein Seitenende der Verbindungsleitung 50 nahtlos mit einer Seite der Unterbrechungsleitung 30 verbunden und nimmt die Leiterbreite der Verbindungsleitung 50 in Richtung der Anschlussfläche 26 graduell zu.
Wenn Wärme, die durch einen Überstrom auf der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, über die Verbindungsleitung 50 auf die Anschlussfläche 26 übertragen wird, wird Wärme, die zum Schmelzen der Unterbrechungsleitung 30 erforderlich ist, nicht übermäßig auf die Anschlussfläche 26 übertragen, verglichen mit einem Fall, in welchem die Wärme direkt auf die Anschlussfläche 26 übertragen wird. Folglich können eine Änderung im Temperaturanstieg in der Unterbrechungsleitung 30 und somit die Abnahme in der Unterbrechungsleistung der Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden. Insbesondere wird die Wärme, die durch den Überstrom auf der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, graduell in der Verbindungsleitung diffundiert und breit auf die Anschlussfläche 26 übertragen. Dementsprechend kann ein lokaler Temperaturanstieg in der Anschlussfläche 26 beschränkt werden. Folglich wird selbst dann, wenn ein Lötmittel mit einem verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt für die Anschlussfläche 26 verwendet wird, das Lötmittel weniger wahrscheinlich durch die Wärme von der Unterbrechungsleitung 30 schmelzen. Ferner kann auch in einem Steady-State, in dem kein Überstrom fließt, Wärme, die durch einen elektrischen Strom erzeugt wird, der in der Unterbrechungsleitung 30 fließt, über die Verbindungsleitung 50 diffundiert werden. Folglich kann eine Temperatur der Unterbrechungsleitung 30 im Steady-State in geeigneter Weise gesteuert und eine Langzeitzuverlässigkeit verbessert werden.
Da das Seitenende der Unterbrechungsleitung 30 und das Seitenende der Verbindungsleitung 50 nahtlos miteinander verbunden werden, wenn die Unterbrechungsleitung 30 und die Verbindungsleitung 40 unter Verwendung von Ätzflüssigkeit gebildet werden, kann die Ätzflüssigkeit an einem Verbindungsabschnitt des Seitenendes der Unterbrechungsleitung 30 und des Seitenendes der Verbindungsleitungen 50 gleichmäßig fließen. Dementsprechend wird die Ätzflüssigkeit weniger wahrscheinlich an dem Verbindungsabschnitt verbleiben und kann eine Änderung in der Leiterbreite der Unterbrechungsleitung beschränkt werden. Auf diese Weise kann die Abnahme in der Unterbrechungsleistung durch die Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden.
Die Verbindungsleitung 50 kann ebenso zwischen der Unterbrechungsleitung 30 und der Energieversorgungsleitung 23 angeordnet sein. Der vorstehend beschriebene Aufbau der Verbindungsleitung 50 kann auf die anderen Ausführungsformen und Modifikationen angewandt werden.
(Sechste Ausführungsform)
Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 220 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 17 bis 19 beschrieben. Die Antriebssteuervorrichtung 220 weist ein Schaltungssubstrat 221 auf, das in einem Gehäuse (nicht gezeigt) untergebracht ist. Auf dem Schaltungssubstrat 221 sind mehrere elektronische Komponenten zur Beschränkung eines Antriebsschlupfes dicht nebeneinander befestigt. Das Schaltungssubstrat 221 ist über beispielsweise einen Verbinder elektrisch mit einer externen Vorrichtung und den anderen elektronischen Steuervorrichtungen 12 verbunden und beschränkt einen Antriebsschlupf des Antriebsrades auf der Grundlage eines vorbestimmten Signals.
Die elektronischen Komponenten weisen, wie in 17 gezeigt, einen Keramik-Kondensator 224 und einen Oszillator 222 und mehrere Kupferleitungen einschließlich einer Energieversorgungsleitung 223 und einer gemeinsamen Leitung 227 auf, die dicht nebeneinander auf der Oberfläche des Schaltungssubstrats 221 befestigt sind.
Der Keramik-Kondensator 224 weist, wie in 18 gezeigt, Außenelektroden 224a auf. Die Außenelektroden 224a sind über ein Lötmittel 225 jeweils mit Anschlussflächen 226 verbunden, die als ein Teil der Leitung des Schaltungssubstrats 221 vorgesehen sind. Folglich ist der Keramik-Kondensator 224 auf der Oberfläche des Schaltungssubstrats 221 befestigt. Der Keramik-Kondensator 224 kann gebildet werden, indem dielektrische Keramikkörper hoher Permittivität aus Barium-Titanat und interne Elektroden in Schichten übereinandergeschichtet werden, um die Temperatureigenschaften und Frequenzeigenschaften zu verbessern und um so eine hohe Kapazität bei geringer Größe zu erzielen.
Die gemeinsame Leitung 227 ist mit vielen Schaltungen und elektronischen Komponenten (nicht gezeigt) verbunden und wird von den Schaltungen und den elektronischen Komponenten gemeinsam genutzt. Um eine dichte Befestigung zu erzielen, wird die gemeinsame Leitung 227 zwischen den Anschlussflächen 226 angeordnet, die mit dem Keramik-Kondensator 224 verbunden sind. Zwischen einer der Anschlussflächen 226 und der gemeinsamen Leitung 227 ist die Unterbrechungsleitung 230 angeordnet. Die Unterbrechungsleitung 230 schmilzt durch Wärme, die durch einen Überstrom erzeugt wird, und unterbricht eine elektrische Verbindung zwischen der Anschlussfläche 226 und der gemeinsamen Leitung 227 über die Unterbrechungsleitung 230. Auf diese Weise kann die Unterbrechungsleitung 230 einen Überstromschutz in Abhängigkeit des Schaltungssubstrats 221 erzielen.
Die Unterbrechungsleitung 230 weist einen ersten Leitungsabschnitt 231 und einen zweiten Leitungsabschnitt 232, der kürzer als der erste Leitungsabschnitt 231 ist, auf. Der erste Leitungsabschnitt 231 und der zweite Leitungsabschnitt 232 sind derart miteinander verbunden, dass die Unterbrechungsleitung 230 eine L-Form aufweist. Der erste Leitungsabschnitt 231 ist mit einem Endabschnitt der gemeinsamen Leitung 227 verbunden, und der zweite Leitungsabschnitt 232 ist mit einer der Anschlussflächen 226 verbunden. Die Unterbrechungsleitung 230 weist eine Leiterbreite auf, die ausreichend kleiner als eine Leiterbreite der gemeinsamen Leitung 227 ist. Der Ausdruck Leiterbreite beschreibt eine Abmessung in einer Richtung senkrecht zu einer Richtung eines elektrischen Stroms auf einer Oberfläche des Schaltungssubstrats 221. Die Unterbrechungsleitung 30 weist beispielsweise eine Leiterbreite innerhalb eines Bereichs von 0,2 bis 0,3 mm auf, und die gemeinsame Leitung 227 weist beispielsweise eine Leiterbreite von 2 mm auf.
Der Oszillator 222 ist auf der Oberfläche des Schaltungssubstrats 221 befestigt, in einer Weise gleich dem Keramik-Kondensator 224. Der Oszillator 222 ist über ein Lötmittel mit Anschlussflächen 226a verbunden, so dass der Oszillator 222 mit der Energieversorgungsleitung 223 verbunden ist. Der Oszillator 222 wird als ein Teil eines Schwingkreises verwendet, um den Betrieb der gesamten Schaltung zu synchronisieren. In der Nähe des Oszillators 222 sind weitere elektronische Komponenten 222a, 222b auf der Oberfläche des Schaltungssubstrats 221 befestigt. Der Oszillator 222 und die elektronischen Komponenten 222a, 222b sind Beispiele für eine geschützte elektronische Komponente.
