DE112017000446T5

DE112017000446T5 - Kunstharzversiegelte fahrzeugmontierte Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112017000446T5
Application number: DE112017000446.2T
Authority: DE
Inventors: Maki Ito; Toshiaki Ishii; Yoshio Kawai; Nobutake Tsuyuno; Yujiro Kaneko; Takayuki FUKUZAWA; Masahiko Asano
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2018-10-11
Also published as: US20190080931A1; JP2017157769A; CN108476590B; CN108476590A; JP6634316B2; WO2017150053A1; US10699917B2

Abstract

Eine Aufgabe besteht darin, einen solchen Aufbau einer ECU vorzusehen, bei dem ein Einfüllen von Kunstharz ohne Verformung einer elektronischen Leiterplatte möglich ist. Eine kunstharzversiegelte fahrzeugmontierte Steuervorrichtung weist auf: eine Leiterplatte; ein Basisteil, welches die Leiterplatte aufnimmt; und Kunstharz, das zwischen der Leiterplatte und dem Basisteil eingefüllt wird. Das Basisteil weist Folgendes auf: einen Basisabschnitt, der die Leiterplatte befestigt; und eine Seitenwand, die der Seitenflächenseite der Leiterplatte gegenüberliegt. Das Kunstharz wird zumindest zwischen der Leiterplatte und dem Basisabschnitt vorgesehen. Die Seitenwand hat eine Öffnung an einer beliebigen Position seitlich des Basisabschnitts ausgehend von einer Position, die der Seitenflächenseite der elektronischen Leiterplatte gegenüberliegt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine fahrzeugmontierte Steuervorrichtung, die in ein Kraftfahrzeug einzubauen ist, umfassend: eine Leiterplatte, die mit einer elektronischen Komponente ausgestattet ist; und eine Basis mit einer die Leiterplatte abdeckenden Seitenwand, und betrifft insbesondere eine elektronische Steuervorrichtung mit einer Leiterplatte und einer Basis, die mit Kunstharz versiegelt sind.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise umfasst eine fahrzeugmontierte Steuervorrichtung (elektronische Steuereinheit (ECU)), die in ein Kraftfahrzeug einzubauen ist, typischerweise Folgendes: eine Leiterplatte, die mit einer elektronischen Komponente wie zum Beispiel einer Halbleiterkomponente ausgestattet ist; und eine Ummantelung, welche die Leiterplatte aufnimmt. Die Ummantelung besteht typischerweise aus Folgendem: einer Basis, über die die Leiterplatte befestigt ist; und eine mit der Basis zusammengefügte Abdeckung, wobei die Abdeckung die Leiterplatte abdeckt.
Solche fahrzeugmontierten Steuervorrichtungen müssen in jüngster Zeit immer kleiner gebaut werden, was auf beengte Platzverhältnisse zurückzuführen ist. Die fahrzeugmontierten Steuervorrichtungen sind jeweils in einen stark vibrationsbehafteten Raum einzubauen, wie zum Beispiel einen Motorraum, im Motor oder auch im Automatikgetriebe selbst, und müssen somit jeweils vibrationsfest sein. Je nach Einbauort verursacht eine von einer anderen elektronischen Vorrichtung ausgesendete elektromagnetische Welle zusätzlich zu Vibrationen ein Problem, womit auch noch die elektromagnetische Kompatibilität (EMC) gewährleistet sein muss.
Im Hinblick auf solche Anforderungen offenbart zum Beispiel die Patentliteratur 1 eine Technik zum Einfüllen von Kunstharz (Versiegelungsmittel 50) zwischen einer elektronischen Leiterplatte und einem Basisteil (Kunstharzbehälter 20), wobei die elektronische Leiterplatte an ihren beiden Oberflächen mit elektronischen Komponenten ausgestattet ist und wobei die elektronische Leiterplatte in dem eine Seitenwand aufweisenden Basisteil aufgenommen ist.
Patentliteratur 2 offenbart eine Technik zum Einfüllen von Kunstharz (Isolierkunstharz 9) ausgehend von einer Einspritzöffnung, die an einer Seitenfläche eines Basisteils (Deckel 3) vorgesehen ist.
Literaturstellenliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2000-183277 A
Patentliteratur 2: JP 2014-15080 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wie der Patentliteratur 1 zu entnehmen ist, weist eine ECU mit der elektronischen Leiterplatte, die auf ihren beiden Seiten mit elektronischen Elementen ausgestattet und dem Basisteil zugeordnet ist, einen Raum zwischen dem Basisteil und der elektronischen Leiterplatte auf, womit die Notwendigkeit besteht, diesen Raum mit Kunstharz auszufüllen. Wie der Patentliteratur 1 zu entnehmen ist, verzögert sich die Befüllung des Raums mit Kunstharz, wenn der ECU einschließlich des Basisteils mit der Seitenwand das Kunstharz zugegeben wird, was auf die Seitenwand zurückzuführen ist, und es ergibt sich ein Unterschied bei der Kunstharzeinfüllzeit zwischen der Ober- und Unterseite der elektronischen Leiterplatte. Infolgedessen besteht die Möglichkeit einer Verformung der elektronischen Leiterplatte.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen solchen Aufbau einer ECU bereitzustellen, bei dem Kunstharz ohne eine Verformung einer elektronischen Leiterplatte eingefüllt werden kann.
