DE102014207039A1

DE102014207039A1 - Elektronische Steuereinheit

Info

Publication number: DE102014207039A1
Application number: DE102014207039.2A
Authority: DE
Inventors: Masato Kirigaya
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2034-04-12
Also published as: JP5846181B2; JP2014225630A; DE102014207039B4

Abstract

Eine elektronische Steuereinheit, die an einem Fahrzeug zu befestigen ist, weist eine Leiterplatte (10), eine erste elektronische Komponente (20), mehrere zweite elektronische Komponenten (30) und eine Befestigungskomponente (40) auf. Die Befestigungskomponente weist einen Wärmeableitungsteil (41), der an der Leiterplatte befestigt ist, um von den zweiten elektronischen Komponenten erzeugte Wärme abzustrahlen, einen Halteteil (42), der einen Hauptteil (22) der ersten elektronischen Komponente hält, und einen Befestigungsteil (45), über den die Leiterplatte am Fahrzeug befestigt wird, auf. Der Halteteil und die Leiterplatte sind einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet, um einen Raum zu definieren, in dem wenigstens eine der zweiten elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte befestigt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinheit, die eine Leiterplatte mit einem Durchgangsloch, eine erste elektronische Komponente mit einer in das Durchgangsloch eingefügten Leitung und einem durch die Leitung gehaltenen Hauptteil und mehrere zweite elektronische Komponenten, die auf der Leiterplatte befestigt sind, aufweist.
Die JP 2012-89666 A beschreibt eine elektronische Steuereinheit, die eine erste elektronische Komponente mit einem Hauptteil und einer aus dem Hauptteil ragenden Leitung und eine Leiterplatte mit mehreren Durchgangslöchern, in die die Leitung eingefügt ist, aufweist.
Die elektronische Steuereinheit weist ferner mehrere zweite elektronische Komponenten, die mit der ersten elektronischen Komponente eine Schaltung bilden, und einen Wärmeableitungsteil zum Abstrahlen von Wärme, die von den zweiten elektronischen Komponenten erzeugt wird, auf.
Wenn die elektronische Steuereinheit an einem Fahrzeug befestigt wird, vibriert die Leiterplatte durch eine externe Kraft, wie beispielsweise eine Vibration des Fahrzeugs, und vibriert der Hauptteil der ersten elektronischen Komponente an einem Punkt um eine Befestigungsposition herum, an der die Leitung und die Leiterplatte miteinander verbunden sind, bedingt durch die Vibration der Leiterplatte. In diesem Fall ermüdet die Leitung und kann ein elektrischer Verbindungsfehler zwischen der ersten elektronischen Komponente und der Leiterplatte auftreten.
Wenn ein Halteteil an der Leiterplatte vorgesehen ist, um den Hauptteil der ersten elektronischen Komponente zu halten, wird ein Bereich der Leiterplatte zum Anordnen der zweiten elektronischen Komponenten verkleinert. In diesem Fall kann die Größe der Leiterplatte und somit die Größe der elektronischen Steuereinheit zunehmen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Steuereinheit bereitzustellen, bei der eine Zunahme der Größe beschränkt wird.
Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung weist eine elektronische Steuereinheit, die an einem Fahrzeug zu befestigen ist, eine Leiterplatte, eine erste elektronische Komponente, mehrere zweite elektronische Komponenten und eine Befestigungskomponente auf. Die Leiterplatte weist ein Durchgangsloch auf. Die erste elektronische Komponente weist eine Leitung, die in das Durchgangsloch eingefügt ist, und einen Hauptteil, der durch die Leitung gehalten wird, auf. Die mehreren zweiten elektronischen Komponenten sind auf der Leiterplatte befestigt. Die Befestigungskomponente ist auf der Leiterplatte befestigt und weist einen Wärmeableitungsteil, einen Halteteil und einen Befestigungsteil auf. Der Wärmeableitungsteil ist an der Leiterplatte befestigt, um Wärme abzustrahlen, die von den zweiten elektronischen Komponenten erzeugt wird. Der Halteteil ist mit dem Wärmeableitungsteil einstückig geformt (integrally molded), um den Hauptteil zu halten. Der Befestigungsteil ist mit dem Wärmeableitungsteil einstückig geformt (integrally molded), und die Leiterplatte wird über den Befestigungsteil am Fahrzeug befestigt. Der Halteteil und die Leiterplatte sind einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet, um einen Raum zu definieren, in dem wenigstens eine der zweiten elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte befestigt ist.
Folglich kann ein Bereich der Leiterplatte zum Anordnen der zweiten elektronischen Komponenten gewährleistet werden, verglichen mit einem Fall, in dem ein Halteteil, der den Hauptteil der ersten elektronischen Komponente hält, direkt an der Leiterplatte befestigt ist. Folglich wird eine Zunahme der Größe der Leiterplatte und somit der elektronischen Steuereinheit beschränkt.
