JP2014212240A - Electronic device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載可能な車両用電子機器に関する。 The present invention relates to a vehicular electronic device that can be mounted on a vehicle.
この種の車両用電子機器は、マイクロコンピュータを搭載し各種機器(センサ、アクチュエータ)を制御する。近年では、車両用制御機器の電子化が進み、例えば、従来のナビゲーション機能に留まらず、車外のセンタ装置との連携、挙動制御などの多種多様なサービスも実現されている。このような多種多様な制御を実現するため、基板に搭載される部品点数が多くなる。他方では、車両用電子機器は車両内の限られた空間に搭載されるため小型化も要求されており体格的な制約を備える。本願に関わる技術として、回路基板の固定部に応力が集中することを抑制できるようにした電子装置が提供されている(例えば、特許文献1参照)。 This type of vehicle electronic device is equipped with a microcomputer and controls various devices (sensors, actuators). In recent years, electronic control devices for vehicles have been digitized, and for example, not only the conventional navigation function but also various services such as cooperation with a center device outside the vehicle and behavior control have been realized. In order to realize such various controls, the number of components mounted on the board increases. On the other hand, since the vehicular electronic device is mounted in a limited space in the vehicle, it is required to be downsized and has physical limitations. As a technique related to the present application, an electronic device that can suppress the concentration of stress on a fixed portion of a circuit board is provided (for example, see Patent Document 1).
多くのデバイスがプリント配線基板上に実装されると、放熱、耐環境性などを考慮して全てのデバイス部品を最適配置することは、様々な制約を考慮すると困難度が高い。デバイスがねじの配設位置近辺に配置され、プリント配線基板がねじを使用して固定されると当該基板に引っ張り応力を生じる。車両内の過酷な環境を想定した温度サイクル試験を実施すると半田接合部にクラックを生じやすくなる。最悪の場合、デバイスの半田接合部が電気的接続不良を生じ、製品の機能が失われる可能性がある。 When many devices are mounted on a printed wiring board, it is difficult to optimally arrange all device components in consideration of heat dissipation, environmental resistance, and the like in consideration of various restrictions. When the device is disposed in the vicinity of the screw placement position and the printed wiring board is fixed using the screw, a tensile stress is generated on the board. When a temperature cycle test is performed assuming a harsh environment in the vehicle, cracks are likely to occur in the solder joints. In the worst case, the solder joint of the device may cause an electrical connection failure and the function of the product may be lost.
本発明の目的は、プリント配線基板に搭載されるデバイスについて、ねじ止めによりプリント配線基板に加えられる歪みを抑制し、当該デバイスの半田接合部において信頼性良く電気的接続できるようにした車両用電子機器を提供することにある。 It is an object of the present invention to suppress distortion applied to a printed wiring board by screwing a device mounted on the printed wiring board and to make a reliable electrical connection at a solder joint portion of the device. To provide equipment.
請求項1記載の発明によれば、プリント配線基板にはねじを挿通するための貫通孔が設けられる。ねじが、プリント配線基板の貫通孔に挿通されることで当該プリント配線基板が金属製部材に固定される。プリント配線基板には、ねじを挿通するための貫通孔の配設位置と第1の半導体パッケージの配置位置との間にスリットが設けられる。このため、ねじが貫通孔を通じて締結されることにより当該貫通孔の周辺に生じる歪みをスリットにより抑制できる。これにより、応力集中を緩和でき、デバイスの半田接合部において信頼性良く電気的接続できる。 According to the first aspect of the present invention, the printed wiring board is provided with a through hole for inserting a screw. The printed wiring board is fixed to the metal member by inserting the screw into the through hole of the printed wiring board. In the printed wiring board, a slit is provided between the arrangement position of the through hole for inserting the screw and the arrangement position of the first semiconductor package. For this reason, when the screw is fastened through the through hole, distortion generated around the through hole can be suppressed by the slit. As a result, stress concentration can be alleviated and reliable electrical connection can be achieved at the solder joint of the device.
