JP2011171663A - 樹脂封止形電子制御装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一対の隔梁部材20A,20Aの両面に接着された第一及び第二の電子基
板30A,40Aは両面実装された外側回路部品31,32,41,42と内側回路部品33,43を備え、内側回路部品の高さは隔梁部材20Aの厚さ寸法以下であり、外側回路部品の中の発熱部品32,42は隔梁部材20Aと隣接対向して設けられている。
【選択図】図1
Description
化製品が広く実用されている。
かかる車載電子制御装置は、熱拡散板となる支持部材にセラミック基板またはポリイミド基板を接着し、外部接続端子と支持部材の一部を除く全体を熱硬化性樹脂で一体成形されている。
例えば下記の特許文献1の「電子回路装置及びその製造方法」によれば、高い気密性と耐環境性が要求される用途でも高放熱性と高実装密度の樹脂封止型の電子回路装置を提供するものとして、電子部品を搭載した少なくとも二枚以上の配線基板を熱伝導率の高い熱拡散板に接着剤を介して固着されており、該配線基板と熱拡散板の全体、および外部接続端子の一部が熱硬化性樹脂組成物により封止、一体成形されてなる電子回路装置が開示されており、低コストで小型、かつ高信頼性の電子回路装置を提供することができるとしている。
そして、この電子回路装置は、前記熱拡散板の一方の面に接着剤を介して前記多層配線基板が固着され、前記熱拡散板の他方の面に接着剤を介してポリイミド配線基板が固着され、前記ポリイミド配線基板が前記熱拡散板の上下をつなぐように折り曲げて固着され、前記ポリイミド配線基板と前記多層配線基板とが電気的に接続され、前記多層配線基板及びポリイミド配線基板と外部端子とが電気的に接続されて、前記多層配線基板、ポリイミド配線基板の全面と、前記熱拡散板の一部、及び前記外部接続端子の一部が熱硬化性樹脂組成物により一体成形されていることを特徴とする自動車用コントロールユニットであって、前記多層配線基板及びポリイミド配線基板と外部端子とはボンディングワイヤによって接続されている。
そして、この電子回路装置によれば、電子回路基板を放熱性の高い、熱拡散板の裏表に固着することにより実装プロセスの簡略化による低コスト化と、放熱性と実装密度の向上を図ることができると共に、全体を熱硬化性樹脂組成物で一体成形しているため、組立工程の簡略化が可能で、また厳しい環境で使用した場合でも、気密性が高く、高信頼性の電子回路装置を提供することができるとされている。
また、配線基板の面積が大きいと、線膨張係数の違いによって繰返しの温度変化に伴う成形外装材との剥離が発生しやすくなる問題点もあった。
さらに、熱拡散板の両面に発熱回路部品が配置されると、局部に集中して温度上昇が発生するという問題点もあった。
前記支持部材は、前記第一及び第二の電子基板を隔開保持する熱伝導性の一対の隔梁部材で構成され、
前記第一及び第二の電子基板の各一対の対向した対辺端部は、前記隔梁部材の表面と裏面とにそれぞれ接着材によって接着固定されていると共に、
前記第一及び第二の電子基板の少なくとも一方の電子基板は、内側回路部品及び外側回路部品がそれぞれ内側面、外側面に搭載された両面基板であり、一方または他方の電子基板の少なくとも一方には、一部が発熱部品となる外側回路部品が外側面に搭載され、
前記発熱部品は、前記接着材を介して前記隔梁部材と隣接対向し、
前記内側回路部品は、一対の前記隔梁部材の間にあって、対向した前記電子基板間の寸法よりも小さい高さ寸法であり、
前記外装材は、前記第一及び第二の電子基板と一対の隔梁部材で4面が包囲された細隙空間にも充填されている。
散によって局部の過大な温度上昇を抑制することができる効果もある。
また、第一・第二の電子基板間に外装材が充填されて非空洞化されていることによって、合成樹脂の加圧成形時における電子基板の変形が防止されると共に、実使用中の環境温
度の変化に伴う空気の膨張・収縮によって、実装回路部品の半田剥離や、電子基板と支
持部材や外装材との間の剥離が発生するのを防止することができる効果もある。
実施の形態1.
