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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Steuervorrichtung mit einer Unterbrechungsleitung als Überstromschutz sowie ein die elektronische Steuervorrichtung aufweisendes Steuersystem.
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HINTERGRUND
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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.
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Die
JP 2007- 311 467 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.
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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 mehreren elektronischen Komponenten einschließlich der elektronischen Komponente gemeinsam verwendet wird, nebeneinander angeordnet. Folglich wird dann, wenn eine Unterbrechungsleitung in einer Leitung angeordnet ist, welche die Komponentenbefestigungsleitung und die gemeinsame Leitung verbindet, Wärme, die durch einen Überstrom auf der Unterbrechungsleitung erzeugt wird, auf die Komponentenbefestigungsleitung und die gemeinsame Leitung übertragen. Dementsprechend kann ein Temperaturanstieg der Unterbrechungsleitung variieren und eine Unterbrechungsleistung der Unterbrechungsleitung abnehmen. Als Beispiele für die Abnahme der Unterbrechungsleistung können eine Schmelzzeit und ein Unterbrechungsstrom der Unterbrechungsleitung variieren oder zunehmen.
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Aus der
US 2005 / 0 141 164 A1 ist ferner eine niederohmige Polymermatrixsicherungsvorrichtung bekannt. Die Sicherungsvorrichtung weist, wie in
2 der
US 2005 / 0 141 164 A1 gezeigt, eine Sicherung, Verbindungsleitungen, die an zwei Enden der Sicherung angeordnet sind und Sicherungselementkontaktstellen, die eine leitfähige Kommunikation zwischen dem Sicherungselement und den zu befestigenden elektronischen Komponenten ermöglichen, auf.
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Die
US 5 808 351 A betrifft programmierbare/umprogrammierbare Strukturen, die Sicherungen und Anti-Sicherungen (Anitfusen) nutzen. In diesen Strukturen sind, wie in Anspruch 1 und
10A der
US 5 808 351 A aufgezeigt, eine erste Leiterbahn, die als Teil einer ersten Schicht gebildet ist, eine zweite Leiterbahn, die als Teil einer zweiten Schicht gebildet ist, eine Sicherungsschicht und eine Antifuse-Schicht in verschiedenen Schichten der mehrschichtigen Struktur angeordnet.
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Aus der
US 6 933 591 B1 sind elektrisch programmierbare IC-Sicherungen und Messschaltungen für solche Sicherungen bekannt. Die Sicherung weist dabei, wie in den
2 bis
4 der
US 6 933 591 B1 gezeigt, eine schmelzbare Verknüpfung, Verbindungsleitungen, die an zwei Enden der schmelzbaren Verknüpfung angeordnet sind, und metallische Leitungen auf. Die metallischen Leitungen sind auf der schmelzbaren Verknüpfung angeordnet und die schmelzbare Verknüpfung ist auf den Verbindungsleitungen angeordnet. D.h., die metallischen Leitungen, die schmelzbare Verknüpfung und die Verbindungsleitungen sind in voneinander verschiedenen Schichten angeordnet.
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Die
DE 10 2009 040 022 B3 betrifft ein Verfahren zum Ausbilden einer Schmelzsicherung, die zwei nebeneinander auf einer Leiterplatte in einem Abstand voneinander angeordnete Metallflächen elektrisch verbindet. Die
DE 10 2009 040 022 B3 betrifft ferner eine Leiterplatte mit einer solchen Schmelzsicherung. Aus der
JP H7- 78 547 A ist eine weitere Leiterplatte mit Sicherungen bekannt.
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KURZDARSTELLUNG
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Steuervorrichtung, die eine Abnahme in einer Unterbrechungsleistung durch eine Unterbrechungsleitung beschränken kann, und ein eine solche elektronische Steuervorrichtung aufweisendes Steuersystem bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch eine elektronische Steuervorrichtung nach dem Anspruch 1 und ein Steuersystem nach dem Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Figurenliste
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Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt/zeigen:
- 1 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Fahrzeugsteuersystems mit einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 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 vergrößerte Ansicht eines Abschnitts um eine Unterbrechungsleitung der in der 2 gezeigten Antriebssteuervorrichtung herum;
- 5a und 5B Abbildungen zur Veranschaulichung von zwei Beispielen eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform;
- 6 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform;
- 7 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer dritten Modifikation der ersten Ausführungsform;
- 8 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 9 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts um eine Unterbrechungsleitung der in der 8 gezeigten Antriebssteuervorrichtung herum;
- 10A und 10B Abbildungen zur Veranschaulichung von zwei Beispielen eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform;
- 11 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 12 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform;
- 13 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts um eine Unterbrechungsleitung der in der 12 gezeigten Antriebssteuervorrichtung herum;
- 14 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Vorrichtung mit einer Testunterbrechungsleitung und einem Testöffnungsabschnitt;
- 15 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;
- 16 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Teils einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer Modifikation der vierten Ausführungsform; und
- 17 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Aufbaus einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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(Erste Ausführungsform)
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Nachstehend eine elektronische Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die erste Ausführungsform dient dem Verständnis für die vorliegende Erfindung, die in der zweiten und nachfolgenden Ausführungsformen verkörpert ist.
