DE112021002444T5

DE112021002444T5 - Elektronische Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112021002444T5
Application number: DE112021002444.2T
Authority: DE
Inventors: Yusuke Takahashi; Yoshio Kawai
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2020-09-18
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2023-02-23
Also published as: JP7462059B2; WO2022059263A1; JPWO2022059263A1; US20230255009A1

Abstract

Um einen Kurzschluss zwischen einem leitfähigen Verbindungsabschnitt (1), der als Gegenmaßnahme gegen externe elektrische Rauschquellen bereitgestellt ist, und einer elektronischen Schaltung zu verhindern, wird eine Struktur verwendet, bei der eine große Anzahl elektronischer Komponenten (8) auf einer Leiterplatte (5) montiert ist, welche auf einer Basis (7) montiert ist, eine Metallabdeckung (6) so angeordnet ist, dass sie obere Abschnitte der elektronischen Komponenten (8) abdeckt, Öffnungsabschnitte (3) an vier Positionen am Rand der Leiterplatte (5) in dieser ausgebildet sind, vorstehende Elemente (12), die integral mit der Basis (7) ausgebildet sind, an vier jeweiligen Positionen angeordnet sind, die mit den Positionen ausgerichtet sind, an denen die Öffnungsabschnitte (3) ausgebildet sind, die vorstehenden Elemente (12) an vier Positionen von der Rückseite der Leiterplatte (5) durch die Öffnungsabschnitte (3) geführt sind, so dass sie zur Vorderseite der Leiterplatte 5 vorstehen, die leitfähigen Verbindungsabschnitte (1) an vier Positionen auf der Platte in Außenrichtung in Bezug auf die vorstehenden Elemente (12) angeordnet sind, und die vorstehenden Elemente (12) zwischen den leitfähigen Verbindungsabschnitten (1) und der elektronischen Schaltung angeordnet sind, so dass die Metallabdeckung (6), der leitfähige Verbindungsabschnitt (1) und eine Masseschaltung elektrisch miteinander verbunden sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Steuervorrichtung.
Technischer Hintergrund
In den letzten Jahren wurde als fahrzeuginterne elektronische Steuervorrichtung zur Verringerung des Gewichts des Gesamtfahrzeugs eine elektronische Steuervorrichtung vorgeschlagen, bei der eine Direktbefestigungsstruktur verwendet wird, wobei ein zwischen dem Körper der fahrzeuginternen Steuervorrichtung und einem Sensor oder Aktuator verlegtes Verbindungskabel verkürzt ist. Die Direktbefestigungsstruktur der fahrzeuginternen elektronischen Steuervorrichtung ermöglicht eine direkte Befestigung am Motorkörper, am Getriebe und dergleichen. Ferner wurde in Bezug auf Materialien von Teilen, welche die elektronische Steuervorrichtung bilden, ein Wechsel des eine Platte (Basis) bildenden Materials von Metall zu einem Harz vorgenommen, um das Gewicht der Vorrichtung zu verringern. Dies liegt daran, dass das Gewicht der Gesamtvorrichtung verringert werden kann, indem ein Metall mit einem hohen spezifischen Gewicht, das bisher häufig verwendet wurde, durch ein leichtes Harz ersetzt wird.
Beispielsweise zeigt 12 ein Beispiel, bei dem ein Satz fahrzeuginterner Steuervorrichtungen für ein Getriebe, das eine elektronische Steuervorrichtung aufweist, eine Direktbefestigungsstruktur verwendet. In 12 weist ein Getriebe 130 eine Mechanismuseinheit (nicht dargestellt), welche die Drehantriebskraft eines Motors oder dergleichen ändert und überträgt, und ein Getriebegehäuse 131, das die Mechanismuseinheit aufnimmt, auf. Eine elektronische Steuervorrichtung 100, die eine Basis aus Harz aufweist, ist am Getriebegehäuse 131 montiert. Ein an der elektronischen Steuervorrichtung 100 angebrachter Getriebeverbinder 132 und das Getriebegehäuse 131 sind durch ein kurzes Verbindungskabel 133 elektrisch miteinander verbunden.
Wie vorstehend beschrieben, bedeutet die Bildung eines Teils des Materials der fahrzeuginternen Steuervorrichtung unter Verwendung eines Harzes, dass eine Komponente, die eine große Fläche aufweist, welche eine Leiterplatte umgibt, nichtleitend wird. Dadurch geht eine elektromagnetische Abschirmungswirkung, die eine herkömmliche Metallkomponente besitzt, verloren. Daher besteht ein weiteres Problem darin, wie verhindert werden kann, dass externe elektromagnetische Interferenzen eine an einer fahrzeuginternen elektronischen Steuervorrichtung montierte Leiterplatte beeinflussen.
Zitatliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2019-133858 A
Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die in Patentliteratur 1 beschriebene gedruckte Leiterplatte der elektronischen Steuervorrichtung ist am nichtleitenden Gehäuse montiert, und es ist ferner eine die gedruckte Leiterplatte bedeckende Abdeckung aus Metall angeordnet. Zum Erhalten einer elektromagnetischen Abschirmungswirkung ist eine Struktur dargestellt, bei der eine aus der Metallabdeckung zur gedruckten Leiterplatte vorstehende Struktur bereitgestellt ist, um die Metallabdeckung in die Nähe der gedruckten Leiterplatte zu bringen, und ein vorgegebener Zwischenraum zwischen der gedruckten Leiterplatte und der vorstehenden Struktur beibehalten wird. Bei einer solchen Struktur tritt in einem Fall, in dem in einem Gehäuse oder der Metallabdeckung ein Stoßstrom auftritt, wenn die elektronische Steuervorrichtung verwendet wird, eine elektrische Entladung im Zwischenraum auf, so dass der Stoßstrom zu einer Masse abgeleitet wird, so dass die wichtige Leiterplatte, auf der die elektronische Schaltung montiert ist, geschützt werden kann.
Beim Verfahren zum Einhalten eines vorgegebenen Zwischenraums zwischen der vorstehenden Struktur der Metallabdeckung und der Leiterplatte ergibt sich jedoch das Problem, dass die Impedanz bei einer elektrischen Entladung zunimmt, so dass die Rauschbeständigkeit verschlechtert wird. Angesichts dessen wird zum Verbessern der Rauschbeständigkeit eine Struktur erwogen, bei der ein leitfähiges Material zwischen der Metallabdeckung und der Leiterplatte angeordnet ist, um eine ausreichende Erdung zu gewährleisten.
In vielen Fällen enthält ein leitfähiges Material jedoch ein aushärtbares Klebstoffharzmaterial und weist in einem ungehärteten Zustand häufig eine Fluidität auf und wird darin amorph. Daher besteht selbst dann, wenn das leitfähige Material bei der Zusammensetzung der elektronischen Steuervorrichtung in einer vorgegebenen Position an die Leiterplatte anhaften gelassen wird, weil es nicht fest ist, die Möglichkeit, dass es sich wenn auch möglicherweise nur leicht um einen Bereich ausbreitet, in dem es in Haftung mit der Leiterplatte gebracht wird, bis das Aushärten des aushärtbaren Harzmaterials abgeschlossen ist.
In diesem Fall bestehen Bedenken, dass das leitfähige Material physisch in Kontakt mit einer elektronischen Komponente oder einer Verdrahtungsstruktur um den Bereich, in dem das leitfähige Material an die Leiterplatte anhaften gelassen wird, gebracht wird, so dass ein elektrischer Kurzschluss induziert wird. Um dies zu vermeiden, muss ein größeres Gebiet, in dem die Montage von Komponenten verboten ist, auf der Leiterplatte festgelegt werden als im Stand der Technik.
Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine unnötige Ausbreitung eines leitfähigen Klebstoffs auf einer Leiterplatte zu unterdrücken, so dass ein Kurzschluss zwischen einem leitfähigen Verbindungsabschnitt und einer elektronischen Komponente oder Verdrahtungsstruktur selbst dann verhindert werden kann, wenn ein kleines Gebiet gebildet wird, in dem die Montage von Komponenten verboten ist.
Lösung des Problems
Zum Lösen der vorstehenden Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine elektronische Steuervorrichtung vor, die Folgendes aufweist: eine Basis aus einem Harz, eine Leiterplatte, auf der eine elektronische Komponente montiert ist, eine Metallabdeckung, welche die elektronische Komponente bedeckt, und einen leitfähigen Verbindungsabschnitt, der eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Metallabdeckung und einer Masseschaltung der Leiterplatte bereitstellt, wobei die Leiterplatte sandwichförmig zwischen der Basis und der Metallabdeckung angeordnet ist, ein vorstehendes Element zwischen dem leitfähigen Verbindungsabschnitt und der elektronischen Komponente angeordnet ist und der leitfähige Verbindungsabschnitt und das vorstehende Element in Kontakt miteinander gebracht sind.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei der Anordnung eines leitfähigen Materials auf der Leiterplatte an einer vorgegebenen Position eine unerwünschte Ausbreitung des leitfähigen Materials an der Oberfläche der Leiterplatte verhindert werden. Daher kann selbst dann, wenn ein Gebiet auf der Leiterplatte, in dem die Montage von Komponenten verboten ist, klein gemacht wird, verhindert werden, dass das leitfähige Material in Kontakt mit der elektronischen Komponente oder einer Verdrahtungsstruktur auf der Leiterplatte gebracht wird, und daher verhindert werden, dass die Schaltung zerstört wird.
Figurenliste
Es zeigen:

1A eine Draufsicht einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform von außen,
1 B eine Teilschnittansicht einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform,
2 eine Teilschnittansicht eines Vergleichsbeispiels,
3A eine perspektivische Ansicht eines vorstehenden Elements gemäß einer Modifikation 1, wobei es sich um einen Körper mit einer gekrümmten Oberfläche handelt, dessen oberer Teil bei Betrachtung in einer Draufsicht bogenförmig ist,
3B eine perspektivische Ansicht eines vorstehenden Elements, das aus einem rechteckigen Parallelepipedkörper gemäß Modifikation 1 gebildet ist,
3C eine perspektivische Ansicht eines vorstehenden Elements, das aus einer kreisförmigen Säule gemäß Modifikation 1 gebildet ist,
4 eine erklärende Ansicht eines elektromagnetischen Abschirmungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung,
5A eine Teilschnittansicht einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform in einem Modus, in dem das distale Ende eines vorstehenden Elements in Aufwärtsrichtung einer Plattenfläche in etwa in einer mittleren Position angeordnet ist,
5B eine Teilschnittansicht der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform in einem Modus, in dem das distale Ende eines vorstehenden Elements in etwa an einem Mittelteil eines Öffnungsabschnitts angeordnet ist,
5C eine Teilschnittansicht der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform in einem Modus, in dem ein vorstehendes Element gemäß der zweiten Ausführungsform durch einen Öffnungsabschnitt hindurchtritt,
5D eine Teilschnittansicht der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform in einem Modus, in dem das distale Ende eines vorstehenden Elements in einer in der Leiterplatte ausgebildeten Rille angeordnet ist,
6A eine Teilschnittansicht einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform in einem Modus, in dem ein Lot und eine fixierte Komponente miteinander kombiniert sind,
6B eine Teilschnittansicht einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform in einem Modus, in dem ein Klebstoff und eine fixierte Komponente miteinander kombiniert sind,
7A eine Teilschnittansicht einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform in einem Modus, in dem ein leitfähiges Verbindungselement durch ein Lot und einen Sockel getragen wird,
7B eine Teilschnittansicht der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform in einem Modus, in dem ein leitfähiges Verbindungselement durch den Klebstoff und den Sockel getragen wird,
8A eine Draufsicht einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform von außen,
8B eine Schnittansicht (Querschnitt entlang A₁-A₂) der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform,
8C eine perspektivische Ansicht der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform,
9A eine Teildraufsicht eines Layouts in der Ebene eines Komponentenmontagegebiets und eines leitfähigen Verbindungsabschnitts gemäß der vorliegenden Erfindung,
9B eine Teildraufsicht eines Gebiet in der Nähe des Komponentenmontagegebiets und des leitfähigen Verbindungsabschnitts gemäß der vorliegenden Erfindung,
9C eine teilweise vergrößerte Draufsicht in einem Fall, in dem ein Gebiet, in dem die Montage von Komponenten verboten ist, auf dem Komponentenmontagegebiet gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist,
9D eine teilweise vergrößerte Draufsicht des leitfähigen Verbindungsabschnitts und des vorstehenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung,
10A eine Ansicht einer Modifikation des vorstehenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Bogenform,
10B eine Ansicht einer Modifikation des vorstehenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Rechteckform,
10C eine Ansicht einer Modifikation des vorstehenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung mit drei Kreisformen (Kreissäulenformen),
10D eine Ansicht einer Modifikation des vorstehenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer U-Form,
11A eine Draufsicht einer anderen Modifikation des vorstehenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Bogenform mit angebrachten Rippen,
11 B eine Draufsicht einer anderen Modifikation des vorstehenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Rechteckform mit angebrachten Rippen,
11C eine Draufsicht einer anderen Modifikation des vorstehenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer U-Form mit angebrachten Rippen,
12 eine schematische perspektivische Ansicht eines Getriebes, an dem eine elektronische Steuervorrichtung montiert ist,
13 eine perspektivische Einzelteilansicht der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
14A eine seitliche Teilansicht, in der ein Zustand, in dem ein leitfähiger Klebstoff aufgetropft ist, schematisch dargestellt ist, gemäß einer sechsten Ausführungsform,
14B eine schematische seitliche Teilansicht, in der ein Zustand, in dem das vorstehende Element gemäß der sechsten Ausführungsform gerade gebildet wird, dargestellt ist, und
14C eine perspektivische Ansicht eines leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 gemäß der sechsten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend wird eine elektronische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen detailliert anhand von Ausführungsformen beschrieben. Die elektronische Steuervorrichtung steuert beispielsweise einen Aktuator (ein Elektromagnetventil oder dergleichen), der für einen Motor, ein Getriebe oder dergleichen verwendet wird. In den jeweiligen Zeichnungen bezeichnen die jeweiligen Bezugszahlen die gleichen Teile. Zusätzlich sind die Zeichnungen schematisch oder konzeptionell dargestellt und gleichen die Größen der Komponenten, die Verhältnisse der jeweiligen Größen und dergleichen nicht notwendigerweise jenen einer tatsächlichen Vorrichtung. Es kann ein Fall auftreten, in dem die Teile in den Zeichnungen so dargestellt sind, dass ihre Größen absichtlich geändert sind.
13 zeigt zunächst eine perspektivische Einzelteilansicht der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Es werden Hauptbestandteile beschrieben. Drei große Hauptbestandteile der elektronischen Steuervorrichtung sind eine Metallabdeckung 6, eine Leiterplatte 5 und eine Basis 7, die in absteigender Reihenfolge vom oberen Teil der Zeichnung angeordnet sind.