Die Befestigungskomponente weist den Befestigungsteil auf, der mit dem Wärmeableitungsteil einstückig geformt ist. Dementsprechend kann von den zweiten elektronischen Komponenten erzeugte Wärme über die Leiterplatte, den Wärmeableitungsteil und den Befestigungsteil in Richtung des Fahrzeugs abgestrahlt werden. D. h. die Wärme der zweiten elektronischen Komponenten kann effizient abgestrahlt werden. Folglich wird, während der Halteteil mit dem Wärmeableitungsteil einstückig geformt ist, eine Übertragung der Wärme vom Wärmeableitungsteil zum Halteteil beschränkt. Dementsprechend wird eine Beeinflussung der ersten elektronischen Komponente durch die Wärme der zweiten elektronischen Komponenten beschränkt.
Ferner kann die Anzahl von Komponenten, um die elektronische Steuereinheit zu bilden, verringert werden, da die Befestigungskomponente integriert den Wärmeableitungsteil, den Halteteil und den Befestigungsteil aufweist.
Der Halteteil und der Hauptteil können über ein Klebemittel mechanisch miteinander verbunden sein.
Folglich ist sowohl die Leitung als auch der Hauptteil der ersten elektronischen Komponente an der Leiterplatte befestigt. Wenn die Leiterplatte durch eine externe Kraft, wie beispielsweise eine Vibration des Fahrzeugs, vibriert, vibriert die erste elektronische Komponente mit der Leiterplatte, und zwar derart, dass eine Vibration des Hauptteils der ersten elektronischen Komponente an einem Punkt entsprechend einer Befestigungsposition, an der die Leitung und die Leiterplatte aneinander befestigt sind, beschränkt wird. Aus diesem Grund kann eine Ermüdung der Leitung reduziert werden, so dass die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zwischen der ersten elektronischen Komponente und der Leiterplatte erhöht werden kann.
Die obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:
1 eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung einer elektronischen Steuereinheit gemäß einer Ausführungsform;
2 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in der 1;
3 eine perspektivische Explosionsansicht zur Veranschaulichung der elektronischen Steuereinheit;
4 eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung eines Zustands, in dem ein Innengehäuse an einer Leiterplatte montiert ist;
5 eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung eines Zustands, in dem ein Verbinder und elektronische Komponenten an der Leiterplatte und dem Innengehäuse montiert sind, die in der 4 gezeigt sind;
6 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VI-VI in der 5; und
7 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer Modifikation der elektronischen Steuereinheit.
Nachstehend ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Nachstehend ist eine elektronische Steuereinheit 100 gemäß der Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben, in denen eine X-Richtung, eine Y-Richtung und eine Z-Richtung senkrecht zueinander verlaufen. Ferner ist eine x-y-Ebene durch die X-Richtung und die Y-Richtung definiert. Eine y-z-Ebene ist durch die Y-Richtung und die Z-Richtung definiert. Eine z-x-Ebene ist durch die Z-Richtung und die X-Richtung definiert.
Die elektronische Steuereinheit 100 entspricht beispielsweise, wie in den 1 bis 3 gezeigt, einer Verbrennungsmotor-ECU (ECU = elektronische Steuereinheit) für einen Verbrennungsmotor und weist eine Leiterplatte 10, eine erste elektronische Komponente 20, eine zweite elektronische Komponente 30 und ein Innengehäuse 40 auf. Die erste elektronische Komponente 20, die zweite elektronische Komponente 30 und das Innengehäuse 40 sind auf der Leiterplatte 10 angeordnet. Die Leiterplatte 10 der elektronischen Steuereinheit 100 wird beispielsweise mit einer Schraube (nicht gezeigt), die in das Innengehäuse 40 eingefügt wird, an einem Motorblock eines Fahrzeugs befestigt.
Die elektronische Steuereinheit 100 weist ferner ein Außengehäuse 50 auf, das die Leiterplatte 10, die erste elektronische Komponente 20, die zweite elektronische Komponente 30 und einen Teil des Innengehäuses 40 unterbringt. Ferner weist die elektronische Steuereinheit 100 noch einen Verbinder 60 auf, der die Leiterplatte 10, die erste elektronische Komponente 20 und die zweite elektronische Komponente 30 elektrisch mit einer externen Einrichtung verbindet.