Lösung für das Problem
Das Mittel in Bezug auf die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist zum Beispiel wie folgt.
Eine fahrzeugmontierte Steuervorrichtung weist Folgendes auf: eine Leiterplatte mit einer weiträumigen Fläche und einer Seitenfläche; ein Basisteil, welches die Leiterplatte aufnimmt; und Kunstharz, das zwischen der Leiterplatte und dem Basisteil eingefüllt ist. Das Basisteil weist auf: einen plattenförmigen Abschnitt, der der weiträumigen Fläche gegenüberliegt; und eine Seitenwand, die vom plattenförmigen Abschnitt vorsteht, wobei die Seitenwand der Seitenfläche gegenüberliegt. Das Kunstharz ist zumindest zwischen der Leiterplatte und der weiträumigen Fläche vorgesehen. Die Seitenwand hat eine Öffnung an einer beliebigen Position auf der Seite des plattenförmigen Abschnitts ausgehend von einer Position, die der Seitenfläche gegenüberliegt.
Durch die Öffnung der Seitenwand an einer beliebigen Position auf der Seite des plattenförmigen Abschnitts ausgehend von der der Seitenfläche gegenüberliegenden Position kann unterbunden werden, dass sich ein Unterschied bezüglich der Kunstharzeinfüllzeit zwischen der Ober- und Unterseite der Leiterplatte ergibt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Aufbau der ECU bereitgestellt werden, die es ermöglicht, dass das Kunstharz ohne Verformung der elektronischen Leiterplatte eingefüllt werden kann.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Hauptstruktur einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine Schnittansicht von 1.
3 ist eine Ansicht zur Beschreibung eines beispielhaften Montagevorgangs (Befestigung).
4 ist eine Ansicht eines beispielhaften Montagevorgangs (Steckeranbringung).
5 ist eine Ansicht eines beispielhaften Montagevorgangs (Kunstharzeinfüllung).
6 ist eine schematische Ansicht der Positionsbeziehung zwischen einer Öffnung 11g eines Basisteils 11 und einer Leiterplatte 15.
7 ist eine schematische Ansicht der Positionsbeziehung zwischen einer Öffnung 11g eines Basisteils 11 und einer Leiterplatte 15 und der Form der Öffnung 11g in einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
8 ist eine schematische Ansicht der Positionsbeziehung zwischen einer Öffnung 11g eines Basisteils 11 und einer Leiterplatte 15 und der Form der Öffnung 11g in einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform.
9 ist eine schematische Ansicht der Positionsbeziehung zwischen einer Öffnung 11g eines Basisteils 11 und einer Leiterplatte 15 und der Form der Öffnung 11g in einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform.
10 ist eine schematische Ansicht der Positionsbeziehung zwischen einer Öffnung 11g eines Basisteils 11 und einer Leiterplatte 15 und der Form der Öffnung 11g in einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer fünften Ausführungsform.
11 ist eine schematische Ansicht der Positionsbeziehung zwischen einer Öffnung 11g eines Basisteils 11 und einer Leiterplatte 15 und der Form der Öffnung 11g in einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform.
12 ist eine schematische Ansicht einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer siebten Ausführungsform.
13 ist eine schematische Ansicht einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer achten Ausführungsform.
14 ist eine schematische Ansicht einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer achten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Dieselben Bestandteile, dieselben funktionellen Abschnitte oder Abschnitte in entsprechender Beziehung sind in den Figuren mit einheitlichen oder verwandten Bezugszeichen bezeichnet. Es ist zu beachten, dass in den 1 bis 12 die jeweiligen Abschnitte zum Beispiel in der Dicke übertrieben dargestellt sind, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern.
(Erste Ausführungsform)
1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Hauptstruktur einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform.
Die kunstharzversiegelte fahrzeugmontierte Steuervorrichtung 1 weist Folgendes auf: eine Leiterplatte 15 mit elektronischen Komponenten 14, die an der Ober- und Unterseite (Vorder- und Rückseite) der Leiterplatte 15 mit Lötzinn angebracht sind, wobei die elektronischen Komponenten 14 jeweils ein Wärme abgebendes Element wie zum Beispiel eine IC oder ein Halbleiterelement aufweisen; ein Basisteil 11, das die Leiterplatte aufnimmt; und einen Stecker 12. Die Leiterplatte 15 weist ein Kunstharz 20 auf, das an ihren beiden Oberflächen eingefüllt wird, wobei das Kunstharz 20 (nicht dargestellt) auch zwischen der Leiterplatte 15 und dem Basisteil 11 eingefüllt wird.
2 ist eine Schnittansicht der 1.
Der Stecker 12 zum elektrischen Anschließen der Leiterplatte 15 an den Außenbereich wird an der Leiterplatte 15 angebracht. Der Stecker 12 weist Folgendes auf: eine nötige Anzahl an Stiftanschlüssen 12a; und ein Gehäuse 12b mit Durchgangsöffnungen, durch die die Stiftanschlüsse 12a zum Beispiel mittels einer Presspassung eingesetzt werden. Was den Stecker 12 anbelangt, werden die unteren Endabschnitte der Stiftanschlüsse 12a mit der Leiterplatte 15 mit Lötzinn verbunden und daran angeschlossen, zum Beispiel durch einen Spot-Flow-Prozess, und zwar nachdem die Stiftanschlüsse 12a in die Durchgangsöffnungen des Gehäuses eingesetzt wurden.