以下、本発明の一実施形態について図1〜図11を参照しながら説明する。
図1に示すように、車両用電子機器1は、遠心ファンユニット2を装着した金属製の背面カバー3を最裏部に備え、この背面カバー3の表側に位置して、CPUなどを搭載するプリント配線基板(以下メイン基板と称す)4、基板間フレーム5、インタフェース回路搭載用のプリント配線基板(以下インタフェース基板と称す)6、トップフレーム7、LCD8、中間押え枠9、タッチパネル10、外枠11、をこの順でねじ12を用いて組付けされる。また、これらのうち各部材4〜6の側方には、側板13がねじ12を用いて組付けされる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the vehicular
これらの部品のうち、タッチパネル10、LCD8、トップフレーム7、インタフェース基板6、基板間フレーム5、及びメイン基板4は、平板状に成型されるものであり、前述の順に互いに適切な距離だけ表裏方向に離間しつつ積層されている。
Among these components, the
表側の外枠11は矩形枠状に成型され、この外枠11の内側がLCD8のディスプレイ表示領域となり、且つ、タッチパネル10の操作領域として設けられる。タッチパネル10は矩形状をなし、ユーザ操作面を表側として外枠11の内裏側に配設される。中間押え枠9はタッチパネル10の外側の矩形枠として構成され、LCD8はタッチパネル10の裏側に配設される。トップフレーム7は金属製部材を用いて所定形状に成型されLCD8の裏側に配設される。
The
トップフレーム7の裏側には、インタフェース基板6が配設される。このインタフェース基板6は、主として各種他の車載機器(図示せず)とのインタフェースを行うものであり、さらに電源用部品(図示せず)を搭載しており電源基板としても用いられる。
An
このインタフェース基板6は、基板間フレーム5およびメイン基板4の右側辺に設けられる開口(抉り:図1の4a、5e参照)と同一の平面領域に開口が設けられていない。このインタフェース基板6は多層のプリント配線基板により形成される。また、インタフェース基板6には、電源制御機能や車両制御に特化した各種制御を行うための各種半導体パッケージ6a(図1参照)などの電子部品が搭載されている。
The
インタフェース基板6は、各種車載機器(図示せず)とのインタフェースを行うブルートゥース(登録商標)通信部、インタフェース部(IF)、CANドライバ、車載機器と入出力制御するマイコン、NORフラッシュメモリ、A/Dコンバータ(ADC)、D/Aコンバータ(DAC)、ビデオデコーダ、バックライトLEDを駆動するためのLEDドライバ、アナログセレクタなど(何れも図示せず)を搭載する。このインタフェース基板6は、図示しないが、バッテリ、外部カメラ(Rカメラ、Sカメラ)、DVD/DTV/etc、DCM(Data Communication Module)、ブルートゥースアンテナ、車両ネットワーク(CAN)、及びマイクなどに電気的に接続可能に構成されており、これによりインタフェース機能を実現している。
The
図1に示すように、インタフェース基板6の裏面にはコネクタ(ボードトゥボードコネクタ)14が搭載されている。メイン基板4にもコネクタ14が、インタフェース基板6のコネクタ14に対向するように搭載されている。これらのコネクタ14は、インタフェース基板6の電気的配線とメイン基板4の電気的配線との間を構造的に接続するもので、当該基板4及び6の搭載部品間を電気的に接続する。
As shown in FIG. 1, a connector (board-to-board connector) 14 is mounted on the back surface of the
また図1に示すように、複数のコネクタ15がインタフェース基板6の上端辺の内側に沿って配設されている。これらの複数のコネクタ15は金属製の背面カバー3の開口3cを通じて接続端を背面側に突設して設けられるものであり、車両用電子機器1の後方に設けられる他の車載機器(図示せず)との電気配線を接続する。インタフェース基板6の裏面には基板間フレーム5が配設されている。この基板間フレーム5は金属製部材を成型して構成されている。
As shown in FIG. 1, a plurality of
図1に示すように、この基板間フレーム5は、その上端辺、左側端辺、及び右側端辺にそれぞれ開口5c、5d、5eを設けている。上端辺の開口5cは、インタフェース基板6に搭載される複数のコネクタ15を通過するために設けられる。また左側端辺の開口5dはコネクタ14を通過するために設けられる。また右側端辺の開口5eは、メイン基板4の右側辺の開口4aとほぼ同一領域に設けられる。この右側端辺の開口5eは他の開口5c、5dと比較するとやや大きく抉られている。
As shown in FIG. 1, the
基板間フレーム5の裏面にはメイン基板4が配設されている。メイン基板4はインタフェース基板6と互いにほぼ平行に離間して配置されている。このメイン基板4は多層(例えば10層)のプリント配線基板を用いている。このメイン基板4はインタフェース基板6よりも上下方向および左右方向に狭い部品実装面積を備える。
A
上下方向の配設位置を相対的に述べると、メイン基板4の裏面に配設されるコネクタ16は、インタフェース基板6に装着されるコネクタ15の直ぐ下側に位置するように配置される。コネクタ16は、当該メイン基板4の電気的構成と、ナビゲーション装置、オーディオ装置、外部接続ボックス(AUXBox)などの各種電気的ブロック(何れも図示せず)と配線接続するために設けられる。