Die Leiterplatte 10 weist ein Substrat 11 aus einem Isoliermaterial und eine Verdrahtung (nicht gezeigt), die auf einer Oberfläche und innerhalb des Substrats 11 gebildet ist, auf. Ferner weist die Leiterplatte 10 ein Durchgangsloch 12 auf, und eine Leitung 21 der ersten elektronischen Komponente 20 ist in das Durchgangsloch 12 eingefügt.
Die erste elektronische Komponente 20 ist eine elektronische Komponente vom Einfügebefestigungstyp und weist die Leitung 21 und einen durch die Leitung 21 gehaltenen Hauptteil 22 auf. In dieser Ausführungsform ist die erste elektronische Komponente 20 beispielsweise ein Aluminiumelektrolytkondensator. Vier der ersten elektronischen Komponenten 20 sind, wie in 5 gezeigt, auf der Leiterplatte 10 befestigt. Der Hauptteil 22 weist insgesamt eine Säulenform auf, und die Leitung 21 ragt aus einer runden Bodenoberfläche des Hauptteils 22 hervor. Die Leitung 21 ist derart gebogen, dass sie eine L-Form aufweist. Die Seitenoberfläche des Hauptteils 22 wird durch einen Halteteil 42 des Innengehäuses 40 gehalten.
Die zweite elektronische Komponente 30 ist eine elektronische Komponente vom Oberflächenbefestigungstyp. Die zweite elektronische Komponente 30 ist auf der Leiterplatte 10 befestigt und bildet mit der Verdrahtung der Leiterplatte 10 und der ersten elektronischen Komponente 20 eine Schaltung. Mehrere zweite elektronische Komponenten 30 sind auf der Leiterplatte 10 befestigt. Die zweite elektronische Komponente 30 ist beispielsweise eine passive Komponente, wie beispielsweise ein Kondensator und ein Widerstand, oder eine aktive Komponente, wie beispielsweise ein MOSFET und eine Diode. Die Wärmeabgabemenge der aktiven Komponente ist höher als diejenige der passiven Komponente. Alternativ kann die zweite elektronische Komponente 30 ein Mikrocomputer oder ein IC-Chip sein.
Das Innengehäuse 40 kann einer Befestigungskomponente entsprechen und ist in einem Speicherraum angeordnet, der durch das Außengehäuse 50 definiert wird. Das Innengehäuse 40 weist einen Wärmeableitungsteil 41, der von den zweiten elektronischen Komponenten 30 erzeugte Wärme abstrahlt, und den Halteteil 42, der den Hauptteil 22 der ersten elektronischen Komponente 20 hält, auf. Der Halteteil 42 ist mit dem Wärmeableitungsteil 41 einstückig geformt. Der Wärmeableitungsteil 41 weist, wie in den 3 und 4 gezeigt, einen Vorsprung, eine Vertiefung und einen Ausschnitt (cutout) entsprechend der Form und der Position der zweiten elektronischen Komponenten 30 auf, und der Halteteil 42 weist eine Konkavität entsprechend der Form der ersten elektronischen Komponente 20 auf. Der Wärmeableitungsteil 41 ist, wie in 2 gezeigt, über eine Wärmeleitkomponente 70 thermisch mit der Leiterplatte 10 verbunden, und die erste elektronische Komponente 20 ist über ein Klebemittel 71 mechanisch mit dem Halteteil 42 verbunden.
Der Hauptteil 22 weist eine Oberfläche 22a auf, die dem Halteteil 42 gegenüberliegt, und der Halteteil 42 weist eine Oberfläche 42a auf, die dem Hauptteil 22 gegenüberliegt. In diese Ausführungsform weisen die Oberfläche 22a des Hauptteils 22 und die Oberfläche 42a des Halteteils 42 ähnliche Formen auf. Folglich ist die Dicke des Klebemittels 71 zwischen dem Hauptteil 22 und dem Halteteil 42 gleichförmig. Ferner weist die Oberfläche 22a des Hauptteils 22 eine konvexe Form auf, die in Richtung des Halteteils 42 ragt, und weist die Oberfläche 42a des Halteteils 42 eine konkave Form entsprechend der konvexen Form des Hauptteils 22 auf. Der Halteteil 42 weist einen Dammabschnitt bzw. Sperrabschnitt 43 auf, der ein Entweichen bzw. Austreten des Klebemittels 71, das einen flüssigen Zustand aufweist, bevor es aushärtet, beschränkt. Der Dammabschnitt 43 umgibt, wie in den 3 und 5 gezeigt, den Umfang des Hauptteils 22. Die Wärmeleitkomponente 70 weist eine Wärmeleitfähigkeit auf, die höher als diejenige von Luft ist, und das Klebemittel 71 weist eine Wärmeleitfähigkeit auf, die höher als diejenige von Luft ist. Die Wärmeleitkomponente 70 kann aus einem Wärmeleitungsblech, einem Wärmeleitungsgel, einem Wärmeleitungsschmiermittel oder einem Wärmeleitungsklebemittel aufgebaut sein.
