JP2005322697A - 電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 筐体を構成する金属製板材と枠体との間の隙間腐食の進行を阻止して金属製板材と枠体との接着性を確保することができる電子制御装置を提供する。
【解決手段】 ベースプレート1の上面に、電子部品6を実装した回路基板5が固定されている。ベースプレート1の上面に回路基板5を囲うように四角枠体2が搭載され、接着剤23にて固定されている。四角枠体2内でのベースプレート1上にシリコーンゲル10が注入され、シリコーンゲル10により回路基板5および電子部品6が被覆されている。ベースプレート1と四角枠体2とが対向する部位のうちの接着剤23による接着固定箇所よりも外周側でのベースプレート1と四角枠体2との間にシリコーンゲル10が配置され、シリコーンゲル10により接着固定箇所の周囲がシールされている。
【選択図】 図2
【解決手段】 ベースプレート1の上面に、電子部品6を実装した回路基板5が固定されている。ベースプレート1の上面に回路基板5を囲うように四角枠体2が搭載され、接着剤23にて固定されている。四角枠体2内でのベースプレート1上にシリコーンゲル10が注入され、シリコーンゲル10により回路基板5および電子部品6が被覆されている。ベースプレート1と四角枠体2とが対向する部位のうちの接着剤23による接着固定箇所よりも外周側でのベースプレート1と四角枠体2との間にシリコーンゲル10が配置され、シリコーンゲル10により接着固定箇所の周囲がシールされている。
【選択図】 図2
Description
本発明は、電子制御装置における筐体構造に関するものである。
車載エンジン制御用の電子制御装置(ECU)の構造の一例を図9,10に示す。図9はECUの斜視図であり、図10は図9のA−Aで示す部分における縦断面図であり、図10に示すごとく本装置はカバー102を有するが、図9はカバー102を外した状態での斜視図である。ECUの筐体がベースプレート100と枠体101とカバー102にて構成されている。ベースプレート100はアルミダイカスト品であり、枠体101とカバー102は樹脂よりなる。ベースプレート100の上面外周部には溝103が形成されるとともに、枠体101の下面には突起104が形成されている。そして、ベースプレート100の溝103に枠体101の突起104が挿入され接着剤105にて固定されている。また、枠体101の上にはカバー102が枠体101の上面開口部を塞ぐように配置され、接着剤106にて固定されている。この筐体内においてベースプレート100の上面に回路基板107が固定され、この回路基板107には電子部品108が搭載されている。また、筐体内にシリコーンゲル109が注入され、シリコーンゲル109にて回路基板107および電子部品108が被覆されている。
このようにダイカスト品であるベースプレート100への樹脂部品等の組付方法として接着剤を用いて組み付ける方法がある。
しかし、ここで使用される接着剤105がベースプレート(ダイカスト品)100の表面の微小凹凸形状に密着しない接着剤であった場合、このベースプレート100が塩水等によりその表面が腐食し、これが進行して、ベースプレート100と枠体101との間における組み付け部での接着剤の密着していない接着界面も同様に腐食させる。つまり、隙間腐食が発生することがあり、この状態において接着剤105はベースプレート100側の被接着面を失うこととなり、その結果、接着力を低下させてしまい、枠体101等が脱落してしまう不具合を生じる。
本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、その目的は、筐体を構成する金属製板材と枠体との間の隙間腐食の進行を阻止して金属製板材と枠体との接着性を確保することができる電子制御装置を提供することにある。
請求項1に記載の電子制御装置は、金属製板材と枠体とが対向する部位のうちの接着剤による接着固定箇所よりも外周側での金属製板材と枠体との間にゲル材を配置して接着固定箇所の周囲をシールしたことを特徴としている。