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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.
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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.
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Die elektronischen Steuervorrichtungen 20, welche die Antriebssteuervorrichtung 20 aufweisen, sind über eine Sicherung von 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 vorgesehen 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.
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Nachstehend wird die Antriebssteuervorrichtung 20 der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben.
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Die Antriebssteuervorrichtung 20 weist das 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.
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Jede der elektronischen Komponenten 22 auf dem Schaltungssubstrat 21 ist elektrisch mit einer Energieversorgungsleitung 23 verbunden. Die Energieversorgungsleitung 23 ist durch den Energieversorgungspfad über die Sicherung 14a mit der Batterie 13 verbunden und versorgt jede der elektronischen Komponenten 22 mit elektrischer Energie von der Batterie 13. Folglich ist die Energieversorgungsleitung 23 ein Beispiel für eine gemeinsame Leitung, die von den elektronischen Komponenten 22 gemeinsam genutzt wird.
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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 keramisches Material mit einer hohen Permittivität aus Bariumtitanat und eine interne Elektrode in Schichten übereinandergeschichtet werden, um die Temperatureigenschaften und Frequenzeigenschaften zu verbessern, und um so eine hohe Kapazität bei geringer Größe aufzuweisen.
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Der Keramik-Kondensator 24 weist Außenelektroden 24a auf seinen beiden Enden auf. Die Außenelektroden 24a sind über Lötmittel 25 auf jeweiligen Anschlussflächen 26 befestigt. Zwischen einer der Anschlussflächen 26 und der Energieversorgungsleitung 23 ist eine Unterbrechungsleitung 30 verbunden. Die Unterbrechungsleitung 30 schmilzt durch Wärme, die durch einen Überstrom erzeugt wird, und unterbricht die elektrische Verbindung zwischen der Anschlussfläche 26 und der Energieversorgungsleitung 23 über die Unterbrechungsleitung 30. Folglich kann die Unterbrechungsleitung 30 einen Überstromschutz in Abhängigkeit des Schaltungssubstrats 21 erzielen.
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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 eine Leiterbreite von 2 mm auf. Die Anschlussflächen 26 können als Komponentenbefestigungsleitungen dienen.
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Ein Ende der Unterbrechungsleitung 30 ist über eine Verbindungsleitung 40 mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden, und das andere Ende der Unterbrechungsleitung 30 ist über eine Verbindungsleitung 50 mit der Anschlussfläche 26 verbunden. Die Verbindungsleitungen 40 und 50 sind aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Kupfer, in einer Weise gleich der Unterbrechungsleitung 30 und der Energieversorgungsleitung 23 aufgebaut. Die Verbindungsleitungen 40 und 50 weisen ein größeres Leitervolumen als die Unterbrechungsleitung 30 auf. Die Verbindungsleitung 40, die mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden ist, kann als erste Verbindungsleitung dienen, und die Verbindungsleitung 50, die mit der Anschlussfläche 26 verbunden ist, kann als zweite Verbindungsleitung dienen.
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Eine Leiterbreite der Verbindungsleitung 40 nimmt, wie in 4 gezeigt, in Richtung der Energieversorgungsleitung 23 derart stufenweise zu, dass eine Querschnittsfläche S1a an einem Ende der Verbindungsleitung 40 benachbart zur Unterbrechungsleitung 30 geringer als eine Querschnittsfläche S1b am anderen Ende der Verbindungsleitung 40 benachbart zur Energieversorgungsleitung 23 ist. In gleicher Weise nimmt eine Leiterbreite der Verbindungsleitung 50 in Richtung der Anschlussfläche 26 derart stufenweise zu, dass eine Querschnittsfläche S2a an einem Ende der Verbindungsleitung 50 benachbart zur Unterbrechungsleitung 30 geringer als eine Querschnittsfläche S2b am anderen Ende der Verbindungsleitung 50 benachbart zur Anschlussfläche 26 ist.
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Die Unterbrechungsleitung 30 weist, wie in 3 gezeigt, eine Leiterdicke auf, die geringer als eine Leiterdicke der Verbindungsleitungen 40 und 50 ist. In der 3 sind die Dicken von Leitungen, wie beispielsweise einer Unterbrechungsleitung 30, vergrößert dargestellt. Der Ausdruck Leiterdicke beschreibt eine Abmessung in einer Richtung senkrecht zum Schaltungssubstrat 21. Auf einer Innenseite der Unterbrechungsleitung 30 ist ein Wärmeübertragungsbeschränkungselement 27 angeordnet. Das Wärmeübertragungsbeschränkungselement 27 ist beispielsweise aus einem Resistmaterial aufgebaut, so dass das Wärmeübertragungsbeschränkungselement 27 eine Übertragung von Wärme in Richtung einer Innenseite des Schaltungssubstrats 21 beschränkt. Die Unterbrechungsleitung 30 wird einfach geformt, um die geringere Dicke als die Verbindungsleitungen 40 und 50 aufzuweisen, indem das Wärmeübertragungsbeschränkungselement 27 während der Formung der Unterbrechungsleitung 30 auf der Innenseite der Unterbrechungsleitung 30 angeordnet wird. Ferner werden die Querschnittsflächen S1a und S2a durch die Anordnung des Wärmeübertragungsbeschränkungselements 27 geringer.