図1(A)はこの発明の実施の形態1の樹脂封止形電子制御装置(以下、電子制御装置と略称する。)10Aの樹脂封止前の上面図、図1(B)は図1(A)の右側面図、図2(A)はこの発明の実施の形態1の電子制御装置の上面図、図2(B)は図2(A)の右側面図である。
自動車用変速機の変速機制御装置である、この電子制御装置10Aは、この一端部が連結部21で連結された、例えば銅合金である中空筒状の伝熱性支持部材となる一対の隔梁部材20A,20Aと、隔梁部材20Aの表裏にそれぞれ接着固定された第一及び第二の電子基板30A,40Aと、第一及び第二の電子基板30A,40Aの両側に設けられた多数の外部接続端子52a,52bと、第一及び第二の電子基板30A,40Aの全体、隔梁部材20A,20A及び外部接続端子52a,52bのそれぞれの一部分を被覆した熱硬化性樹脂である外装材11とを備えている。
例えばガラスエポキシ基板で構成された第一の電子基板30Aは、対向した一対の隔梁部材20A,20Aの外側に配設された外側回路部品31,32と、隔梁部材20A,20Aの内側に配設された内側回路部品33とがそれぞれ両面に搭載され、外側回路部品31,32の一部は、発熱部品32である。
第一の電子基板30Aの一対の辺端部である、対辺端部(両側縁部)は、例えば熱硬化性のシリコン樹脂組成物である接着材35を介して隔梁部材20A,20Aの一方の面に接着固定されている。発熱部品32は、第一の電子基板30Aの対辺端部にそれぞれ搭載されており、隔梁部材20A,20Aと第一の電子基板30Aを介して隣接対向している。
また、内側回路部品33は、一対の隔梁部材20A,20A間にあって、その高さ寸法が少なくとも第二の電子基板40Aに当接しないように、隔梁部材20Aの厚さ寸法よりは小さくなっている。
第一の電子基板40Aの対辺端部は、例えば熱硬化性のシリコン樹脂組成物である接着材45を介して隔梁部材20A,20Aの他方の面に接着固定されている。発熱部品42は、第二の電子基板40Aの対辺端部にそれぞれ搭載されており、隔梁部材20A,20Aと第二の電子基板40Aを介して隣接対向している。
また、内側回路部品43は、一対の隔梁部材20A,20Aの間にあって、その高さ寸法は少なくとも第一の電子基板30Aに当接しないように、隔梁部材20Aの厚さ寸法よりは小さくなっている。
多数の外部接続端子52a,52bは、例えばアルミニウム細線であるボンディングワイヤ39a,39b、49a,49bを介して第一及び第二の電子基板30A,40Aの接続ランドと接続されている。
なお、多数の外部接続端子52a,52bは、当初は切取り連結部51a,51bによって互いに連結された集合端子板50a,50bを構成しているが、組立最終工程において切取り連結部51a,51bが切断されることによって、それぞれに分割される。
また、隔梁部材20Aには、冷媒センサ80aが取付けられているが、この取付け構造については、図4を用いて後述する。
また、発熱部品32,42の取り付け構造については図5を用いて後述する。
この金型61,62は、内部にある仮止め治具(図示せず)により一体化され、外部接続端子52a,52bが互いに接続された成形前の電子制御装置10Aが載置されている。
樹脂注入口63は図3の紙面の右から左に貫通して、上下の金型61,62によって封鎖された空間に、加熱されて溶融した熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂である合成樹脂を加圧注入するようになっている。
合成樹脂は、樹脂注入口63から圧入された後、図3中の矢印で示すように、第一の電子基板30Aの上側空間と、第一及び第二の電子基板30A,40Aと一対の隔梁部材20A,20Aで4方が囲まれた内部空間と、第二の電子基板40Aの下側空間とに分流し、反樹脂注入口63側空間で合流するようになっている。
なお、外装材11として熱可塑性樹脂を使用した場合には、再加熱によって溶融するので、外装材11内の各部品を分別回収することができる。
センサ素子81は、例えば感温可変抵抗素子であるサーミスタによって冷却媒体である油圧操作油の温度を測定するセンサ素子である。
冷媒センサ80aは、感温可変抵抗素子により温度センサであるが、感圧発電素子である圧電センサによって冷却媒体の圧力を測定する圧力センサであってもよい。
また、図1に示すように、隔梁部材20Aと隣接対向した第一の電子基板30Aの部位に、簡易形の冷媒センサ80bとしてサーミスタを取り付けることも可能である。この場合には冷却媒体である油圧操作油と直接接触しないで間接的に油圧操作油の概略温度を検出することができる。
内面パターン72は、伝熱性の接着材35を介して隔梁部材20Aの一方の表面と隣接対向している。
なお、第一の電子基板30Aに小孔を形成し、隔梁部材20Aと一体の突起部をこの小孔に嵌入し、発熱部品32の発熱電極をこの突起部に対向させ、対向間隙に伝熱性接着材を充填して伝熱を行うようにすることもできる。
第二の電子基板40Aに搭載された発熱部品42の場合も第一の電子基板30Aに搭載された発熱部品32の場合と同様の構成であり、発熱部品42の熱は、発熱部品32の熱と同様に、外面パターン、スルーホールメッキ及び外面パターンを通じてと隔梁部材20Aの他方の表面に伝達される。