よって、ゲル材が界面密着性に優れることを利用して、金属製板材と枠体とが対向する部位のうちの接着剤による接着固定箇所の周囲において金属製板材と枠体との間がゲル材にてシールされる。その結果、金属製板材と枠体とが対向する部位のうちの接着剤による接着固定箇所において完全に密着していない場合においても、この接着固定箇所の周囲において金属製板材と枠体との間がゲル材にてシールされており、これにより、金属製板材と枠体との間の隙間腐食の進行を阻止して金属製板材と枠体との接着性を確保することができる。
請求項2に記載のように、請求項1に記載の電子制御装置において、金属製板材と枠体とが対向する部位のうちのゲル材によりシールした箇所よりも外周側での金属製板材と枠体との間に接着剤を配置して、ゲル材によりシールした箇所の周囲を接着剤によりシールすることにより、シール用のゲル材の外部への流出を防ぐことができる。
請求項3に記載のように、請求項2に記載の電子制御装置において、金属製板材と枠体とが対向する部位のうちの接着剤によりシールする部位において、金属製板材と枠体のうちの一方に形成した凹部に他方に形成した突起を挿入して、当該凹部と突起との間をシールすると、シール長さを長くすることができ、シール性に優れている。
請求項4に記載のように、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子制御装置において、金属製板材と枠体との間のゲル材によりシールする空間がゲル材の注入通路と連通するとともに、ゲル材によりシールする空間の天井面が傾斜し、かつ、この傾斜した天井面の頂上部においてゲル材の注入通路が開口していると、金属製板材と枠体との間のゲル材によりシールする空間において気泡が在った場合、浮力により気泡を天井面の傾斜に沿ってゲル材の注入通路から排出することができる。
請求項5に記載のように、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子制御装置において、金属製板材と枠体との間のゲル材によりシールする空間における金属製板材の上面に凹部を形成することにより、金属製板材と枠体を接着固定するための接着剤がゲル材によりシールする箇所に侵入しても金属製板材の上面に形成した凹部に入り、金属製板材と枠体との間のゲル材によりシールする空間が消失するのを阻止することができる。
請求項6に記載のように、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子制御装置において金属製板材はダイカスト品であると、枠体との対向面が微小な凹凸形状を有しているが、この場合において請求項1〜5の記載の発明の効果がより発揮される。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1には、本実施の形態における自動車用電子制御装置(ECU)の斜視図を示す。図1におけるA−Aで示す部分における縦断面を図2に示す。図2に示すごとく本装置はカバー3を有するが、図1はカバー3を外した状態での斜視図である。本電子制御装置(ECU)はエンジン制御用ECUである。
図1には、本実施の形態における自動車用電子制御装置(ECU)の斜視図を示す。図1におけるA−Aで示す部分における縦断面を図2に示す。図2に示すごとく本装置はカバー3を有するが、図1はカバー3を外した状態での斜視図である。本電子制御装置(ECU)はエンジン制御用ECUである。
図1,2において、ECUの筐体がベースプレート1と四角枠体2とカバー3により構成されている。金属製板材としてのベースプレート1は四角板状をなし、アルミダイカスト品よりなる。四角枠体2とカバー3とは樹脂よりなる。そして、四角枠体2の下側開口部をベースプレート1で塞ぐとともに四角枠体2の上側開口部をカバー3で塞いだ構造となっている。
金属製板材としてのベースプレート1の上面に回路基板5が固定されている。回路基板5には電子部品6が実装されている。また、ベースプレート1の上面において回路基板5を囲うように四角枠体2が搭載され、後記する接着剤23にて固定されている。四角枠体2の上面においてカバー3が配置され、接着剤4により固定されている。
また、四角枠体2には複数のリードピン7がモールドされ、その一端部が四角枠体2の内面において露出している。各リードピン7の露出部と回路基板5とはアルミボンディングワイヤ8にて電気的に接続されている。四角枠体2の一側面にはコネクタ9が一体的に形成され、このコネクタ9に前記リードピン7が延びている。