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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 unterbrochen. Folglich können die anderen elektronischen Komponenten 22, die mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden sind, vor dem Überstrom geschützt werden. Der Strom ist bei der Unterbrechung 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 34 beträgt einige 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.
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Insbesondere wird Wärme, die durch einen Überstrom auf der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, über die Verbindungsleitung 40 zur Energieversorgungsleitung 23 übertragen. Wenn die Unterbrechungsleitung 30 geringer Leiterbreite direkt mit der Energieversorgungsleitung 23 großer Leiterbreite verbunden ist, wird die Wärme auf einfache Weise zur Energieversorgungsleitung 23 übertragen. Folglich nimmt die Temperatur der Unterbrechungsleitung 30 ab und weist die Temperaturabnahme eine Änderung auf. In gleicher Weise nimmt dann, wenn die Unterbrechungsleitung 30 direkt mit der Anschlussfläche 26 verbunden ist, die Temperatur der Unterbrechungsleitung 30 ab und weist die Temperaturabnahme eine Änderung auf. Da die von der Unterbrechungsleitung 30 übertragene Wärme an einem Verbindungsabschnitt zwischen der Unterbrechungsleitung 30 und der Anschlussfläche 26 konzentriert wird, schmilzt ferner das Lötmittel 25 benachbart zur Unterbrechungsleitung 30 und kann ein Schmelzleiter, der durch das Schmelzen der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, um den Verbindungsabschnitt herum zwischen der Unterbrechungsleitung 30 und der Anschlussfläche 26 verteilt werden.
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Bei der Antriebssteuervorrichtung 20 der vorliegenden Ausführungsform wird die auf der Unterbrechungsleitung 30 erzeugte Wärme über die Verbindungsleitung 40, die benachbart zur Unterbrechungsleitung 30 verglichen mit der Querschnittsfläche S1b benachbart zur Energieversorgungsleitung 23 die kleinere Querschnittsfläche S1a aufweist, zur Energieversorgungsleitung 23 übertragen. Ferner wird die auf der Unterbrechungsleitung 30 erzeugte Wärme über die Verbindungsleitung 50, die benachbart zur Unterbrechungsleitung 30 verglichen mit der Querschnittsfläche S2b benachbart zur Anschlussfläche 26 die kleinere Querschnittsfläche S2a aufweist, zur Anschlussfläche 26 übertragen.
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Folglich wird dann, wenn Wärme, die durch einen Überstrom auf der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, über die Verbindungsleitung 40 auf die Energieversorgungsleitung 23 übertragen wird und über die Verbindungsleitung 50 auf die Anschlussfläche 26 übertragen wird, da die zum Schmelzen der Unterbrechungsleitung 30 erforderliche Wärme von den Verbindungsleitungen 40 und 50 gehalten wird, die Wärme nicht übermäßig von der Energieversorgungsleitung 23 und der Anschlussfläche 26 absorbiert, verglichen mit dem Fall, dass Wärme direkt auf die Energieversorgungsleitung 23 und die Anschlussfläche 26 übertragen wird. Dementsprechend kann eine Änderung in einem Temperaturanstieg der Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden und kann eine Änderung in der Schmelzzeit auch dann beschränkt werden, wenn die Schmelzzeit, wie vorstehend beschrieben, kurz ist. Folglich kann eine Abnahme in einer Unterbrechungsleistung der Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden. Insbesondere wird die Wärme, die durch den Überstrom auf der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, in der Verbindungsleitung 50 graduell verteilt und in einem breiten Bereich auf die Anschlussfläche 26 übertragen. Dementsprechend kann ein lokaler Temperaturanstieg in der Anschlussfläche 26 beschränkt werden. Folglich wird auch dann, wenn der Keramik-Kondensator 24 auf der Anschlussfläche 26 befestigt ist, und zwar mit Lötmittel 25, das einen geringeren Schmelzpunkt als die Unterbrechungsleitung 30 aufweist, das Lötmittel 25 weniger wahrscheinlich durch die Wärme von der Unterbrechungsleitung 30 schmelzen. Demgegenüber erzeugt die Unterbrechungsleitung 30 während eines Steady-States der Antriebssteuervorrichtung 20, durch den über die Unterbrechungsleitung 30 fließenden Strom Wärme. In dem Steady-State wird kein Überstrom erzeugt. Da die auf der Unterbrechungsleitung 30 erzeugte Wärme während des Steady-States über die Verbindungsleitungen 40 und 50 diffundiert werden kann, kann ein Temperaturanstieg in der Unterbrechungsleitung 30 beschränkt und eine Langzeitzuverlässigkeit der Antriebssteuervorrichtung 20 verbessert werden.