Die Leiterplatte 5 weist Folgendes auf: vier Sätze, die jeweils aus einem Sockel 16 und einem leitfähigen Verbindungsabschnitt 1 bestehen, vier Masseflächen 2 und vier Öffnungsabschnitte 3, die den vorstehend erwähnten vier Sätzen entsprechen, die jeweils aus dem Sockel 16 und dem leitfähigen Verbindungsabschnitt 1 bestehen, eine Massestruktur 4, mehrere elektronische Komponenten 8, einen Mikrocomputer 8A, ein Wärmeleitmittel 8B, eine Verdrahtungsstruktur 9 und einen Getriebeverbinder 132. Der Mikrocomputer 8A ist die am stärksten Wärme erzeugende elektronische Komponente, so dass der Mikrocomputer 8A dafür ausgelegt ist, Wärme über das Wärmeleitmittel 8B an die Metallabdeckung 6 abzustrahlen. Die Masseflächen 2 sind auch Teile der Massestruktur 4 und befinden sich an Positionen, an denen die leitfähigen Verbindungsabschnitte 1 angeordnet sind, wobei die jeweiligen Masseflächen 2 eine vorgegebene Größe aufweisen. Die Masseflächen 2, die Massestruktur 4 und eine Stromversorgungs-Masseleitung bilden Teile einer Masseschaltung der Leiterplatte 5. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Öffnungsabschnitt 3 in der Leiterplatte 5 als Raum ausgebildet, der von der vorderseitigen Fläche der Leiterplatte 5 zu ihrer rückseitigen Fläche verläuft. Bei der vorstehend erwähnten Konfiguration schließt der Öffnungsabschnitt 3 nicht nur eine Öffnung mit einer so genannten Lochform, bei der der Umfang der Öffnung in der Ebene der Leiterplatte von einer Plattenstruktur umgeben ist, sondern auch eine Öffnung mit der Form eines schmalen Zwischenraums, die an einem Rand der Platte mit ihrer äußeren Peripherie verbunden ist, ein.
Vier vorstehende Elemente 12-1 sind mit der aus Harz bestehenden Basis 7 integral ausgebildet. Dabei ist das für die Bildung der Basis 7 verwendete Harz ein nicht leitfähiges Harz und kein leitfähige Füllstoffe oder dergleichen enthaltendes leitfähiges Harz. Es ist natürlich möglich, ein Harzmaterial zu verwenden, das teilweise leitfähig ist und so bereitgestellt ist, dass es die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt.
Wenn die Leiterplatte 5 an der aus Harz bestehenden Basis 7 montiert wird, können die vorstehend beschriebenen vier vorstehenden Elemente 12-1 als Ausrichtungselemente verwendet werden. Dann werden die Basis 7 und die Leiterplatte 5 durch einen wasserdichten Klebstoff 10-1 aneinander gebondet, wodurch eine hermetische Dichtung und Wasserdichtigkeit zwischen der Basis 7 und der Leiterplatte 5 bereitgestellt werden. Ferner ist der Getriebeverbinder 132 durch einen wasserdichten Klebstoff 10-2 mit einer der Form des Getriebeverbinders 132 entsprechenden Form an die Basis 7 gebondet.
Nach Abschluss der Montage der Leiterplatte 5 auf der Basis 7 wird eine geeignete Menge eines leitfähigen Klebstoffs 1a als für die Bildung der leitfähigen Verbindungsabschnitte 1 verwendetes Material durch einen Spender auf vorgegebene Positionen (die Positionen der Masseflächen 2 in der Zeichnung) getropft (siehe 14A). Die Größe der Massefläche 2 beträgt etwa 40 mm². An dieser Stufe des Vorgangs verhindert das vorstehende Element 12, dass sich der leitfähige Klebstoff mehr als notwendig über die Oberfläche der Leiterplatte 5 ausbreitet.
Anschließend wird die Metallabdeckung 6 von oben auf der Basis 7 montiert, und es wird ein vorgegebener Druck auf die Metallabdeckung 6 ausgeübt, so dass der leitfähige Klebstoff 1a gepresst und verformt wird (siehe 14B). Die Metallabdeckung 6 wird an vier sich an der Peripherie der Basis 7 befindenden Positionen an dieser befestigt. Dann wird der leitfähige Klebstoff, um ihn thermisch auszuhärten, etwa 60 Minuten lang bei einer Atmosphärentemperatur von 100 °C gehalten. Dadurch wird der leitfähige Klebstoff thermisch ausgehärtet, so dass die Metallabdeckung 6 und die Leiterplatte 5 elektrisch leitfähig miteinander verbunden und mit einer vorgegebenen Kraft aneinander gebondet werden. Das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Material des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 weist eine ausgezeichnete Leitfähigkeit auf, wenn Druck auf den leitfähigen Verbindungsabschnitt 1 ausgeübt wird.
Ausführungsformen
[Erste Ausführungsform]
1A ist eine Draufsicht der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform von außen, und 1B ist eine schematische Teilschnittansicht bei Betrachtung von einem entlang einer Linie A₁-A₂ in 1A gebildeten Querschnitt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform befinden sich die leitfähigen Verbindungsabschnitte 1 zwischen einem Aussparungsabschnitt 6R der Metallabdeckung 6 und der Massestruktur 4 der Leiterplatte 5. Die Massestruktur 4 ist mit einem Masseanschluss (nicht dargestellt) des Verbinderabschnitts verbunden. Die Massestruktur 4 ist ausschließlich als Gegenmaßnahme gegen eine externe elektromagnetische Störung bereitgestellt. Andererseits bildet die Massestruktur 4 einen Teil der Masseschaltung, der eine Stromversorgungs-Masseleitung der elektronischen Schaltung aufweist.
Der an einem Teil der Metallabdeckung 6 gebildete Aussparungsabschnitt 6R ist bereitgestellt, um die Größe des zwischen der rückseitigen Fläche der Metallabdeckung 6 und der Leiterplatte 5 gebildeten Zwischenraums zu verkleinern. Der Aussparungsabschnitt 6R drückt an der Position, an der er ausgebildet ist, gegen den leitfähigen Verbindungsabschnitt 1. Das heißt, dass der leitfähige Verbindungsabschnitt 1 unmittelbar unterhalb des Aussparungsabschnitts 6R angeordnet ist. Bei einer solchen Konfiguration befinden sich die vorstehenden Elemente 12A zwischen den leitfähigen Verbindungsabschnitten 1 und den elektronischen Komponenten 8 auf der Leiterplatte 5, wodurch die vorstehenden Elemente 12A integral und gleichzeitig mit der aus einem Harz bestehenden Basis 7 gebildet werden. Die Öffnungsabschnitte 3 werden bereits zuvor in der Leiterplatte 5 gebildet. Die vorstehenden Elemente 12A dringen in die Öffnungsabschnitte 3 ein. Die vorstehenden Elemente 12A werden an einer Zwischenposition angeordnet, an der die distalen Enden der vorstehenden Elemente 12A nicht in Kontakt mit der rückseitigen Fläche der Metallabdeckung 6 gebracht sind.
Mit einer solchen Konfiguration kann ein Kurzschlussfehler infolge eines Kontakts zwischen dem leitfähigen Verbindungsabschnitt 1 mit der Verdrahtungsstruktur 9 und den auf der Leiterplatte 5 angeordneten elektronischen Komponenten 8 verhindert werden. Bei der elektronischen Steuervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die elektronische Komponente 8 und die Verdrahtungsstruktur 9 durch die Metallabdeckung 6 sicher elektromagnetisch abgeschirmt. Die elektronische Steuervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann direkt an einem Fahrzeug oder dergleichen befestigt werden, so dass sie eine hohe Zuverlässigkeit erreichen kann. Es sei bemerkt, dass das Material des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 bei der Anordnung des leitfähigen Materials auf der Leiterplatte 5 nicht fest ist, sondern dass es sich dabei um einen weichen Klebstoff, ein Fett, einen Zwischenraumfüller oder dergleichen handelt, der eine leichte Fluidität und eine amorphe Eigenschaft aufweist.