コネクタ9は相手側コネクタ(図示略)と接続され、この状態において、リードピン7が相手側コネクタを介してワイヤ(図示略)の端部と連結される。このワイヤにはバッテリー、各種センサ、エンジン制御用アクチュエータが接続される。つまり、電子制御装置(ECU)での筐体内の機器はコネクタ9にてワイヤを介してバッテリー、各種センサ、エンジン制御用アクチュエータが接続される。そして、電子制御装置(ECU)はセンサ信号にてエンジンの運転状態を検知し各種の演算を実行してインジェクタやイグナイタといったアクチュエータを駆動してエンジンを最適な状態で運転させる。
筐体内、即ち、四角枠体2内でのベースプレート1上にはゲル材としてのシリコーンゲル10が注入され、このシリコーンゲル10により回路基板5および回路基板に搭載した電子部品6が被覆されている。このシリコーンゲル10により、筐体内に組み付けられている回路基板5上の電子部品6における耐湿性の向上が図られている。
以下、本実施形態における筐体の構造について詳しく説明する。
図3(a)は四角枠体2およびコネクタ9の平面図であり、図3(b)は四角枠体2およびコネクタ9の下面図である。図4は、回路基板5を取り付けた状態でのベースプレート1の平面図である。
図3(a)は四角枠体2およびコネクタ9の平面図であり、図3(b)は四角枠体2およびコネクタ9の下面図である。図4は、回路基板5を取り付けた状態でのベースプレート1の平面図である。
図2および図3(a)に示すように、四角枠体2における下部の内周部には突出部20が全周にわたり形成されている。図2および図3(b)に示すように、この突出部20における下面には突起21が全周にわたり形成されている。図2,4に示すように、ベースプレート1の上面における突起21に対応する部位には凹部(接着溝)22が形成されている。そして、ベースプレート1の凹部22の内部に四角枠体2の突起21が挿入され、凹部22内において接着剤23により固定されている。図2および図3(a)に示すように、四角枠体2の突出部20には上下方向に延びるゲル注入孔24が形成され、ゲル注入孔24の下端は突起21よりも外周側に開口している。このゲル注入孔24は、平面形状として環状をなす突出部20において10箇所に形成されている。
ゲル注入孔24の形成部分を含む図2のA−A線での縦断面を図5に示す。ゲル注入孔24を通して、シリコーンゲル10が、四角枠体2の突出部20の下面とベースプレート1の上面との間の空間28に注入されている。この空間28に注入されたシリコーンゲル10により、ベースプレート1と四角枠体2との間がシールされている(界面密着度の高いシリコーンゲル10をシール材として用いている)。このとき、ベースプレート1と四角枠体2との間におけるシリコーンゲル10によるシールのための空間28の容積を十分に確保するために、ベースプレート1に四角枠体(樹脂ケース)2を組み付けた際に四角枠体2がベースプレート1に接しないよう四角枠体2の下面を窪ませている。
このようにして、ベースプレート1と四角枠体2とが対向する部位のうちの接着剤23による接着固定箇所よりも外周側でのベースプレート1と四角枠体2との間にシリコーンゲル10を配置して接着固定箇所の周囲をシールしている。この部位において、筐体内で使用する界面密着度の高いシリコーンゲル10をシール材として用いてシリコーンゲル10は微小凹凸面への密着性が良好であることから、筐体外部から進行するベースプレート(アルミダイカスト品)1の腐食(隙間腐食)の進展を阻止することができる。その結果、接着強度低下を防止することができ、四角枠体(樹脂部品)2等の脱落を防止することができる。
また、図5に示すように、シリコーンゲル10によりシールする空間28の天井面28aはゲル注入孔24に向かって傾斜している。つまり、シリコーンゲル10によりシールする空間28において、その天井面(突出部20の下面)28aは傾斜しており、この傾斜した天井面28aの頂上部においてゲル注入孔24が開口している。図3(b)においては傾斜した天井面28aを、符号Bにて最下部を示すとともに符号Tにて頂上部を示す。