Der Halteteil 42 und die Leiterplatte 10 sind, wie in 6 gezeigt, einen vorbestimmten Abstand in der Z-Richtung voneinander beabstandet. Wenigstens eine der zweiten elektronischen Komponenten 30 ist in dem Raum zwischen dem Halteteil 42 und der Leiterplatte 10 auf der Leiterplatte 10 befestigt. Folglich sind die mehreren zweiten elektronischen Komponenten 30 in einem Bereich gegenüberliegend dem Halteteil 42 auf der Leiterplatte 10 befestigt.
Das Innengehäuse 40 weist ferner einen Befestigungsteil 45 zusätzlich zum Wärmeableitungsteil 41 und zum Halteteil 42 auf. Der Befestigungsteil 45 weist ein Befestigungsloch 46 auf, und die Leiterplatte 10 wird unter Verwendung eines Befestigungselements (nicht gezeigt), das durch das Befestigungsloch 46 führt, an einem Fahrzeug befestigt. In dieser Ausführungsform weist der Wärmeableitungsteil 41 annähernd eine rechteckige Form auf und ist der Befestigungsteil 45 an jeder von vier Ecken des Wärmeableitungsteils 41 geformt bzw. angeformt.
Die aktive Komponente, die Wärme erzeugt, wie beispielsweise ein MOSFET und eine Diode, der zweiten elektronischen Komponenten 30 ist auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Leiterplatte 10, die dem Wärmeableitungsteil 41 gegenüberliegt, positioniert. Insbesondere weist die Leiterplatte 10 eine erste und eine zweite Oberfläche auf, die sich einander gegenüberliegen. Der Wärmeableitungsteil 41 ist an der ersten Oberfläche der Leiterplatte 10 befestigt, und die aktive Komponente der zweiten elektronischen Komponenten 30, die mehr Wärme als die anderen der zweiten elektronischen Komponenten 30 erzeugt, ist in einem Bereich entsprechend dem Bereich der ersten Oberfläche, wo der Wärmeableitungsteil 41 befestigt ist, an der zweiten Oberfläche der Leiterplatte 10 befestigt.
Das Außengehäuse 50 weist ein oberes Gehäuse 51 und ein unteres Gehäuse 52 auf. Das obere Gehäuse 51 weist, wie in den 2 und 3 gezeigt, einen Vorsprung und eine Vertiefung entsprechend den Formen des Innengehäuses 40, der ersten elektronischen Komponente 20 und der zweiten elektronischen Komponenten 30 auf. Das untere Gehäuse 52 weist eine Vertiefung entsprechend der Form und Position der zweiten elektronischen Komponenten 30 an dem mittleren Bereich auf. Ferner weisen das obere Gehäuse 51, das untere Gehäuse 52 und das Innengehäuse 40, wie in 2 gezeigt, einen Vorsprung und eine Vertiefung auf, die mechanisch miteinander zu verbinden sind und dazu dienen, die Lichtdichtheit des durch das Außengehäuse 50 definierten Speicherraums aufrechtzuerhalten.
Die Oberfläche des Wärmeableitungsteils 41 in Kontakt mit dem oberen Gehäuse 51 weist, wie in 2 gezeigt, einen Vertiefungsteil 41a auf, der in einer Richtung weg vom oberen Gehäuse 51 vertieft ist. Die Oberfläche des Wärmeableitungsteils 41 in Kontakt mit dem unteren Gehäuse 52 weist einen Vorsprungsteil 41b auf, der in Richtung des unteren Gehäuses 52 ragt. Das obere Gehäuse 51 weist einen Vorsprungsteil 51a auf, der in den Vertiefungsteil 41a eingefügt ist, und das untere Gehäuse 52 weist einen Vertiefungsteil 52a auf, in den der Vorsprungsteil 41b eingefügt ist.
Das obere Gehäuse 51, das untere Gehäuse 52 und das Innengehäuse 40 weisen, wie in 3 gezeigt, ein Befestigungsloch 51b bzw. ein Befestigungsloch 52b bzw. ein Befestigungsloch 41c auf, um aneinander befestigt zu werden. Ein Befestigungselement, wie beispielsweise eine Schraube oder ein Bolzen, wird derart in die Befestigungslöcher 51b, 52b, 41c eingefügt, dass das obere Gehäuse 51, das untere Gehäuse 52 und das Innengehäuse 40 aneinander befestigt werden. Ferner sind der Befestigungsteil 45 und ein Verbinder 60, der nachstehend noch beschrieben ist, wie in 1 gezeigt, außerhalb des durch das Außengehäuse 50 definierten Speicherraums freiliegend. Der Befestigungsteil 45 wird durch eine Verlängerung, die sich vom Wärmeableitungsteil 41 aus erstreckt, definiert und befindet sich außerhalb des Außengehäuses 50.