高熱伝導性の連結板22は、一対の隔梁部材20A,20Aを相互に熱的に連結するように溶接又はロウ付け又は接着によって一体化されている。
連結板22は、複数個の窓穴23が形成されており、この窓穴23を通じて第一及び第二の電子基板30A,40Aに内側回路部品33,43が搭載される。
なお、窓穴23は一個であってもよい。
この電子制御装置10Aは、自動車用変速機のギアボックスの取付面90Aに取付足91A及び給排固定台92Aを介して固定されている。
取付足91Aは、外部に露出した連結部21を固定している。
給排固定台92Aは、隔梁部材20A,20Aの外部が露出したそれぞれの開口端部をパッキン95A,95Aを介して固定している。
図7(A)の上側にある一方の開口端部には、冷却冷媒である油圧操作油の流入配管が接続され、他方の開口端部には、油圧操作油の流出配管93Aが接続されている。
油圧操作油は、流入配管から入り、隔梁部材20A、連結部21及び隔梁部材20Aを通過した後流出配管93Aを通じて外部に排出され、再び流入配管に入る。
カバー96Aは、取付足91Aと給排固定台92Aとの間に跨って、取付足91A及び給排固定台92Aにそれぞれ固定され、電子制御装置10Aの内部を保護している。
従って、隔梁部材20A,20Aは、第一の電子基板30A及び第二の電子基板40Aを支持する支持部材と熱拡散部材とを兼ねると共に、第一及び第二の電子基板30A,40Aの間隔を確保し、電子基板30A,40Aの両面に、それぞれ外側回路部品31,32,41、42、内側回路部品33,43が実装される。
そのため、第一の電子基板30A及び第二の電子基板40Aの平面積を増大させることなく実装面積を拡大し、その結果として製品全体の平面積及び体積を抑制することができる。
また、実際に使用中の環境温度の変化に伴う空気の膨張、収縮によって、回路部品31,32,41、42,33,43の半田剥離や、第一及び第二の電子基板30A,40Aと、隔梁部材20A,20A及び外装材11との間の剥離の発生も抑制される。
また、この隔梁部材20A,20Aの中空部分には冷却媒体である油圧操作油が滞留又は流動するので、第一及び第二の電子基板30A,40Aの双方に搭載された発熱部品32,42の発生熱は効率良く放散されるともに、第一及び第二の電子基板30A,40Aが接近配置されても、発熱部品が搭載された一枚の基板の熱拡散板に比べて温度上昇の集中が回避でき、装置の小型化が可能となる。
また、この連結板22には窓穴23が形成されているので、窓穴23を通じて第一及び第二の電子基板30A,40Aにそれぞれ内部回路部品33,43を搭載することができ、組立て作業性が向上する。
この温度センサを冷媒センサ80bとして採用した場合には、隔梁部材20Aには、冷媒センサ80aのときに必要として小窓24が不要となり、冷却媒体の概略の温度を知りたい場合に手軽に適用することができる。
また、第一及び第二の電子基板30A,40A間は、一対の隔梁部材20A,20Aの内側位置で、基板間接続コネクタ38a,38bによって接続されるので、外部接続端子52a,52bの外部配線との接続配線箇所と、隔梁部材20A,20A間の接続配線位置が分散され、外形寸法を小型化することができる。
図8(A)はこの発明の実施の形態2の電子制御装置10Bの樹脂封止前の上面図、図8B)は図8(A)の右側面図、図9(A)はこの発明の実施の形態2の電子制御装置の上面図、図9(B)は図9(A)の右側面図である。
水冷式自動車用エンジン制御装置の一部であるラジェータファンの駆動制御装置である、この電子制御装置10Bは、例えば銅合金である中空筒状の伝熱性支持部材となる一対の隔梁部材20B,20Bと、一対の隔梁部材20B,20Bのそれぞれの両面に接合され、一対の隔梁部材20B,20Bを連結した連結板22a,22bと、隔梁部材20Bの表裏にそれぞれ接着固定された第一及び第二の電子基板30B,40Bと、第一及び第二の電子基板30B,40Bの両側に設けられた多数の外部接続端子52a,52bと、第一及び第二の電子基板30B,40Bの全体、隔梁部材20B,20B及び外部接続端子52a,52bのそれぞれの一部分を被覆した熱硬化性樹脂である外装材11とを備えている。
例えばガラスエポキシ基板で構成された第一の電子基板30Bは、隔梁部材20B,20B間の外側に配設された外側回路部品31,32と隔梁部材20B,20Bの内側に配設された内側回路部品33とがそれぞれ両面に搭載され、外側回路部品31,32の一部は、発熱部品32となっている。
第一の電子基板30Bの対辺端部(両側縁部)は、例えば熱硬化性のシリコン樹脂組成物である接着材35により隔梁部材20B,20Bの一方の面に接着固定されている。発熱部品32は、第一の電子基板30Bの対辺端部にそれぞれ搭載されており、隔梁部材20B,20Bと第一の電子基板30Bを介して隣接対向している。
また、内側回路部品33は、一対の隔梁部材20B,20B間にあって、その高さ寸法が少なくとも第二の電子基板40Bに当接しないように、隔梁部材20Bの厚さ寸法よりは小さくなっている。