Das Schaltungssubstrat 221 kann, wie in 19 gezeigt, eine Mehrschichtschaltung sein, in der drei Isolierschichten 221a und vier leitfähige Schichten geschichtet angeordnet sind. Die Isolierschichten 221a können aus einem Glasgewebe aufgebaut sein, in dem Epoxydharz mit Epoxydharz imprägniert ist. Die Leitungsschichten können aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Kupfer, als ein Teil der Leitungen der Schaltungen aufgebaut sein. Die Leitungen, welche die gemeinsame Leitung 227 und die Unterbrechungsleitung 230 umfassen, sind als ein Teil einer äußersten leitfähigen Schicht in den vier leitfähigen Schichten gebildet. Beide Oberflächen des Schaltungssubstrats 221 sind mit einer Lötabdeckschicht 228 bedeckt. Nachstehend wird eine Seite des Schaltungssubstrats 221, auf welcher der Keramik-Kondensator 224 und die Unterbrechungsleitung 230 angeordnet sind, als Oberseite bezeichnet, und eine gegenüberliegende Seite des Schaltungssubstrats 221 von der Oberseite als Unterseite bezeichnet.
Das Schaltungssubstrat 221 weist ferner eine Wärmediffusionsleitung 240 auf. Die Wärmediffusionsleitung 240 ist aus Kupfer aufgebaut, in einer Weise gleich der gemeinsamen Leitung 227. Die Wärmediffusionsleitung 240 weist Außenleitungsschichten 241, 242, Innenleitungsschichten 243 und ein Paar von Durchgangslöchern 244, über welche die Außenleitungsschichten 241, 242 und die Innenleitungsschichten 243 thermisch miteinander verbunden sind, auf. Die Außenleitungsschicht 241 auf der Oberseite ist mit der Lötabdeckschicht 228 bedeckt, in einer Weise gleich der gemeinsamen Leitung 227. Die Außenleitungsschicht 241 weist eine vorbestimmte Leiterbreite auf. Die Außenleitungsschicht 241 ist zwischen einem Bereich, in welchem der Keramik-Kondensator 224 und die Unterbrechungsleitung 230 angeordnet sind, und einem Bereich, in welchem der Oszillator 222 und die elektronischen Komponenten 222a, 222b angeordnet sind, angeordnet. Die Außenleitungsschicht 241 erstreckt sich gerade, um die Bereiche zu teilen.
Die Innenleitungsschichten 243 sind jeweils zwischen einer mittleren Isolierschicht 221a und einer oberen Isolierschicht 221a und zwischen der mittleren Isolierschicht 221a und einer unteren Isolierschicht 221a angeordnet. Jede der Innenleitungsschichten 243 weist eine rechteckige planare Form auf, und ein Oberflächenbereich von jeder der Innenleitungsschichten 243 ist größer als ein Oberflächenbereich der Außenleitungsschicht 241. Die Form und die Größe der Innenleitungsschichten 243 werden derart bestimmt, dass die Innenleitungsschichten 243 nicht die geschützten elektronischen Komponenten, wie beispielsweise den Oszillator 222, benachbart zum Keramik-Kondensator 224 und der Unterbrechungsleitung 230, in einer vertikalen Richtung, d. h. einer Dickenrichtung des Schaltungssubstrats 221 überlappen.
Die Außenleitungsschicht 242 ist auf der Unterseite des Schaltungssubstrats 221 angeordnet und wird von einer Lötabdeckschicht 228 bedeckt. Die Außenleitungsschicht 242 weist die gleiche Form und die gleiche Größe wie die Innenleitungsschichten 243 auf. Die Innenleitungsschichten 243 und die Außenleitungsschicht 242 sind unterhalb der Unterbrechungsleitung 230 und des Keramik-Kondensators 224 angeordnet (ein durch die gestrichelte Linie in der 17 gezeigter Bereich). Ein Teil der Innenleitungsschichten 243 und ein Teil der Außenleitungsschicht 242 überlappen die Unterbrechungsleitung 230 und den Keramik-Kondensator 224 in der Dickenrichtung des Schaltungssubstrats 221.
Das Paar von Durchgangslöchern 244 ist zwischen der Unterbrechungsleitung 230 und dem Oszillator 222 definiert. Das Paar von Durchgangslöchern 244 durchdringt das Schaltungssubstrat 221 von der Außenleitungsschicht 241 auf der Oberseite über die Innenleitungsschichten 243 zu der Außenleitungsschicht 242 auf der Unterseite. Auf einer Innenwand von jedem der Durchgangslöcher 244 ist eine Innenwandleitung 244a aus Kupfer angeordnet. Die Innenwandleitung 244a ist einteilig mit den Außenleitungsschichten 241, 242 und den Innenleitungsschichten 243 ausgebildet. Jedes der Durchgangslöcher 244 ist mit einem Füllmaterial 245 beispielsweise aus einer Kupferpaste aufgebaut. Das Füllmaterial 245 erhöht die Wärmeübertragungseffizienz zwischen den Außenleitungsschichten 241, 242 und den Innenleitungsschichten 243.
Bei der Antriebssteuervorrichtung 220 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau erzeugt beispielsweise dann, wenn ein Kurzschlussfehler in dem Keramik-Kondensator 224 auftritt und ein Überstrom in der Unterbrechungsleitung 230 fließt, die Unterbrechungsleitung 230 Wärme in Übereinstimmung mit dem Überstrom. Wenn die erzeugte Wärme eine vorbestimmte Temperatur überschreitet, schmilzt die Unterbrechungsleitung 230 und wird die elektrische Verbindung über die Unterbrechungsleitung 230 unterbrochen. Folglich können die anderen elektronischen Komponenten 22, die mit der gemeinsamen Leitung 227 verbunden sind, vor dem Überstrom geschützt werden. Der Strom bei einer Unterbrechung ist nicht hoch genug, um die Sicherung 14a zu durchschlagen. Folglich beeinflusst die Beschädigung der Antriebssteuervorrichtung 220 nicht die anderen elektronischen Steuervorrichtungen 12, die über die Sicherung 14a mit Energie versorgt werden. Eine Zeit von einer Erzeugung des Überstroms bis zum Schmelzen der Unterbrechungsleitung 230 beträgt einige wenige Millisekunden, und eine Schmelzzeit von jeder der Sicherungen 14a, 14b liegt für gewöhnlich bei ungefähr 0,02 Sekunden. Folglich kann der Überstromschutz auch für eine elektronische Steuervorrichtung oder eine elektronische Komponente, deren Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden muss, in geeigneter Weise realisiert werden.
Wenn der Keramik-Kondensator 224 beschädigt und ein Kurzschluss verursacht wird, kann nicht nur die Unterbrechungsleitung 30, sondern ebenso der Keramik-Kondensator 224 Wärme durch einen Überstrom erzeugen. Die durch den Überstrom auf dem Keramik-Kondensator 224 und der Unterbrechungsleitung 230 erzeugte Wärme kann über die Isolierschicht 221a und die gemeinsame Leitung 227 übertragen werden. Die Wärmediffusionsleitung 240 ist, wie vorstehend beschrieben, aus Kupfer aufgebaut und weist eine höhere Wärmeleitfähigkeit als die Isolierschicht 221a auf. Folglich wird die Wärme dann, wenn sie durch den Überstrom die Wärmediffusionsleitung 240 erreicht, über die gesamte Wärmediffusionsleitung 240 diffundiert, bevor die Wärme auf einen anderen Abschnitt übertragen wird.