Der Verbinder 60 verbindet die auf der Leiterplatte 10 definierte Schaltung mit einer externen Einrichtung. Der Verbinder 60 weist einen Anschlussstift 61 und einen Randteil 62, der den Anschlussstift 61 umgibt, auf. Ein erstes Ende des Anschlussstifts 61 ist elektrisch mit der Leiterplatte 10 verbunden, und ein zweites Ende des Anschlussstifts 61 ist mit der externen Einrichtung verbunden.
Nachstehend ist der Zusammenbau der elektronischen Steuereinheit 100 beschrieben. Die Leiterplatte 10 mit den zweiten elektronischen Komponenten 30 wird, wie in 3 gezeigt, vorbereitet, nachdem ein Reflow-Löten der zweiten elektronischen Komponenten 30 erfolgt ist. Anschließend wird das Innengehäuse 40, wie in 4 gezeigt, über die Wärmeleitkomponente 70 an der Leiterplatte 10 befestigt. Hierauf folgend wird der Verbinder 60, wie in 5 gezeigt, an der Leiterplatte 10 befestigt und die erste elektronische Komponente 20 auf der Leiterplatte 10 und dem Innengehäuse 40 befestigt. Zu dieser Zeit werden die Leitung 21 der ersten elektronischen Komponente 20 und der Anschlussstift 61 des Verbinders 60 in das Durchgangsloch 12 der Leiterplatte 10 eingefügt. Der Hauptteil 22 wird über das Klebemittel 71 am Halteteil 42 befestigt, und der Anschlussstift 61 und die Leitung 21 werden über ein Lötmittel (beispielweise per Teilflusslöten bzw. Partial-Flow-Löten) miteinander verbunden. Das obere Gehäuse 51 und das untere Gehäuse 52 werden aneinander montiert, und die Leiterplatte 10 und ein Teil des Innengehäuses 40 werden im Außengehäuse 50 untergebracht. Auf diese Weise wird die in der 1 gezeigte elektronische Steuereinheit 100 gefertigt.
Nachstehend sind Vorteile der elektronischen Steuereinheit 100 der Ausführungsform beschrieben. Der Halteteil 42 und die Leiterplatte 10 sind, wie vorstehend beschrieben, den vorbestimmten Abstand voneinander entfernt und beabstandet. Der Raum zur Befestigung von wenigstens einer der zweiten elektronischen Komponenten 30 auf der Leiterplatte 10 wird zwischen dem Halteteil 42 und der Leiterplatte 10 definiert. Gemäß der Ausführungsform kann ein Bereich der Leiterplatte 10, der zur Befestigung der zweiten elektronischen Komponenten 30 geeignet ist, verglichen mit einem Vergleichsbeispiel, bei dem ein Halteteil, der den Hauptteil der ersten elektronischen Komponente hält, direkt an der Leiterplatte befestigt ist, genauso groß gehalten werden. Dies führt dazu, dass verhindert werden kann dass die Leiterplatte 10 und die elektronische Steuereinheit 100 eine große Größe annehmen.
Das Innengehäuse 40 weist den Befestigungsteil 45 auf, der mit dem Wärmeableitungsteil 41 einstückig geformt ist. Folglich kann Wärme, die von den zweiten elektronischen Komponenten 30 abgestrahlt wird, über die Leiterplatte 10, den Wärmeableitungsteil 41 und den Befestigungsteil 45 in Richtung des Fahrzeugs abgestrahlt werden. D. h., die Wärme der zweiten elektronischen Komponenten 30 kann effizient abgestrahlt werden. Folglich wird, während der Halteteil 42 mit dem Wärmeableitungsteil 41 einstückig geformt ist, die vom Wärmeableitungsteil 41 zum Halteteil 42 übertragene Wärmemenge reduziert. Dies führt dazu, dass der Einfluss der Wärme der zweiten elektronischen Komponenten 30 auf die erste elektronische Komponente 20 beschränkt wird.
Da das Innengehäuse 40 den Wärmeableitungsteil 41, den Halteteil 42 und den Befestigungsteil 45 einstückig bzw. einteilig aufweist, kann die Anzahl von Komponenten reduziert werden.