第二の電子基板40Bの対辺端部は、例えば熱硬化性のシリコン樹脂組成物である接着材45を介して隔梁部材20B,20Bの他方の面に接着固定されている。発熱部品42は、第二の電子基板40Bの対辺端部にそれぞれ搭載されており、隔梁部材20B,20Bと第二の電子基板40Bを介して隣接対向している。
また、内側回路部品43は一対の隔梁部材20B,20Bの間にあって、その高さ寸法は少なくとも第一の電子基板30Bに当接しないように、隔梁部材20Bの厚さ寸法よりは小さく。
また、冷媒センサ80aは、一方の隔梁部材20Bに設けられているのに対し、簡易形の冷媒センサ80bは、第一の電子基板30Bであって他方の隔梁部材20Bに対向した部位に設けられている。
この金型61,62は、内部にある仮止め治具(図示せず)により一体化され、外部接続端子52a,52bが互いに切取り連結部51a,51bを介して接続された成形前の電子制御装置10Bが載置されている。
樹脂注入口63は図10の紙面の右から左に貫通して、上下の金型61,62によって封鎖された空間に、加熱されて溶融した熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂である合成樹脂を加圧注入するようになっている。
合成樹脂は、樹脂注入口63から圧入された後、図10中の矢印で示すように、第一の電子基板30Bの上側空間と、第一及び第二の電子基板30B,40Bと一対の隔梁部材20B,20Bで4方が囲まれた内部空間と、第二の電子基板40Bの下側空間とに分流し、反樹脂注入口63側空間で合流するようになっている。
但し、冷却媒体は、実施の形態1では自動車用変速機に使用される油圧操作油であるのに対して、この実施の形態2のものでは、水冷式自動車用エンジンのラジェータに環流する冷却水である。
また、発熱部品32,42の取付け構造は図5に示したものと同じである。
高熱伝導性の連結板22a,22bは、一対の隔梁部材20B,20Bを相互に熱的に連結するように、溶接、ロウ付け又は接着によって一体化されている。
連結板22a,22bは、それぞれ複数個の窓穴23が形成されており、この窓穴23を通じて第一及び第二の電子基板30B,40Bに内側回路部品33,43が搭載される。
なお、窓穴23は一個であってもよい。
この電子制御装置10Bは、自動車用エンジンのラジュータの取付面90Bに流出固定台91B及び流入固定台92Bを介して固定されている。
流出固定台91Bは、外部に露出した隔梁部材20B,20Bのそれぞれの一方の開口端部をパッキン95Bを介して固定している。この流出固定台91Bには、隔梁部材20B,20Bと連通し冷却水が流れる流出配管93Bの端部が設けられている。
流入固定台92Bは、隔梁部材20B,20Bの外部が露出したそれぞれの他方の開口端部をパッキン95B,95Bを介して固定している。この流入固定台92Bには、一対の隔梁部材20B,20Bと連通し冷却水が流れる流入配管94Bの端部が設けられて
いる。
カバー96Bは、流出固定台91Bと流入固定台92Bとの間に跨って、流出固定台91B及び流入固定台92Bにそれぞれ固定され、電子制御装置10Bの内部を保護している。
この実施の形態2の電子制御装置10Bによれば、一対の隔梁部材20Bは、溶接、ロウ付け又は接着によって相互に一体化された熱伝導性の連結板22a,22bにより連結されているので、隔梁部材20B,20Bの露出部分に大きな外力が作用しても、第一及び第二の電子基板30B,40Bが隔梁部材20B,20Bの接着材35,45による接着部位で剥離することが防止され、電子基板30B,40B全体の温度上昇が抑制される。
また、この連結板22a,22bには窓穴23が形成されているので、窓穴23を通じて第一及び第二の電子基板30B,40Bにそれぞれ内部回路部品33,43を搭載することができ、組立て作業性が向上する。
また、第一及び第二の電子基板30B,40Bは、一対の隔梁部材20B,20Bの内側位置であって、ボンディングワイヤ53a,53bによって接続されているので、外部接続端子52a,52bの外部配線との接続配線箇所と、ボンディングワイヤ53a,53bの接続配線箇所とが分散され、外形寸法を小型化することができる。
図13(A)はこの発明の実施の形態3の電子制御装置10Cの樹脂封止前の上面図、図13(B)は図13(A)の右側面図、図14(A)はこの発明の実施の形態3の電子制御装置の上面図、図14(B)は図14(A)の右側面図である。
自動車用変速機の変速機制御装置である、この電子制御装置10Cは、例えば銅合金である中空筒状の伝熱性支持部材となる一対の隔梁部材20C,20Cと、一対の隔梁部材20C,20Cのそれぞれの両面に接合され、一対の隔梁部材20C,20Cを連結した連結板22c,22dと、隔梁部材20Cの表裏にそれぞれ接着固定された第一及び第二の電子基板30C,40Cと、一対の隔梁部材20C,20C間の内側であって第一及び第二の電子基板30C,40Cの両側に配設された多数の外部接続端子55c,55d,56c,56dと、第一の電子基板30Cと第二の電子基板40Cとを電気的に接続したフレキシブル基板54a,54bと、第一及び第二の電子基板30C,40Cの全体、隔梁部材20C,20C及び外部接続端子55c,55d,56c,56cのそれぞれの一部分を被覆した熱硬化性樹脂である外装材11とを備えている。