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Da das Wärmeübertragungsbeschränkungselement 27 mit der geringeren Leiterdicke als die Verbindungsleitungen 40 und 50 auf der Innenseite der Unterbrechungsleitung 30 angeordnet ist, werden die Querschnittsflächen S1a und S2a der Unterbrechungsleitung 30 verglichen mit dem Fall, dass das Wärmeübertragungsbeschränkungselement 27 nicht angeordnet ist, auf einfache Weise verringert. Insbesondere kann die Übertragung der durch die Unterbrechungsleitung 30 erzeugten Wärme durch das Wärmeübertragungsbeschränkungselement 27 beschränkt werden. Folglich kann die Änderung im Temperaturanstieg der Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden. Da die Leiterdicke der Unterbrechungsleitung 30 kleiner wird, kann ferner der durch das Schmelzen der Unterbrechungsleitung 30 erzeugte Schmelzleiter ein geringeres Volumen aufweisen und ein nachteiliger Einfluss, der durch einen Fluss des Schmelzleiters zu anderen elektronischen Komponenten 22 verursacht wird, beschränkt werden.
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Darüber hinaus können die Verbindungsleitungen 40 und 50 Wärme von der Unterbrechungsleitung 30 speichern, da die Verbindungsleitungen 40 und 50 größere Leitervolumina als die Unterbrechungsleitung 30 aufweisen.
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Die Energieversorgungsleitung 23 ist über 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 der anderen elektronischen Steuervorrichtungen 12 ist auf dem Energieversorgungspfad angeordnet. Selbst 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 der anderen elektronischen Steuervorrichtungen 12 beschränkt werden.
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Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20 gemäß einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 5A und 5B beschrieben. Bei der Antriebssteuervorrichtung 20 können Verbindungsleitungen 40 und 50, wie in 5A gezeigt, teilweise bogenförmig ausgebildet sein. Insbesondere ist die Verbindungsleitung 40 derart teilweise bogenförmig (R-förmig) ausgebildet, dass eine Fläche eines Querschnitts, der senkrecht zu einer Richtung von der Unterbrechungsleitung 30 zur Energieversorgungsleitung 23 verläuft, in Richtung der Energieversorgungsleitung 23 graduell zunimmt. In gleicher Weise ist die Verbindungsleitung 50 derart teilweise bogenförmig (R-förmig) ausgebildet, dass eine Fläche eines Querschnitts, der senkrecht zu einer Richtung von der Unterbrechungsleitung 30 zur Anschlussfläche 26 verläuft, in Richtung der Anschlussfläche 26 graduell zunimmt.
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Die Verbindungsleitungen 40 und 50 mit der vorstehend beschriebenen Form können eine Temperaturabnahme in der Unterbrechungsleitung 30 beschränken. Ferner kann, da ein Wärmeübertragungspfad, der sich bogenförmig erstreckt, durch die Verbindungsleitungen 40 und 50 gesichert ist, ein lokaler Temperaturanstieg in der Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden.
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Seitenenden der Verbindungsleitung 40 sind, wie in 5A gezeigt, nahtlos mit jeweiligen Seitenenden der Unterbrechungsleitung 30 verbunden, und die Leiterbreite der Verbindungsleitung 40 nimmt in Richtung der Energieversorgungsleitung 23 graduell zu. In gleicher Weise sind Seitenenden der Verbindungsleitung 50 nahtlos mit jeweiligen Seitenenden der Unterbrechungsleitung 30 verbunden und nimmt die Leiterbreite der Verbindungsleitung 50 in Richtung der Anschlussfläche 26 graduell zu. Folglich kann dann, wenn die Unterbrechungsleitung 30 und die Verbindungsleitungen 40 und 50 unter Verwendung von Ätzflüssigkeit gebildet werden, die Ätzflüssigkeit an Verbindungsabschnitten der Unterbrechungsleitung 30 und der Verbindungsleitungen 40 und 50 gleichmäßig fließen. Dementsprechend wird die Ätzflüssigkeit weniger wahrscheinlich an den Verbindungsabschnitten verbleiben und kann eine Änderung in der Leiterbreite der Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden. Auf diese Weise kann eine Abnahme in der Unterbrechungsleistung durch die Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden.
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Bei der Antriebssteuervorrichtung 20 der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform können die Verbindungsleitungen 40 und 50, wie in 5B gezeigt, ebenso teilweise sich verjüngend ausgebildet sein. Insbesondere ist die Verbindungsleitung 40 derart teilweise sich verjüngend ausgebildet, dass die Fläche des Querschnitts in Richtung der Energieversorgungsleitung 23 graduell zunimmt. In gleicher Weise ist die Verbindungsleitung 50 derart teilweise sich verjüngend ausgebildet, dass die Fläche des Querschnitts in Richtung der Anschlussfläche 26 graduell zunimmt. Die Verbindungsleitungen 40 und 50 mit einer sich verjüngenden Form bringen ähnliche bzw. gleiche Effekte wie die Verbindungsleitungen 40 und 50 mit einer Bogenform hervor.
