JP2010073779A - Electronic circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子回路装置に関し、詳しくは、複数の電子素子が回路基板上に実装されてなる電子回路装置に関する。 The present invention relates to an electronic circuit device, and more particularly to an electronic circuit device in which a plurality of electronic elements are mounted on a circuit board.
従来、この種の電子回路装置としては、回路チップ(素子)が配設された制御基板をケーシングに固定したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、上述した制御基板の裏面を接着剤によりケーシングに貼り付けて固定するものとしたり、ボルトにより物理的にケーシングに固定したりすることができるとしている。
ところで、制御基板を複数箇所のポイントでケースに固定することを考えると、基板が熱膨張収縮したときには、基板が固定されたポイント付近では変形の逃げ場がないため、変形を助長し、反りが生じる場合がある。基板に生じる反りは、そこに配置されている素子に過大な応力を作用させる場合もあるから、その影響をできる限り小さくすることが望ましい。 By the way, considering that the control board is fixed to the case at a plurality of points, when the board is thermally expanded and contracted, there is no escape space near the point where the board is fixed, so that the deformation is promoted and warpage occurs. There is a case. Since the warp generated in the substrate may cause an excessive stress to act on the element arranged there, it is desirable to reduce the influence as much as possible.
本発明の電子回路装置は、熱応力に対する信頼性をより向上させることを主目的とする。 The main purpose of the electronic circuit device of the present invention is to further improve the reliability against thermal stress.
本発明の電子回路装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The electronic circuit device of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の電子回路装置は、
複数の電子素子が回路基板上に実装されてなる電子回路装置であって、
前記回路基板は、少なくとも3箇所の固定点でケースに固定され、
前記複数の電子素子のうち応力に弱い方の素子が前記少なくとも3箇所の固定点により囲まれる領域外に配置されてなる
ことを特徴とする。
The electronic circuit device of the present invention is
An electronic circuit device in which a plurality of electronic elements are mounted on a circuit board,
The circuit board is fixed to the case at at least three fixing points;
Of the plurality of electronic elements, an element that is weak against stress is arranged outside a region surrounded by the at least three fixing points.
この本発明の電子回路装置では、回路基板は少なくとも3箇所の固定点でケースに固定され、回路基板に実装される複数の電子素子のうち応力に弱い方の素子が少なくとも3箇所の固定点により囲まれる領域外に配置されてなる。回路基板とケースとの固定点により囲まれる領域の外はその領域内よりも熱膨張収縮による反りが発生し難いから、複数の電子素子のうち応力の弱い方の素子を回路基板の固定点により囲まれる領域外に配置することにより、回路基板に熱膨張収縮が生じても、応力の弱い方の素子に過大な応力が作用するのを抑制することができる。この結果、熱応力に対する装置の信頼性をより向上させることができる。ここで、「応力の弱い方の素子」は、CSP(Chip Size Package)などを挙げることができる。 In the electronic circuit device of the present invention, the circuit board is fixed to the case at at least three fixing points, and the element that is weak against stress among the plurality of electronic elements mounted on the circuit board is at least three fixing points. It is arranged outside the enclosed area. Since the outside of the area surrounded by the fixing point between the circuit board and the case is less likely to be warped due to thermal expansion and contraction than in the area, the element having the weaker stress among the plurality of electronic elements is fixed by the fixing point of the circuit board. By disposing outside the enclosed region, it is possible to suppress an excessive stress from acting on the element having a weaker stress even if thermal expansion / shrinkage occurs in the circuit board. As a result, the reliability of the apparatus against thermal stress can be further improved. Here, examples of the “element having a lower stress” include CSP (Chip Size Package).