例えばガラスエポキシ基板で構成された第一の電子基板30Cは、外側回路部品31,32と内側回路部品33がそれぞれ両面に搭載され、外側回路部品31,32の一部は、発熱部品32である。
第一の電子基板30Cの対辺端部(両側縁部)は、例えば熱硬化性のシリコン樹脂組成物である接着材35により隔梁部材20C,20Cの一方の面に接着固定されている。発熱部品32は、第一の電子基板30Cの対辺端部にそれぞれ搭載されており、隔梁部材20C,20Cと第一の電子基板30Cを介して隣接対向している。
また、内側回路部品33は、一対の隔梁部材20C,20C間にあって、その高さ寸法が少なくとも第二の電子基板40Cに当接しないように、隔梁部材20Cの厚さ寸法よりは小さくなっている。
第二の電子基板40Cの対辺端部は、例えば熱硬化性のシリコン樹脂組成物である接着材45を介して隔梁部材20C,20Cの他方の面に接着固定されている。発熱部品42は、第二の電子基板40Cの対辺端部にそれぞれ搭載されており、隔梁部材20C,20Cと第二の電子基板40Cを介して隣接対向している。
また、内側回路部品43は一対の隔梁部材20C,20Cの間にあって、その高さ寸法は少なくとも第一の電子基板30Cに当接しないように、隔梁部材20Cの厚さ寸法よりは小さくなっている。
また、一方の隔梁部材20Cには、図4に示したものと同一の取付け構造で温度または圧力を検出する冷媒センサ80aが取付けられている。
また、第一の電子基板30Cであって他方の隔梁部材20Cに対向した部位には、冷却冷媒の温度を間接的に検出する簡易形の冷媒センサ80bが取付けられている。
フレキシブル基板54a,54bが使用されている。隔梁部材20Cと並行する、第一及び第二の電子基板30C,40Cは、それぞれ一対、辺部にそれぞれ設けられた基板間接続用銅箔ランド(図示せず)に、フレキシブル基板54a,54bの両端部が接合されることで電気的に接続されている。
また、第二の電子基板40Cは、フレキシブル基板54a,54b、第一の電子基板30C及びボンディングワイヤ39a,39bを通じて外部接続端子55c,55d、56c,56dに接続されるようになっている。
なお、多数の外部接続端子55c,56c、55d,56dは、当初は切取り連結部51c,51dによって連結された集合端子板50c,50dを構成しているが、組立最終工程において切取り連結部51c,51dが切断されることによってバラバラに分割されるようになっている。
また、多数の外部接続端子55c,55d、56c,56dは、第一グループの外部接続端子55c,55dと第二グループの外部接続端子56c,56dとに上下に分割されている。例えば第一グループの外部接続端子55cと第二グループの外部接続端子56cとの中間部には、図15で後述する金型の樹脂注入口63が位置するようになっている。
なお、多数の外部接続端子55c,55d、56c,56dは、3以上のグループ分けであってもよい。
この金型61,62は、内部にある仮止め治具(図示せず)により一体化され、外部接続端子55c,55d、56c,56dが互いに切取り連結部51c,51dを介して接続された成形前の電子制御装置10Cが載置されている。
樹脂注入口63は図15の紙面の右から左に貫通して、上下の金型61,62によって封鎖された空間に、加熱されて溶融した熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂である合成樹脂を加圧注入するようになっている。
合成樹脂は、樹脂注入口63から圧入された後、図15中の矢印で示すように、第一の電子基板30Cの上側空間と、第一及び第二の電子基板30C,40Cと一対の隔梁部材20C,20Cで4方が囲まれた内部空間と、第二の電子基板40Cの下側空間とに分流し、反樹脂注入口63側空間で合流するようになっている。
高熱伝導性の連結板22c,22dは、一対の隔梁部材20C,20Cを相互に熱的に連結するように、溶接、ロウ付け又は接着によって一体化されている。
連結板22c,22dは、それぞれ窓穴23c,23dが形成されており、この窓穴23を通じて第一及び第二の電子基板30C,40Cに内側回路部品33,43が搭載される。
なお、窓穴23c,23dは複数個であってもよい。
この電子制御装置10Cは、自動車用変速機のギアボックスの取付面90Cに環流固定台91C及び給排固定台92Cを介して固定されている。
環流固定台91Cは、外部に露出した隔梁部材20C,20Cのそれぞれの一方の開口端部をパッキン95Cを介して固定している。この環流固定台91Cには、隔梁部材20C,20Cの両開口端部と連通し油圧操作油が流れる循環流路97Cが形成されている。