Das Basisteil 11 mit einer schüsselartigen Form, von der eine Seite offen ist, umfasst Folgendes: einen plattenförmigen Abschnitt 11a, der mit der Leiterplatte 15 ausgestattet ist; eine Seitenwand 11b, die vom plattenförmigen Abschnitt 11a vorsteht; einen Lagerabschnitt 11c, bei dem es sich um die Lagerfläche der Leiterplatte 15 handelt; einen Fahrzeugeinbau-Befestigungsabschnitt 11d, der sich vom Umfang des plattenförmigen Abschnitts 11a erstreckt; Eckenlagerabschnitte 11e, die an den vier Ecken des plattenförmigen Abschnitts 11a vorgesehen sind; ein Steckerfenster 11f zum Einsetzen des Steckers in den oberen Plattenabschnitt 11a; und eine Öffnung 11g, die an der Seitenwand 11b vorgesehen ist. Die Seitenwand 11b ist in einer Wandform vorgesehen, die vom Rand des plattenförmigen Abschnitts 11a vorsteht, womit das gesamte Basisteil 11 eine behälterartige Form hat, in der die Leiterplatte 15 aufgenommen ist.
Die Leiterplatte 15 ist plattenförmig und weist eine weiträumige Fläche und eine Seitenfläche auf. Die weiträumige Fläche ist so vorgesehen, dass sie dem plattenförmigen Abschnitt 11a des Basisteils gegenüberliegt, und die Seitenwand 11b ist so vorgesehen, dass sie der Seitenfläche der Leiterplatte 15 gegenüberliegt. Dadurch, dass die Seitenwand 11b so vorgesehen ist, dass sie der Seitenfläche der Leiterplatte 15 gegenüberliegt, sind die elektronischen Komponenten 14 zum Beispiel gegenüber einer von außen kommenden elektromagnetischen Welle geschützt, so dass die elektromagnetische Kompatibilität aufrechterhalten werden kann.
Die Öffnung 11g zum Einbringen des Kunstharzmaterials 20 zum Versiegeln der fahrzeugmontierten Steuervorrichtung ist an einem Teil der Seitenwand 11b vorgesehen. Obwohl das Kunstharz 20 von der Seite der Seitenfläche der Leiterplatte 15 her eingefüllt wird, wie nachstehend noch beschrieben wird (in 2 von der linken Seite her), führt das Vorhandensein der Öffnung 11g dazu, dass die Seitenwand 11b den Einfüllvorgang des Harzes 20 kaum behindert.
Durch den Fahrzeugeinbau-Befestigungsabschnitt 11d kann die kunstharzversiegelte fahrzeugmontierte Steuervorrichtung 1 an eine Fahrzeugkarosserie angebaut werden und wird in einem vorbestimmten Bereich der Fahrzeugkarosserie zum Beispiel durch den Eingriff einer Art einer Schraube befestigt. Die Eckenlagerabschnitte 11e, die an den vier Ecken der Basis vorgesehen sind, halten die Leiterplatte, wobei die Leiterplatte an diesen vier Ecken jeweils mit einer Feststellschraube 16 als beispielhaftes Befestigungselement befestigt wird. Eine Lamelle 11h kann vorgesehen sein, um die Wärmeableitung des Basisteils 11 zu verbessern.
Das Kunstharzmaterial 20 wird auf beiden Oberflächen der Leiterplatte 15 eingefüllt, wobei das Kunstharzmaterial 20 die Leiterplatte 15 überdeckt. Auch die Seitenwand 11b ist mit dem Kunstharzmaterial 20 umhüllt. Durch das Umhüllen der Leiterplatte 15 mit dem Kunstharzmaterial 20 sind die elektronischen Komponenten 14, die Vorder- und Rückseite der Leiterplatte, ein Raum zwischen dem Basisteil 11 und der Leiterplatte 15 sowie die Stiftanschlüsse des an die Leiterplatte angeschlossenen Steckers mit dem Kunstharzmaterial bedeckt. Durch das Einfüllen des Kunstharzmaterials 20 wird die Zuverlässigkeit der ECU sichergestellt, wie zum Beispiel die Wärmebeständigkeit, die Wasserdichtigkeit und die Beständigkeit gegenüber Salzwasser. Was die elektronischen Komponenten 14 und die Leiterplatte 15 anbelangt, die dem Lötvorgang unterzogen werden, oder in Bezug auf die Stiftanschlüsse 12a und die Leiterplatte 11, die dem Lötvorgang unterzogen werden, sind auch die gelöteten Abschnitte mit dem Kunstharzmaterial 20 bedeckt, womit sich die lötbedingte Verformung reduziert und die Zuverlässigkeit verbessert. Eine elektronische Komponente 14, die in der Umgebung der Mitte dreier elektronischer Komponenten 14 positioniert ist, die auf der Oberseite der Leiterplatte 15 vorgesehen sind, ist mit Spiel von der Oberseite der Leiterplatte 11 mit den Anschlüssen der elektronischen Komponente 14 angebracht, womit sich ein Spalt zwischen der elektronischen Komponente 14 und der Leiterplatte 11 bildet. Das Kunstharzmaterial 20 zum Versiegeln der fahrzeugmontierten Steuervorrichtung kann in diesen Spaltabschnitt und in eine Wärmedurchtrittsöffnung 17 eingefüllt sein. Das Kunstharz 20 hat ein höheres Wärmeleitvermögen als Luft, womit durch die Bedeckung der Leiterplatte mit den darauf vorgesehenen elektronischen Komponenten mit dem Kunstharzmaterial die Wärmeableitung verbessert werden kann.
