JP2002246776A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放熱性に優れた電子制御装置を提供する。 【解決手段】筐体１は箱型をなし、一つの面Ｓ１が取付
面となっている。筐体１の内壁部において回路基板５が
筐体１における取付面Ｓ１と対向する面Ｓ２に配置され
ている。筐体１の内壁部において、筐体１を放熱経路と
して用いる電子部品６が筐体１における取付面Ｓ１と交
差する面Ｓ３に配置されている。回路基板５と電子部品
６とはワイヤ１０，１１を介して電気的に接続され、電
子制御回路を形成している。筐体１における回路基板５
を配置した面Ｓ２と電子部品６を配置した面Ｓ３とでな
す角の部分に、回路基板５からのワイヤ１０と電子部品
６からのワイヤ１１を中継するための中継コネクタ７が
設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、発熱する部品を
具備した電子制御装置における冷却構造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平１０−３０３５３７号公報
に示すように、発熱素子の放熱性を上げるために、ベア
チップで放熱板に直接実装する電子回路ユニットがあ
る。しかし、上記構造では外部との信号入出力の多ピン
化や多数のアクチュエータの駆動に対応するための高機
能、高出力化には不向きな構造である。

【０００３】そこで、高機能、高出力化に対応させた構
造を図８に示す。本構造ではコネクタ５１の組付け性、
セラミック回路基板５２の配置を考慮してアルミケース
５０の取付部に対し対面側にコネクタ５１及びセラミッ
ク回路基板５２を組付け、コネクタピン５１ａと回路基
板５２をボンディングワイヤ５４で電気的に接続する。
また、回路基板５２での電子部品を高温に曝さないため
にパワーＭＯＳ等の高発熱パワーデバイス５３は回路基
板５２の周辺に離間した状態で配置して回路基板５２の
温度上昇を抑える構造となっている。

【０００４】しかし、上記構造では高発熱パワーデバイ
ス５３を回路基板５２に配置するよりは放熱性はよい
が、熱的に低温となっているアルミケース５０の取付部
に対して放熱経路Ｌが長くなり、放熱効率が悪い。これ
では、さらに大きな電力を印加する場合、発熱が大きく
なり高発熱パワーデバイス５３の能力が十分に発揮でき
ないという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、放熱性に優れた電子制御装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、回路基板を、筐体における取付面と対向する面に配
置するとともに、筐体を放熱経路として用いる電子部品
を、筐体における取付面と交差する面に配置したことを
特徴としている。よって、筐体を放熱経路として用いる
電子部品の発する熱は、筐体における取付面と交差する
面から、低温側である取付面側へと逃げていく。このよ
うに、筐体を放熱経路として用いる電子部品の設置場所
を回路基板の設置面と同じ面（筐体における取付面と対
向する面）にした場合に比べ、低温側である取付面側へ
の熱伝達経路長さを短くでき、電子部品からの熱を効率
よく放熱することができる。このようにして電子部品を
熱的に優位な部位に設置することにより、放熱性を向上
させることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、この
発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明
する。

【０００８】本実施形態においては、電子制御装置とし
て、車両に搭載される燃料噴射制御装置（エンジンＥＣ
Ｕ）に適用している。また、このエンジンＥＣＵはエン
ジンブロックに直接設置される。

【０００９】図１にはエンジンＥＣＵの斜視図を示す。
図２にはエンジンＥＣＵの縦断面を示す。また、図２の
Ａ−Ａ線での断面を図３に示す。図１，２に示すよう
に、筐体１は、箱型をなし、下面を取付面Ｓ１としてい
る。筐体１に関して詳しくは、筐体１は、筐体本体とし
てのケース本体２と、蓋体としてのカバー３からなる。
ケース本体２はアルミ製であり、カバー３は鋼板製であ
る。箱型のケース本体２は、取付面である下面が開口し
ている。カバー３は四角板状をなし、ケース本体２の開
口部を塞ぐようにケース本体２に取り付けられている。
筐体１（ケース本体２）の四隅には取付用突起４（図１
参照）が形成され、筐体１はエンジンブロックの上面に
配置され、突起４の取付孔４ａを用いてネジ止めされ
る。