[Vergleichsbeispiel]
2 zeigt eine Draufsicht von außen und eine schematische Teilschnittansicht einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel. Anders als bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ist bei diesem Vergleichsbeispiel kein vorstehendes Element bereitgestellt, um zu verhindern, dass ein leitfähiger Verbindungsabschnitt 1 in Kontakt mit einer auf einer Leiterplatte 5 montierten elektronischen Komponente 8 gebracht wird. Daher wird, nachdem eine Metallabdeckung 6 auf der Leiterplatte 5 montiert wurde, ein leitfähiger Verbindungsabschnitt 1 in physischen Kontakt mit der auf der Leiterplatte 5 montierten elektronischen Komponente 8 gebracht.
Das Material des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 ist vor dem Aushärten weich, so dass es sich beim Ausüben von Druck leicht in lateraler Richtung ausbreitet. Wenn daher durch die Metallabdeckung 6 gegen den leitfähigen Verbindungsabschnitt 1 gedrückt wird, so dass er mit einer vorgegebenen Form versehen wird, erstreckt er sich über ein Gebiet, in dem die Montage von Komponenten verboten ist, und erreicht ein Komponentenmontagegebiet für Schaltungskomponenten. Daher ist es leicht möglich, dass zwischen der elektronischen Komponente 8 und einer auf der Leiterplatte 5 montierten Verdrahtungsstruktur 5 ein elektrischer Kurzschluss auftritt.
[Modifikation 1]
Die 3A bis 3C sind perspektivische Ansichten einer Modifikation der ersten Ausführungsform. 3A zeigt eine Konfiguration, bei der das vorstehende Element 12-1 bei Betrachtung in einer Draufsicht in der Leiterplattenfläche bogenförmig ist, 3B zeigt eine Konfiguration, bei der das vorstehende Element 12-2 bei Betrachtung in einer Draufsicht in der Leiterplattenfläche ein rechteckiges Parallelepiped bildet, und 3C zeigt eine Konfiguration, bei der das vorstehende Element 12-3 bei Betrachtung in einer Draufsicht in der Leiterplattenfläche die Form einer Rundsäule aufweist. Bei der Modifikation 1 ist ein aus einem leitfähigen Verbindungsabschnitt 1 und einem vorstehenden Element 12 bestehender Satz über die gesamte Fläche der Leiterplatte angeordnet.
Als nächstes werden die Funktionsweise und vorteilhafte Wirkungen der elektromagnetischen Abschirmung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 4 beschrieben, wobei es sich um eine Teilschnittansicht der elektronischen Steuervorrichtung handelt. Die oberen Abschnitte der mehreren elektronischen Komponenten 8, der Verdrahtungsstruktur 9 und dergleichen, die auf der in 4 dargestellten Leiterplatte 5 montiert sind, sind durch die Metallabdeckung 6 abgedeckt. Ein elektrischer Hochspannungsstoß 1000 beispielsweise in Form statischer Elektrizität erreicht die elektronische Steuervorrichtung von außen. In diesem Fall bildet ein durch den elektrischen Hochspannungsstoß hervorgerufener externer Strom 101 0A einen durch die Metallabdeckung 6 übertragenen internen Strom 101 0B, fließt durch den leitfähigen Verbindungsabschnitt 1 und wird zur Massestruktur 4 der Leiterplatte 5 abgeleitet. Die Massestruktur 4 bildet einen Teil der Masseschaltung. Durch Anordnen des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 um die Fläche der Leiterplatte 5 kann ein Entladungsweg gebildet werden, über den eine elektrische Überspannung leicht abgeleitet werden kann. Dies verhindert, dass die elektrische Überspannung 1000 die elektronische Komponente 8 oder dergleichen der Leiterplatte 5 direkt trifft. Daher kann die Leiterplatte 5 sicher vor einer äußeren elektromagnetischen Interferenz geschützt werden. Ferner wird, wie in 4 dargestellt ist, durch die elektronische Komponente 8 erzeugte Wärme über ein Wärmeleitmittel 8B auf die Metallabdeckung 6 übertragen und von der Metallabdeckung 6 abgestrahlt.
[Zweite Ausführungsform]
Die 5A bis 5D zeigen Teilschnittansichten der vorliegenden Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass ein vorstehendes Element 12 als Teil einer Metallabdeckung 6 ausgebildet ist. In 5A erreicht ein vorstehendes Element 12B aus Metall die Position der vorderseitigen Fläche einer Leiterplatte 5 nicht. In 5B ist ein vorstehendes Element 12B in einen in der Leiterplatte 5 ausgebildeten Öffnungsabschnitt 3 eingeführt und erreicht die Position in der Mitte der Platte. Das heißt, dass das vorstehende Element, das einen Teil einer Metallabdeckung bildet, von der vorderseitigen Fläche zur rückseitigen Fläche der Leiterplatte hin in den Öffnungsabschnitt eingeführt wird und das distale Ende des vorstehenden Elements zwischen der vorderseitigen Fläche und einer Basis angeordnet wird. 5C zeigt die Konfiguration, bei der das vorstehende Element 12B durch den Öffnungsabschnitt 3 hindurchtritt und das distale Ende des vorstehenden Elements 12B unterhalb der rückseitigen Fläche der Leiterplatte 5 angeordnet ist. 5D zeigt eine Konfiguration, bei der ein vorstehendes Element in eine in der Leiterplatte 5 gebildete Rille eintritt. Bei den in den 5B und 5D dargestellten Konfigurationen dringt das distale Ende des vorstehenden Elements 12B nicht in die Leiterplatte 5 ein. Das heißt, dass das vorstehende Element 12B von der vorderseitigen Fläche der Leiterplatte 5 in den Öffnungsabschnitt oder den Rillenabschnitt eingeführt wird und dass das distale Ende des vorstehenden Elements 12B zwischen der vorderseitigen und der rückseitigen Fläche der Leiterplatte 5 angeordnet wird.
Andere Bestandteile gleichen den entsprechenden Bestandteilen der ersten Ausführungsform. Direkt unterhalb eines Aussparungsabschnitts 6R der Metallabdeckung 6 befindet sich ein leitfähiger Verbindungsabschnitt 1, der eine Massestruktur 4 der Leiterplatte 5 und die Metallabdeckung 6 elektrisch verbindet. Gemäß dieser Ausführungsform ist zwischen dem leitfähigen Verbindungsabschnitt 1 und einer auf der Leiterplatte 5 montierten elektronischen Komponente 8 von der Oberseite der Leiterplatte 5 aus ein integral mit der Metallabdeckung 6 ausgebildetes vorstehendes Element 12B angeordnet.
Auch bei dieser Konfiguration kann das Ausbreiten eines leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 entlang der Plattenoberfläche verhindert werden. Ebenso wie gemäß der ersten Ausführungsform kann ein Kurzschluss zwischen der Schaltungskomponente der Leiterplatte 5 und dem leitfähigen Verbindungsabschnitt 1 verhindert werden.
Ferner fließt ebenso wie bei der ersten Ausführungsform ein elektrischer Hochspannungsstoß in der Art externer statischer Elektrizität durch die Metallabdeckung 6 und den leitfähigen Verbindungsabschnitt 1 und erreicht eine Masseschaltung der Leiterplatte 5. Gemäß dieser Ausführungsform besteht das vorstehende Element 12B aus Metall und befindet sich in der Nähe der Leiterplatte 5. Der Widerstandswert des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 ist jedoch sehr klein, so dass auch gemäß dieser Ausführungsform eine gute elektromagnetische Abschirmungswirkung erhalten werden kann.