こうした本発明の電子回路装置において、前記回路基板は、物理的に固定される物理的固定点と、化学的に固定される化学的固定点とを組み合わせて前記ケースに固定されてなるものとすることもできる。こうすれば、回路基板をケースにより確実に固定しつつ熱膨張収縮に対して回路基板が大きく変形するのを抑制することができる。この態様の本発明の電子回路装置において、前記回路基板は、前記複数の電子素子のうち応力に弱い方の素子を前記化学的固定点よりも前記物理的固定点から遠ざけて前記ケースに固定されてなるものとすることもできる。こうすれば、応力の弱い方の素子に過大な応力が作用するのをより確実に抑制することができる。これらの態様の本発明の電子回路装置において、前記物理的固定点は、ボルトにより固定される固定点であり、前記化学的固定点は、接着により固定される固定点であるものとすることもできる。この場合、接着剤として熱伝導性を有するものを用いるものとすれば、基板の発熱を固定点を介してケースに放熱することができる。 In such an electronic circuit device of the present invention, the circuit board is fixed to the case by combining a physical fixing point that is physically fixed and a chemical fixing point that is chemically fixed. You can also. If it carries out like this, it can suppress that a circuit board deform | transforms large with respect to thermal expansion and contraction, fixing a circuit board with a case reliably. In this aspect of the electronic circuit device of the present invention, the circuit board is fixed to the case with the element that is more susceptible to stress among the plurality of electronic elements being further away from the physical fixing point than the chemical fixing point. It can also be. In this way, it is possible to more reliably suppress an excessive stress from acting on the element having a lower stress. In the electronic circuit device of the present invention of these aspects, the physical fixing point may be a fixing point fixed by a bolt, and the chemical fixing point may be a fixing point fixed by adhesion. it can. In this case, if an adhesive having thermal conductivity is used, the heat generated by the substrate can be radiated to the case through the fixing point.
また、本発明の電子回路装置において、前記回路基板は、樹脂基板であるものとすることもできる。樹脂基板は、セラミック基板などに比して線膨張係数が大きい傾向があるため、本発明を適用する意義がより大きなものとなる。 In the electronic circuit device of the present invention, the circuit board may be a resin board. Since the resin substrate tends to have a larger linear expansion coefficient than a ceramic substrate or the like, the significance of applying the present invention becomes greater.
さらに、本発明の電子回路装置において、自動変速機に取り付けられる変速制御用の電子制御ユニットとして構成されてなるものとすることもできる。この場合、前記自動変速機は、車載用の変速機であるものとすることもできる。 Furthermore, the electronic circuit device of the present invention may be configured as an electronic control unit for shift control attached to the automatic transmission. In this case, the automatic transmission may be a vehicle-mounted transmission.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、オートマチックトランスミッション10の外観を示す外観図であり、図2は、本発明の一実施例としての電子回路装置20の構成の概略を示す構成図であり、図3は、実施例の電子回路装置20のケース40の外観を示す外観図である。