Insbesondere wird die Wärme, welche die Außenleitungsschicht 241 erreicht, die benachbart zu der Unterbrechungsleitung 230 und der Innenleitungsschicht 243 angeordnet ist, die knapp unterhalb der Unterbrechungsleitung 230 angeordnet ist, über die gesamte Außenleitungsschicht 241 und die gesamte Innenleitungsschicht 243 übertragen. Ferner wird die Wärme über die Durchgangslöcher 244 auf die untere Innenleitungsschicht 243 und die Außenleitungsschicht 242 übertragen, die auf der unteren Seite bzw. Unterseite des Schaltungssubstrats 221 angeordnet sind. Da die Durchgangslöcher 244 mit dem Füllmaterial 245 gefüllt sind, wird die Wärme durch den Überstrom schnell über das Füllmaterial 245 und die Innenwandleitung 244a auf den Durchgangslöchern 244 übertragen. Folglich wird die Wärme über die gesamte Wärmediffusionsleitung 240 verteilt und temporär in der Wärmediffusionsleitung 240 gespeichert. Auf diese Weise wird die Wärme weniger wahrscheinlich auf den Oszillator 222 und die elektronischen Komponenten 222a, 222b übertragen, die auf einer gegenüberliegenden Seite der Außenleitungsschicht 241 von der Unterbrechungsleitung 230 angeordnet sind.
Bei der Antriebssteuervorrichtung 220 der vorliegenden Ausführungsform ist die Wärmediffusionsleitung 240, wie vorstehend beschrieben, auf einem Wärmeübertragungspfad von der Unterbrechungsleitung 230 zu dem Oszillator 222 und den elektronischen Komponenten 222a, 222b angeordnet. Folglich kann die Wärme durch den Überstrom mit Sicherheit über die gesamte Wärmediffusionsleitung 240 diffundiert werden, bevor die Wärme den Oszillator 222 und die elektronischen Komponenten 222a, 222b erreicht, und wird die Wärme weniger wahrscheinlich auf den Oszillator 222 und die elektronischen Komponenten 222a, 222b übertragen. Da der Oszillator 222 durch die Wärmediffusionsleitung 240 vor der Wärme durch den Überstrom geschützt wird, kann die gesamte Schaltung einschließlich des Oszillators 222 normal weiterarbeiten. Ferner kann, da die Wärme weniger wahrscheinlich auf die Anschlussflächen 226a übertragen wird, auf denen der Oszillator 222 und dergleichen befestigt sind, ein Verbindungsfehler des Oszillators 222 und dergleichen verhindert werden.
Zusätzlich zur Außenleitungsschicht 241, die benachbart zur Unterbrechungsleitung 230 angeordnet ist, sind die Außenleitungsschicht 242, die auf der unteren Seite des Schaltungssubstrats 221 angeordnet ist, und die Innenleitungsschichten 243 angeordnet, um eine Wärmekapazität der Wärmediffusionsleitung 240 zu erhöhen. Ferner kann dadurch, dass die Durchgangslöcher 244 vorgesehen werden, die Wärme schnell über die gesamte Wärmediffusionsleitung 240 verteilt und in der Wärmediffusionsleitung 240 gespeichert werden. Auf diese Weise wird die Wärme weniger wahrscheinlich auf den Oszillator 222 übertragen. Da die Innenleitungsschichten 243 und die Außenleitungsschicht 242, die größere Oberflächenbereiche als die Außenleitungsschicht 241 aufweisen, eine hohe Wärmekapazität der Wärmediffusionsleitung 240 sicherstellen, kann die Wärme in der Wärmediffusionsleitung 240 effektiver diffundiert und gespeichert werden.
Da die Durchgangslöcher 244 mit dem Füllmaterial 245 gefüllt sind und die Wärme effektiv zwischen den Leiterschichten übertragen werden kann, kann die Wärme schnell über die gesamten vier Leitungsschichten verteilt und die Wärmeübertragung auf den Oszillator 222 und dergleichen weiter beschränkt werden.
Da die Innenleitungsschicht 243 unterhalb der Unterbrechungsleitung 230 und des Keramik-Kondensators 224 angeordnet ist, die als Wärmequellen wirken, zusätzlich zur Außenleitungsschicht 241, kann die Wärme schneller über die gesamte Wärmediffusionsleitung 240 diffundiert und die Wärmeübertragung auf den Oszillator 222 und dergleichen sicherer beschränkt werden.
Dies führt dazu, dass ein Fehler, wie beispielsweise eine Leistungsabnahme und eine Lebensdauerabnahme, des Oszillators 222 und der elektronischen Komponenten 222a, 222b aufgrund von Wärme durch einen Überstrom beschränkt werden kann und die Schaltung einschließlich des Oszillators 222 und der elektronischen Komponenten 222a, 222b normal weiterarbeiten kann. In der vorliegenden Ausführungsform werden der Oszillator 222 und die elektronischen Komponenten 222a, 222b als geschützten elektronischen Komponenten beschrieben. Es wird jedoch angemerkt, dass alle der elektronischen Komponenten, die auf dem Schaltungssubstrat 221 befestigt sind und sich von dem Keramik-Kondensator 224 unterscheiden, vor der Wärme durch den Überstrom zu schützen sind.
Das Füllmaterial 245 kann aus irgendeinem Material aufgebaut sein, das vorzugsweise Wärme überträgt. Das Füllmaterial 245 kann beispielsweise ein Metallstab aus Kupfer, Aluminium oder Silber sein, und das Füllmaterial 245 kann ferner aus einer Aluminiumpaste, einer Silberpaste, einem Wärmeabgabegel oder Keramik aufgebaut sein. Jede Leitungsschicht in der Wärmediffusionsleitung 240 kann aus irgendeinem Material mit einer gewünschten Wärmeleitfähigkeit aufgebaut sein, wie beispielsweise Aluminium und Keramik, in einer Weise gleich dem Füllmaterial 245.
Die Anzahl und die Anordnung der Durchgangslöcher 244 und die Form und die Größe jeder Leitungsschicht in der Wärmediffusionsleitung 240 kann optional auf der Grundlage der Anordnung der elektronischen Komponenten und der anderen Leitungen festgelegt werden. Die Anzahl der Innenleitungsschichten 243 kann optional in Übereinstimmung mit der Anzahl von Schichten im Schaltungssubstrat 221 festgelegt werden. Die Innenleitungsschicht 243 kann weggelassen werden, und die Wärmediffusionsleitung 240 kann nur die Außenleitungsschicht 241 aufweisen.
(Siebte Ausführungsform)
Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 220a gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 20 und 21 beschrieben.
Die Antriebssteuervorrichtung 220a weist eine Unterbrechungsleitung 230a und eine Wärmediffusionsleitung 240a anstelle der Unterbrechungsleitung 230 und der Wärmediffusionsleitung 240 auf, die in der sechsten Ausführungsform beschrieben wurden. Der weitere Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 220a gleicht dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 220 der sechsten Ausführungsform. Folglich werden nachstehend im Wesentlichen die Unterschiede zwischen der Antriebssteuervorrichtung 220a der vorliegenden Ausführungsform und der Antriebssteuervorrichtung 220 der sechsten Ausführungsform beschrieben.
Die Unterbrechungsleitung 230a der vorliegenden Ausführungsform weist, wie in 20 gezeigt, eine gerade Form auf. Ein Endabschnitt der Unterbrechungsleitung 230a ist in einem Winkel von annähernd 90 Grad mit einem Endabschnitt der gemeinsamen Leitung 227 verbunden, und der andere Endabschnitt der Unterbrechungsleitung 230a ist mit der Anschlussfläche 28 verbunden, die mit dem Keramik-Kondensator 224 verbunden ist.
