JP2014183059A

JP2014183059A - 制御装置

Info

Publication number: JP2014183059A
Application number: JP2013054547A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sato; 佐藤　　誠
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2014-09-29
Anticipated expiration: 2033-03-18
Also published as: JP6230799B2

Abstract

【課題】信号パターンが細線化する中で、充分な応力緩和のためのフィレットは、相対的に大型化する傾向にあり、結果的にパターンの引出距離の増加などにより、配線効率が低下する。
【解決手段】車両に用いられる制御装置１において、回路を構成する回路基板上の回路パターン２４に設けたフィレット２７の先端部以外に熱応力が生じる熱応力分散部２９を形成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両のエンジンＥＣＵ（ERECTORIC・CONTROL・UNIT）等のプリント回路基板を備えた制御装置に関するものである。

車両用の電子制御装置は、各種の電子部品を搭載したプリント回路基板（以下、回路基板）を備えている。回路基板には回路パターンがプリントされている。回路パターンのラインとランドの間にはティアドロップとも称されるパターンフィレット（以下、フィレット）が介在されている。フィレットは、ランドにコネクタやリード線をハンダ付けする際など熱応力を緩和してラインに伝達する。（例えば、特許文献１）。

特開２００５−３２２９４６号公報

近年、信号パターンが細線化する中で、充分な応力緩和のためのフィレットは、相対的に大型化する傾向にあり、結果的にパターンの引出距離の増加などにより、配線効率が低下する場合があった。

本発明は、上記パターンの引出距離を増加せずに、応力緩和ができるプリント回路基板を備えた制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、プリント回路基板を備えた制御装置において、電子回路を構成する回路基板上の回路パターンのフィレットに、該フィレットの先端部以外に熱応力が生じる箇所を設けた。

前記フィレットの先端部以外の箇所において熱応力を発生させて、熱応力を分散させることにより、フィレットの引出サイズを抑制しつつ、熱応力のフィレット先端部への集中による断線等の発生を抑制した。

制御装置の分解斜視図。コネクタの拡大図。コネクタの根元部分の拡大図。コネクタの根元部分の断面図。フィレットの平面図。（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、フィレットの変形例を示す平面図。フィレットの他の実施形態を示す平面図。

以下、本発明を、（１）制御装置全体の概略構成、（２）回路パターンとフィレットの構成及び作用、（３）フィレットの他の実施形態、（４）発明の効果、の順で説明する。
（１）全体の概略構成
図１は、制御装置１の一例としての自動車のエンジンコントロールユニットの分解斜視図である。この制御装置１は、車体側に取り付けられる略板状のケース２と略箱状のカバー３とをシール材４を介して液密に接合してなる筐体５と、この筐体５内部の保護空間に収容されて発熱性電子部品や非発熱性電子部品等の各種電子部品６を実装したプリント回路基板（以下、回路基板）７と、により大略構成されており、エンジンルーム（図示省略）等に搭載され、ケース２に設けたブラケット８，９により車体側に取り付けられる。電子部品６、特に発熱性電子部品とケース２内面の間には、放熱グリス１０が介在される。

次に、各構成要素について具体的に説明する。回路基板７は、その上面（カバー３側の面）７ａには、コンデンサ，コイル等のような比較的発熱しない、もしくは例えばヒートシンク等の特段の放熱処置を必要としない非発熱性の電子部品６が実装され、下面（ケース２側の面）には演算処理装置，トランジスタ，ＩＣ等の比較的発熱し易い発熱性の電子部品（図示省略）が実装されている。回路基板７は、例えばガラスエポキシ樹脂等からなる板材の表裏面あるいはその内部に回路パターン（図示省略）が形成され、この回路パターンに各種電子部品６がハンダ等によりそれぞれ電気的に接続されている。

また、回路基板７の周縁側の一部には、外部機器のコネクタと接続されるコネクタ１１が取り付けられている。このコネクタ１１は、取付基部１２を介して回路基板７に固定されていている。コネクタ１１は、車両側のコネクタと接続される。

ケース２は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料によって略板状、より詳しくは周縁が僅かに立ち上がる浅い箱状に一体形成されている。具体的には、ほぼ矩形状の底壁２ａの外周縁（各側辺）に側壁２ｂが立設され、全体が上方へ開口するように構成されている。側壁２ｂの四隅には、カバー３を取付固定するカバー固定部１３が形成されていて、該カバー固定部１３にカバー３がネジ１４で取り付けられる。また、回路基板７は、ケース２の底壁２ａの内壁面側の周縁部に立設された基板固定部１５の上端面にネジ１６で取り付けられる。

放熱グリス１０は、回路基板７の下面に取り付けられた発熱性の電子部品６とケース２内面との間に介在されていて、発熱性の電子部品６の発熱をケース２側に伝達し、ケース２の外面に設けた放熱フィン１７等から外部に放熱する。