[Dritte Ausführungsform]
Die 6A und 6B zeigen Teilschnittansichten der dritten Ausführungsform. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Ausbreitung eines leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 durch die Verwendung einer auf einer Leiterplatte 5 montierten fixierten Komponente 15 unterdrückt werden. Die fixierte Komponente 15 ist durch ein Lot 13 oder einen Klebstoff 14 an der Leiterplatte 5 fixiert. Ein vorstehendes Element 12B wird durch Kombinieren des Lots 13 und der fixierten Komponente 15 miteinander oder durch Kombinieren des Klebstoffs 14 und der fixierten Komponente 15 miteinander gebildet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es nicht erforderlich, einen Öffnungsabschnitt in der Leiterplatte 5 zu bilden. Ferner genügt es, die fixierte Komponente 15 in der Art eines Dummy-Chips bei einem Montageschritt der Leiterplatte 5 an einer vorgegebenen Position anzuordnen und zu fixieren. Demgemäß werden die Herstellungsschritte sehr einfach. Auch gemäß dieser Ausführungsform kann der Kontakt zwischen der elektronischen Komponente 8 oder einer Verdrahtungsstruktur 9 und dem leitfähigen Verbindungsabschnitt 1 unterdrückt werden. Wie vorstehend beschrieben, können ebenso wie die als Teile einer Metallabdeckung 6 oder einer Basis 7 gebildeten vorstehenden Elemente 12 mehrere fixierte Komponenten in einer Ebene in Bezug auf die leitfähigen Verbindungsabschnitte 1 parallel angeordnet werden, so dass die mehreren fixierten Komponenten insgesamt eine ausgeglichene Anordnung annehmen können.
Es sei bemerkt, dass zusätzlich zu dem Fall, in dem die fixierte Komponente 15 eine reine Dummy-Komponente ist, die keinerlei Funktion als elektronische Schaltung aufweist, ein normaler Chip-Kondensator, Chip-Widerstand, eine normale Chip-Diode oder dergleichen durch elektrisches Trennen einer solchen Komponente von einer peripheren elektronischen Schaltung als fixierte Komponente 15 verwendet werden kann.
[Vierte Ausführungsform]
Die 7A und 7B zeigen Teilschnittansichten. Gemäß dieser Ausführungsform ist in einer Metallabdeckung 6 kein Aussparungsabschnitt ausgebildet. Stattdessen wird vorab ein dicker Sockel 16 auf einer Leiterplatte 5 montiert und ein leitfähiger Verbindungsabschnitt 1 auf dem Sockel 16 angeordnet. Der Sockel 16 weist eine Dicke von etwa 1 mm auf. Die Dicke des Sockels 16 kann in Bezug auf die Strukturen und Größen anderer Elemente vergrößert werden.
In 7A ist der Sockel 16 durch ein Lot 13 fixiert. In 7B ist der Sockel 16 durch einen Klebstoff 14 fixiert. Gemäß dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, einen Aussparungsabschnitt in der Metallabdeckung 6 zu bilden, und genügt es, den Sockel 16 vorab in einem Montageschritt auf der Leiterplatte 5 zu montieren, so dass die Herstellungsschritte vereinfacht werden können.
Bei der Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein vorstehendes Element 12B so angeordnet, dass sich ein Teil der Metallabdeckung 6 von ihrer rückseitigen Fläche zur vorderseitigen Fläche der Leiterplatte 5 nach unten erstreckt. In diesem Fall kann ebenso wie gemäß der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform (5B und 5D) als weitere Modifikation der Struktur und Anordnung der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform (7A und 7B) das vorstehende Element 12B, das einen Teil der Metallabdeckung 6 bildet, so angeordnet werden, dass sein distales Ende in einen an der Oberfläche der Leiterplatte 5 ausgebildeten Rillenabschnitt eindringt.
[Fünfte Ausführungsform]
8A ist eine Draufsicht einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform von außen, 8B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A₁-A₂ in 8A, und 8C ist eine perspektivische Ansicht der elektronischen Steuervorrichtung. Gemäß dieser Ausführungsform sind Öffnungsabschnitte 3 an zwei linken und rechten Positionen entlang einer Seite von vier Ecken einer Leiterplatte 5 ausgebildet. Vorstehende Elemente 12-1, die integral mit einer Basis 7 geformt sind, stehen von der Plattenoberfläche vor und dringen durch die Öffnungsabschnitte 3.
Dann werden leitfähige Verbindungsabschnitte 1, welche eine Massestruktur 4 der Leiterplatte 5 und eine Metallabdeckung 6 elektrisch verbinden, angeordnet. Das vorstehende Element 12-1 ist in einer Draufsicht in Richtung der Plattenoberfläche bogenförmig ausgebildet. Die Form des vorstehenden Elements 12-1 kann als der Außenrandform eines leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 mit einem kreisförmigen Querschnitt in Richtung der Plattenoberfläche folgende Form bezeichnet werden. Ein Teil einer Seitenfläche eines Außenrandabschnitts des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 oder der größte Teil davon wird in Kontakt mit dem vorstehenden Element 12-1 gebracht.
Mit einer solchen Konfiguration können Kurzschlüsse zwischen einer auf der Platine 5 montierten elektronischen Komponente 8 und dergleichen und dem leitfähigen Verbindungsabschnitt 1 unterdrückt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die leitfähigen Verbindungsabschnitte 1 an zwei Abschnitten an beiden Außenseiten der Leiterplatte 5 angeordnet (siehe 8B und 8C). Daher werden die Öffnungsabschnitte 3 in der Leiterplatte 5 an den leitfähigen Verbindungsabschnitten 1 entsprechenden Positionen ausgebildet und werden die vorstehenden Elemente 12-1, die integral mit der Harzbasis 7 gebildet werden, so hergestellt, dass sie durch die Öffnungsabschnitte 3 verlaufen. Daher können die Öffnungsabschnitte 3 und die vorstehenden Elemente 12-1 als Positionierungselemente verwendet werden, wenn die Leiterplatte 5 auf der Basis 7 montiert wird. Verglichen mit einem Fall, in dem Ausrichtungselemente zusätzlich zu den vorstehenden Elementen 12-1 getrennt für die Harzbasis 7 bereitgestellt werden, kann die Fläche der Leiterplatte 5 um einen den hinzugefügten Ausrichtungselementen entsprechenden Betrag verkleinert werden.
[Komponentenmontagegebiet]
Ein Komponentenmontagegebiet gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 9A bis 9D beschrieben. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das vorstehende Element 12-1 zum Verhindern einer unnötigen Ausbreitung des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 auf der Plattenoberfläche in der Nähe des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 angeordnet. Dadurch kann die Fläche eines Gebiets, in dem die Montage von elektronischen Komponenten 8 verboten ist, verhältnismäßig schmal gemacht werden. 9A zeigt einen Zustand, in dem vier bei Betrachtung in einer Draufsicht bogenförmige vorstehende Elemente 12-1 an der Oberfläche der Leiterplatte 5 angeordnet sind. Die Öffnungsabschnitte 3 sind nicht dargestellt. Der leitfähige Verbindungsabschnitt 1 befindet sich an der Position der Massefläche (in den Zeichnungen nicht dargestellt), die mit der auf der Plattenoberfläche ausgebildeten Massestruktur 4 verbunden ist. Ein wasserdichter Klebstoff 10 ist außerhalb der Massestruktur 4 angeordnet. Ein in Einwärtsrichtung der Massestruktur 4 angeordnetes Gebiet bildet das Komponentenmontagegebiet 5X. Eine große Anzahl elektronischer Komponenten 8 und von Verdrahtungsstrukturen (in den Zeichnungen nicht dargestellt) ist im Komponentenmontagegebiet 5X montiert (siehe 13, wobei es sich um eine perspektivische Ansicht handelt).