さらに、図2および図3(b)に示すように、四角枠体2における突起21よりも外周側での下面には突起25が全周にわたり形成されている。図2,4に示すように、ベースプレート1の上面における突起25に対応する部位には凹部(接着溝)26が形成されている。そして、ベースプレート1の凹部26の内部に四角枠体2の突起25が挿入されている。この凹部26に突起25を挿入した部分に接着剤27が配置され、接着剤27により突起25と凹部26との間の隙間が封止(シール)されている。
このようにして、ベースプレート1と四角枠体2とが対向する部位のうちのシリコーンゲル10によりシールした箇所よりも外周側でのベースプレート1と四角枠体2との間に接着剤27を配置して、シリコーンゲル10によりシールした箇所の周囲を接着剤27によりシールしている。
次に、図6を用いて組み付け工程について説明する。
まず、電子部品6を回路基板5に組み付ける。そして、回路基板5を接着剤にてベースプレート(アルミダイカスト品)1に組み付ける。さらに、ベースプレート1の凹部22,26に接着剤23,27を塗布する。引き続き、ベースプレート1に対し四角枠体(樹脂ケース)2を組み付けて接着剤23,27を硬化させる。次に、四角枠体2のピン7と回路基板5とをアルミボンディングワイヤ8にて電気的に接続する。この状態を図7に示す。
まず、電子部品6を回路基板5に組み付ける。そして、回路基板5を接着剤にてベースプレート(アルミダイカスト品)1に組み付ける。さらに、ベースプレート1の凹部22,26に接着剤23,27を塗布する。引き続き、ベースプレート1に対し四角枠体(樹脂ケース)2を組み付けて接着剤23,27を硬化させる。次に、四角枠体2のピン7と回路基板5とをアルミボンディングワイヤ8にて電気的に接続する。この状態を図7に示す。
その後、図1に示すように、四角枠体2内にシリコーンゲル10を注入する。このとき、シリコーンゲル10の上面がゲル注入孔24の上端開口部よりも高くなるようにする。その結果、図2に示すように、回路基板5および電子部品6が覆われるともに、ゲル注入孔24を通してシリコーンゲル10が空間(ゲルによりシールする空間)28に注入される。
ゲル注入孔24からシリコーンゲル10をシール部となる空間28に注入する際に当該空間28に気泡が残留し易いが、図5に示すように、四角枠体2の突出部20の下面(空間28の天井面28a)が傾斜し、かつこの傾斜した天井面28aの頂上部にゲル注入孔24の下端が開口しているので、天井面28aの傾斜に沿って気泡29が抜ける。即ち、シリコーンゲル10が収容される空間28に溜まり易い気泡29を天井面28aの傾斜に沿って、その浮力で排出することができる。それによって、気泡29の残留を防止することができる。
なお、シリコーンゲル10がゲル注入孔24の上側開口部よりも低い位置までの注入量しか必要としない場合においては、積極的にゲル注入孔24からシリコーンゲル10を注入する。
また、硬化前のシリコーンゲル10は粘性が低く、筐体外部に流出しやすい。本実施形態においては、シリコーンゲル10によりシールする箇所(空間28)よりも外周側でのベースプレート1と四角枠体2との間に接着剤27によるシール部が設けられており、これにより確実にシリコーンゲル10の筐体外部への流出を防ぐことができる。
図6の説明に戻り、シリコーンゲル10の注入が完了したならば、その後、シリコーンゲル10を硬化させる。最後に、カバー3を組み付ける。これによりECUの組み付けが完了する。
組み付け後において、シリコーンゲル10は硬化前とは異なり硬化後においては粘性が高く、図2の接着剤27のシール性が低下しても筐体外部へ流出することはない。また、筐体の外部から腐食が進展して接着剤27の接着力が低下しても接着剤23により筐体全体の接着強度は保たれ、四角枠体(樹脂ケース)2の脱落は回避できる。
以上のように本実施形態は下記の特徴を有する。