Als beispielhaftes Material kann für das Kunstharzmaterial 20 ein herkömmliches wärmehärtendes Kunstharz wie zum Beispiel ein Epoxidharz, ein Phenolharz, ein Urethanharz oder ein ungesättigtes Polyesterkunstharz verwendet werden. Das von allen Kunstharzen am meisten bevorzugte Kunstharz ist das kostengünstige ungesättigte Polyesterharz.
Das Basisteil 11 wird durch Gießen, Pressen oder Schneiden mit Metallmaterial hergestellt. Das Basisteil 11 wird hergestellt, indem als Material eine Legierung, die als Hauptbestandteile Aluminium, Magnesium und Eisen aufweist, gegossen, gepresst oder geschnitten wird. Es ist zu beachten, dass am Basisteil 11 das Steckerfenster 11f gebildet wird, um zu ermöglichen, dass die Leiterplatte von außen mit Energie versorgt werden kann oder dass die Leiterplatte über den Stecker ein Eingangssignal von einem externen Gerät empfangen bzw. ein Ausgangssignal an dieses senden kann.
Beide Oberflächen der Leiterplatte 15 sind mit den elektronischen Komponenten 14 versehen. In 2 wird eine Vierergruppe der elektronischen Komponenten 14 zur Steuerung verwendet (drei auf der Oberseite und eine auf der Unterseite). Eine an der Leiterplatte vorgesehene Schaltungsverdrahtung 14a ist an die jeweilige elektronische Komponente angeschlossen und auch mit den Stiftanschlüssen 12a des Steckers verbunden. Die elektronischen Komponenten zur Steuerung umfassen jeweils einen Mikrocomputer und ein Leistungshalbleiterelement. Wärmedurchtrittsöffnungen (Durchgangsöffnungen 17) sind an den Abschnitten der Leiterplatte 11 vorgesehen, an denen die elektronischen Komponenten 14 vorgesehen sind. Ein rechteckiger Vorsprung 11c steht an der Oberseite einer elektronischen Komponente vor, die am linken Abschnitt der drei elektronischen Komponenten angeordnet ist, welche auf der Oberseite der Leiterplatte angeordnet sind, und eine Schicht 13 mit hohem Wärmeleitvermögen ist zwischen der Oberseite der elektronischen Komponente und der Unterseite des rechteckigen Vorsprungs 11c der Basis eingefügt, wobei die beiden in Kontakt miteinander stehen. In diesem Fall weist die Schicht 13 mit hohem Wärmeleitvermögen einen Klebstoff, Schmiermittel und eine Wärmeableitungslage auf.
Der Stecker 12 kann an das Steckerfenster 11f des Basisteils 11 mit einem Klebstoff angeklebt werden. Für diesen Klebstoff kann ein allgemein bekannter Klebstoff verwendet werden, und Beispiele für Klebstoffe, die verwendet werden können, umfassen einen Silikonklebstoff, einen Klebstoff auf der Basis von Epoxidharz, einen Polyurethanklebstoff, einen Bismaleimidklebstoff, einen Klebstoff auf der Basis von Phenolharz und einen Klebstoff auf der Basis eines Acrylharzes, sind aber nicht hierauf beschränkt.
Als Nächstes wird ein beispielhafter Montagevorgang der kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 beschrieben.
3 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines beispielhaften Montagevorgangs (Befestigung).
Wie in 3 dargestellt ist, werden zunächst die Leiterplatte 15, an der die elektronischen Komponenten 14 mit dem Lötzinn vorgesehen sind, und das Basisteil 11 aneinander befestigt. Als Befestigungsverfahren kann zum Beispiel eine Schraubenbefestigung verwendet werden. Das Basisteil 11 wird auf die Eckenlagerabschnitte 11e aufgesetzt und mit den Feststellschrauben 16 an diesen befestigt. Die Eckenlagerabschnitte 11e können beispielsweise an allen vier Ecken oder Endabschnitten des Basisteils 11 vorgesehen sein. Im Rahmen eines Befestigungsverfahrens kann die Befestigung zum Beispiel mit einem Klebstoff oder einem Klebeband anstelle der Schraubenbefestigung erfolgen.
4 ist eine Ansicht eines beispielhaften Montagevorgangs (Steckeranbringung).
