JP2011249520A

JP2011249520A - 電子制御装置

Info

Publication number: JP2011249520A
Application number: JP2010120537A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Tanaka; 貴章田中; Yasuhiro Takahashi; 康弘高橋; Toru Kubo; 徹久保; Seiji Kato; 誠司加藤; Masako Mitani; 昌子三谷; Hideki Umemoto; 英樹梅元
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2011-12-08
Also published as: US20110292624A1

Abstract

【課題】組立工程を簡略化し、且つ、放熱性を向上させた電子制御装置を得る。
【解決手段】片面又は両面に分散して配置された複数の電子部品３、４と、1つ以上のコネクタが実装された電子回路基板２を有し、電子回路基板をカバー７及びベース８の筐体部材から成る筐体内に収容した電子制御装置において、一部、又は全ての電子部品３、４の上面、及び投影領域に当たる基板の反搭載面側、の両方に中間介在物１１を配置し、筐体部材７、８の一部を中間介在物１１に密着させて電子回路基板２の両面を中間介在物および筐体部材により挟み込んだ構造とし、且つ電子回路基板周囲の端面を筐体部材により挟み込んだ構造とした。
【選択図】図３

Description

この発明は、電子部品を電子回路基板（プリント基板）に実装し、その電子回路基板を筐体内に収納した電子制御装置に関するものである。

車輌などの制御に用いられる電子制御装置（以下、ECUともいう。）は、一般的に入出
力回路、通信回路、マイコン、電源回路などの電子部品が基板上に配置され、筐体に収容される構造となっている。
ECUを構成する電子部品は回路動作に従って発熱し、大電流が流れる回路などによって
は、場合により放熱対策を行わなければ回路および回路素子の破損に至る場合がある。
このため、種々の放熱対策が実施されているが、特に高発熱の電子部品の放熱方法としては、特許文献1あるいは特許文献２に示すように、電子部品上面あるいはその投影領域
に当たる反実装面を、熱伝導体などを介して金属製の筐体と接触させて放熱する構造が実施されている。

特許第４４０７５９号公報特開２００３−２８９１９１号公報

このように基板上の電子部品を筐体部材に接触させることで放熱を行う手法は、高発熱の電子部品の放熱手法としてはきわめて有効であるものの、このような構造にて放熱を行う場合は、熱伝導薄膜層と金属筐体間の密着度を上げるためねじ止めにて組立が行われるため、使用部品点数の増加、製造工程の複雑化が問題となるものであった。

この発明は、上記のような従来の電子制御装置における課題を解決するためになされたものであって、組立工程を簡略化して低コスト化を可能にする共に、放熱性を向上させることができ、その結果、装置の小型軽量化を実現することの出来る電子制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る電子制御装置は、片面あるいは両面に分散して配置された複数の電子部品と、1つ以上のコネクタが実装された電子回路基板を有し、前記電子回路基板をカバー
およびベースの筐体部材から成る筐体内に収容した構造の電子制御装置において、一部、または全ての前記電子部品の上面および投影領域に当たる基板の反搭載面側の両方に中間介在物を配置し、前記筐体部材の一部を前記中間介在物に密着させて前記電子回路基板両面を前記中間介在物および前記筐体部材により挟み込んだ構造とし、且つ前記電子回路基板周囲の端面を前記筐体部材により挟み込んだ構造としたものである。

この発明の電子制御装置によれば、筐体の組立にねじを使用しないことにより組立工程を簡略化することができ、工程削減による低コスト化と、基板の単位面積当たりの電子部品の放熱性を向上させることができ、その結果、装置の小型軽量化を実現することの出来る電子制御装置を得ることができるものである。

上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。

この発明の実施の形態１の電子制御装置の外観図である。この発明の実施の形態１の電子制御装置の内部構造を模式的に示した分解斜視図である。この発明の実施の形態１の電子制御装置の要部断面図である。この発明の実施の形態１の電子制御装置における、カバーの形状及び電子部品と密着した状態の一例を示す要部断面図である。この発明の実施の形態１における基板上における電子部品の分散配置の一例を示す図である。この発明の実施の形態１の電子制御装置におけるカバーとベースの接合方法の一例を示す図である。この発明の実施の形態１における、コネクタ部分のコネクタ保持部材とカバーとベースの接合方法の一例を説明する図である。

実施の形態１．
以下に、この発明の実施の形態１の電子制御装置について、図１〜図７を参照して詳述する。なお、各図中、同一符号は、同一又は相当部分を示すものとする。
図１は電子制御装置(以下、ECUともいう。)１の外観を表す斜視図、図２は電子制御装
置の内部構造を模式的に示した分解斜視図であり、図２に示すように、ECU１は、電子回
路基板(以下、単に基板ともいう。)２に、発熱する電子部品(以下、発熱部品ともいう。)３、およびその他の電子部品４が複数実装されており、さらにＥＣＵ１と他の入出力装置(図示せず)を接続するための、一体または別体のコネクタ保持部材１４を取り付けたコネクタ５が実装され、サーキットアセンブリ６を構成している。

なお、本実施の形態１においては、発熱部品３およびコネクタ５はすべて基板２の同一平面上に実装されており、その他の部品４は基板２の両面に実装されているものとする。ここで発熱部品３、コネクタ５およびその他の部品４が実装されている面を搭載面、その他の部品４のみが実装されている面を反搭載面とする。なお、実際は本実施の形態１において定義する反搭載面側に発熱部品３が実装されている場合においても同様の考え方で容易に実施可能であることは言うまでもない。

サーキットアセンブリ６は、搭載面側をカバー７、反搭載面側をベース８からなる筐体にて覆われており、カバー７とベース８の接合面およびコネクタ保持部材１４との界面をそれぞれ接合する。カバー７およびベース８は放熱性を考慮すると金属などの熱伝導率が高い素材が望ましいが、主として基板の保持を目的とし、放熱性能を不要とするのであればその他の素材で実施してもなんら問題はない。