(1)金属製板材としてのベースプレート1と四角枠体2とが対向する部位のうちの接着剤23による接着固定箇所よりも外周側でのベースプレート1と四角枠体2との間にゲル材としてのシリコーンゲル10を配置して接着固定箇所の周囲をシールした。よって、シリコーンゲル10が界面密着性に優れることを利用して、ベースプレート1と四角枠体2とが対向する部位のうちの接着剤23による接着固定箇所の周囲においてベースプレート1と四角枠体2との間がシリコーンゲル10にてシールされる。その結果、ベースプレート1と四角枠体2とが対向する部位のうちの接着剤23による接着固定箇所において完全に密着していない場合においても(ダイカスト品であるベースプレート1の表面の微小な凹凸形状に密着しない接着剤であっても)、この接着固定箇所の周囲においてベースプレート1と四角枠体2との間がシリコーンゲル10にてシールされており、これにより、ベースプレート1と四角枠体2との間の隙間腐食の進行を阻止してベースプレート1と四角枠体2との接着性を確保することができる。また、シリコーンゲル10は、ダイカスト品であるベースプレート1の微小な凹凸形状への密着性に優れ、かつ元々筐体内に注入されるものであり、このシリコーンゲル10を、ベースプレート1における四角枠体2との接着箇所の外周に配することで、特に材料を準備することなく、隙間腐食の進行を阻止することができる。
(1)金属製板材としてのベースプレート1と四角枠体2とが対向する部位のうちの接着剤23による接着固定箇所よりも外周側でのベースプレート1と四角枠体2との間にゲル材としてのシリコーンゲル10を配置して接着固定箇所の周囲をシールした。よって、シリコーンゲル10が界面密着性に優れることを利用して、ベースプレート1と四角枠体2とが対向する部位のうちの接着剤23による接着固定箇所の周囲においてベースプレート1と四角枠体2との間がシリコーンゲル10にてシールされる。その結果、ベースプレート1と四角枠体2とが対向する部位のうちの接着剤23による接着固定箇所において完全に密着していない場合においても(ダイカスト品であるベースプレート1の表面の微小な凹凸形状に密着しない接着剤であっても)、この接着固定箇所の周囲においてベースプレート1と四角枠体2との間がシリコーンゲル10にてシールされており、これにより、ベースプレート1と四角枠体2との間の隙間腐食の進行を阻止してベースプレート1と四角枠体2との接着性を確保することができる。また、シリコーンゲル10は、ダイカスト品であるベースプレート1の微小な凹凸形状への密着性に優れ、かつ元々筐体内に注入されるものであり、このシリコーンゲル10を、ベースプレート1における四角枠体2との接着箇所の外周に配することで、特に材料を準備することなく、隙間腐食の進行を阻止することができる。
(2)ベースプレート1と四角枠体2とが対向する部位のうちのシリコーンゲル10によりシールした箇所よりも外周側でのベースプレート1と四角枠体2との間に接着剤27を配置して、シリコーンゲル10によりシールした箇所の周囲を接着剤27によりシールした。これにより、硬化前等のゲル材の粘性が低い場合においてシール用のシリコーンゲル10の外部への流出を防ぐことができる。特に、ベースプレート1と四角枠体2とが対向する部位のうちの接着剤27によりシールする部位において、ベースプレート1に形成した凹部26に四角枠体2に形成した突起25(広義にはベースプレート1と四角枠体2のうちの一方に形成した凹部26に他方に形成した突起25)を挿入して、当該凹部26と突起25との間をシールしているので、シール長さを長くすることができ、シール性に優れている。
(3)ベースプレート1と四角枠体2との間のシリコーンゲル10によりシールする空間28がシリコーンゲル10の注入通路としてのゲル注入孔24と連通するとともに、シリコーンゲル10によりシールする空間28の天井面28aが傾斜し、かつ、この傾斜した天井面28aの頂上部においてゲル注入孔24が開口している。よって、ベースプレート1と四角枠体2との間のシリコーンゲル10によりシールする空間28において気泡29が在った場合、浮力により気泡29を天井面28aの傾斜に沿ってシリコーンゲル10のゲル注入孔24から排出することができる。
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