Die Wärmediffusionsleitung 240a der vorliegenden Ausführungsform weist eine Außenleitungsschicht 241a zusätzlich zur Außenleitungsschicht 241 auf der oberen Seite bzw. Oberseite des Schaltungssubstrats 221 auf. Die Außenleitungsschicht 241a weist einen Aufbau gleich der Außenleitungsschicht 241 auf und erstreckt sich parallel zur Außenleitungsschicht 241. Die Unterbrechungsleitung 230a und der Keramik-Kondensator 224 sind zwischen der Außenleitungsschicht 241 und der Außenleitungsschicht 241a angeordnet.
An einem Endabschnitt der Außenleitungsschicht 241a ist ein Paar von Durchgangslöchern 244 in einer Weise gleich der Außenleitungsschicht 241 definiert. Die Außenleitungsschicht 241a, die Innenleitungsschichten 243 und die Außenleitungsschicht 242 sind, wie in 21 gezeigt, über die Durchgangslöcher 244 thermisch miteinander verbunden. Folglich ist die Unterbrechungsleitung 230a von den Außenleitungsschichten 241, 241a, den vier Durchgangslöchern 244 und der Innenleitungsschicht 243, die knapp unter der Unterbrechungsleitung 230a angeordnet ist, umgeben.
Die Lötabdeckschicht 228 definiert einen Öffnungsabschnitt 228b mit einer rechteckigen Form, wie in 21 gezeigt, derart, dass wenigstens ein Teil der Unterbrechungsleitung 230a über den Öffnungsabschnitt 228b nach außen freiliegt. Insbesondere definiert die Lötabdeckschicht 228 den Öffnungsabschnitt 228b derart, dass ein mittlerer Abschnitt der Gesamtlänge der Unterbrechungsleitung 230a, der höchstwahrscheinlich Wärme erzeugen wird, nach außen freiliegt.
Die Gründe für die Bereitstellung des Öffnungsabschnitts 228b gleichen den Gründen für die Bereitstellung des Öffnungsabschnitts 28a, der in der vierten Ausführungsform beschrieben wurde.
Wenn wenigstens ein Teil der Unterbrechungsleitung 230a über den Öffnungsabschnitt 228b freiliegt, nimmt die Schmelzzeit t ab, kann der Überstromschutz frühzeitig ausgelöst werden und kann ein Temperaturanstieg einer geschützten Komponente beschränkt werden. Ferner kann eine Zeit, die eine Spannung der gemeinsamen Leitung 227 aufgrund einer Unterbrechung durch die Unterbrechungsleitung 230a abnimmt, verringert werden. Darüber hinaus können, da die Änderung der Schmelzzeit t abnimmt, eine Kapazität eines Stabilisierungskondensators, der im Hinblick auf die Schmelzzeit der Unterbrechungsleitung 230a in jeder Vorrichtung oder jeder Schaltung ausgelegt wird, und die Größe und die Kosten verringert werden. Ferner kann, da die Schmelzzeit t in einem Nennbereich des Stroms abnimmt, eine Schaltung freier ausgelegt bzw. gestaltet werden. Der weitere Aufbau gleicht dem vorstehend beschriebenen Aufbau der sechsten Ausführungsform.
Bei der Antriebssteuervorrichtung 220a wird Wärme durch einen Überstrom schnell durch die Außenleitungsschichten 241, 241a und die obere Innenleitungsschicht 243, welche die Unterbrechungsleitung 230a und den Keramik-Kondensator 224 umgeben, diffundiert. Ferner wird die Wärme über die vier Durchgangslöcher 244 auf die untere Innenleitungsschicht 243 und die Außenleitungsschicht 242 übertragen, so dass die Wärme in der gesamten Wärmediffusionsleitung 240a gespeichert wird, bevor die Wärme weiter übertragen wird.
Bei der Antriebssteuervorrichtung 220a der vorliegenden Ausführungsform sind die Außenleitungsschicht 241a und die Durchgangslöcher 244, wie vorstehend beschrieben, auf einer gegenüberliegenden Seite der Unterbrechungsleitung 230a und des Keramik-Kondensators 224 von der Außenleitungsschicht 241 vorgesehen, um die Unterbrechungsleitung 230a und den Keramik-Kondensator 224 zu umgeben. Folglich kann die Wärme durch einen Überstrom, bevor sie zu einem Umgebungsbereich übertragen wird, sicherer schnell über die gesamte Wärmediffusionsleitung 240a übertragen und in der Wärmediffusionsleitung 240a gespeichert werden. Folglich können die geschützten elektronischen Komponenten, wie beispielsweise der Oszillator 222, mit Sicherheit normal weiterarbeiten.
In der vorliegenden Ausführungsform fließt ein Schmelzleiter, der durch ein Schmelzen der Unterbrechungsleitung 230a erzeugt wird, aus dem Öffnungsabschnitt 228b. Folglich wird der Schmelzleiter weniger wahrscheinlich an einer Position der Unterbrechungsleitung 230a vor dem Schmelzen verbleiben, können Änderungen in der Schmelzposition und der Schmelzzeit aufgrund des Verbleibens des Schmelzleiters beschränkt werden und kann eine Abnahme in der Unterbrechungsleistung durch die Unterbrechungsleitung 230a beschränkt werden.
Ferner ist der Öffnungsabschnitt 228b, da die Lötabdeckschicht 228 den Öffnungsabschnitt 228b derart definiert, dass der Abschnitt der Unterbrechungsleitung 230a, der höchstwahrscheinlich Wärme erzeugen wird, nach außen freiliegt, an einem Abschnitt entsprechend einem Abschnitt der Unterbrechungsleitung 230a definiert, der höchstwahrscheinlich schmelzen wird. Auf diese Weise kann eine Abnahme in der Unterbrechungsleistung durch die Unterbrechungsleitung 230a mit Sicherheit beschränkt werden,
(Achte Ausführungsform)
Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 220b gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 22 und 23 beschrieben.
Die Antriebssteuervorrichtung 220b der vorliegenden Ausführungsform weist eine Unterbrechungsleitung 230a, die gleich der Unterbrechungsleitung 230a der siebten Ausführungsform ist, und eine Wärmediffusionsleitung 240b auf. Der weitere Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 220b gleicht dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 220 der sechsten Ausführungsform. Folglich werden nachstehend im Wesentlichen die Unterschiede zwischen der Antriebssteuervorrichtung 220b der vorliegenden Ausführungsform und der Antriebssteuervorrichtung 220 der sechsten Ausführungsform beschrieben.
Die Unterbrechungsleitung 230a zweigt, wie in 22 gezeigt, von der gemeinsamen Leitung 227 ab und ist mit der Anschlussfläche 226 verbunden, auf welcher der Keramik-Kondensator 224 befestigt ist. Die Wärmediffusionsleitung 240b weist ein Paar von Außenleitungsschichten 241 auf, die auf der Oberseite des Schaltungssubstrats 221 angeordnet sind. Das Paar von Außenleitungsschichten 241 ist auf gegenüberliegenden Seiten der Unterbrechungsleitung 230a und des Keramik-Kondensators 224 angeordnet und erstreckt sich parallel zueinander.
Die Lötabdeckschicht 228, die auf der Oberseite des Schaltungssubstrats 221 angeordnet ist, definiert, wie in 23 gezeigt, Öffnungsabschnitte 228a. Die Öffnungsabschnitte 228a erstrecken sich entlang der jeweiligen Außenleitungsschichten 241b, um nahezu die gesamte Oberfläche der entsprechenden Außenleitungsschichten 241b freizulegen. Auf dem Teil der Außenleitungsschichten 241b, der über die Öffnungsabschnitte 228a freiliegt und benachbart zu der Unterbrechungsleitung 230a und dem Keramik-Kondensator 224 angeordnet ist, ist ein Lötmittel 241c als Wärmeabgabeelement angeordnet. Das Lötmittel 241c steht von Oberflächen der Außenleitungsschichten 241b vor. Aufgrund des Lötmittels 241c nehmen eine Querschnittsfläche und ein Gesamtoberflächenbereich der Außenleitungsschichten 241b und des Lötmittels 241c verglichen mit einem Fall, in dem nur die Außenleitungsschichten 241b angeordnet sind, zu.