図３および図４はECU１の断面構造の一部をあらわしており、ここでは基板２の保持に
ついて詳細に説明する。
図３において、発熱部品３は基板２上に実装されている。また、発熱部品３の投影面の反搭載面側は放熱性を最も重視する場合は、図３（ａ）に示すように銅箔などにより構成される、いわゆる放熱用パターンであるところの熱伝導薄膜層９を配置し、スルーホール１０などによって搭載面と反搭載面を相互に接続し、発熱部品３の熱を反搭載面に導く構成が望ましい。一方、それほど放熱性を重視しない場合は、図３（ｂ）に示すようにスルーホール１０および熱伝導薄膜層９は設けなくともよい。また、ECUの小型化を最も重視する場合は、図３（ｃ）のように反搭載面にその他の部品４を実装する構成も考えうる。

発熱部品３の上面、および発熱部品３の投影面の反搭載面側には、絶縁性と柔軟性を有する熱伝導体１１を配し、さらに、発熱部品３の投影面に当たる部分をECU内部方向に突
出させたカバー７およびベース８を、基板２を挟み込む形で配置する。
熱伝導体１１は発熱部品３が発生した熱を効率よくカバー７とベース８からなる筐体に導く役割および、筐体とサーキットアセンブリ６の間にあって、相互を密着させ筐体内のサーキットアセンブリ６、ひいては基板２を保持する役割を有する。

また、図３（ａ）のように、基板２の周囲についても直接あるいは接着剤１２や熱伝導体などの中間介在物を介してカバー７およびベース８によって挟み込むことにより、さらに保持点とする。なお、この基板周囲の保持点は、図５の電子部品の分散配置図に記載する基板２のハンチング部分１５のように、基板周囲の一部に設ける方法や、基板周囲の全体に設ける方法が考えられる。
また、カバー７およびベース８の形状については、図４に示すように、部品高さとの兼ね合いやECU薄型化の要請により、カバー７を突出させずに挟み込む構造、カバー７をECU外部方向に突出させて挟み込む構造などが考えられる。

さらに、図２および図５に示すように、基板２上の発熱部品３の配置を、中心部および外周部に分散させて配置することにより、基板２の保持を均等に行うことが可能となる。

カバー７とベース８、およびコネクタ５の接合は、図２および図３に示すように、接着剤１２などにより行う。コネクタ５には一体型または別体のコネクタ保持部材１４を設けており、図７（ａ）の正面図および（ｂ）の側面図に示すように、コネクタ保持部材１４の周囲を接着剤１２およびカバー７、ベース８にて挟み込む構造とする。また、このときコネクタ保持部材１４のカバー７およびベース８との接触面を幅広く取ることにより保持力の向上が可能である。

また、カバー７とベース８の接合に関しては、接着剤を使わず、図６（ａ）に示すように、パッキン１３と筐体曲げ加工によるカシメにて接合を行う方法、さらに、防水性を必要としない場合は、図６（ｂ）に示すように、カシメのみにて行う方法も考えられる。
また同様に、コネクタ保持部材１４とカバー７、ベース８の接合についても、接着剤のみならずパッキン、柔軟性を持つ中間介在物などを介して行ってもよく、さらに、防水性を必要としない場合は、コネクタ保持部材１４、カバー７、ベース８のそれぞれの接合部分に凹凸部を設けて位置決めを行い、その他の介在物を介することなく勘合させてもよい。当然のことであるが、これらの方法を相互に組み合わせて実施してもなんら問題はない。

以上のように、この発明の実施の形態１の電子制御装置によれば、筐体、熱伝導体により基板を複数点において上下から挟み込むことで基板の保持が可能となり、従来構造のようにねじ等を用いて基板を保持する必要がなくなることにより、組立工程を簡略化することができ、部品点数の低減、工程数の削減によるコスコストダウンの効果が得られる。
また、発熱する電子部品の放熱を基板の搭載面側および反搭載面側の両方から行うことにより、基板の単位面積当たりの放熱性を向上させることが可能となり、放熱能力の向上による電子制御装置の小型軽量化を実現することができる。

１電子制御装置（ECU）、２電子回路基板、３発熱する電子部品、
４その他の電子部品、５コネクタ、６サーキットアセンブリ、７カバー、
８ベース、９熱伝導薄膜層、１０スルーホール、１１熱伝導体、
１２接着剤、１３パッキン、１４コネクタ保持部材、１５基板保持部分。

Claims

片面あるいは両面に分散して配置された複数の電子部品と、1つ以上のコネクタが実装
された電子回路基板を有し、前記電子回路基板をカバーおよびベースの筐体部材から成る筐体内に収容した構造の電子制御装置において、一部、または全ての前記電子部品の上面および投影領域に当たる基板の反搭載面側の両方に中間介在物を配置し、前記筐体部材の一部を前記中間介在物に密着させて前記電子回路基板両面を前記中間介在物および前記筐体部材により挟み込んだ構造とし、且つ前記電子回路基板周囲の端面を前記筐体部材により挟み込んだ構造としたことを特徴とする電子制御装置。
前記コネクタに設けたコネクタ保持部材を前記筐体部材によって挟み込んだ構造とすることによって、前記電子回路基板を多点にて保持する構造としたことを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
前記電子部品のうち、中間介在物および筐体にて挟み込みを行うものを少なくとも２箇所以上の基板周辺部、および１箇所以上の基板中央部に配置したことを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
前記中間介在物は、柔軟性、弾性、あるいは熱伝導性のいずれか１つ以上の特性を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電子制御装置。