実施例の電子回路装置20は、図示しないエンジンと共にオートマチックトランスミッション(AT)10がエンジンルーム内に搭載された自動車におけるAT用の電子制御ユニット(ATECU)として構成されており、図1に示すように、オートマチックトランスミッション10のトランスミッションケース12に取り付けられている。この電子回路装置20は、車速やスロットル開度,シフトポジションに基づいて変速段を設定すると共に設定した変速段に基づいてオートマチックトランスミッション10が搭載するクラッチやブレーキをオンオフするアクチュエータ(油圧回路に組み込まれたリニアソレノイドバルブ)を制御するものとして構成されており、図2に示すように、複数の電子素子が実装された制御基板30や、シフトレバーの操作位置を検出するためのシフトポジションセンサ22、エンジンを制御するエンジン用の電子制御ユニットと通信可能に接続するためのコネクタ24などを備え、これらはケース40に固定されている。なお、シフトポジションセンサ22は、図示しないが、回転子に取り付けられた永久磁石と、固定子に取り付けられ永久磁石の磁界を検知する磁気センサ(例えばホール素子など)とにより構成されている。
FIG. 1 is an external view showing the external appearance of an
制御基板30は、例えばガラスエポキシ基板などの樹脂基板として構成されており、図2に示すように、3箇所でボルト28a〜28cによりケース40に固定されている。ケース40には、図3に示すように、ボルト28a〜28cがそれぞれ挿入されるボルト穴42a〜42cが形成されると共にケース40と一体化した3箇所の凸状の台座44a〜44cが形成されており、この台座44a〜44cには制御基板30の裏面側がボルト28a〜28cによる固定とは別に接着剤を用いて接着固定されている。実施例では、接着剤として、熱伝導性にすぐれたシリコーン系の接着剤を用いるものとした。したがって、制御基板30に実装されている電子素子の発熱は、制御基板30から台座44a〜44cを介してケース40に放熱されることになる。
The
制御基板30に実装されている電子素子としては、各部へ電源供給を行なうための電源IC32や、油圧回路内のリニアソレノイドバルブを駆動するソレノイド用駆動回路34、装置全体をコントロールするマイクロコンピュータ(マイコン)36などがある。このうちマイコン36は、実施例では、CSP(Chip Size Package)と呼ばれる超小型パッケージであり、他の実装素子に比して応力に対する耐性が低い。なお、マイコン36は、制御基板30との線膨張係数の差により制御基板30との接合部分に作用する応力を低減するため、チップと基板間の隙間がアンダーフィル剤(例えば、液状のエポキシ樹脂など)により充填封止されている。
The electronic elements mounted on the
図4に、電子回路装置の断面を模式的に表わした断面図を示す。図4(a)には実施例の電子回路装置20の断面を示し、図4(b)には比較例の電子回路装置の断面を示す。実施例では、制御基板30に実装されている電子素子のうち他の素子(電源IC32やソレノイド用駆動回路34など)に比して応力に対する耐性が低い素子であるマイコン36については、図4(a)に示すように、ボルト28a〜28cにより固定されたポイントや接着剤により台座44a〜44cに固定されたポイントにより囲まれる領域を外して配置されている。これは、図4(b)に示すように、台座44a〜44cへの接着に代えて応力に対して耐性の低い素子であるマイコン36が実装された付近の図中右端にボルト128を追加して制御基板30をケース140に固定すると、ボルト28a〜28c,128により固定されたポイントにより囲まれる領域では、制御基板30の自由熱膨張や自由熱収縮が拘束されるから、反りが発生し易く、素子に過大な応力が作用して不具合(マイコン36へのダメージやアンダーフィル剤の剥離など)を生じさせるおそれがあることに基づいている。実施例では、さらに、接着剤などの化学的に固定された部分は物理的に固定された部分に比して制御基板30の変形に対する吸収性がよいことから、応力に対して耐性の低い素子であるマイコン36を接着剤により台座44a〜44cに固定されたポイントよりもボルト28a〜28cにより物理的に固定されるポイントから遠ざけて配置するものとした。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the electronic circuit device. 4A shows a cross section of the
以上説明した実施例の電子回路装置20によれば、制御基板30に実装されている電子素子のうち他の素子(電源IC32やソレノイド用駆動回路34など)に比して応力に対する耐性が低い素子(マイコン36)については、ボルト28a〜28cにより固定されたポイントや接着剤により台座44a〜44cに固定されたポイントにより囲まれる領域を外して配置するから、制御基板30の応力に対する耐性が低い素子が配置された部位で自由熱膨張や自由熱収縮が拘束されないようにし、制御基板30に熱膨張収縮が生じるものとしても制御基板30に反りが発生するのを抑制して素子に過大な応力が作用するのを抑制することができる。この結果、熱応力に対する装置の信頼性をより向上させることができる。しかも、応力に対する耐性が低い素子を、接着剤により化学的に固定されるポイントよりもボルト28a〜28cにより物理的に固定されるポイントから遠ざけて配置するから、その素子に作用する応力をより小さくすることができ、装置の信頼性をさらに向上させることができる。
According to the