Ein Ende der Unterbrechungsleitung 230a ist über eine erste Verbindungsleitung 230b elektrisch mit der gemeinsamen Leitung 227 verbunden, und das andere Ende der Unterbrechungsleitung 230a ist über eine zweite Verbindungsleitung 230c elektrisch mit der Anschlussfläche 226 verbunden. Sowohl die erste Verbindungsleitung 230b als auch die zweite Verbindungsleitung 230c können aus dem gleichen leitfähigen Material, wie beispielsweise Kupfer, aufgebaut sein, gleich der Unterbrechungsleitung 230a und der gemeinsamen Leitung 227. Sowohl die erste Verbindungsleitung 230b als auch die zweite Verbindungsleitung 230c weisen ein größeres Leitervolumen als die Unterbrechungsleitung 230a auf.
Insbesondere nimmt eine Leiterbreite der ersten Verbindungsleitung 230b in Richtung der gemeinsamen Leitung 227, die ein Verbindungsobjekt ist, bogenförmig zu. Genauer gesagt, die Leiterbreite der ersten Verbindungsleitung 230b nimmt derart in Richtung der gemeinsamen Leitung 227 zu, dass eine Querschnittsfläche an einem Ende der ersten Verbindungsleitung 230b, das mit der Unterbrechungsleitung 230a verbunden ist, kleiner ist als eine Querschnittsfläche an dem anderen Ende der ersten Verbindungsleitung 230b, das mit der gemeinsamen Leitung 227 verbunden ist.
Eine Leiterbreite der zweiten Verbindungsleitung 230c nimmt in Richtung der Anschlussfläche 226, die ein Verbindungsobjekt ist, bogenförmig zu. Genauer gesagt, die Leiterbreite der zweiten Verbindungsleitung 230c nimmt derart in Richtung der Anschlussfläche 226 zu, dass eine Querschnittsfläche an einem Ende der zweiten Verbindungsleitung 230c, das mit der Unterbrechungsleitung 230a verbunden ist, kleiner ist als eine Querschnittsfläche an dem anderen Ende der zweiten Verbindungsleitung 230c, das mit der Anschlussfläche 226 verbunden ist.
Die Antriebssteuervorrichtung 220b weist ferner ein Paar von Haftleitungen 270 auf, an denen ein Schmelzleiter, der durch ein Schmelzen der Unterbrechungsleitung 230a erzeugt wird, haftet. Die Haftleitungen 270 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Unterbrechungsleitungen 230a angeordnet. Die Haftleitungen 270 sind aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Kupfer, in einer Weise gleich der gemeinsamen Leitung 227 aufgebaut. Die Lötabdeckschicht 228 definiert ferner Öffnungsabschnitte 280c. Die Positionen und Formen der Öffnungsabschnitte 280c entsprechen den Haftleitungen 270, um die Haftleitungen 270 von der Lötabdeckschicht 228 freizulegen.
Bei der Antriebssteuervorrichtung 220b wird dann, wenn Wärme durch einen Überstrom die Außenleitungsschichten 241b erreicht, die auf den gegenüberliegenden Seiten des Keramik-Kondensators 224 und der Unterbrechungsleitung 230a angeordnet sind, die Wärme über die gesamte Außenleitungsschichten 241b diffundiert. Da die Gesamtquerschnittsfläche der Außenleitungsschichten 241b und des Lötmittels 241c verglichen mit dem Fall, dass nur die Außenleitungsschichten 241b angeordnet sind, zunehmen und die Außenleitungsschichten 241b und das Lötmittel 241c hohe Wärmeleitfähigkeiten aufweisen, wird die Wärme durch den Überstrom schnell über die gesamte Wärmediffusionsleitung 240b diffundiert und in den Wärmediffusionsleitungen 240b gespeichert. Darüber hinaus wird, da die Außenleitungsschichten 241b über die Öffnungsabschnitte 228a freiliegen und die Gesamtquerschnittsfläche der Außenleitungsschichten 241b und des Lötmittels 241c durch das Lötmittel 241c, das von den Außenleitungsschichten 241b vorsteht, zunimmt, die gespeicherte Wärme effizient von den Außenleitungsschichten 241b und dem Lötmittel 241c abgegeben.
Bei der Antriebssteuervorrichtung 220b der vorliegenden Ausführungsform kann, da die Gesamtquerschnittsfläche der Außenleitungsschichten 241b und des Lötmittels 241c zunimmt, wie vorstehend beschrieben, die durch den Überstrom erzeugte Wärme schnell über die gesamte Wärmediffusionsleitung 240b diffundiert und in der Wärmediffusionsleitung 240b gespeichert werden. Ferner wird die Wärme, da die Querschnittsfläche der Außenleitungsschichten 241b und des Lötmittels 241c zunimmt, effizient von den Außenleitungsschichten 241b und dem Lötmittels 241c abgegeben. Auf diese Weise kann die Wärmeübertragung auf die geschützten elektronischen Komponenten, wie beispielsweise den Oszillator 222, effektiv beschränkt werden und können die geschützten elektronischen Komponenten mit Sicherheit normal weiterarbeiten.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Wärmediffusionsleitung 240b einzig auf der Oberseite des Schaltungssubstrats 221 vorgesehen. Die Wärmediffusionsleitung 240b kann jedoch ferner Innenleitungsschichten und Durchgangslöcher aufweisen, welche die Außenleitungsschichten 241b und die Innenleitungsschichten miteinander verbinden, in einer Weise gleich der sechsten Ausführungsform und der siebten Ausführungsform. Folglich nimmt die Wärmekapazität der Wärmediffusionsleitung 240b zu und kann die Wärmeübertragung auf die geschützten elektronischen Komponenten weiter beschränkt werden.
Ferner ist bei der Antriebssteuervorrichtung 220b der vorliegenden Ausführungsform die Unterbrechungsleitung 230a über die erste Verbindungsleitung 230b mit der gemeinsamen Leitung 227 verbunden und über die zweite Verbindungsleitung 230c mit der Anschlussfläche 226 verbunden. Da das Seitenende der Unterbrechungsleitung 230a und das Seitenende der Verbindungsleitungen 230b, 230c nahtlos miteinander verbunden sind, kann dann, wenn die Unterbrechungsleitung 230a und die Verbindungsleitungen 230b, 230c unter Verwendung von Ätzflüssigkeit gebildet werden, die Ätzflüssigkeit an Verbindungsabschnitten des Seitenendes der Unterbrechungsleitung 230a und des Seitenendes der Verbindungsleitungen 230b, 230c gleichmäßig fließen. Folglich wird die Ätzflüssigkeit weniger wahrscheinlich an den Verbindungsabschnitten verbleiben und kann eine Änderung in der Leiterbreite der Unterbrechungsleitung beschränkt werden. Auf diese Weise kann die Abnahme in der Unterbrechungsleistung durch die Unterbrechungsleitung 230a beschränkt werden.
Wenn der Schmelzleiter der hohen Temperatur bei einem Schmelzen der Unterbrechungsleitung 230a erzeugt wird, fließt der Schmelzleiter auf der Oberfläche der Leiterplatte 221 und haftet an den Haftleitungen 270 benachbart zur Unterbrechungsleitung 230a. Folglich wird der Schmelzleiter von der Haftleitung 270 gehalten und verliert der Schmelzleiter an Fließbarkeit, indem er Wärme abgibt und härtet. Auf diese Weise kann der Einfluss des Flusses des Schmelzleiters auf die anderen elektronischen Komponenten beschränkt werden.