Die Steckeranschlüsse 12a werden mit dem Gehäuse 12b zusammengeführt, und dann wird der Stecker 12 am Steckerfenster 11f des Basisteils 11 angebracht. Für die Anbringung kann ein Klebstoff verwendet werden. Die Stiftanschlüsse 12a werden durch das Basisteil 11 hindurch mit der Leiterplatte 15 verbunden. Als Verbindungsverfahren kann zum Beispiel ein Spot-Flow-Prozess mit Lötzinn verwendet werden. Um zu verhindern, dass das Kunstharz aus den Öffnungen überfließt, durch die die Stiftanschlüsse 12a eingeführt werden, kann beim Einfüllen des Kunstharzmaterials 20 in das Basisteil 11 beim nachfolgenden Prozess ein Vergießen zum Beispiel mit einem Urethanharz erfolgen, nachdem die Stiftanschlüsse 12a mit dem Gehäuse 12b vereint wurden.
5 ist eine Ansicht eines beispielhaften Montagevorgangs (Kunstharzbefüllung).
Nach der elektrischen Verbindung der elektronischen Komponenten 14 und der Stiftanschlüsse 12a, wie in 5 dargestellt ist, werden die Leiterplatte 15, der Stecker 12 und das Basisteil 11 mit dem Kunstharzmaterial 20 versiegelt. Zuerst wird ein Werkzeug 30 an der Öffnungsseite des Basisteils 11 angebracht. Das Werkzeug 30 kann am plattenförmigen Abschnitt 11a des Basisteils oder am Fahrzeugeinbau-Befestigungsabschnitt 11d in Anlage gebracht und daran befestigt werden. Das Werkzeug 30 hat einen Kunstharzeinlass 30a zum Einfüllen des Kunstharzmaterials 20 ausgehend von der Seite der Seitenwand 11b der kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1. Am Kunstharzeinlass 30a wird eine Düse 31 angesetzt, und die Düse 31 stößt das Kunstharzmaterial 20 aus, das über Fließfähigkeit verfügt, um das Kunstharzmaterial 20 in die Basis und das Werkzeug einzuspritzen. Das aus der Düse 31 ausgestoßene Kunstharzmaterial 20 fließt von der Seite der Seitenfläche der Leiterplatte 15 her ein und verzweigt sich auf beide Oberflächen der Leiterplatte 15 (Pfeile in der Figur), so dass das Kunstharzmaterial 20 entlang der weiträumigen Flächen eingefüllt wird. Das Kunstharzmaterial 20 wird nahezu gleichzeitig an beiden Flächen der Leiterplatte 15 eingefüllt, womit eine Verformung aufgrund des Auftretens eines Unterschieds in der Kunstharzeinfüllzeit zwischen der Ober- und Unterseite der Leiterplatte verhindert werden kann. Wenn ein Unterschied hinsichtlich der Kunstharzeinfüllzeit zwischen der Ober- und Unterseite der Leiterplatte vorliegt, verformt sich die Leiterplatte 15 aufgrund des Einbringungsdrucks des Kunstharzmaterials, das eine hohe Viskosität aufweist. Insbesondere wenn die Einfüllgeschwindigkeit des Kunstharzes hoch ist, verursacht dieser Unterschied mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Problem. Um das Befüllen nahezu gleichzeitig an beiden Oberflächen der Leiterplatte 15 durchzuführen, ist es wichtig, dass die Öffnung 11g an der Seitenwand 11b des Basisteils 11 vorgesehen wird. An der Seitenwand 11b ist die Öffnung 11g auf der Seite des plattenförmigen Abschnitts 11a ausgehend von der Position vorgesehen, an der die Seitenwand 11b und die Seitenflächenseite der Leiterplatte 15 einander gegenüberliegen. Dadurch, dass die Öffnung an dieser Position vorgesehen wird, kann verhindert werden, dass die Seitenwand 11b den Vorgang des Einfüllens des Kunstharzes zwischen das Basisteil 11 und die Leiterplatte 15 behindert.
Nachdem eine vorbestimmte Menge des fließfähigen Kunstharzmaterials in das Basisteil 11 und das Werkzeug eingefüllt wurde, wird das Kunstharzmaterial 20 zum Beispiel durch Erwärmung gehärtet. Diese Anordnung ermöglicht, dass die kunstharzversiegelte fahrzeugmontierte Steuervorrichtung, die in 2 dargestellt ist, hergestellt werden kann.
6 ist eine schematische Ansicht der Positionsbeziehung zwischen der Öffnung 11g des Basisteils 11 und der Leiterplatte 15, wenn die kunstharzversiegelte fahrzeugmontierte Steuervorrichtung 1 von einer Seitenfläche her betrachtet wird (Ansicht von der linken Seite der 5 her gesehen).
Gemäß der ersten Ausführungsform ist die Öffnung 11g an der Seitenwand 11b in einer Aussparungsform vorgesehen. Der Endabschnitt der Aussparung befindet sich in der Seitenwand 11b auf der Seite des plattenförmigen Abschnitts 11a ausgehend von der Position, an der die Seitenwand 11b und die Seitenflächenseite der Leiterplatte 15 einander gegenüberliegen, und somit hat die Seitenwand 11b die Öffnung auf der Seite des plattenförmigen Abschnitts 11a ausgehend von der Position, an der die Seitenwand 11b und die Seitenflächenseite der Leiterplatte 15 einander gegenüberliegen.