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Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20 gemäß einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben. Bei der Antriebssteuervorrichtung 20 können mehrere Unterbrechungsleitungen 30 jeweils für mehrere elektronische Komponenten 22 vorgesehen sein. In jeder der Unterbrechungsleitungen 30 ist wenigstens eine Verbindungsleitung 40 oder 50 zwischen einem Ende der Unterbrechungsleitung 30 und der Energieversorgungsleitung 23 oder einer Komponentenbefestigungsleitung, wie beispielsweise der Anschlussfläche 26, angeordnet. Eine Unterbrechungsleitung 30 ist, wie in 6 gezeigt, über eine Verbindungsleitung 40 elektrisch mit einer Anschlussfläche 26a einer elektronischen Komponente 24d verbunden, und über eine Verbindungsleitung 50 mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden. Eine andere Unterbrechungsleitung 30 ist über eine Verbindungsleitung 40 elektrisch mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden.
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Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20 gemäß einer dritten Modifikation der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 7 beschrieben. Bei der Antriebssteuervorrichtung 20 kann wenigstens eine Unterbrechungsleitung 30 zwischen einem Array-Keramik-Kondensator 24f mit mehreren Außenelektroden und der Energieversorgungsleitung 23 verbunden sein. Der Keramik-Kondensator 24f wird gebildet, indem vier Mehrschichtkondensatoren in einem Gehäuse angeordnet werden. Der Keramik-Kondensator 24f weist, wie in 7 gezeigt, vier Außenelektroden auf, die jeweils auf Anschlussflächen 26c bis 26f befestigt sind. Vier Unterbrechungsleitungen 30 sind zwischen jeweiligen Anschlussflächen 26c und 26f und der Energieversorgungsleitung 23 angeordnet. Jede der Unterbrechungsleitungen 30 ist über die Verbindungsleitung 40 mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden und über die Verbindungsleitung 50 mit einer entsprechenden Anschlussfläche der Anschlussflächen 26c bis 26f verbunden.
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Für den Fall, dass mehrere Unterbrechungsleitungen 30 auf dem Schaltungssubstrat 21 angeordnet sind, kann, wie vorstehend beschrieben, die Änderung im Temperaturanstieg in jeder der Unterbrechungsleitungen 30 beschränkt werden, indem die Verbindungsleitungen 40 und 50 in jeder Unterbrechungsleitung 30 angeordnet werden. Auf diese Weise kann die Abnahme in der Unterbrechungsleistung durch die Unterbrechungsleitungen 30 beschränkt werden.
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Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20 gemäß einer vierten Modifikation der ersten Ausführungsform beschrieben. Bei der Antriebssteuervorrichtung 20 kann die Unterbrechungsleitung 30 aus einem Material, wie beispielsweise Aluminium, mit einer geringeren thermischen Leitfähigkeit als die Verbindungsleitungen 40 und 50 aufgebaut sein. Folglich wird Wärme, die durch einen Überstrom auf der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, weniger wahrscheinlich auf die Verbindungsleitungen 40 und 50 übertragen, so dass die Änderung im Temperaturanstieg der Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden kann. Ferner kann die Abnahme in der Unterbrechungsleistung durch die Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20a gemäß einer zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 8 und 9 beschrieben.
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Die Antriebssteuervorrichtung 20a der vorliegenden Ausführungsform weist Verbindungsleitungen 40a und 50a anstelle der Verbindungsleitungen 40 und 50 auf, die in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform aufgezeigt wurden.
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Die Verbindungsleitung 40a weist, wie in den 8 und 9 gezeigt, einen Wärmespeicherabschnitt 41 benachbart zur Unterbrechungsleitung 30 und einen Einschnürungsabschnitt 42 benachbart zur Energieversorgungsleitung 23 auf. Der Einschnürungsabschnitt 42 ist derart ausgelegt, dass eine Gesamtquerschnittsfläche S3a eines Verbindungsabschnitts der Verbindungsleitung 40a mit der Energieversorgungsleitung 23 kleiner als eine Querschnittsfläche eines mittleren Abschnitts der Verbindungsleitung 40a, d.h. eine Querschnittsfläche S3b des Wärmespeicherabschnitts 41 ist.
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In gleicher Weise weist die Verbindungsleitung 50a einen Wärmespeicherabschnitt 51 benachbart zur Unterbrechungsleitung 30 und einen Einschnürungsabschnitt 52 benachbart zur Anschlussfläche 26 auf. Der Einschnürungsabschnitt 52 ist derart ausgelegt, dass eine Gesamtquerschnittsfläche S4a eines Verbindungsabschnitts der Verbindungsleitung 50a mit der Anschlussfläche 26 kleiner als eine Querschnittsfläche eines mittleren Abschnitts der Verbindungsleitung 50a, d.h. eine Querschnittsfläche S4b des Wärmespeicherabschnitts 51 ist.