(Neunte Ausführungsform)
Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 220c gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 24 beschrieben. Die Antriebssteuervorrichtung 220c weist eine Wärmediffusionsleitung 240c mit einer Außenleitungsschicht 241d auf. Die Außenleitungsschicht 241d ist mit der Energieversorgungsleitung 223 verbunden, die als gemeinsame Leitung verwendet wird. Der weitere Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 220c gleicht dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Antriebssteuervorrichtung 220 der sechsten Ausführungsform. Folglich werden nachstehend im Wesentlichen die Unterschiede zwischen der Antriebssteuervorrichtung 220c der vorliegenden Ausführungsform und der Antriebssteuervorrichtung 220 der sechsten Ausführungsform beschrieben.
Auf dem Schaltungssubstrat 221 ist die Energieversorgungsleitung 223, die elektrische Energie von der Batterie 13 bereitstellt, wie in 24 gezeigt, elektrisch mit jeder elektronischen Komponente, wie beispielsweise dem Keramik-Kondensator 224 und dem Oszillator 222, verbunden. Folglich kann die Energieversorgungsleitung 223 als gemeinsame Leitung dienen, die von den elektronischen Komponenten gemeinsam genutzt wird. Die Außenleitungsschicht 241d der Wärmediffusionsleitung 240c ist zwischen dem Bereich, in welchem die Unterbrechungsleitung 230 angeordnet ist, und einem Bereich, in welchem der Oszillator 222 und die elektronischen Komponenten 222a, 222b angeordnet ist, angeordnet. Die Außenleitungsschicht 241d ist mit der Energieversorgungsleitung 223 verbunden. Folglich teilt die Wärmediffusionsleitung 240c die Unterbrechungsleitung 230 von dem Oszillator 222 und den elektronischen Komponenten 222a, 222b.
Bei der Antriebssteuervorrichtung 220c wird Wärme durch einen Überstrom auf die Energieversorgungsleitung 223 sowie die Isolierschicht 221a übertragen. Ein Teil der Wärme, die auf die Energieversorgungsleitung 223 übertragen wird, wird auf die Außenleitungsschicht 241d übertragen, über die gesamte Wärmediffusionsleitung 240c verteilt und in der Wärmediffusionsleitung 240c gespeichert. Dementsprechend kann eine Wärmeübertragung auf den Oszillator 222 und die elektronischen Komponenten 222a, 222b über die Energieversorgungsleitung 223 beschränkt werden.
Die Energieversorgungsleitung 223 ist mit der Batterie 13 verbunden, die Energie nicht nur für die Antriebssteuervorrichtung 220c bereitstellt, sondern ebenso für andere elektronische Steuervorrichtungen 12, und zwar über den Energieversorgungspfad, und die Sicherung 14a zum Schutze der Antriebssteuervorrichtung 220c und der anderen elektronischen Steuervorrichtungen 12 ist auf dem Energieversorgungspfad angeordnet. Auch wenn ein Kurzschlussfehler in der Antriebssteuervorrichtung 220c mit der Unterbrechungsleitung 230 auftritt, schmilzt die Unterbrechungsleitung 230. Folglich kann ein Einfluss des Kurzschlussfehlers auf die Energieversorgung zu den anderen elektronischen Steuervorrichtungen 12 beschränkt werden.
(Zehnte Ausführungsform)
Nachstehend wird eine elektronische Steuervorrichtung 110 gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 25 beschrieben. Die elektronische Steuervorrichtung 110 weist ein Substrat 120 und auf dem Substrat 120 angeordnete Schaltungsblöcke 130, 140, 150 auf. Der Schaltungsblock 130 führt eine ähnliche Funktion wie die Antriebssteuervorrichtung 20 der ersten Ausführungsform aus. Die Schaltungsblöcke 140, 150 führen von dem Schaltungsblock 130 verschiedene Funktionen aus. Die verschiedenen Funktionen sind wichtiger als die Funktion des Schaltungsblocks 130. Der Schaltungsblock 140 führt beispielsweise eine Funktion entsprechend der Motor-ECU aus, und der Schaltungsblock 150 führt beispielsweise eine Funktion entsprechend der Brems-ECU aus.
Die Schaltungsblöcke 130, 140, 150 sind entsprechend über Verzweigungsleitungen 131, 141, 151 elektrisch mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden, die elektrische Energie von der Batterie 13 bereitstellt. Die vorstehend beschriebene Unterbrechungsleitung 30 ist auf der Verzweigungsleitung 131 angeordnet, die mit dem Schaltungsblock 130 verbunden ist, um als Überstromschutz für den Schaltungsblock 130 zu dienen. Auf der Energieversorgungsleitung 23 ist eine Unterbrechungsleitung 122 angeordnet, die als Überstromschutz für das Substrat 120 dient. Genauer gesagt, die Unterbrechungsleitung 122, welche das Substrat 120 mit allen der Schaltungsblöcke 130 bis 150 schützt, und die Unterbrechungsleitung 30, welche den Schaltungsblock 130 schützt, sind auf dem Substrat 120 angeordnet.
Folglich sind auch dann, wenn ein Überstrom durch einen Kurzschlussfehler im Schaltungsblock 130 verursacht wird und die Unterbrechungsleitung 30 aufgrund des Überstroms schmilzt, die Schaltungsblöcke 140, 150 über die Verzweigungsleitungen 141, 151 immer noch elektrisch mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden.
Dementsprechend stoppt einzig der mit der geschmolzenen Unterbrechungsleitung 30 verbundene Schaltungsblock 130 und arbeiten die Schaltungsblöcke 140, 150 weiter. Insbesondere kann, da die Funktion des Schaltungsblocks 130 weniger wichtig ist als die Funktionen der Schaltungsblöcke 140, 150, der Einfluss des Stoppens des weniger wichtigen Schaltungsblocks 130 auf die Funktionen der wichtigeren Schaltungsblöcke 140, 150 beschränkt werden. Wenn ein Überstrom durch einen Kurzschlussfehler in den Schaltungsblöcken 140, 150 ohne die Unterbrechungsleitung 30 verursacht wird, fließt der Überstrom zur Energieversorgungsleitung 23, schmilzt die Unterbrechungsleitung 122 und werden die Schaltungsblöcke 130, 140, 150 deaktiviert. Folglich wird der Überstrom weniger wahrscheinlich zu einem anderen Schaltungsblock fließen.
Insbesondere schmilzt die Unterbrechungsleitung 30 in einem Fall, in dem eine Leiterbreite der Unterbrechungsleitung 30 derart geringer als eine Leiterbreite der Unterbrechungsleitung 122 ist, dass ein Stromwert bei einer Unterbrechung durch die Unterbrechungsleitung 30 geringer ist als ein Stromwert bei einer Unterbrechung durch die Unterbrechungsleitung 122, dann, wenn ein Überstrom durch einen Kurzschlussfehler im Schaltungsblock 130 verursacht wird, mit Sicherheit früher als die Unterbrechungsleitung 122. Folglich kann der Einfluss auf die anderen Schaltungsblöcke 140, 150 mit Sicherheit beschränkt werden. Der vorstehend beschriebene Aufbau mit zwei Unterbrechungsleitungen auf einem Substrat kann auf die anderen Ausführungsformen und Modifikationen angewandt werden.
(Weitere Ausführungsformen)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise geändert und modifiziert werden. Jede der vorstehend beschriebenen Verbindungsleitungen 30, 30a–30e, zu denen der Wärmeabgabeabschnitt (die Wärmeabgabeleitung 40 oder das Wärmeabgabeelement 42) benachbart angeordnet ist, kann beispielsweise elektrisch mit der gemeinsamen Leitung anstelle der Energieversorgungsleitung 23 verbunden sein, die von den elektronischen Komponenten 22 gemeinsam genutzt wird, um vor einem Überstrom geschützt zu sein.