【００１０】ケース本体２の内壁における取付面Ｓ１と
対向する面Ｓ２にはセラミック回路基板５が配置され、
接着剤にてケース本体２に固定されている。回路基板５
において、絶縁基板上にはエンジンを制御するための電
子部品が実装されている。また、ケース本体２の内壁に
おける取付面Ｓ１と交差する面（ケース側面）Ｓ３に
は、筐体１を放熱経路として用いる電子部品６が配置さ
れ、接着剤にてケース本体２に固定されている。電子部
品６は外部アクチュエータ（インジェクタ）を駆動させ
るためのものである。さらに、ケース本体２における回
路基板５を配置した面Ｓ２と電子部品６を配置した面Ｓ
３とでなす角の部分には、中継コネクタ７が配置され、
接着剤にてケース本体２に固定されている。また、ケー
ス本体２における回路基板５を配置した面Ｓ２には外部
接続用コネクタ８が設置され、コネクタ８は多数のピン
８ａを有する。このコネクタ８によりケーブルを用いて
複数のアクチュエータ（インジェクタ）と多数のセンサ
が接続される。

【００１１】前述の外部接続用コネクタ８のピン８ａと
回路基板５とはボンディングワイヤ（配線材）９にて電
気的に接続されている。また、回路基板５と電子部品６
とは中継コネクタ７を介してボンディングワイヤ（配線
材）１０，１１により電気的に接続されている。そし
て、回路基板５と電子部品６とで電子制御回路を形成し
ている。

【００１２】次に、図４を用いて中継コネクタ７および
電子部品６の詳細を説明する。図４において右側は中継
コネクタ７と電子部品６を正面から見たもの（図３に対
応）であり、左側は側面から見たもの（図２に対応）で
ある。

【００１３】中継コネクタ７は、樹脂１２にてモールド
されたリードフレーム１３を具備している。また、電子
部品６は、基板１４と縦型パワーＭＯＳトランジスタ
（半導体チップ）１５とからなり、基板１４の上に複数
の半導体チップ１５が実装されている。つまり、複数の
アクチュエータ（インジェクタ）を駆動するためにアク
チュエータ毎の複数のパワーＭＯＳトランジスタ１５が
用意されている。チップ１５と中継コネクタ７のリード
フレーム１３とはワイヤ１１にて接続されるとともに、
基板１４とリードフレーム１３とはワイヤ１１にて接続
されている。また、中継コネクタ７のリードフレーム１
３におけるワイヤ１１との接続端とは反対側の端部には
回路基板５からのワイヤ１０（図２参照）が接続され
る。このようにして、中継コネクタ７を用いて回路基板
５からのワイヤ１０と電子部品６からのワイヤ１１を中
継している。

【００１４】そして、本エンジンＥＣＵは、センサ群か
らの信号を入力して吸入空気量やエンジン回転速度やエ
ンジン冷却水温などからエンジン運転状態を検知すると
ともに、このエンジン運転状態に応じた最適な燃料噴射
量を求め、当該最適燃料量とすべくアクチュエータ（イ
ンジェクタ）を駆動制御するようになっている。

【００１５】このアクチュエータの駆動の際にパワーＭ
ＯＳトランジスタ１５が駆動され、パワーＭＯＳトラン
ジスタ１５の駆動に伴い当該トランジスタ１５が発熱す
る。この熱は、ケース本体２の側面Ｓ３から低温側であ
る取付面Ｓ１側（エンジンブロック側）へと逃げてい
く。このように、電子部品６（パワーＭＯＳトランジス
タ１５）の設置場所を回路基板５の設置面と同じ面にし
た場合（図８の場合）に比べ、低温側である取付面Ｓ１
側への熱伝達経路長さを短くでき、電子部品６からの熱
を効率よく放熱することができる。