Das Kunstharzmaterial 20 wird in das Basisteil eingefüllt, wobei es von der in der Aussparungsform vorgesehenen Öffnung 11g und einem Endabschnitt der Seitenwand 11b (untere Seite in der Figur) her einströmt. Es tritt keine Verzögerung bei der Einfüllung des Kunstharzmaterials 20 an beiden Oberflächen der Leiterplatte 15 auf, da die Öffnung 11g eine größere Abmessung hat, womit die Öffnung 11g in Anbetracht der Verformung der Leiterplatte 15 vorzugsweise groß ist. Die Öffnung 11g ist jedoch unter Berücksichtigung des Einflusses auf die EMC vorzugsweise klein. Deshalb werden die Position, Form und Größe der Öffnung 11g vorzugsweise unter Berücksichtigung der Positionen der elektronischen Komponenten 14 an der Leiterplatte 15 vorgesehen.
Die kunstharzversiegelte fahrzeugmontierte Steuervorrichtung 1 wird durch das Herstellverfahren der 3 bis 5 hergestellt. Die kunstharzversiegelte fahrzeugmontierte Steuervorrichtung 1 wird zum Beispiel an einem Fahrzeugteil in einem Motorraum befestigt. Die kunstharzversiegelte fahrzeugmontierte Steuervorrichtung kann an dem Fahrzeugteil durch Befestigen eines Befestigungselements, wie zum Beispiel einer Schraube befestigt werden, die durch eine Durchgangsöffnung (nicht dargestellt) des Fahrzeugeinbau-Befestigungsabschnitts 11d des Basisteils 11 gesteckt wird.
Bei der kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform sind beide Oberflächen der Leiterplatte 15 mit den elektronischen Komponenten 14 ausgestattet, womit eine Miniaturisierung im Vergleich zu einer einseitigen Ausführung erzielt wird. Das Versiegeln der Leiterplatte 15, des Basisteils 11 und des Steckers 12 mit dem Kunstharzmaterial 20 erhöht die Steifigkeit, so dass sich die Vibrationsfestigkeit verbessern kann. Die Öffnung der Seitenwand 11b des Basisteils 11 auf der Seite des plattenförmigen Abschnitts 11a ausgehend von der Position gegenüber der Seitenwandseite der Leiterplatte 15 macht es möglich, dass das Kunstharzmaterial 20 nahezu gleichzeitig in den oberen und unteren Raum der Leiterplatte 15 eingefüllt werden kann. Durch diese Anordnung kann eine Verformung der Leiterplatte verhindert werden, die auf einen Unterschied in der Einfüllgeschwindigkeit des Kunstharzmaterials zwischen dem oberen und unteren Raum der Leiterplatte zurückzuführen ist, so dass eine gegenseitige Ablösung von Leiterplatte und Kunstharzmaterial unterbunden werden kann, oder verhindert werden kann, dass sich die elektronischen Komponenten und das Kunstharzmaterial voneinander lösen, nachdem das eingefüllte Kunstharzmaterial 20 gehärtet wurde. Da der Unterschied in der Kunstharzeinfüllzeit zwischen der Vorder- und Rückseite der Leiterplatte 15 klein ist, besteht kaum eine Notwendigkeit dahingehend, den Einspritzdruck des Kunstharzmaterials 20 zu begrenzen. Somit kann eine Luftbeteiligung beim Einfüllen des Kunstharzmaterials 20 reduziert und die Zuverlässigkeit der Vorrichtung kann verbessert werden.
(Zweite Ausführungsform)
7 ist eine schematische Ansicht der Positionsbeziehung zwischen einer Öffnung 11g eines Basisteils 11 und einer Leiterplatte 15 und der Form der Öffnung 11g in einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Die Öffnung 11g hat die Aussparungsform gemäß der zweiten Ausführungsform, wohingegen als Öffnung 11g gemäß der zweiten Ausführungsform eine aufseiten des plattenförmigen Abschnitts befindliche Öffnung 111g und eine aufseiten des Endabschnitts befindliche Öffnung 112g unabhängig voneinander vorgesehen sind.
Das Kunstharzmaterial 20 wird ausgehend von der aufseiten des plattenförmigen Abschnitts befindlichen Öffnung 111g, der aufseiten des Endabschnitts befindlichen Öffnung 112g und einem Endabschnitt einer Seitenwand 11b in das Basisteil 11 eingefüllt. Das Kunstharzmaterial 20 gelangt durch die Öffnungen auf beide Oberflächen der Leiterplatte 15, womit eine Verformung der Leiterplatte 15 kleiner ist im Vergleich zu einer Zugabe des Kunstharzmaterials ausgehend von der Seite einer einzigen Oberfläche der Leiterplatte 15. Die jeweilige Form der aufseiten des plattenförmigen Abschnitts befindlichen Öffnung 111g und der aufseiten des Endabschnitts befindlichen Öffnung 112g ist nicht auf eine elliptische Form beschränkt, und es kann eine beliebige Form wie zum Beispiel eine quadratische oder kreisförmige Form übernommen werden.
(Dritte Ausführungsform)
8 ist eine schematische Ansicht der Positionsbeziehung zwischen einer Öffnung 11g eines Basisteils 11 und einer Leiterplatte 15 und der Form der Öffnung 11g in einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform.
Gemäß der dritten Ausführungsform sind mehrere aufseiten des plattenförmigen Abschnitts befindliche Öffnungen 111g und mehrere aufseiten des Endabschnitts befindliche Öffnungen 112g für die zweite Ausführungsform vorgesehen.