実施例の電子回路装置20では、ボルト28a〜28cによる物理的な固定と、接着剤による化学的な固定とを組み合わせて制御基板30をケース40に固定するものとしたが、ボルトなどによる物理的な固定だけを用いて制御基板30をケース40に固定するものとしてもよいし、接着剤などによる化学的な固定だけを用いて制御基板30をケース40に固定するものとしてもよい。また、制御基板30がケース40に固定されるポイントは、3箇所以上であれば、何箇所であっても構わない。
In the
実施例の電子回路装置20では、制御基板30に実装されている電子素子のうち他の素子に比して応力に対する耐性が低い素子を、制御基板30がケース40に接着剤により化学的に固定されるポイントよりもボルト28a〜28cにより物理的に固定されるポイントから遠ざけて配置するものとしたが、必ずしも化学的に固定されるポイントよりも物理的に固定されるポイントから遠ざけて配置する必要はない。
In the
実施例の電子回路装置20では、制御基板30に実装されている電子素子のうち他の素子に比して応力に対する耐性が低い素子としてCSPにより構成されたマイコン36を例に挙げたが、これに限定されるものではなく、装置の仕様により実装される素子に応じて適宜選択するものとすればよい。
In the
実施例の電子回路装置20では、制御基板30として樹脂基板を用いるものとしたが、母材の材質としては、これに限定されるものではなく、セラミックなど他の材質を用いるものとしても差し支えない。ただし、線膨張係数が大きい材質ほど本発明を適用することにより得られる効果はより大きなものとなる。
In the
実施例では、本発明の電子回路装置を自動車に搭載されるオートマチックトランスミッション10を制御する電子制御ユニットに適用して説明したが、自動車以外の車両に搭載されるオートマチックトランスミッションに組み付けられる電子制御ユニットに適用するものとしてもよいし、その他の機器を制御する電子制御ユニットに適用するものとしてもよい。
In the embodiment, the electronic circuit device of the present invention is applied to the electronic control unit that controls the
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、電源IC32やソレノイド用駆動回路34,マイコン36などが「電子素子」に相当し、制御基板30が「回路基板」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、電子回路装置の製造産業に利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of electronic circuit devices.
10 オーチマチックトランスミッション、12 トランスミッションケース、20 電子回路装置、22 シフトポジションセンサ、24 コネクタ、28a〜28c,128 ボルト、30 制御基板、32 電源IC、34 ソレノイド用駆動回路、36 マイクロコンピュータ(マイコン)、40,140 ケース、42a〜42c ボルト穴、44a〜44c 台座。 10 automatic transmission, 12 transmission case, 20 electronic circuit device, 22 shift position sensor, 24 connector, 28a-28c, 128 volts, 30 control board, 32 power supply IC, 34 solenoid drive circuit, 36 microcomputer (microcomputer), 40,140 Case, 42a-42c Bolt hole, 44a-44c Pedestal.
Claims (8)
前記回路基板は、少なくとも3箇所の固定点でケースに固定され、
前記複数の電子素子のうち応力に弱い方の素子が前記少なくとも3箇所の固定点により囲まれる領域外に配置されてなる
ことを特徴とする電子回路装置。 An electronic circuit device in which a plurality of electronic elements are mounted on a circuit board,
The circuit board is fixed to the case at at least three fixing points;
An electronic circuit device, wherein an element that is weak against stress among the plurality of electronic elements is disposed outside a region surrounded by the at least three fixing points.
前記物理的固定点は、ボルトにより固定される固定点であり、
前記化学的固定点は、接着により固定される固定点である
電子回路装置。 The electronic circuit device according to claim 2 or 3,
The physical fixing point is a fixing point fixed by a bolt,
The chemical fixing point is a fixing point that is fixed by adhesion. Electronic circuit device.
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WO2022196455A1 (en) * | 2021-03-18 | 2022-09-22 | 株式会社デンソー | Electronic control device |
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