図2に代わり図8に示すようにしてもよい。図8において、ベースプレート1と四角枠体2との間のシリコーンゲル10によりシールする空間28におけるベースプレート1の上面に凹部30を形成している。よって、組み付け時に凹部22,26に塗布した接着剤23,27がシリコーンゲル10によりシールする箇所(28)に侵入してもベースプレート1の上面に形成した凹部30に入り、ベースプレート1と四角枠体2との間のシリコーンゲル10によりシールする空間28が消失するのを阻止することができる。即ち、接着剤23,27が四角枠体2の下面に形成したシリコーンゲル10によりシールする部位(空間28)に侵入してシリコーンゲルの注入が確保できない場合においても、四角枠体2の下面に形成したシリコーンゲル10によりシールする部位(空間28)に面するベースプレート1にゲル用溝(凹部30)を設けることにより、確実にシリコーンゲル10を注入することができる。
図2に代わり図8に示すようにしてもよい。図8において、ベースプレート1と四角枠体2との間のシリコーンゲル10によりシールする空間28におけるベースプレート1の上面に凹部30を形成している。よって、組み付け時に凹部22,26に塗布した接着剤23,27がシリコーンゲル10によりシールする箇所(28)に侵入してもベースプレート1の上面に形成した凹部30に入り、ベースプレート1と四角枠体2との間のシリコーンゲル10によりシールする空間28が消失するのを阻止することができる。即ち、接着剤23,27が四角枠体2の下面に形成したシリコーンゲル10によりシールする部位(空間28)に侵入してシリコーンゲルの注入が確保できない場合においても、四角枠体2の下面に形成したシリコーンゲル10によりシールする部位(空間28)に面するベースプレート1にゲル用溝(凹部30)を設けることにより、確実にシリコーンゲル10を注入することができる。
1…ベースプレート、2…四角枠体、5…回路基板、6…電子部品、10…シリコーンゲル、21…突起、22…凹部、23…接着剤、24…ゲル注入孔、25…突起、26…凹部、27…接着剤、28…空間、28a…天井面、30…凹部。
Claims (6)
- 上面に、電子部品(6)を実装した回路基板(5)が固定された金属製板材(1)と、
前記金属製板材(1)の上面に前記回路基板(5)を囲うように搭載され、接着剤(23)にて固定された枠体(2)と、
前記枠体(2)内での前記金属製板材(1)上に注入され、前記回路基板(5)および電子部品(6)を被覆するゲル材(10)と、
を備えた電子制御装置において、
前記金属製板材(1)と枠体(2)とが対向する部位のうちの前記接着剤(23)による接着固定箇所よりも外周側での金属製板材(1)と枠体(2)との間にゲル材(10)を配置して前記接着固定箇所の周囲をシールしたことを特徴とする電子制御装置。 - 前記金属製板材(1)と枠体(2)とが対向する部位のうちの前記ゲル材(10)によりシールした箇所よりも外周側での金属製板材(1)と枠体(2)との間に接着剤(27)を配置して、前記ゲル材(10)によりシールした箇所の周囲を接着剤(27)によりシールしたことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
- 前記金属製板材(1)と枠体(2)とが対向する部位のうちの前記接着剤(27)によりシールする部位において、金属製板材(1)と枠体(2)のうちの一方に形成した凹部(26)に他方に形成した突起(25)を挿入して、当該凹部(26)と突起(25)との間をシールしたことを特徴とする請求項2に記載の電子制御装置。
- 前記金属製板材(1)と枠体(2)との間の前記ゲル材(10)によりシールする空間(28)がゲル材の注入通路(24)と連通するとともに、前記ゲル材(10)によりシールする空間(28)の天井面(28a)が傾斜し、かつ、この傾斜した天井面(28a)の頂上部においてゲル材の注入通路(24)が開口していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記金属製板材(1)と枠体(2)との間の前記ゲル材(10)によりシールする空間(28)における前記金属製板材(1)の上面に凹部(30)を形成したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記金属製板材(1)はダイカスト品であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子制御装置。
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