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Folglich wird Wärme, die von der Unterbrechungsleitung 30 auf die Verbindungsleitung 40a übertragen wird, weniger wahrscheinlich über den Einschnürungsabschnitt 42 auf die Energieversorgungsleitung 23 übertragen und speichert der Wärmespeicherabschnitt 41 Wärme. Da der Wärmespeicherabschnitt 41 Wärme von der Unterbrechungsleitung 30 speichert, wenn die Unterbrechungsleitung 30 schmilzt, ist eine Temperatur des Wärmespeicherabschnitts 41 verhältnismäßig hoch. Dementsprechend kann die Änderung im Temperaturanstieg der Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden und kann eine Abnahme in der Unterbrechungsleistung durch die Unterbrechungsleitung 30 mit Sicherheit beschränkt werden. Ferner kann dadurch, dass die Verbindungsleitung 50a in gleicher Weise mit der Verbindungsleitung 40a angeordnet wird, die Änderung im Temperaturanstieg der Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden und eine Abnahme in der Unterbrechungsleistung durch die Unterbrechungsleitung 30 mit Sicherheit beschränkt werden.
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Indem die Unterbrechungsleitung 30 und die Verbindungsleitungen 40a und 50a so bestimmt werden, dass sie eine vorbestimmte Tiefe aufweisen und aus einem vorbestimmten Material aufgebaut sind, wird eine Unterbrechungsbedingung festgelegt, um die Änderung zu beschränken, und kann ein Satz aus der Unterbrechungsleitung 30 und der Verbindungsleitungen 40a und 50a in einem breiten Bereich verwendet werden. Ferner kann, da die Wärmespeicherbeträge der Verbindungsleitungen 40a und 50a jeweils mit den Volumina der Wärmespeicherabschnitte 41 und 51 gesteuert werden können, die Schmelzzeit der Unterbrechungsleitung 30 auf einfache Weise gesteuert werden.
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Da der Verbindungsabschnitt der Verbindungsleitung 40a mit der Energieversorgungsleitung 23 als die zwei Einschnürungsabschnitte 42 gebildet ist, wird dann, wenn die Wärme von der Unterbrechungsleitung 30 über die zwei Einschnürungsabschnitte 42 auf die Energieversorgungsleitung 23 übertragen wird, die Wärme auf die Energieversorgungsleitung 23 übertragen, während sie in den Einschnürungsabschnitten 42 verteilt wird. Folglich kann ein lokaler Temperaturanstieg in der Energieversorgungsleitung 23 beschränkt werden. Ferner kann dadurch, dass die Verbindungsleitung 50a in gleicher Weise mit der Verbindungsleitung 40a angeordnet wird, ein lokaler Temperaturanstieg in der Anschlussfläche 26 beschränkt werden.
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Die Anzahl der Einschnürungsabschnitte 42 der Verbindungsleitung 40a kann in Abhängigkeit der Unterbrechungsbedingung ferner bei eins oder mehr als zwei liegen. In gleicher Weise kann die Anzahl der Einschnürungsabschnitte 52 der Verbindungsleitung 50a in Abhängigkeit der Unterbrechungsbedingung ebenso bei eins oder mehr als zwei liegen.
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Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20a gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 10A und 10B beschrieben. Der Wärmespeicherabschnitt 41 der Verbindungsleitung 40a und der Wärmespeicherabschnitt 51 der Verbindungsleitung 50a können, wie in 10A gezeigt, teilweise bogenförmig ausgebildet sein. Insbesondere ist der Wärmespeicherabschnitt 41 der Verbindungsleitung 40a derart teilweise bogenförmig (R-förmig) ausgebildet, dass eine Fläche eines Querschnitts, der senkrecht zu der Richtung von der Unterbrechungsleitung 30 zur Energieversorgungsleitung 23 verläuft, in Richtung der Energieversorgungsleitung 23 graduell zunimmt. In gleicher Weise ist der Wärmespeicherabschnitt 51 der Verbindungsleitung 50a derart teilweise bogenförmig (R-förmig) ausgebildet, dass eine Fläche eines Querschnitts, der senkrecht zu der Richtung von der Unterbrechungsleitung 30 zur Anschlussfläche 26 verläuft, in Richtung der Anschlussfläche 26 graduell zunimmt.
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Der Wärmespeicherabschnitt 41 der Verbindungsleitung 40a und der Wärmespeicherabschnitt 51 der Verbindungsleitung 50a können ferner, wie in 10B gezeigt, teilweise sich verjüngend ausgebildet sein. Insbesondere ist der Wärmespeicherabschnitt 41 der Verbindungsleitung 40a derart teilweise sich verjüngend ausgebildet, dass die Fläche des Querschnitts in Richtung der Energieversorgungsleitung 23 graduell zunimmt. In gleicher Weise ist der Wärmespeicherabschnitt 51 der Verbindungsleitung 50a derart teilweise sich verjüngend ausgebildet, dass die Fläche des Querschnitts in Richtung der Anschlussfläche 26 graduell zunimmt.
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Verbindungsleitungen 40a und 50a mit der vorstehend beschriebenen Form können eine Temperaturabnahme in der Unterbrechungsleitung 30 beschränken. Ferner kann, da ein Wärmeübertragungspfad, der sich bogenförmig erstreckt, durch die Verbindungsleitungen 40 und 50 sichergestellt wird, ein lokaler Temperaturanstieg in der Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden. Insbesondere kann, da die von der Unterbrechungsleitung 30 übertragene Wärme in den Wärmespeicherabschnitten 41 und 51 gleichmäßig übertragen werden kann, die Wärme in den Wärmespeicherabschnitten 41 und 51 gleichmäßig gespeichert werden.