Das Kunstharzmaterial 20 wird ausgehend von den aufseiten des plattenförmigen Abschnitts befindlichen Öffnungen 111g, den aufseiten des Endabschnitts befindlichen Öffnungen 112g und einem Endabschnitt der Seitenwand 11b in das Basisteil 11 eingefüllt. Das Kunstharzmaterial 20 gelangt durch die Öffnungen auf beide Oberflächen der Leiterplatte 15, womit die Verformung der Leiterplatte 15 kleiner ist im Vergleich zur Zugabe des Kunstharzmaterials ausgehend von der Seite einer einzigen Oberfläche der Leiterplatte 15. Die Form der aufseiten des plattenförmigen Abschnitts befindlichen Öffnungen 111g und aufseiten des Endabschnitts befindlichen Öffnungen 112g sind jeweils nicht auf eine elliptische Form beschränkt, und es kann eine beliebige Form wie zum Beispiel eine quadratische oder kreisrunde Form übernommen werden.
(Vierte Ausführungsform)
9 ist eine schematische Ansicht der Positionsbeziehung zwischen einer Öffnung 11g eines Basisteils 11 und einer Leiterplatte 15 und der Form der Öffnung 11g in einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform.
Gemäß der vierten Ausführungsform ist die Öffnung 11g in einer elliptischen Form vorgesehen. Eine Seitenwand 11b weist die Öffnung 11g als einzelne Öffnung auf, die ausgehend von der Seite eines plattenförmigen Abschnitts 11a ausgehend von der Position vorgesehen ist, die einer Seitenfläche der Leiterplatte 15 gegenüberliegt, und zwar bis zur Seite eines Endabschnitts der Seitenwand ausgehend von der Position, die der Seitenfläche gegenüberliegt.
Das Kunstharzmaterial 20 wird von der Öffnung 11g her eingebracht und trifft dann auf die Seitenfläche der Leiterplatte 15. Dann verzweigt sich das Kunstharzmaterial 20 in Richtung zu beiden Oberflächen der Leiterplatte 15, um dem Basisteil 11 hinzugefügt zu werden. Dadurch tritt kaum ein Unterschied hinsichtlich der Zugabezeit des Kunstharzmaterials 20 zwischen beiden Oberflächen der Leiterplatte 15 auf, womit eine Verformung der Leiterplatte 15 verhindert werden kann.
Die Form der Öffnung 11g ist nicht auf die elliptische Form beschränkt, und somit kann eine beliebige Form wie zum Beispiel eine quadratische oder kreisrunde Form übernommen werden.
(Fünfte Ausführungsform)
10 ist eine schematische Ansicht der Positionsbeziehung zwischen einer Öffnung 11g eines Basisteils 11 und einer Leiterplatte 15 und der Form der Öffnung 11g in einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer fünften Ausführungsform.
Gemäß der fünften Ausführungsform werden mehrere Öffnungen 11g für die vierte Ausführungsform bereitgestellt.
Das Kunstharzmaterial 20 wird von den Öffnungen 11g her eingebracht und trifft dann auf die Seitenfläche der Leiterplatte 15. Danach verzweigt sich das Kunstharzmaterial 20 in Richtung zu beiden Oberflächen der Leiterplatte 15, um dem Basisteil 11 hinzugefügt zu werden. Dadurch tritt kaum ein Unterschied in der Zugabezeit des Kunstharzmaterials 20 zwischen beiden Oberflächen der Leiterplatte 15 auf, womit eine Verformung der Leiterplatte 15 verhindert werden kann. Die Form der jeweiligen Öffnungen 11g ist nicht auf eine elliptische Form beschränkt, und somit kann eine beliebige Form wie zum Beispiel eine quadratische oder kreisrunde Form übernommen werden.
(Sechste Ausführungsform)
11 ist eine schematische Ansicht der Positionsbeziehung zwischen einer Öffnung 11g eines Basisteils 11 und einer Leiterplatte 15 und der Form der Öffnung 11g in einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform.
Gemäß der fünften Ausführungsform sind mehrere Öffnungen 11g für die erste Ausführungsform vorgesehen, wobei die Öffnungen 11g jeweils eine Aussparungsform haben.
Das Kunstharzmaterial 20 wird von den Öffnungen 11g her eingebracht und trifft dann auf die Seitenfläche der Leiterplatte 15. Danach verzweigt sich das Kunstharzmaterial 20 in Richtung zu beiden Oberflächen der Leiterplatte 15, um dem Basisteil 11 hinzugefügt zu werden. Dadurch tritt kaum ein Unterschied hinsichtlich der Zugabezeit des Kunstharzmaterials 20 zwischen beiden Oberflächen der Leiterplatte 15 auf, womit eine Verformung der Leiterplatte 15 unterbunden werden kann.
Die Form der jeweiligen Öffnungen 11g ist nicht auf eine quadratische Form beschränkt, und somit kann eine beliebige Form wie etwa eine halbelliptische Form übernommen werden.
(Siebte Ausführungsform)
12 ist eine schematische Ansicht einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer siebten. Ausführungsform.
12 stellt eine Modifikation der ersten Ausführungsform dar und ist eine Schnittansicht an einer Position ähnlich denen der 2 bis 5. Ein Stecker 12 kann an der Seitenwandseite eines Basisteils 11 angeordnet sein.