Bei einem in 9A dargestellten Modus werden die Öffnungsabschnitte 3, welche den vorstehenden Elementen 12-1 entsprechen, in der Leiterplatte 5 gebildet. Die vorstehenden Elemente 12-1, die integral mit der Harzbasis 7 ausgebildet sind, woran die Leiterplatte 5 montiert ist, treten durch die Öffnungsabschnitte 3 und erscheinen auf der Plattenoberfläche. Der leitfähige Verbindungsabschnitt 1 wird durch Aushärten eines leitfähigen Klebstoffs gebildet. Nachdem der leitfähige Verbindungsabschnitt 1 ausgehärtet wurde, ist er in einer zur Plattenoberfläche parallelen Querschnittsrichtung im Wesentlichen kreisförmig. Daher ist es bevorzugt, dass die äußere Form des vorstehenden Elements 12-1 einen der Oberfläche des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 mit einer halbkugelförmigen Form folgenden Bogenabschnitt bildet. Zusätzlich ist es, um die Fläche des Komponentenmontagegebiets schmal zu machen, bevorzugt, wenn die Größe des vorstehenden Elements 12-1 höchstens einen Halbkreis bildet. Im Fall des vorstehenden Elements 12-1 ist es bevorzugt, dass der Mittenwinkel eines Bogens des vorstehenden Elements 12-1 auf 110 bis 140 Grad gelegt wird. Ferner ist es besonders bevorzugt, dass der Winkel in Bezug auf das Komponentenmontagegebiet auf 120 bis 130 Grad gesetzt wird.
Andererseits ist es, wenn gar kein vorstehendes Element 12-1 in der Nähe des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 gebildet wird, erforderlich, vorab unter Berücksichtigung einer unerwünschten Ausbreitung eines leitfähigen Klebstoffs 1a ein großes Gebiet 5Y zu bilden, in dem die Montage von Komponenten verboten ist (siehe 9C und 14B). Andererseits kann durch die Bildung des vorstehenden Elements 12-1 gemäß der vorliegenden Erfindung, wodurch die Verbreiterung des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 unterdrückt werden kann, die Fläche des Gebiets 5Y, in dem die Montage von Komponenten verboten ist, verhältnismäßig klein gemacht werden (siehe 9D). Beispielsweise wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein etwa 2 mm messendes Gebiet 5Y, in dem die Montage von Komponenten verboten ist, außerhalb des vorstehenden Elements 12-1 gebildet. Das Gebiet 5Y, in dem die Montage von Komponenten verboten ist, wird unter Berücksichtigung von Faktoren wie eines Positionsversatzfehlers eines auf der Leiterplatte 5 montierten Chip-Teils, der Positionsgenauigkeit der Beschichtung des leitfähigen Klebstoffs 1a auf der Plattenoberfläche (siehe 14A), der Genauigkeit des Zusammensetzens der Basis 7 und der Leiterplatte 5 und dergleichen festgelegt.
Beispielsweise kann in einem Fall, in dem die vorstehenden Elemente 12-1 gemäß der vorliegenden Erfindung an vier oder mehr Stellen auf der Leiterplatte 5 montiert werden, wobei die vorstehenden Elemente 12-1 auch als Ausrichtungselemente für die Basis 7 und die Leiterplatte 5 verwendet werden, die für die Montage der Ausrichtungselemente erforderliche Montagefläche gleichzeitig verringert werden. Diese Platzsparmaßnahmen haben es ermöglicht, die Leiterplatte für ein gewisses Produkt beispielsweise von etwa 6400 mm² auf etwa 6100 mm² zu verkleinern. Alternativ kann eine Komponentenmontagefläche auf der Plattenoberfläche in einem Fall, in dem die Größe der Leiterplatte beibehalten wird, um etwa 5 % vergrößert werden.
[Zweite Modifikation]
10 zeigt eine zweite Modifikation des vorstehenden Elements. 10A zeigt ein vorstehendes Element 12-1, das bei Betrachtung in einer Draufsicht eine Bogenform aufweist. 10B zeigt ein vorstehendes Element 12-2, das bei Betrachtung in einer Draufsicht eine U-Form aufweist. 10C zeigt ein vorstehendes Element 12-3a, das eine Kombination dreier parallel zueinander angeordneter Kreisformen (Kreissäulen) aufweist, und 10D zeigt ein vorstehendes Element 12-4 mit einer U-Form.
Jegliche Konfigurationen können auch durch das in der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform beschriebene Verfahren, wobei das vorstehende Element integral mit der Basis 7 gebildet wird, oder das in der zweiten Ausführungsform beschriebene Verfahren, wobei das vorstehende Element integral mit der Metallabdeckung 6 gebildet wird, verwirklicht werden. Unter diesen Konfigurationen ist die Konfiguration, bei der das vorstehende Element bei Betrachtung in einer Draufsicht eine Bogenform aufweist, bevorzugt, weil bei dieser Konfiguration das Komponentenmontagegebiet leicht vergrößert werden kann. Zusätzlich weist die Konfiguration eine vorgegebene Stärke in X-Richtung und in Y-Richtung der Plattenoberfläche auf, so dass das vorstehende Element bei der Montage einer Leiterplatte 5 einfach behandelt werden kann.
[Dritte Modifikation]
Die 11A bis 11C zeigen eine dritte Modifikation, bei der Rippen an einem vorstehenden Element 12 angebracht sind. 11A zeigt ein vorstehendes Element 12-1a mit einer Konfiguration, bei der es bei Betrachtung in einer Draufsicht eine Bogenform aufweist und drei Rippen auf der Seite des leitfähigen Verbindungsabschnitts des vorstehenden Elements 12-1a angebracht sind. 11B zeigt ein vorstehendes Element 12-2a mit einer Konfiguration, bei der es bei Betrachtung in einer Draufsicht eine Rechteckform aufweist und drei Rippen auf der Außenseite des vorstehenden Elements 12-2a angebracht sind. 11C zeigt ein vorstehendes Element 12-4a mit einer Konfiguration, bei der es bei Betrachtung in einer Draufsicht eine U-Form aufweist und zwei Rippen auf der Außenseite am vorstehenden Element 12-4a angebracht sind. Bei den vorstehend beschriebenen Konfigurationen bedeutet der Begriff „Außenseite“ die Richtung von der Mitte der Leiterplatte zum Außenbereich der Platte. Bei dieser Modifikation bedeutet der Begriff „Außenseite“ die Richtung, in der der leitfähige Verbindungsabschnitt 1 angeordnet ist.
Bei jeder dieser Konfigurationen kann das vorstehende Element integral mit einer Basis 7 oder einer Metallabdeckung 6 gebildet werden. Die Konfigurationen gemäß der vorliegenden Modifikation sind in der Hinsicht vorteilhaft, dass die Rippen am dünn ausgebildeten vorstehenden Element angebracht werden, so dass es eine vorgegebene Stärke aufweisen kann, während seine Dicke insgesamt verringert wird.
[Vierte Modifikation]
Die dreidimensionale Form des vorstehenden Elements 12 gemäß der vorliegenden Erfindung kann abgesehen von den vorstehend beschriebenen Konfigurationen, d. h. eines Körpers in Form eines rechteckigen Parallelepipeds, eines Körpers mit einer gekrümmten Fläche (mit einer Bogenform im Querschnitt) und eines Würfels aus einem Kegel, einem Kegelstumpf und einer kreisförmigen Säule ausgewählt werden. Die Konfiguration des vorstehenden Elements 12 kann auf der Grundlage der Bedingungen ausgewählt werden, dass das vorstehende Element 12 leicht herstellbar ist, nicht leicht bricht und während der Montage leicht behandelt werden kann. Bei den vorstehend beschriebenen Konfigurationen kann die distale Endseite des vorstehenden Elements zulaufend sein.