Jede der vorstehend beschriebenen Unterbrechungsleitungen 30, 30a–30e, zu denen der Wärmeabgabeabschnitt (die Wärmeabgabeleitung 40 oder das Wärmeabgabeelement 42) benachbart angeordnet ist, kann ebenso elektrisch mit einer Komponentenbefestigungsleitung verbunden sein, wie beispielsweise einer internen Schicht, die vollständig mit einer Schutzschicht bedeckt ist, wie beispielsweise einer Lötabdeckschicht.
Jede der vorstehend beschriebenen Unterbrechungsleitungen 30, 30a–30e, zu denen der Wärmeabgabeabschnitt (die Wärmeabgabeleitung 40 oder das Wärmeabgabeelement 42) benachbart angeordnet ist, kann für jedes Substrat als Überstromschutz der elektronischen Steuervorrichtungen 12 einschließlich der Motor-ECU, der Brems-ECU, der Lenk-ECU, der Körper-ECU und der Navigations-ECU vorgesehen sein.
Jede der Wärmediffusionsleitungen 240, 240a bis 240c in den Antriebssteuervorrichtungen 220, 220a bis 220c, die in der sechsten bis neunten Ausführungsform beschrieben wurden, kann als Überstromschutz der elektronischen Steuervorrichtungen 12 einschließlich der Motor-ECU, der Brems-ECU, der Lenk-ECU, der Körper-ECU und der Navigations-ECU vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007311467 A [0003]

Claims

Elektronische Steuervorrichtung (20, 20a–20d) mit: – einem Substrat (21); – mehreren Komponentenbefestigungsleitungen (26), die auf dem Substrat (21) angeordnet sind; – mehreren elektronischen Komponenten (22, 24), die auf den jeweiligen Komponentenbefestigungsleitungen (26) befestigt sind; – einer gemeinsamen Leitung (23), die auf dem Substrat (21) angeordnet und mit jeder der elektronischen Komponenten (22, 24, 24a–24d) verbunden ist; – einer Unterbrechungsleitung (30, 30a–30e), die zwischen einer der Komponentenbefestigungsleitungen (26) und der gemeinsamen Leitung (23) verbunden ist, wobei die Unterbrechungsleitung (30, 30a–30e) dazu ausgelegt ist, in Übereinstimmung mit Wärme, die durch einen Überstrom erzeugt wird, zu schmelzen, um eine Verbindung zwischen der einen der Komponentenbefestigungsleitungen (26) und der gemeinsamen Leitung (23) über die Unterbrechungsleitung (30, 30a–30e) zu unterbrechen; und – einem Wärmeabgabeabschnitt, der an der gemeinsamen Leitung (23) befestigt und aus dem gleichen Material wie die gemeinsame Leitung (23) aufgebaut ist, wobei der Wärmeabgabeabschnitt an einer Position angeordnet ist, an der ein Leitungsabstand von der Unterbrechungsleitung (30, 30a–30e) kürzer ist als ein Leitungsabstand zwischen der Unterbrechungsleitung (30, 30a–30e) und irgendeiner der elektronischen Komponenten (22, 24, 24a–24d) mit Ausnahme von einer der elektronischen Komponenten (22, 24, 24a–24d), die auf der einen der Komponentenbefestigungsleitungen befestigt ist.
Elektronische Steuervorrichtung (20, 20b–20d) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeabgabeabschnitt eine Wärmeabgabeleitung (40) aufweist, die auf dem Substrat (21) angeordnet ist, um benachbart zur gemeinsamen Leitung (23) angeordnet zu sein.
Elektronische Steuervorrichtung (20a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das Substrat (21) einen Schichtverbindungsabschnitt (23a) aufweist; und – der Wärmeabgabeabschnitt ein Wärmeabgabeelement (42) aufweist, das innerhalb des Schichtverbindungsabschnitts (23a) angeordnet ist.
Elektronische Steuervorrichtung (20a) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – das Substrat (21) ferner einen weiteren Schichtverbindungsabschnitt (23a) aufweist; und – das Wärmeabgabeelement (42) innerhalb von jedem der Schichtverbindungsabschnitte (23a) angeordnet ist.
Elektronische Steuervorrichtung (20a) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass – das Substrat (21) eine erste Oberfläche, auf welcher die gemeinsame Leitung (23a) angeordnet ist, und eine zweite Oberfläche, welche der ersten Oberfläche gegenüberliegt, aufweist; – das Wärmeabgabeelement (42) einen Abschnitt, der innerhalb des Schichtverbindungsabschnitts (23a) angeordnet ist, und einen Abschnitt, der innerhalb des Substrats (21) oder auf der zweiten Oberfläche angeordnet ist, aufweist; und – die sich Abschnitte des Wärmeabgabeelements (42) in Kontakt miteinander befinden.
Elektronische Steuervorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass – die Unterbrechungsleitung (30) eine erste Unterbrechungsleitung (30) ist, die mit einer ersten der Komponentenbefestigungsleitungen (26) verbunden ist, auf der eine erste der elektronischen Komponenten (24) befestigt ist; – der Wärmeabgabeabschnitt (40) ein erster Wärmeabgabeabschnitt (40) ist, der an einer Position angeordnet ist, an der ein Leitungsabstand von der ersten Unterbrechungsleitung (30) kürzer ist als ein Leitungsabstand zwischen der ersten Unterbrechungsleitung (30) und irgendeiner der elektronischen Komponenten (22, 24) mit Ausnahme der ersten der elektronischen Komponenten (24); – die elektronische Steuervorrichtung (20) ferner aufweist: – eine zweite Unterbrechungsleitung (30), die mit einer zweiten der Komponentenbefestigungsleitungen (26) verbunden ist, auf der eine zweite der elektronischen Komponenten (24) befestigt ist; und – einen zweiten Wärmeabgabeabschnitt (40), der an einer Position angeordnet ist, an der ein Leitungsabstand von der zweiten Unterbrechungsleitung (30) kürzer ist als ein Leitungsabstand zwischen der zweiten Unterbrechungsleitung (30) und irgendeiner der elektronischen Komponenten (22, 24) mit Ausnahme der zweiten der elektronischen Komponenten (24).
Elektronische Steuervorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass – die Unterbrechungsleitung (30) eine erste Unterbrechungsleitung (30) ist, die mit einer ersten der Komponentenbefestigungsleitungen (26) verbunden ist, auf der eine erste der elektronischen Komponenten (24) befestigt ist; – die elektronische Steuervorrichtung ferner eine zweite Unterbrechungsleitung (30) aufweist, die mit einer zweiten der Komponentenbefestigungsleitungen (26) verbunden ist, auf der eine zweite der elektronischen Komponenten (24) befestigt ist; und – der Wärmeabgabeabschnitt (40) an einer Position angeordnet ist, an der ein Leitungsabstand von sowohl der ersten Unterbrechungsleitung (30) als auch der zweiten Unterbrechungsleitung (30) kürzer ist als ein Leitungsabstand zwischen sowohl der ersten Unterbrechungsleitung (30) als auch der zweiten Unterbrechungsleitung (30) und irgendeiner der elektronischen Komponenten (22, 24) mit Ausnahme der ersten der elektronischen Komponenten (24) und der zweiten der elektronischen Komponenten (24).
Elektronische Steuervorrichtung (20b) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass – die Unterbrechungsleitung (30e) einen ersten Leitungsabschnitt (31) und einen zweiten Leitungsabschnitt (32), der kürzer ist als der erste Leitungsabschnitt (31), aufweist; – der erste Leitungsabschnitt (31) und der zweite Leitungsabschnitt (32) in einem vorbestimmten Winkel miteinander verbunden sind; und – der vorbestimmte Winkel derart bestimmt wird, dass einer des ersten Leitungsabschnitts (31) und des zweiten Leitungsabschnitts (32) mit der gemeinsamen Leitung (23) verbunden ist und der andere mit der einen der Komponentenbefestigungsleitungen (26) verbunden ist.