When the arrangement position in the vertical direction is described relatively, the
メイン基板4の裏側には背面カバー3が配設されている。この背面カバー3は、矩形状の平板の上端辺及び下端辺を前方に屈曲するように成型されている(屈曲部3a参照)。この背面カバー3の下端辺の屈曲部3aには吸入口3bが設けられている。この吸入口3bは、背面カバー3の下端辺の屈曲部3aの左端に位置して表裏方向(前後方向)を長手方向としたスリット状に複数設けられている。風はこの吸入口3bから各基板4、6と基板間フレーム5との間に流入する。
A back cover 3 is disposed on the back side of the
背面カバー3は、遠心ファンユニット2の風を流通させる開口(図示せず)が設けられており、この背面カバー3の開口の裏面側に遠心ファンユニット2が固定されている。遠心ファンユニット2は、背面カバー3の背面板の後面から後方に突設される。
The back cover 3 is provided with an opening (not shown) through which the wind of the
遠心ファンユニット2は、略正方形状のフランジを備えた円筒部内に羽根が設置された構造となっている。遠心ファンユニット2の吸気口2aは上下左右方向の平面的にメイン基板4の右端辺4fを跨いで配設されている。この遠心ファンユニット2は、メイン基板4の部品搭載面に沿って風を流入し、開口4aを通じてインタフェース基板6の部品搭載面に沿って風を流入し、背面カバー3の後側方に排気可能になっている。
The
また背面カバー3は、背面板の上端辺に沿って開口3cが設けられると共に、その開口3cの下脇に沿ってさらに独立した開口3dが設けられている。これらの開口3c、3dは、それぞれ左右方向に長手方向となるように設けられている。
Further, the back cover 3 is provided with an
背面カバー3の背面板の上端辺に沿う開口3cは、インタフェース基板6に搭載されるコネクタ15を通過させるための開口として設けられる。この開口3cの下脇に沿って独立して設けられた開口3dは、メイン基板4に搭載されるコネクタ16を通過させるための開口として設けられる。インタフェース基板6及びメイン基板4に装着されるコネクタ16、15は、それぞれの部品が他の半導体部品(CPUなどのICパッケージ)より背高となっている。
The
図2にメイン基板4の裏面側の搭載部品を示し、図3にメイン基板4の表面側の搭載部品を示す。図2に示すように、メイン基板4の裏面側には、主にマルチメディア用、デジタルデータ処理用の半導体パッケージなど各種部品が搭載される。
FIG. 2 shows the mounted components on the back side of the
これらの部品としては、電源制御IC(PMIC:Power Management Integrated Circuit)30、メインCPU31、複数のSDRAM32、フラッシュメモリ33、映像処理用ASIC34、外部メモリ用コネクタ35、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)回路36、USB−Hub回路39、LVDS回路36の送受信用コネクタ及びUSB(Universal Serial Bus)の入出力コネクタを含む各種の入出力インタフェースコネクタ16、などが挙げられる。
These components include a power management integrated circuit (PMIC) 30, a
図2および図3に示すように、前述のPMIC30,メインCPU31、SDRAM32、フラッシュメモリ33、映像処理用ASIC34、LVDS回路36、USB−Hub回路39は、それぞれ別体の半導体パッケージに内蔵されている。そこで、以下において電気的に説明するときには、前述の名称に符号を付して説明を行い、機械的、熱的に説明するときには、半導体パッケージ30、31…などとして電気的機能部品と同一符号を付して半導体パッケージの部品配置説明を行う。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
メインCPU31は高速データ処理を行うため半導体パッケージ31は発熱する。また、PMIC30はメインCPU31の省電力を行う機能を備え電源を監視するため半導体パッケージ30も発熱する。メイン基板4には、2つ以上の主なデバイス30、31が搭載されている。
Since the
また、SDRAM32はメインCPU31との間で高速通信処理を頻繁に行うため、半導体パッケージ32は半導体パッケージ31のすぐ脇の周辺に沿って複数(4個×2:表裏合計8個)配置されている。
In addition, since the
フラッシュメモリ33は車両用電子機器1の起動プログラムを記憶する記憶媒体であり、半導体パッケージ33はメインCPUを内蔵する半導体パッケージ31の直ぐ脇に近接配置されている。これらの半導体パッケージ32、33は、半導体パッケージ31を中心として第1所定距離以内に配置されている。
The