[Elektronische Steuervorrichtung]
12 ist eine perspektivische Ansicht einer fahrzeuginternen elektronischen Steuervorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Wie vorstehend beschrieben, wird durch die Montage der leitfähigen Verbindungsabschnitte und der vorstehenden Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Leiterplatte die Widerstandsfähigkeit gegen einen externen Hochspannungsstoß verbessert. Zusätzlich wird das Komponentenmontagegebiet durch die Verwirklichung von Platzeinsparungen wirksam verwendet, so dass die Gesamtgröße der elektronischen Steuervorrichtung verglichen mit der herkömmlichen elektronischen Steuervorrichtung verringert werden kann.
13 ist eine perspektivische Einzelteilansicht der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In der Zeichnung befindet sich ein leitfähiger Verbindungsabschnitt 1 an jeder von vier Ecken des Komponentenmontagegebiets der Leiterplatte. Daher kann das Eindringen externen Rauschens in das Komponentenmontagegebiet in der elektronischen Steuervorrichtung wirksam verhindert werden. Das vorstehende Element 12-1 befindet sich an vier Stellen der aus einem Harz bestehenden Basis 7. Ferner sind Aufnahmevorrichtungen zur Aufnahme der Leiterplatte 5 außerhalb der an vier Stellen angeordneten vorstehenden Elemente 12-1 angeordnet. Die integral mit der aus einem Harz bestehenden Basis 7 ausgebildeten vorstehenden Elemente 12-1 werden von der Rückseite in die in der Leiterplatte 5 ausgebildeten Öffnungsabschnitte 3 eingeführt. Ferner wird die Leiterplatte 5 auf der Oberseite unter Verwendung eines wasserdichten Klebstoffs 10 durch die Metallabdeckung 6 versiegelt. In Bezug auf die in der Leiterplatte 5 ausgebildeten Öffnungsabschnitte 3 wird die gesamte Leiterplatte 5 gegenüber dem Außenbereich versiegelt und davon getrennt, so dass selbst dann keine Probleme auftreten, wenn die vorderseitige Fläche und die rückseitige Fläche der Leiterplatte 5 durch die Öffnungsabschnitte 3 miteinander verbunden werden.
[Sechste Ausführungsform]
Schließlich sind die 14A bis 14C schematische Ansichten zur Erklärung eines Verfahrens zur Bildung des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1. Der leitfähige Klebstoff 1a weist bei einer normalen Temperatur eine Viskoelastizität von 100 bis 400 Pa · s auf. Etwa 0,5 g des leitfähigen Klebstoffs 1a werden an einer vorgegebenen Position (der Massefläche 2 oder dergleichen, wie vorstehend beschrieben) auf die Oberfläche der Leiterplatte 5 getropft. Der aufgetropfte leitfähige Klebstoff 1a wird nahezu kugelförmig gebildet. An dieser Stelle des Vorgangs beträgt die Tröpfchenhöhe L_H von der Oberfläche des Sockels 16 auf der Leiterplatte 5 bis zur Oberfläche des kugelförmigen Objekts etwa 5 mm. Der Sockel 16 weist eine Dicke von etwa 1 mm auf. Die Kontrolle der Tröpfchenhöhe L_H eines kugelförmigen Objekts aus dem leitfähigen Klebstoff 1a bedeutet im Wesentlichen die Kontrolle seines Volumens und seines Durchmessers. Auf diese Weise wird genau die benötigte Menge des leitfähigen Klebstoffs 1a an einer vorgegebenen Position der Leiterplatte 5 aufgetropft (siehe 14A).
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden die leitfähigen Verbindungsabschnitte 1 an einer Position pro 12 bis 16 cm² der Schaltungsmontagefläche der Leiterplatte 5 angeordnet. Es ist bevorzugter, dass die leitfähigen Verbindungsabschnitte 1 an einer Position pro 13 bis 14 cm² angeordnet werden. Diese Zahlenwerte beruhen auf durch Simulation oder Experimente erhaltenen Daten oder empirisch gelernten Daten.
Ein Hauptinhalt des leitfähigen Klebstoffs kann ein beliebiges Material sein, vorausgesetzt, dass der Hauptinhalt in einem breiten Temperaturbereich wärmebeständig und leitfähig ist. Beispielsweise ist der leitfähige Klebstoff ein wärmebeständiger Klebstoff auf Silikonbasis. Es ist bevorzugt, dass ein leitfähiger Klebstoff einen Füllstoff auf Kohlenstoffbasis enthält, um ihn leitfähig zu machen.
Die leitfähigen Klebstoffe werden entsprechend der Größe der Platine angeordnet, so dass das Komponentenmontagegebiet in der elektronischen Steuervorrichtung geschützt werden kann. Beispielsweise werden die leitfähigen Klebstoffe an zwei Stellen sowohl auf der linken als auch der rechten Seite der Leiterplatte 5 und an einer Stelle an jeder der vier Ecken der Leiterplatte 5 angeordnet. Im Wesentlichen werden die leitfähigen Klebstoffe an Randpositionen des Komponentenmontagegebiets angeordnet. Auf diese Weise wird eine geeignete Menge des leitfähigen Klebstoffs 1a auf alle Stellen der Oberfläche der Leiterplatte 5, auf denen er benötigt wird, getropft.
Als nächstes wird die Metallabdeckung 6 auf der Leiterplatte montiert. Die Metallabdeckung wird durch Bolzen befestigt oder durch Befestigungsvorrichtungen fixiert. An der vorgegebenen Position, an der der leitfähige Verbindungsabschnitt 1 angeordnet wird, beträgt die Größe des Zwischenraums zwischen der Massekontaktfläche und der Metallabdeckung 6 im Raum des Komponentenmontagegebiets etwa 5 bis 6 mm. Zur Bildung des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 wird die Größe des Zwischenraums an der Stelle, an der der leitfähige Verbindungsabschnitt 1 gebildet wird, durch die Bildung des Aussparungsabschnitts 6R oder des Sockels 16 auf einen Wert im Bereich von 2 bis 3 mm gelegt. Wenn die Metallabdeckung 6 montiert wird, wird durch die rückseitige Fläche der Metallabdeckung 6 gegen den auf die Plattenoberfläche getropften leitfähigen Klebstoff 1a gedrückt. Gegen den leitfähigen Klebstoff, der zunächst eine im Wesentlichen sphärische Form aufweist, wird von oben durch die Metallabdeckung 6 und von unten durch den Sockel 16 oder dergleichen auf der Leiterplatte 5 gedrückt. Durch Ausüben von Druck von beiden Seiten wirkt eine eine Ausbreitung bewirkende Druckkraft P_XY in Richtung der Plattenoberfläche auf diese, so dass sich die Form des leitfähigen Klebstoffs im Wesentlichen einer Halbkugel nähert. Es ist bevorzugt, dass der Durchmesser Φ_XY des leitfähigen Klebstoffs an seiner Kontaktfläche mit der Metallabdeckung 6 schließlich etwa 8 mm bis 12 mm annimmt. Wenn die Größe des Zwischenraums zwischen der Metallabdeckung 6 und der Leiterplatte 5 an der Position, an der der leitfähige Verbindungsabschnitt 1 angeordnet wird, etwa 2 mm beträgt, ist es besonders bevorzugt, den Durchmesser Φ_XY auf etwa 10 mm zu setzen.