Elektronische Steuervorrichtung (20c) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Schutzschicht (28) aufweist, die eine Oberfläche des Substrats (21) einschließlich der Unterbrechungsleitung (30) bedeckt, wobei die Schutzschicht (28) einen Öffnungsabschnitt (28a) definiert, über den wenigstens ein Teil der Unterbrechungsleitung (30) freiliegt.
Elektronische Steuervorrichtung (20c) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Haftelement (29) aufweist, das benachbart zur Unterbrechungsleitung (30) angeordnet ist, wobei das Haftelement (29) dazu ausgelegt ist, dass ein Schmelzleiter, der durch ein Schmelzen der Unterbrechungsleitung (30) erzeugt wird, an dem Haftelement (29) haftet.
Elektronische Steuervorrichtung (20d) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Verbindungsleitung (50) aufweist, über welche die Unterbrechungsleitung (30) mit einem Verbindungsobjekt verbunden ist, welches die gemeinsame Leitung (23) oder die eine der Komponentenbefestigungsleitungen (26) ist, wobei – ein Seitenende der Verbindungsleitung (50) nahtlos mit einem Seitenende der Unterbrechungsleitung (30) verbunden ist, und – eine Leiterbreite der Verbindungsleitung (50) in Richtung des Verbindungsobjekts zunimmt.
Elektronische Steuervorrichtung (20, 20a–20d) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Leitung (23) eine Energieversorgungsleitung ist.
Steuersystem (11) mit: – einem Energieversorgungspfad, der mit einer Energiequelle (13) verbunden ist; – einer Sicherung (14a, 14b), die auf dem Energieversorgungspfad angeordnet ist; – einer Vorrichtung (12), die durch den Energieversorgungspfad über die Sicherung (14a, 14b) mit der Energiequelle (13) verbunden ist; und – der elektronischen Steuervorrichtung (20, 20a–20d) nach Anspruch 12, wobei – die Energieversorgungsleitung in der elektronischen Steuervorrichtung (20, 20a–20d) durch den Energieversorgungspfad über die Sicherung (14a) mit der Energiequelle (13) verbunden ist.
Elektronische Steuervorrichtung (220, 220a–220c) mit: – einem Substrat (221); – einer Leitung (223, 227), die auf dem Substrat (221) angeordnet ist; – einer elektronischen Komponente (224), die mit der Leitung (223, 227) verbunden ist; – einer Unterbrechungsleitung (230, 230a), die zwischen der elektronischen Komponente (224) und der Leitung (230, 227) verbunden ist, wobei die Unterbrechungsleitung (230, 230a) dazu ausgelegt ist, in Übereinstimmung mit Wärme, die durch einen Überstrom erzeugt wird, zu schmelzen, um eine Verbindung zwischen der elektronischen Komponente (224) und der Leitung (223, 227) über die Unterbrechungsleitung (230, 230a) zu unterbrechen; und – einer geschützten elektronischen Komponente (222, 222a, 222b), die auf dem Substrat (221) angeordnet ist; und – einer Wärmediffusionsleitung (240, 240a–240c), die benachbart zur Unterbrechungsleitung (230, 230a) angeordnet ist, wobei die Wärmediffusionsleitung (240, 240a–240c) die Wärme durch den Überstrom in der gesamten Wärmediffusionsleitung (240, 240a–240c) diffundiert und die Wärme speichert, um die geschützte elektronische Komponente (222, 222a, 222b) vor der Wärme zu schützen.
Elektronische Steuervorrichtung (220, 220a–220c) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmediffusionsleitung (240, 240a–240c) zwischen der Unterbrechungsleitung (230, 230a) und der geschützten elektronischen Komponente (222, 222a, 222b) angeordnet ist.
Elektronische Steuervorrichtung (220, 220a–220c) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die geschützte elektronische Komponente (222, 222a, 222b) einen Oszillator (222) aufweist.
Elektronische Steuervorrichtung (220, 220a–220c) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die geschützte elektronische Komponente (222, 222a, 222b) auf einer Oberfläche des Substrats (221) befestigt ist.
Elektronische Steuervorrichtung (220b) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: – eine Schutzschicht (228), die eine Oberfläche des Substrats (221) bedeckt und einen Öffnungsabschnitt (228a) definiert, über den wenigstens ein Teil der Wärmediffusionsleitung (240b) freiliegt; und – ein Wärmeabgabeelement, das auf dem Teil der Wärmediffusionsleitung (240b) angeordnet ist, der über den Öffnungsabschnitt (228a) freiliegt.
Elektronische Steuervorrichtung (220b) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabgabeelement ein Lötmittel (241c) aufweist.
Elektronische Steuervorrichtung (220, 220a) nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass – das Substrat (221) mehrere Schichten (221a) aufweist; – die Wärmediffusionsleitung (240, 240a) mehrere Leitungsschichten (241, 242, 243) aufweist, die auf den jeweiligen Schichten (221a) des Substrats (221) angeordnet sind; und – die Wärmediffusionsleitung (240, 240a) ein Durchgangsloch (244) definiert, über welches die Leitungsschichten (241, 242, 243) thermisch verbunden sind.
Elektronische Steuervorrichtung (220, 220a) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmediffusionsleitung (240, 240a) ferner ein Füllmaterial (245) aufweist, das innerhalb des Durchgangslochs (244) angeordnet ist, um eine Wärmeübertragungseffizienz zwischen den Leitungsschichten (241, 242, 243) in der Wärmediffusionsleitung (240, 240a) zu erhöhen.
Elektronische Steuervorrichtung (220, 220a) nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass – die geschützte elektronische Komponente (222, 222a, 222b) auf einer Oberfläche des Substrats (221) befestigt ist; – die Leitungsschichten (241, 242, 243) eine Außenleitungsschicht (241), die auf der Oberfläche des Substrats (221) angeordnet ist, und eine Innenleitungsschicht (243), die innerhalb des Substrats (221) angeordnet ist, aufweist; und – ein Oberflächenbereich der Innenleitungsschicht (243) größer als ein Oberflächenbereich der Außenleitungsschicht (241) ist.
Elektronische Steuervorrichtung (220, 220a) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenleitungsschicht (243) derart angeordnet ist, dass wenigstens ein Teil der Innenleitungsschicht (243) die Unterbrechungsleitung (230) in einer Dickenrichtung des Substrats (221) überlappt.
Elektronische Steuervorrichtung (220, 220a) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenleitungsschicht (243) derart angeordnet ist, dass wenigstens ein Teil der Innenleitungsschicht (243) die elektronische Komponente (224) in einer Dickenrichtung des Substrats (221) überlappt,
Elektronische Steuervorrichtung (220, 220a–220c) nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (223, 227) eine Energieversorgungsleitung (223) aufweist, die mit der elektronischen Komponente (224) und der geschützten elektronischen Komponente (222, 222a, 222b) verbunden ist.
Steuersystem (11) mit: – einem Energieversorgungspfad, der mit einer Energiequelle (13) verbunden ist; – einer Sicherung (14a, 14b), die auf dem Energieversorgungspfad angeordnet ist; – einer Vorrichtung (12), die durch den Energieversorgungspfad über die Sicherung (14a, 14b) mit der Energiequelle (13) verbunden ist; und – der elektronischen Steuervorrichtung (220, 220a–220c) nach Anspruch 25, wobei – die Energieversorgungsleitung (223) in der elektronischen Steuervorrichtung (220, 220a–220c) durch den Energieversorgungspfad über die Sicherung (14a) mit der Energiequelle (13) verbunden ist.