【００１６】次に、エンジンＥＣＵの組み立て順序につ
いて説明する。まず、筐体１（ケース本体２、カバー
３）と回路基板５と電子部品６（パワーＭＯＳトランジ
スタ１５）と中継コネクタ７と外部接続用コネクタ８を
それぞれ個別に用意する。そして、取付け部が下部とな
るケース本体２に外部接続用コネクタ８を上部から設置
する。さらに、カバー３を外した筐体１（ケース本体
２）の内面における、取付面Ｓ１と対向する面Ｓ２にセ
ラミック回路基板５を、取付面Ｓ１と交差する面Ｓ３に
電子部品６（パワーＭＯＳトランジスタ１５）を、回路
基板配置面Ｓ２と発熱部品配置面Ｓ３とでなす角の部分
に中継コネクタ７を、それぞれ接着にて固定する。

【００１７】続いて、外部接続用コネクタ８と回路基板
５との間、および、回路基板５と中継コネクタ７との
間、および、中継コネクタ７と電子部品６との間を、ワ
イヤボンディングにより電気的に接続する。この際、外
部接続用コネクタ８と回路基板５との間、および、回路
基板５と中継コネクタ７との間のボンディングはケース
本体２の開口部から行い、また、中継コネクタ７と電子
部品６との間のボンディングはケース本体２を斜めにし
た状態でケース本体２の開口部から行う。最後に、ケー
ス本体２の開口部をカバー３で塞ぐと、エンジンＥＣＵ
の組み立てが完成する。そして、本エンジンＥＣＵはエ
ンジンブロックの上面に組付けられることになる。

【００１８】以上述べてきたように、電子部品６（パワ
ーＭＯＳトランジスタ１５）による発熱を効率よく放熱
するために電子部品６を制御回路形成用部品を搭載した
回路基板５の周辺でなく、熱的に優位な部位（取付部近
傍）に設置することで放熱性を向上させることができ
る。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００１９】本実施形態においては、第１の実施の形態
での中継コネクタ７に代わり、図５に示す構成としてい
る。図５は中継コネクタ２０と電子部品（発熱部品）３
０の正面図である。図５でのＡ−Ａ線での断面を図６に
示すとともに、図５でのＢ−Ｂ線での断面を図７に示
す。

【００２０】中継コネクタ２０は、樹脂２１にてモール
ドされたリードフレーム２２を具備し、図６に示すよう
に、リードフレーム２２での第１のターミナル部２３は
回路基板５（図２参照）からのワイヤ（１０）の接続部
となるとともに、図５，６の第２のターミナル部２４は
電子部品３０からのワイヤ（配線材）４０の接続部とな
り、さらに、図５，７に示すように、第３のターミナル
部２５は電子部品（発熱部品）３０の載置部となってい
る。電子部品（発熱部品）３０は、基板３１の上に複数
個のチップ（縦型パワーＭＯＳトランジスタ）３２が実
装され、チップ３２と第２のターミナル部２４との間お
よび基板３１と第２のターミナル部２４との間がボンデ
ィングワイヤ４０にて電気的に接続されている。また、
電子部品３０が載置されるリードフレーム２２のターミ
ナル部２５は図７のごとく折り曲げられており、ケース
本体２と接触する。

【００２１】このように、中継コネクタ２０と電子部品
（発熱部品）３０をアッセンブリ化することにより、組
付け性が向上し、ワイヤボンディングが困難なケース側
面への工程が削減される。つまり、ケース本体２内に収
める前において中継コネクタ２０と電子部品３０を組み
立てておき、組み立て後にケース本体２内に配置するこ
とによりケース本体２内でのワイヤ４０のボンディング
工程を不要とすることができる。また、中継コネクタ２
０における熱伝導性が良い銅板製リードフレーム２２を
電子部品３０側に延設し、このターミナル部２５の上に
電子部品（発熱部品）３０を設置する構成とすることに
より、直接、アルミケース本体２の側面に電子部品３０
を設置する場合と遜色無く放熱を行わせることが可能と
なる。