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Die vorstehend beschriebenen Konfigurationen der Verbindungsleitungen 40a und 50a können auf die anderen Ausführungsformen und Modifikationen angewandt werden.
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(Dritte Ausführungsform)
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Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20b gemäß einer dritten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 11 beschrieben.
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Die Antriebssteuervorrichtung 20b der vorliegenden Ausführungsform weist eine Unterbrechungsleitung 30a anstelle der Unterbrechungsleitung 30 auf, die in den obigen Ausführungsformen beschrieben wurde. Für eine dichte Befestigung wird die Energieversorgungsleitung 23 zwischen den Anschlussflächen 26 angeordnet, auf welchen die Außenelektroden 24a des Keramik-Kondensators 24 befestigt sind.
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Die Unterbrechungsleitung 30a weist, wie in 11 gezeigt, 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.
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Dadurch, dass die Unterbrechungsleitung 30a in dem vorbestimmten Winkel gebogen wird, kann eine Leitungslänge der Unterbrechungsleitung 30a verglichen mit dem Fall, dass die Unterbrechungsleitung 30a eine gerade Form aufweist, erhöht werden, während die Energieversorgungsleitung 23 und die Anschlussfläche 26 verbunden werden. Folglich kann eine erforderliche Leitungslänge der Unterbrechungsleitung 30a in einem begrenzten Befestigungsbereich sichergestellt werden. Dementsprechend kann die Abnahme der Unterbrechungsleistung durch die Unterbrechungsleitung 30a beschränkt und eine Größe der Antriebssteuervorrichtung 20b verringert werden.
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Bei der Antriebssteuervorrichtung 20b der vorliegenden Ausführungsform 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. Ferner kann eine Position des vorbestimmten Winkels, in welchem der erste Leitungsabschnitt 31 und der zweite Leitungsabschnitt 32 miteinander verbunden sind, in Übereinstimmung mit Positionen der Energieversorgungsleitung 23 und der Anschlussfläche 26 bestimmt werden. In der 11 ist die Unterbrechungsleitung 30a über die Verbindungsleitung 40 mit der Energieversorgungsleitung 23 verbunden. Die Unterbrechungsleitung 30a kann über die Verbindungsleitung 50 mit der Anschlussfläche 26 verbunden sein. Der erste Leitungsabschnitt 31 kann einen schmalen Abschnitt an einem mittleren Abschnitt einer Gesamtlänge der Unterbrechungsleitung 30a einschließlich des ersten Leitungsabschnitts 31 und des zweiten Leitungsabschnitts 32 aufweisen. Der schmale Abschnitt weist eine Leiterbreite auf, die schmaler bzw. geringer als die des anderen Abschnitts des ersten Leitungsabschnitts 31 ist. Folglich wird dann, wenn die Unterbrechungsleitung 30a schmilzt, die Unterbrechungsleitung 30a wahrscheinlich an dem schmalen Abschnitt schmelzen. Auf diese Weise kann eine Änderung in einem geschmolzenen Abschnitt beschränkt werden. Um eine Wärmekonzentration an einem Verbindungsabschnitt des ersten Leitungsabschnitts 31 und des zweiten Leitungsabschnitts 32 zu beschränken bzw. zu verhindern, kann der Verbindungsabschnitt derart gebildet werden, dass der Verbindungsabschnitt gleiche bzw. ähnliche Leitungsbreiten wie der erste Leitungsabschnitt 31 und der zweite Leitungsabschnitt 32 an benachbarten zwei Seitenenden aufweist. Der vorstehend beschriebene Aufbau der Unterbrechungsleitung 30a kann auf die anderen Ausführungsformen und Modifikationen angewandt werden.
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(Vierte Ausführungsform)
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Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20c gemäß einer vierten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 12 und 13 beschrieben.
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Bei der Antriebssteuervorrichtung 20c der vorliegenden Ausführungsform definiert eine Lötabdeckschicht 28, die als Schutzschicht dient, um die Oberfläche des Schaltungssubstrats 21 zu schützen, derart einen Öffnungsabschnitt 28a, dass wenigstens ein Abschnitt der Unterbrechungsleitung 30 nach außen freiliegt. In der 12 ist die Lötabdeckschicht 28 der Einfachheit der Zeichnung halber nicht gezeigt.
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Die Lötabdeckschicht 28 definiert, wie in den 12 und 13 gezeigt, den Öffnungsabschnitt 28a derart, dass der mittlere Abschnitt der Gesamtlänge der Unterbrechungsleitung 30, der sehr wahrscheinlich Wärme erzeugen wird, nach außen freiliegt. Auf die Gründe für die Bereitstellung des Öffnungsabschnitts 28a wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 14 und 15 näher eingegangen.
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Bei einer in der 14 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 L1 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 14 ist die Öffnungsbreite W2 der Einfachheit der Zeichnung halber derart gezeigt, dass sie länger als die Breite W1 ist.
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In der 15 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.
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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 das 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.
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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 in 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.
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Folglich fließt dann, wenn die Unterbrechungsleitung 30 in Übereinstimmung mit der durch den Überstrom erzeugten Wärme 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.