(Achte Ausführungsform)
13 ist eine schematische Ansicht einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer achten Ausführungsform.
Die achte Ausführungsform ist eine Modifikation der ersten Ausführungsform, und 13 ist eine Schnittansicht an einer Position ähnlich denjenigen der 2 bis 5.
Gemäß der dreizehnten Ausführungsform ist in Bezug auf eine Seitenwand 11b der kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 die Seitenwand 11b auf der Seite, die zu der mit einer Öffnung 11g versehenen Seitenwand 11b entgegengesetzt ist, in Kontakt mit einer Seitenfläche einer Leiterplatte 15. Durch diesen Aufbau kann die Menge des einzusetzenden Kunstharzmaterials 20 reduziert werden, die elektromagnetische Kompatibilität der fahrzeugmontierten Steuervorrichtung kann verbessert werden, und auch die Vibrationsfestigkeit kann erhöht werden, so dass sich die Zuverlässigkeit der Vorrichtung verbessert.
(Neunte Ausführungsform)
14 ist eine schematische Ansicht einer kunstharzversiegelten fahrzeugmontierten Steuervorrichtung 1 gemäß einer achten Ausführungsform.
Gemäß der neunten Ausführungsform ist eine Leiterplatte 15 darüber hinaus mit einer Leiterplattenaussparung 21 für die erste Ausführungsform versehen.
Die Leiterplattenaussparung 21 ist an einem einer Öffnung 11g gegenüberliegenden Abschnitt in der Leiterplatte 15 vorgesehen.
Das von einer Düse 31 her eingebrachte Kunstharzmaterial 20 wird über die Öffnung 11g an beiden Oberflächen der Leiterplatte 15 eingefüllt. Durch das Vorsehen der Leiterplattenaussparung 21 wird ein Unterschied in der Kunstharzeinfüllzeit zwischen beiden Oberflächen der Leiterplatte 15 noch stärker reduziert, so dass die Verformung der Leiterplatte 15 weiter vermindert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Kunstharzversiegelte fahrzeugmontierte Steuervorrichtung
11: Basisteil
11a: plattenförmiger Abschnitt
11b: Seitenwand
11c: Lagerabschnitt
11d: Fahrzeugeinbau-Befestigungsabschnitt
11e: Eckenlagerabschnitt
11f: Steckerfenster
11g: Öffnung
111g: Erste Öffnung
112g: Zweite Öffnung
11h: Lamelle
12: Stecker
12a: Stiftanschluss
12b: Gehäuse
13: Schicht mit hohem Wärmeleitvermögen
14: Elektronische Komponente
14a: Schaltungsverdrahtung
15: Leiterplatte
16: feststellschraube
17: Wärmedurchtrittsöffnung
20: Kunstharzmaterial
21: Leiterplattenaussparung
30: Werkzeug
30a: Kunstharzeinlass
31: Düse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2000183277 A [0005]
JP 2014015080 A [0005]

Claims

Fahrzeugmontierte Steuervorrichtung, umfassend: eine Leiterplatte mit weiträumigen Flächen und Seitenflächen, die jeweils paarweise vorhanden sind; ein Basisteil, welches die Leiterplatte aufnimmt; und Kunstharz, das an beiden Oberflächen der weiträumigen Fläche der Leiterplatte eingefüllt ist, wobei das Basisteil aufweist: einen plattenförmigen Abschnitt, der der weiträumigen Fläche durch das Kunstharz hindurch gegenüberliegt; und eine Seitenwand, die vom plattenförmigen Abschnitt vorsteht und der Seitenfläche gegenüberliegt, wobei die Seitenwand eine Öffnung aufweist.
Fahrzeugmontierte Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Öffnung der Seitenwand auf der Seite des plattenförmigen Abschnitts ausgehend von einer Position vorgesehen ist, die der Seitenfläche der Leiterplatte gegenüberliegt.
Fahrzeugmontierte Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Öffnung seitlich des plattenförmigen Abschnitts ausgehend von der Position vorgesehen ist, die der Seitenfläche gegenüberliegt, und zwar bis zu einer Seite eines Endabschnitts der Seitenwand von der der Seitenfläche gegenüberliegenden Position.
Fahrzeugmontierte Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Öffnung von der Seite des Endabschnitts der Seitenwand zum plattenförmigen Abschnitt hin in einer Aussparungsform vorgesehen ist.
Fahrzeugmontierte Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei in der Seitenwand mehrere der Öffnungen vorgesehen sind.
Fahrzeugmontierte Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Seitenwand aufweist: eine erste Öffnung als die Öffnung an einer beliebigen Position seitlich des plattenförmigen Abschnitts ausgehend von der der Seitenfläche gegenüberliegenden Position; und eine erste Öffnung als die Öffnung an einer beliebigen Position seitlich des plattenförmigen Abschnitts ausgehend von der der Seitenfläche gegenüberliegenden Position.
Fahrzeugmontierte Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei mehrere der ersten Öffnungen und mehrere der zweiten Öffnungen vorgesehen sind.
Fahrzeugmontierte Steuervorrichtung nach Anspruch 5 oder 7, wobei die Leiterplatte eine Aussparung an einer den Öffnungen gegenüberliegenden Position hat.