Der Halteteil 42 und der Hauptteil 22 werden über das Klebemittel 71 mechanisch miteinander verbunden. Sowohl die Leitung 21 als auch der Hauptteil 22 der ersten elektronischen Komponente 20 werden an der Leiterplatte 10 befestigt. Folglich vibriert die erste elektronische Komponente 20 auch dann, wenn die Leiterplatte 10 durch eine externe Kraft, wie beispielsweise eine Vibration eines am Fahrzeug befestigten Verbrennungsmotors, vibriert, mit der Leiterplatte 10. Dementsprechend wird eine Vibration des Hauptteils 22 der ersten elektronischen Komponente 20 an einem Punkt entsprechend einer Befestigungsposition, an der die Leitung 21 an der Leiterplatte 10 befestigt ist, beschränkt. Aus diesem Grund wird eine Ermüdung der Leitung 21 reduziert, so dass die elektrische Verbindung zwischen der ersten elektronischen Komponente 20 und der Leiterplatte 10 gewährleistet werden kann.
Die Oberfläche 22a des Hauptteils 22 gegenüberliegend dem Halteteil 42 und die Oberfläche 42a des Halteteils 42 gegenüberliegend dem Hauptteil 22 weisen ähnliche Formen auf, und die Dicke des Klebemittels 71 zwischen dem Hauptteil 22 und dem Halteteil 42 ist gleichförmig. Folglich kann eine Spannungskonzentration an einem bestimmten Teil des Klebemittels 71 verringert werden, verglichen mit dem Fall, dass eine Oberfläche des Hauptteils gegenüberliegend dem Halteteil und eine Oberfläche des Halteteils gegenüberliegend dem Hauptteil verschiedene Formen aufweisen, derart, dass eine Dicke des Klebemittels zwischen dem Hauptteil 22 und dem Halteteil 42 nicht gleichförmig ist. Ferner kann die erforderliche Menge an Klebemittel 71 verringert werden.
Die Oberfläche 22a des Hauptteils 22 gegenüberliegend dem Halteteil 42 ragt in Richtung des Halteteils 42 hervor, und die Oberfläche 42a des Halteteils 42 gegenüberliegend dem Hauptteil 22 weist die konkave Form entsprechend der konvexen Form des Hauptteils 22 auf. Folglich kann die mechanische Verbindungsstärke zwischen dem Hauptteil 22 und dem Halteteil 42 infolge des Ankereffekts (anchor effect) verringert werden, verglichen mit dem Fall, dass die Oberflächen ebene Formen aufweisen.
Der Halteteil 42 weist den Dammabschnitt 43 auf, der das Entweichen des Klebemittels 71 im flüssigen Zustand vor der Aushärtung beschränkt. Folglich wird das Entweichen des Klebemittels 71 zu einem nicht beabsichtigten Abschnitt beschränkt, so dass eine nicht gewünschte mechanische Verbindung beschränkt wird.
Die aktive Komponente, wie beispielsweise ein MOSFET und eine Diode, die unter den zweiten elektronischen Komponenten 30 sehr viel Wärme erzeugt, ist über die Leiterplatte 10 gegenüberliegend dem Wärmeableitungsteil 41 positioniert. Folglich kann die von den zweiten elektronischen Komponenten 30 erzeugte Wärme effizient zum Wärmeableitungsteil 41 übertragen werden, verglichen mit dem Fall, dass eine elektronische Vorrichtung, die sehr viel Wärme erzeugt, an einer Position angeordnet ist, die nicht dem Wärmeableitungsteil entspricht. Aus diesem Grund kann die von den zweiten elektronischen Komponenten 30 erzeugte Wärme effizient abgestrahlt werden.
Der Befestigungsteil 45 ist mit dem Wärmeableitungsteil 41 einstückig geformt. Folglich kann die Anzahl von Komponenten verringert werden, verglichen mit dem Fall, dass ein Schraubloch in einer elektronischen Steuereinheit getrennt vom Innengehäuse vorgesehen ist. Ferner kann Wärme der zweiten elektronischen Komponenten 30, wie beispielsweise ein MOSFET und eine Diode, effizient in Richtung des Fahrzeugs abgestrahlt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt.
Der Hauptteil 22 ist nicht auf den Aluminiumelektrolytkondensator beschränkt. Alternativ kann der Hauptteil 22 aus einer Spule aufgebaut sein.
Der Hauptteil 22 ist nicht auf die Säulenform beschränkt. Alternativ kann der Hauptteil 22 insgesamt eine quadratische Säulenform aufweisen.
Das Klebemittel 71 kann zwischen dem Halteteil 42 und der ersten elektronischen Komponente 20 weggelassen sein.
Die Oberfläche 22a des Hauptteils 22 gegenüberliegend dem Halteteil 42 und die Oberfläche des Halteteils 42 gegenüberliegend dem Hauptteil 22 können voneinander verschiedene Formen aufweisen.