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Bei der Antriebssteuervorrichtung 20c der vorliegenden Ausführungsform ist der Öffnungsabschnitt 28a derart definiert, dass der mittlere Abschnitt der Unterbrechungsleitung 30, der höchstwahrscheinlich schmelzen wird, nach außen freiliegt. Alternativ kann der Öffnungsabschnitt 28a derart definiert sein, dass ein anderer Abschnitt der Unterbrechungsleitung 30 oder die gesamte Unterbrechungsleitung 30 nach außen freiliegt. Der vorstehend beschriebene Aufbau des Öffnungsabschnitts 28a, über den wenigstens ein Abschnitt der Unterbrechungsleitung 30 freiliegt, kann auf die anderen Ausführungsformen und Modifikationen angewandt werden.
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Nachstehend wird eine Antriebssteuervorrichtung 20c gemäß einer Modifikation der vierten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 16 beschrieben. Ein Paar von Haftleitungen 60 kann, wie in 16 gezeigt, benachbart zur Unterbrechungsleitung 30 angeordnet sein. Die Haftleitung 60 kann als Haftelement oder Adsorptionselement dienen, an welchem der Schmelzleiter, der durch das Schmelzen der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, haftet. Die Haftleitung 60 kann aus dem gleichen Material wie die Energieversorgungsleitung 23 aufgebaut sein. Wenn der Schmelzleiter bei hoher Temperatur durch das Schmelzen der Unterbrechungsleitung 30 erzeugt wird, fließt der Schmelzleiter auf der Oberfläche des Schaltungssubstrats 21 und haftet der Schmelzleiter an den Haftleitungen 60 benachbart zur Unterbrechungsleitung 30.
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Dementsprechend wird der Schmelzleiter von den Haftleitungen 60 gehalten und verliert der Schmelzleiter an Fließbarkeit, indem er Wärme abgibt und härtet. Folglich kann eine Abnahme in der Unterbrechungsleistung durch die Unterbrechungsleitung 30 beschränkt werden und kann ein Einfluss des Flusses des Schmelzleiters auf die weiteren elektronischen Komponenten beschränkt werden. Die Haftleitungen 60 können bezüglich der Unterbrechungsleitung 30 angeordnet sein, von der ein Teil über den Öffnungsabschnitt 28a nach außen freiliegt, die Haftleitungen 60 können ebenso bezüglich der Unterbrechungsleitung 30 angeordnet sein, deren Oberfläche vollständig mit der Lötabdeckschicht 28 bedeckt ist, und die Haftleitungen 60 können ebenso bezüglich der Unterbrechungsleitung 30 angeordnet sein, die nicht mit der Lötabdeckschicht 28 bedeckt ist.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Nachstehend wird eine elektronische Steuervorrichtung 110 gemäß einer fünften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 17 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.
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Die Schaltungsblöcke 130, 140, 150 sind 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.
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Folglich sind die Schaltungsblöcke 140, 150 selbst dann, wenn ein Überstrom durch einen Kurzschlussfehler im Schaltungsblock 130 erzeugt wird und die Unterbrechungsleitung 30 aufgrund des Überstroms schmilzt, immer noch über die Verbindungsleitungen 141, 151 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 Stopps 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 zu der 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.
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Insbesondere schmilzt 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 als ein Stromwert bei einer Unterbrechung durch die Unterbrechungsleitung 122 ist, dann, wenn ein Überstrom durch einen Kurzschlussfehler im Schaltungsblock 130 verursacht wird, die Unterbrechungsleitung 30 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.
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(Weitere Ausführungsformen)
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und die vorstehend beschriebenen Modifikationen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise geändert und modifiziert werden. Die Verbindungsleitung 40 beispielsweise, die an einem Ende der Unterbrechungsleitung 30 verbunden ist, kann elektrisch mit der gemeinsamen Leitung anstelle der Energieversorgungsleitung 23 verbunden sein, die von den elektronischen Komponenten 22 gemeinsam verwendet wird, um vor einem Überstrom geschützt zu sein.
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Die Verbindungsleitung 50, die am anderen Ende der Unterbrechungsleitung 30 verbunden ist, kann elektrisch mit einer Komponentenbefestigungsleitung verbunden sein, auf der eine elektronische Komponente angeordnet ist, wie beispielsweise einer internen Schicht, die vollständig mit einer Schutzschicht, wie beispielsweise einer Lötabdeckschicht, bedeckt ist.
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Wenigstens eine der Verbindungsleitungen 40 und 50 und die Unterbrechungsleitung 30 können als Überstromschutz der elektronischen Steuervorrichtungen 12 einschließlich der Motor-ECU, der Brems-ECU, der Lenk-ECU, der Körper-ECU und der Navigations-ECU für jedes Substrat vorgesehen sein.
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Die vorstehend beschriebenen anderen Ausführungsformen können ebenso auf die Verbindungsleitungen, die sich von den Verbindungsleitungen 40 und 50 unterscheiden, und die Unterbrechungsleitungen, die sich von der Unterbrechungsleitung 30 unterscheiden, angewandt werden.