給排固定台92Cは、隔梁部材20C,20Cの外部が露出したそれぞれの他方の開口端部をパッキン95C,95Cを介して固定している。この給排固定台92Cの一端部には、一方の隔梁部材20Cと連通し操作油が流出する流出配管93Cの端部が設けられている。給排固定台92Cの他端部には、他方の隔梁部材20Cと連通し操作油が流入する流入配管(図示せず)の端部が設けられている。
カバー96Cは、環流固定台91Cと給排固定台92Cとの間に跨って、環流固定台91Cと給排固定台92Cとにそれぞれ固定され、電子制御装置10Cの内部を保護している。
しかしながら、この電子制御装置10Cについても、図8に示す、実施の形態2の電子制御装置10Bのように、一対の隔梁部材20Bが並行流路となる用途においても適用できる。
この実施の形態3による電子制御装置10Cでは、一対の隔梁部材20Cは、溶接、ロウ付け又は接着によって相互に一体化された熱伝導性の連結板22c,22dにより連結されているので、隔梁部材20C,20Cの露出部分に大きな外力が作用しても、第一及び第二の電子基板30C,40Cが隔梁部材20C,20Cの接着材35,45による接着部位で剥離することが防止され、電子基板30C,40C全体の温度上昇が抑制される。
また、この連結板22c,22dには窓穴23c,23dが形成されているので、窓穴23c,23dを通じて第一及び第二の電子基板30C,40Cにそれぞれ内部回路部品33,43を搭載することができ、組立て作業性が向上する。
このため、この実施の形態3の電子制御装置10C,10Cの一対の隔梁部材20C,20Cの長手方向の寸法は、実施の形態1,2の電子制御装置10A,10Bの隔梁部材20A,20A、20B,20Bと比較して短尺になる反面、一対の隔梁部材20C,20Cの間隔は、より大きくなる。
従って、隔梁部材10C,10Cの固定保持機構である、環流固定台91C及び供排固定台92Cと、外部接続端子55c,55d、56c,56dに接続される外部配線とが同じ位置に集中しており、隔梁部材10C,10Cの取り付け作業、及び外部配線の配線作業が容易となる。
また、金型61,61の樹脂注入口63は、外部接続端子55c,55d、56c,56dと離間しているので、金型61,61の構造が簡単になる。
図18(A)はこの発明の実施の形態4の電子制御装置10Dの樹脂封止前の上面図、図18(B)は図18(A)の右側面図、図19はこの発明の実施の形態4の電子制御装置10Dの上面図である。
自動車用エンジン制御装置の一部である吸気量検出制御装置である、この電子制御装置10Dは、例えば銅合金である中空筒状の伝熱性支持部材となる一対の隔梁部材20D,20Dと、一対の隔梁部材20D,20Dのそれぞれの両面に接合され、一対の隔梁部材20D,20Dを連結した連結板22c,22dと、隔梁部材20Dの表裏にそれぞれ接着固定された第一及び第二の電子基板30D,40Dと、多数の外部接続端子55a,55b,56a,56bと、第一の電子基板30Dと第二の電子基板40Dとを電気的に接続したボンディングワイヤ53a,53bと、第一及び第二の電子基板30C,40Cの全体、隔梁部材20D,20D及び外部接続端子55a,55b,56a,56bのそれぞれの一部分を被覆した熱硬化性樹脂で構成された外装材11とを備えている。
例えばガラスエポキシ基板で構成された第一の電子基板30Dは、外側回路部品31,32と内側回路部品33がそれぞれ両面に搭載され、外側回路部品31,32の一部は、発熱部品32となっている。
第一の電子基板30Dの対辺端部は、例えば熱硬化性のシリコン樹脂組成物である接着材35により隔梁部材20D,20Dの一方の面に接着固定されている。発熱部品32は、第一の電子基板30Dの対辺端部にそれぞれ搭載されており、隔梁部材20D,20Dと第一の電子基板30Dを介して隣接対向している。
また、内側回路部品33は、一対の隔梁部材20D,20D間にあって、その高さ寸法が少なくとも第二の電子基板40Dに当接しないように、隔梁部材20Dの厚さ寸法よりは小さくなっている。
第二の電子基板40Dの対辺端部(両側縁部)は、例えば熱硬化性のシリコン樹脂組成物である接着材45を介して隔梁部材20D,20Dの他方の面に接着固定されている。発熱部品42は、第二の電子基板40Dの対辺端部にそれぞれ搭載されており、隔梁部材20D,20Dと第二の電子基板40Dを介して隣接対向している。
内側回路部品43は一対の隔梁部材20D,20Dの間にあって、その高さ寸法は少なくとも第一の電子基板30Dに当接しないように、隔梁部材20Dの厚さ寸法よりは小さくなっている。
なお、冷媒センサ80aの代りに、図18(A)に示すように、第一の電子基板30Dであって隔梁部材20Dに対向した部位に、冷却冷媒である吸入大気の温度を間接的に検出する簡易形の冷媒センサ80bを取付けてもよい。
また、他方の隔梁部材20D側には、図20(A),(B)で説明する冷媒センサ80cが設けられている。
ボンディングワイヤ53a,53bが使用されている。
また、第一の電子基板30Dは、ボンディングワイヤ53a,53b、第二の電子基板40Dを通じて外部接続端子55a,55b,56a,56bに接続されるようになっている。