In dieser Ausführungsform ragt die Oberfläche 22a des Hauptteils 22 gegenüberliegend dem Halteteil 42 in Richtung des Halteteils 42 und weist die Oberfläche 42a des Halteteils 42 gegenüberliegend dem Hauptteil 22 die konkave Form entsprechend der konvexen Form des Hauptteils 22 auf. Alternativ kann die Oberfläche 42a des Halteteils 42 gegenüberliegend dem Hauptteil 22 in Richtung des Hauptteils 22 ragen und die Oberfläche 22a des Hauptteils 22 gegenüberliegend dem Halteteil 42 die konkave Form entsprechend der konvexen Form des Halteteils 42 aufweisen. D. h., eine der Oberfläche des Hauptteils und der Oberfläche des Halteteils weist eine konvexe Form auf, die in Richtung der anderen der Oberfläche des Hauptteils und der Oberfläche des Halteteils ragt, und die andere der Oberfläche des Hauptteils und der Oberfläche des Halteteils weist eine konkave Form entsprechend der konvexen Form auf.
In der obigen Ausführungsform ist der Befestigungsteil 45 an jeder der vier Ecken des Wärmeableitungsteils 41 gebildet. Die Anzahl und Position der Befestigungsteile 45 ist nicht auf das obige Beispiel beschränkt und ist unter Berücksichtigung der Form der elektronischen Steuereinheit 100, der Form einer Vorrichtung, an der die elektronische Steuereinheit 100 befestigt wird, und der Verbindungszuverlässigkeit zwischen der Vorrichtung und der elektronischen Steuereinheit 100 änderbar.
In der obigen Ausführungsform ist die aktive Komponente der zweiten elektronischen Komponenten 30, wie beispielsweise ein MOSFET und eine Diode, über die Leiterplatte 10 gegenüberliegend dem Wärmeableitungsteil 41 angeordnet. Das Positionsverhältnis zwischen der aktiven Komponente und dem Wärmeableitungsteil 41 ist jedoch nicht auf das obige Beispiel beschränkt. Die passive Komponente, die Wärme erzeugt, indem ihr Elektrizität zugeführt wird, kann über die Leiterplatte 10 gegenüberliegend dem Wärmeableitungsteil 41 angeordnet sein.
In der obigen Ausführungsform sind, wie in 6 gezeigt, einzig die zweiten elektronischen Komponenten 30 zwischen dem Halteteil 42 und der Leiterplatte 10 angeordnet. Alternativ ist, wie in 7 gezeigt, die Wärmeleitkomponente 70 zwischen dem Halteteil 42 und der Leiterplatte 10 angeordnet, neben den zweiten elektronischen Komponenten 30. Der Halteteil 42 und die Leiterplatte 10 sind über die Wärmeleitkomponente 70 thermisch miteinander verbunden. In diesem Fall kann die von der ersten elektronischen Komponente 20 erzeugte Wärme über den Halteteil 42 und die Wärmeleitkomponente 70 zur Leiterplatte 10 übertragen werden. Folglich kann von der ersten elektronischen Komponente 20 erzeugte Wärme über die Wärmeleitkomponente 70, die Leiterplatte 10, das Außengehäuse 50 und den Befestigungsteil 45 in Richtung des Fahrzeugs abgestrahlt werden.
In der obigen Ausführungsform weist die elektronische Steuereinheit 100 auf: die erste elektronische Komponente 20 vom Einfügebefestigungstyp, die durch den Halteteil 42 des Innengehäuses 40 gehalten wird, und die zweiten elektronischen Komponenten 30 vom Oberflächenbefestigungstyp, als elektronische Komponenten, die auf der Leiterplatte 10 befestigt werden. Genauer gesagt, als die elektronische Komponente vom Einfügebefestigungstyp weist die elektronische Steuereinheit 100 einzig die erste elektronische Komponente 20 auf, die durch den Halteteil 42 gehalten wird. Die elektronische Steuereinheit 100 kann jedoch ferner eine dritte elektronische Komponente vom Einfügebefestigungstyp aufweisen, die nicht durch den Halteteil 42 gehalten wird. Die dritte elektronische Komponente ist beispielsweise auf der gleichen Oberfläche der Leiterplatte 10 wie die erste elektronische Komponente 20 angeordnet, wobei ein Teilflusslöten zusammen mit der ersten elektronischen Komponente 20 erfolgt.