In diesem Fall wird die Oberfläche des leitfähigen Klebstoffs, der sich in horizontaler Richtung ausbreitet, in Kontakt mit dem vorstehenden Element 12 gebracht, so dass die Ausbreitung des leitfähigen Klebstoffs in der Ebene an dieser Position im Wesentlichen unterdrückt wird. Dies liegt daran, dass der leitfähige Klebstoff eine vorgegebene Viskoelastizität aufweist. In diesem Fall ist es in Bezug auf die Konfiguration des vorstehenden Elements 12-1 bevorzugt, dass es bei Betrachtung in einer Draufsicht auf der Plattenoberfläche eine Bogenform aufweist, dass die Länge des oberen Teils eines Bogenabschnitts etwa 13,5 mm beträgt und dass der Mittenwinkel des Bogens etwa 130 bis 150 Grad beträgt. Es ist bevorzugt, dass die Höhe des vorstehenden Elements 12-1 etwa 1 bis 1,5 mm beträgt. Es wird von oben und unten gegen den leitfähigen Klebstoff 1a gedrückt, so dass der Durchmesser Φ_XY des leitfähigen Klebstoffs 1a etwa 10 mm oder mehr annimmt und die Höhe des leitfähigen Klebstoffs 1a in einer Ebene, in der er in Kontakt mit der Metallabdeckung 6 gebracht wird, etwa 2 mm annimmt.
Wenn die vorstehenden Elemente 12B auf der Metallabdeckung 6 montiert werden, werden sie gleichzeitig mit der Montage der Metallabdeckung 6 in die Nähe der leitfähigen Klebstoffe 1a gebracht. Wenn die integral mit der Metallabdeckung 6 ausgebildeten vorstehenden Elemente 12B verwendet werden, können die Positionen, an denen der leitfähige Klebstoff 1a aufgetropft wird, und seine Mengen vorab eingestellt werden.
Danach wird die gesamte zusammengesetzte elektronische Steuervorrichtung etwa 1 Stunde lang bei einer hohen Temperatur von etwa 100 °C gehalten. Durch diesen Schritt eines Haltens bei einer hohen Temperatur wird der leitfähige Klebstoff 1a thermisch ausgehärtet, so dass der leitfähige Verbindungsabschnitt 1 fest an der Plattenoberfläche angebracht wird.
Der fertige leitfähige Verbindungsabschnitt 1 weist in einem breiten Temperaturbereich von -40° bis 120° eine vorteilhafte Leitfähigkeit auf. Zusätzlich weist der leitfähige Verbindungsabschnitt 1 nach dem Aushärten hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften ein Young-Modul von 3,5 MPa oder weniger im gesamten zu verwendenden Temperaturbereich auf. Um das Young-Modul in jeweiligen den gesamten Temperaturbereich unterteilenden Bereichen zu beschreiben, sei bemerkt, dass es in einem Temperaturbereich von 0 bis 120 Grad etwa 2 MPa beträgt und in einem Temperaturbereich von 0 Grad bis -40 Grad etwa 3,5 MPa beträgt. Das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Material des leitfähigen Verbindungsabschnitts 1 weist, wenn darauf Druck ausgeübt wird, eine ausgezeichnete Leitfähigkeit und Haftfähigkeit auf.
Bezugszeichenliste

100: elektronische Steuervorrichtung
1a: leitfähiger Klebstoff
1: leitfähiger Verbindungsabschnitt
2: Massefläche
3: Öffnungsabschnitt
4: Massestruktur
5: Leiterplatte
6: Metallabdeckung
7: Basis
8: elektronische Komponente
8A: Mikrocomputer
8B: Wärmeleitmittel
9: Verdrahtungsstruktur
10: wasserdichter Klebstoff
12: vorstehendes Element
13: Lot
14: Klebstoff
15: fixierte Komponente
16: Sockel
130: Getriebe
131: Getriebegehäuse
132: Getriebeverbinder
133: Verbindungskabel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019133858 A [0005]

Claims

Elektronische Steuervorrichtung, aufweisend: eine Basis aus einem Harz, eine Leiterplatte, auf der eine elektronische Komponente montiert ist, eine Metallabdeckung, welche die elektronische Komponente bedeckt, und einen leitfähigen Verbindungsabschnitt, der eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Metallabdeckung und einer Masseschaltung der Leiterplatte bereitstellt, wobei die Leiterplatte sandwichförmig zwischen der Basis und der Metallabdeckung angeordnet ist, ein vorstehendes Element zwischen dem leitfähigen Verbindungsabschnitt und der elektronischen Komponente angeordnet ist und der leitfähige Verbindungsabschnitt und das vorstehende Element in Kontakt miteinander gebracht sind.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Öffnungsabschnitt in einer Fläche der Leiterplatte ausgebildet ist und das vorstehende Element ein Teil der Basis ist und das vorstehende Element durch den Öffnungsabschnitt hindurchtritt und das distale Ende des vorstehenden Elements zwischen einer Fläche der Leiterplatte und der Metallabdeckung angeordnet ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das vorstehende Element ein Teil der Metallabdeckung ist und das distale Ende des vorstehenden Elements zwischen einer vorderseitigen Fläche der Leiterplatte und einer rückseitigen Fläche der Metallabdeckung angeordnet ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leiterplatte einen Öffnungsabschnitt oder einen Rillenabschnitt aufweist und das vorstehende Element ein Teil der Metallabdeckung ist und das vorstehende Element von einer Fläche der Leiterplatte in den Öffnungsabschnitt oder den Rillenabschnitt eingeführt wird und das distale Ende des vorstehenden Elements zwischen der vorderseitigen Fläche und einer rückseitigen Fläche der Leiterplatte angeordnet wird.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leiterplatte einen Öffnungsabschnitt aufweist und das vorstehende Element ein Teil der Metallabdeckung ist und das vorstehende Element von einer vorderseitigen zu einer rückseitigen Fläche der Leiterplatte durch den Öffnungsabschnitt verläuft und das distale Ende des vorstehenden Elements zwischen der rückseitigen Fläche und der Basis angeordnet ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das vorstehende Element eine durch ein Lot oder einen leitfähigen Klebstoff an der Leiterplatte befestigte Komponente ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich wenigstens zwei der leitfähigen Verbindungsabschnitte auf einer vorderseitigen Fläche der Leiterplatte befinden.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein leitfähiger Verbindungsabschnitt pro 13 bis 14 cm² eines Komponentenmontagegebiets der Leiterplatte angeordnet ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Sockel zwischen dem leitfähigen Verbindungsabschnitt und der Leiterplatte angeordnet ist und elektrisch mit der Masseschaltung verbunden ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Material des leitfähigen Verbindungsabschnitts aus einem leitfähigen Klebstoff, einem Fett und einem Zwischenraumfüller ausgewählt ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der leitfähige Verbindungsabschnitt bei einer normalen Temperatur ein Young-Modul von 4 MPa oder weniger aufweist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der leitfähige Verbindungsabschnitt in einem Zustand, in dem ein Druck ausgeübt wird, leitfähig ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die in einer Draufsicht in Richtung der Oberfläche der Leiterplatte betrachtete Form des vorstehenden Elements aus einer Bogenform, einer U-Form und einer rechteckigen Form ausgewählt ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dreidimensionale Form des vorstehenden Elements aus einem rechteckigen Parallelepipedkörper, einem Würfel, einem Kegel, einem Kegelstumpf und einer kreisförmigen Säule ausgewählt ist.
Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Aufnahmevorrichtung zur Montage der Leiterplatte an der Basis an einer Position, an der das vorstehende Element angeordnet ist, um eine Außenseite herum angeordnet ist.