また、多数の外部接続端子55a,55b、56a,56bは、第一グループの外部接続端子55a,55bと第二グループの外部接続端子56a,56bとに上下に分割されている。例えば第一グループの外部接続端子55a,55bと第二グループの外部接続端子56a,56bとの中間部には、図15で示した樹脂注入口63が位置するようになっている。
なお、多数の外部接続端子55a,55b,56a,56bは、3グループ以上に分けてもよい。
また、連結板22c,22dの構造については、図16(A),16(B)に示したものと同じである。
取付面90Dは、自動車用エンジンの吸気管の被取付壁体であり、この吸気管には取付窓穴98Dが形成されている。電子制御装置10Dは、この取付窓穴98Dに嵌入され、取付面90Dに固定されている。
一対の隔梁部材20D,20Dは吸気管の内部にあって、吸入大気が流入通過するようになっている。
一方の隔梁部材部材20Dには、ホットワイヤ式流量センサである冷媒センサ80cが設けられている。
この冷媒センサ80cは、隔梁部材20Dに形成された小窓25c,25dを貫通して、張架された例えば白金製のホットワイヤである。この冷媒センサ80cは、両端部がそれぞれ第一の電子基板30D、第二の電子基板40Dから露出して半田付けされている。
なお、このホットワイヤ式流量センサは、吸気管内に温度によって電気抵抗が変わる針金を置き、その針金に電気を流して加熱し一定温度に保つようにしたものであり、このとき吸気流量に応じて針金の冷され具合が変わるため、針金を一定温度に保つのに必要な電流値も変化し、この電流値を測定することで空気量を算出するものである。
また、冷媒センサ80aは、吸入大気の温度や圧力を測定するための温度センサ又は圧力センサとして使用してもよい。
この実施の形態4による電子制御装置10Dでは、一対の隔梁部材20Dは、溶接、ロウ付け又は接着によって相互に一体化された熱伝導性の連結板22c,22dにより連結されているので、隔梁部材20D,20Dの露出部分に大きな外力が作用しても、第一及び第二の電子基板30D,40Dが隔梁部材20D,20Dの接着材35,45による接着部位で剥離することが防止され、電子基板30D,40D全体の温度上昇が抑制される。
従って、隔梁部材20D,20Dを保持する保持機構と、外部接続端子55a,55b、56a,56bに接続される外部配線とが同じ位置に集中している場合の装置では、隔梁部材10D,10Dの取り付け作業、及び外部配線の配線作業が容易となる。
また、金型61,61の樹脂注入口63は、外部接続端子55c,55d、56c,56dと離間しているので、金型61,61の構造が簡単になる。
また、基板材質としては安価なエポキシ樹脂基板の代りに、セラミック基板を使用することで発熱部品に対する伝熱性能が高く、より高密度の実装が可能となり、小型の電子制御装置を得ることができる。
例えば、水冷式自動車用エンジン制御装置のラジェータファンの駆動制御装置であって、冷却冷媒がラジェータに還流する冷却水であってもよい。
また、自動車用エンジン制御装置の吸気量検出制御装置であって、冷却冷媒が自動車用エンジンの吸入大気であってもよい。
これらの場合、冷媒センサ80aは、冷却水、吸入大気の温度または圧力を検出し、また簡略な冷媒センサ80bは、冷却水、吸入大気の温度を検出する。
また、実施の形態2の電子制御装置10Bでは、水冷式自動車用エンジン制御装置のラジェータファンの駆動制御装置であり、冷却冷媒がラジェータに還流する冷却水であっが、勿論このものに限定されない。
例えば、自動車用変速機の変速機制御装置であり、冷却冷媒が油圧操作油であってもよい。
また、自動車用エンジン制御装置の吸気量検出制御装置であって、冷却冷媒が自動車用エンジンの吸入大気であってもよい。
これらの場合、冷媒センサ80aは、油圧操作油、吸入大気の温度または圧力を検出し、また簡略な冷媒センサ80bは、油圧操作油、吸入大気の温度を検出する。
また、実施の形態4の電子制御装置10Dは、自動車用エンジン制御装置の吸気量検出制御装置であって、冷却冷媒が自動車用エンジンの吸入大気であったが、勿論このものに限定されない。
例えば、自動車用変速機の変速機制御装置であり、冷却冷媒が油圧操作油であってもよい。
また、水冷式自動車用エンジン制御装置のラジェータファンの駆動制御装置であって、冷却冷媒がラジェータに還流する冷却水であってもよい。
これらの場合、冷媒センサ80aは、油圧操作油、冷却水の温度または圧力を検出し、また簡略な冷媒センサ80bは、油圧操作油、冷却水の温度を検出する。
また、冷媒センサ80cは、油圧操作油、冷却水の流量を検出する。
Claims (13)
- 複数の回路部品が搭載されているとともに複数の外部接続端子が接続された、第一及び第二の電子基板を熱伝導性の支持部材の表面側と裏面側とにそれぞれ接着固定し、前記第一及び第二の電子基板の全体と前記外部接続端子及び前記支持部材の一部分とが外装材となる合成樹脂により一体成形された樹脂封止形電子制御装置であって、
前記支持部材は、前記第一及び第二の電子基板を隔開保持する熱伝導性の一対の隔梁部材で構成され、