Ferner kann die elektronische Steuereinheit 100 eine elektronische Komponente vom Oberflächenbefestigungstyp aufweisen, als die zweiten elektronischen Komponenten 30, neben der elektronischen Komponente vom Einfügebefestigungstyp. Die elektronische Komponente vom Einfügebefestigungstyp kann in dem Raum zwischen dem Halteteil 42 und der Leiterplatte 10 angeordnet sein, als die zweiten elektronischen Komponenten 30. In diesem Fall wird, bevor das Innengehäuse 40 an der Leiterplatte 10 befestigt wird, ein Teilflusslöten der zweiten elektronischen Komponenten 30 vom Einfügebefestigungstyp an der Leiterplatte 10 ausgeführt. In dieser Situation wird jedoch die elektronische Komponente vom Oberflächenbefestigungstyp als die zweite elektronische Komponente 30 verwendet, die über die Leiterplatte 10 gegenüberliegend dem Wärmeableitungsteil 41 angeordnet ist.
Solche Änderungen und Modifikationen sollen als mit im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, so wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, beinhaltet verstanden werden.
Vorstehend ist eine elektronische Steuereinheit beschrieben.
Eine elektronische Steuereinheit, die an einem Fahrzeug zu befestigen ist, weist eine Leiterplatte 10, eine erste elektronische Komponente 20, mehrere zweite elektronische Komponenten 30 und eine Befestigungskomponente 40 auf. Die Befestigungskomponente weist einen Wärmeableitungsteil 41, der an der Leiterplatte befestigt ist, um von den zweiten elektronischen Komponenten erzeugte Wärme abzustrahlen, einen Halteteil 42, der einen Hauptteil 22 der ersten elektronischen Komponente hält, und einen Befestigungsteil 45, über den die Leiterplatte am Fahrzeug befestigt wird, auf. Der Halteteil und die Leiterplatte sind einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet, um einen Raum zu definieren, in dem wenigstens eine der zweiten elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte befestigt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-89666 A [0002]

Claims

Elektronische Steuereinheit, die an einem Fahrzeug zu befestigen ist, wobei die elektronische Steuereinheit aufweist: – eine Leiterplatte (10) mit einem Durchgangsloch (12); – eine erste elektronische Komponente (20) mit einer Leitung (21), die in das Durchgangsloch eingefügt ist, und einem Hauptteil (22), der durch die Leitung gehalten wird; – mehrere zweite elektronische Komponenten (30), die auf der Leiterplatte befestigt sind; und – eine Befestigungskomponente (40), die auf der Leiterplatte befestigt ist, wobei die Befestigungskomponente aufweist: – einen Wärmeableitungsteil (41), der an der Leiterplatte befestigt ist, um Wärme abzustrahlen, die von den zweiten elektronischen Komponenten erzeugt wird, – einen Halteteil (42), der mit dem Wärmeableitungsteil einstückig geformt ist, um den Hauptteil der ersten elektronischen Komponente zu halten, und – einen Befestigungsteil (45), der mit dem Wärmeableitungsteil einstückig geformt ist, wobei die Leiterplatte über den Befestigungsteil am Fahrzeug befestigt wird, wobei – der Halteteil der Befestigungskomponente und die Leiterplatte einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sind, um einen Raum zu definieren, in dem wenigstens eine der zweiten elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte befestigt ist.
Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteteil der Befestigungskomponente und der Hauptteil der ersten elektronischen Komponente über ein Klebemittel (71) mechanisch miteinander verbunden sind.
Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – der Hauptteil der ersten elektronischen Komponente eine Oberfläche (22a) aufweist, die dem Halteteil der Befestigungskomponente gegenüberliegt, – der Halteteil der Befestigungskomponente eine Oberfläche (42a) aufweist, die dem Hauptteil der ersten elektronischen Komponente gegenüberliegt, – die Oberfläche des Hauptteils und die Oberfläche des Halteteils ähnliche Formen aufweisen, und – das Klebemittel (71) zwischen dem Hauptteil und dem Halteteil eine gleichförmige Dicke aufweisen.
Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – eine der Oberfläche des Hauptteils und der Oberfläche des Halteteils eine konvexe Form aufweist, die in Richtung der anderen der Oberfläche des Hauptteils und der Oberfläche des Halteteils ragt, und – die andere der Oberfläche des Hauptteils und der Oberfläche des Halteteils eine konkave Form entsprechend der konvexen Form aufweist.
Elektronische Steuereinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteteil einen Dammabschnitt (43) aufweist, der ein Entweichen des Klebemittels im flüssigen Zustand beschränkt.
Elektronische Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass – wenigstens eine der zweiten elektronischen Komponenten eine Oberflächenbefestigungsstruktur aufweist und mehr Wärme als die andere der zweiten elektronischen Komponenten abgibt; und – die wenigstens eine der zweiten elektronischen Komponenten auf einer gegenüberliegenden Oberfläche der Leiterplatte, die dem Wärmeableitungsteil gegenüberliegt, positioniert ist.
Elektronische Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeableitungsteil über eine Wärmeleitkomponente (70), die eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft aufweist, thermisch mit der Leiterplatte verbunden ist.