【００２２】また、ターミナル部２５とケース本体２を
接着する場合、導電性の接着剤を用いれば、回路基板５
のグランドを直接ケース本体２にワイヤボンディングで
接続するよりも容易に回路基板５のグランドをケース本
体２にとることができる。

【００２３】なお、第１，第２の実施の形態においては
ボンディングワイヤを配線材として用いる場合について
説明してきたが、ワイヤの代わりに、フレキシブル配線
板の一部を延設したものを配線材として用いてもよい。

【００２４】また、ケース本体はアルミ製、カバーは鋼
材として説明してきたが、ケース本体はアルミ製の代わ
りに熱伝導性のよい樹脂材料等としてもよいし、カバー
も鋼材の代わりに他のアルミ材や樹脂材としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態におけるエンジンＥＣＵの斜視
図。

【図２】 エンジンＥＣＵの縦断面図。

【図３】 図２のＡ−Ａ線での断面図。

【図４】 中継コネクタと電子部品の詳細を示す図。

【図５】 第２の実施の形態における中継コネクタと電
子部品の正面図。

【図６】 図５でのＡ−Ａ線での断面図。

【図７】 図５でのＢ−Ｂ線での断面図。

【図８】 従来技術を説明するための電子制御装置の断
面図。

【符号の説明】

１…筐体、２…ケース本体、３…カバー、５…回路基
板、６…筐体を放熱経路として用いる電子部品、７…中
継コネクタ、８…外部接続用コネクタ、９…ワイヤ、１
０…ワイヤ、１１…ワイヤ、２２…リードフレーム、２
３…第１のターミナル部、２４…第２のターミナル部、
２５…第３のターミナル部、３０…電子部品、４０…ワ
イヤ、Ｓ１…取付面、Ｓ２…対向する面、Ｓ３…交差す
る面。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 箱型をなし、一つの面（Ｓ１）を取付面
   とした筐体（１）と、 前記筐体（１）の内壁部に配置され、前記筐体（１）を
   放熱経路として用いる電子部品（６）と、 前記筐体（１）の内壁部に配置され、前記電子部品
   （６）と配線材（１０，１１）を介して電気的に接続さ
   れ、当該電子部品（６）と共に電子制御回路を形成する
   回路基板（５）と、を備えた電子制御装置であって、 前記回路基板（５）を、前記筐体（１）における前記取
   付面（Ｓ１）と対向する面（Ｓ２）に配置するととも
   に、前記筐体（１）を放熱経路として用いる電子部品
   （６）を、前記筐体（１）における前記取付面（Ｓ１）
   と交差する面（Ｓ３）に配置したことを特徴とする電子
   制御装置。
2. 【請求項２】 前記筐体（１）における前記回路基板
   （５）を配置した面（Ｓ２）と前記電子部品（６）を配
   置した面（Ｓ３）とでなす角の部分に、回路基板（５）
   からの配線材（１０）と前記電子部品（６）からの配線
   材（１１）を中継するための中継コネクタ（７）を設け
   たことを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
3. 【請求項３】 前記中継コネクタ（２０）は、樹脂モー
   ルドされたリードフレーム（２２）を具備し、当該リー
   ドフレーム（２２）での第１のターミナル部（２３）を
   回路基板（５）からの配線材（１０）の接続部とすると
   ともに、第２のターミナル部（２４）を前記電子部品
   （３０）からの配線材（４０）の接続部とし、さらに、
   第３のターミナル部（２５）を前記電子部品（３０）の
   載置部としたことを特徴とする請求項２に記載の電子制
   御装置。
4. 【請求項４】 前記筐体（１）における前記回路基板
   （５）を配置した面（Ｓ２）に外部接続用コネクタ
   （８）を設置し、当該コネクタ（８）と前記回路基板
   （５）を配線材（９）にて電気的に接続したことを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子制御装置。
5. 【請求項５】 前記筐体（１）は、前記取付面（Ｓ１）
   が開口した筐体本体（２）と、筐体本体（２）の開口部
   を塞ぐ蓋体（３）とからなることを特徴とする請求項１
   〜４のいずれかに記載の電子制御装置。