前記第一及び第二の電子基板の各一対の対向した対辺端部は、前記隔梁部材の表面と裏面とにそれぞれ接着材によって接着固定されていると共に、
前記第一及び第二の電子基板の少なくとも一方の電子基板は、内側回路部品及び外側回路部品がそれぞれ内側面、外側面に搭載された両面基板であり、一方または他方の電子基板の少なくとも一方には、一部が発熱部品となる外側回路部品が外側面に搭載され、
前記発熱部品は、前記接着材を介して前記隔梁部材と隣接対向し、
前記内側回路部品は、一対の前記隔梁部材の間にあって、対向した前記電子基板間の寸法よりも小さい高さ寸法であり、
前記外装材は前記第一及び第二の電子基板と一対の隔梁部材で4面が包囲された細隙空間にも充填されている。
ことを特徴とする樹脂封止形電子制御装置。 - 一対の前記隔梁部材は、前記内側回路部品を挿入するための窓穴を有する熱伝導性の連結板により、溶接、ロウ付けまたは接着により相互に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の樹脂封止形電子制御装置。
- 一対の前記隔梁部材は、内部に冷却媒体が滞留、流動する中空筒状部材で構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の樹脂封止形電子制御装置。
- 一対の前記隔梁部材のそれぞれの端部は、連結部によって相互に連通され、前記冷却媒体は、一方の隔梁部材から他方の隔梁部材を経て還流することを特徴とする請求項3に記載の樹脂封止形電子制御装置。
- 一対の前記隔梁部材の少なくとも一方には、前記冷却媒体の温度または圧力を検出する冷媒センサが挿入される小窓が形成されており、この小窓に固定された前記冷媒センサは、前記電子基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項3に記載の樹脂封止形電子制御装置。
- 前記第一及び第二の電子基板の少なくとも一方の前記電子基板には、前記接着材を介して前記隔梁部材と隣接対向した部位に温度センサが設けられ、この温度センサにより前記冷却媒体の温度が間接的に検出されることを特徴とする請求項3に記載の樹脂封止形電子制御装置。
- 一対の前記隔梁部材の少なくとも一方には、前記冷却媒体の流量を検出する流量センサであるホットワイヤが貫通する小窓が形成されており、この小窓を貫通したホットワイヤは、前記第一及び第二の電子基板の前記電子基板間で張架されていることを特徴とする請求項3に記載の樹脂封止形電子制御装置。
- 前記冷却媒体は、自動車用変速機に使用される油圧操作油、水冷式自動車用エンジンのラジェータに還流する冷却水、または自動車用エンジンの吸入大気であり、
前記冷媒センサは、前記油圧操作油、前記冷却水または前記吸入大気の温度を検出する温度センサであることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の樹脂封止形電子制御装置。 - 前記冷却媒体は、自動車用変速機に使用される油圧操作油、水冷式自動車用エンジンのラジェータに還流する冷却水、又は自動車用エンジンの吸入大気であり、
前記冷媒センサは、前記油圧操作油、前記冷却水または前記吸入大気の圧力を検出する圧力センサであることを特徴とする請求項5に記載の樹脂封止形電子制御装置。 - 前記冷却媒体は、自動車用変速機に使用される油圧操作油、水冷式自動車用エンジンのラジェータに還流する冷却水、又は自動車用エンジンの吸入大気であり、
前記冷媒センサは、前記油圧操作油、前記冷却水又は前記吸入大気の流量を検出する流量センサであることを特徴とする請求項7に記載の樹脂封止形電子制御装置。 - 複数の前記外部接続端子は、一対の前記隔梁部材の外側位置にあって、当該隔梁部材と並行して配列されており、
前記第一及び第二の電子基板間の電気的な接続部位は、一対の前記隔梁部材の内側であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の樹脂封止形電子制御装置。 - 複数の前記外部接続端子は、一対の前記隔梁部材の内側位置にあって、当該隔梁部材に対して垂直方向に配列されており、
前記外部接続端子は、第一グループの外部接続端子と第二グループの外部接続端子に少なくとも二分割され、前記合成樹脂が前記金型内に注入される樹脂注入口は、前記第一グループと前記第二グループとの中間位置であり、
前記第一及び第二の電子基板間の電気的な接続部位は、前記一対の隔梁部材の内側または外側であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の樹脂封止形電子制御装置。 - 請求項1ないし12の何れか1項に記載の樹脂封止形電子制御装置の製造方法であって、前記第一及び第二の電子基板の前記電子基板間の接続と、前記外部接続端子の前記電子基板への接続と、前記接着材の加熱硬化を行った後に、加熱溶融した前記合成樹脂を金型内に前記隔梁部材の長手方向に沿って加圧注入して前記外装材が成形される
ことを特徴とする樹脂封止形電子制御装置の製造方法。
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