図２はコネクタの拡大図、図３はコネクタの根元部分の拡大図、図４はコネクタの根元部分の断面図である。

図４に示すように、コネクタ１１の多数の接続ピン２０の下端は、回路基板７に形成したスルーホール２１に挿入され、次に説明する回路基板７の上面や下面にプリントされた回路パターン２４のランド２６にハンダ２２で接続されている。２３はレジストである。
（２）プリント配線とフィレットの構成及び作用
図５は、回路基板７に形成した回路パターン（プリント配線）２４の要部を示す平面図である。回路パターン２４は、線状のライン（導線部）２５と、ライン２５の端部に形成されたランド２６と、ランド２６とライン２５の間に形成されたフィレット（ティアドロップ）２７と、を備えている。

ランド２６は、中央部にスルーホール２６ａを備えていて、スルーホール２６ａに挿入したコネクタ１１の接続ピン２０にハンダ２２ｄで接続される。（図４参照）。

フィレット２７は、ランド２６側からライン２５側に向かって徐々に幅が狭くなる略三角形状に形成されている。また、フィレット２７には、先端部以外において熱応力を発生させ、フィレット２７の先端部に掛かる熱応力を分散させて、フィレット２７の先端部にのみ熱応力が集中するのを阻止する箇所（以下、熱応力分散部と称する）２９を備えている。

熱応力分散部２９は、フィレット２７に空隙部３０を設けることにより形成されている。図３〜図６に示す第１実施形態においては、空隙部３０は、フィレット２７に孔を開けることにより形成されている。そして、前記孔によって該孔部分におけるフィレット２７の有効幅を小さくすることにより熱応力分散部２９が形成されている。前記有効幅は、フィレット２７の先端部の幅Ｗ１よりも大きな幅に形成されている。前記有効幅をフィレット２７の先端部の幅Ｗ１と同等或いはこれよりも小さな幅に形成すると、前記熱応力分散部２９で破断や断線が生じる恐れがあるからである。

回路パターン２４のフィレット２７は、前記のような構成であって、接続ピン２０をランド２６にハンダ付けする際の熱は、フィレット２７を介してライン２５に伝達されるが、ライン２５に伝達される途中において、熱応力分散部２９で熱応力を発生させて、熱応力がフィレット２７の先端部に集中するのを防止する。

従って、熱応力分散部２９を有しないフィレットの場合のように、ハンダ付け際など際の熱応力がフィレット２７の先端部に集中して作用する場合に較べて、フィレット２７の先端部に掛かる熱衝撃を緩和し、フィレット２７の先端が熱衝撃により断線するなどのトラブルの発生を抑制することができる。

なお、上記第１実施形態では、図５に示すように、空隙部３０を楕円形の孔で形成し、その長手方向をフィレット２７の中心線Ｌに対して直交する横長状に形成した場合を示したが、図６（Ａ）に示すように、楕円形の孔の長手方向をフィレット２７の中心線Ｌに対して平行する縦長状に形成してもよい。また、空隙部３０を形成する孔の形状は、図６（Ｂ）に示すように、三角形状であっても、図６（Ｃ）に示すように、四角形状であっても、図６（Ｄ）に示すように、円形状であっても良く、孔３０の形状は問わない。
（３）他の実施形態
上記図３〜図６に示す第１実施形態では、空隙部３０を孔で形成した場合を示したが、図７に示すように、孔の代わりにフィレット２７に切欠部を形成し、該切欠部によって、フィレット２７の有効幅を小さくして熱応力分散部２９を形成しても良い。熱応力分散部２９の幅Ｗ２は、フィレット２７の先端部の幅Ｗ１よりも大きな幅に形成されている。
（４）発明の効果
本発明は、フィレットの先端部以外の箇所において熱応力を発生させる熱応力分散部を設けので、該熱応力分散部によって熱応力を分散させて、フィレットの先端部への熱応力の集中を抑制することができる。

従って、フィレットの引出サイズを抑制しつつ、熱応力の集中による断線等の発生を抑制し、回路パターンの細線化を図ることができ、回路基板の小型化は勿論のこと、回路基板を使用する制御装置の小型化を図ることができる。

１…制御装置
７…回路基板
１１…コネクタ
２４…回路パターン
２５…ライン
２６…ランド
２７…フィレット
２９…熱応力分散部
３０…空隙部（孔又は切欠部）

Claims

プリント回路基板を備えた制御装置において、プリント回路基板上の回路パターンのフィレットに、該フィレットの先端部以外に熱応力が生じる箇所を設けたことを特徴とする制御装置。
請求項１の制御装置において、前記熱応力が生じる箇所は、フィレットの有効幅を小さくすることにより形成されていることを特徴とする制御装置。
請求項１又は２の制御装置において、前記熱応力が生じる箇所は、フィレット内に空隙部を設けることにより形成されていることを特徴とする制御装置。