図2および図3に示すように、メイン基板4には、その右側辺に開口4aが設けられている。この開口4aは、最裏側に設けられる遠心ファンユニット2による風の通風口となっており、2枚の基板4および6を効率良く冷却するために必要な開口となる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2に示すSDRAM32は、メインCPU31の上辺に沿って2つ併設されており、さらにメインCPU31の右側辺に沿って2つ上下方向に併設されている。これにより、半導体パッケージ32はメイン基板4の裏面に4つ半田付けされている。
Two
また、メインCPU31の右側辺脇の下部にはフラッシュメモリを内蔵する半導体パッケージ33が配設されている。また、図2に示すように、メインCPU31の上辺に沿って併設されるSDRAM32上には、LVDS回路36が配設されている。
In addition, a
図3に示すように、メイン基板4の表面側には、主にSDRAM32、LVDS回路36、入出力インタフェース回路(IOH)37、発振IC(CGIC:Clock Generate Integrated Circuit)38、の半導体パッケージが配設されている。
As shown in FIG. 3, on the front side of the
メイン基板4の表面側において、4個のSDRAMの半導体パッケージ32は、メイン基板4の裏面に配設された半導体パッケージ32に基板4を挟んで対向して配置されている。すなわち、半導体パッケージ32は表面裏面合計8個配設されている。
On the front surface side of the
メイン基板4の裏面に配置されたメインCPU31は、メイン基板4の表面側に配設されたSDRAM32との間でメイン基板4内の多層配線を通じて通信する。
メイン基板4の表面側のLVDS回路36もまた裏面側のLVDS回路36とメイン基板4を挟んで対向配置されている。これらの表裏のLVDS回路36は、それぞれレシーバ、トランスミッタを構成するものであり、それぞれコネクタ16に近接配置されている。
The
The
CGIC38はクロックを必要とする電子部品(例えばメインCPU31,入出力インタフェース回路37)にクロック信号を供給する。CGICの半導体パッケージ38は、半導体パッケージ31の右側辺の脇で且つ入出力インタフェース回路の半導体パッケージ37の下側に位置して配置されるもので、メインCPU31及び入出力インタフェース回路37と近接配置される。また、入出力インタフェース回路(IOH)37はメインCPU31とバス接続される。このため、これらの半導体パッケージ31、37はメイン基板4を挟んで互いに近接配置されている。
The
半導体パッケージ37はメインCPUの半導体パッケージ31の右上脇に配設されており、これらのパッケージ31及び37は近接配置されることによりデータ通信時に発生するノイズ放射を極力抑制できる。また、入出力インタフェース回路37は、周辺回路34、LVDS回路36とも電気的に接続されている。
The
その他、図示しないが、メイン基板4の表面、裏面側には、各種のトランジスタ、抵抗部品、チップコンデンサ、等の電子部品も配置されている。これらの半導体パッケージ30〜34,36〜38や、他の電子部品35等は、ねじ締付用の貫通孔4z、4yから所定の距離以上離間して配置されている(所定範囲4za、4ya参照)。そしてメイン基板4の表面、裏面共に部品配置可能スペースが埋設されている。符号4y,4yaは、PMIC30に近接する貫通孔4yと所定範囲4yaを示し、符号4z,4zaはその他の貫通孔とその所定範囲を示す。
In addition, although not shown, electronic components such as various transistors, resistor components, and chip capacitors are also arranged on the front and back sides of the
すなわち、各種電子部品の電極の半田付けパッドが、貫通孔4z,4yに近付けて配置されていると、組付け時に半田付け部に引っ張り応力が加わる。このため、貫通孔4z,4yの近くに部品を半田付けすることは望ましくなく、貫通孔4z,4yから所定範囲4za、4ya内に電子部品は配置されていない。
That is, if the soldering pads of the electrodes of various electronic components are arranged close to the through
図5はメイン基板4より前方側の部品配置の横断面を概略的に示し、図4は図5のA−A線に沿う断面を示す。図4に示すように、基板間フレーム5は、メイン基板4とインタフェース基板6との間の前後方向に一部立脚する立脚部5aを備えている。
FIG. 5 schematically shows a cross section of the component arrangement in front of the
そして、基板間フレーム5が、メイン基板4とインタフェース基板6との間に装着されると、インタフェース基板6と基板間フレーム5との間、および、基板間フレーム5とメイン基板4との間に空間が確保されるようになり、遠心ファンユニット2の風を通過できる。これにより、インタフェース基板6およびメイン基板4は、表裏方向に所定の高さを確保して配設されている。
When the
基板間フレーム5にはねじ穴5bが設けられている。他方、メイン基板4にも貫通孔4yが設けられている。ねじ12がメイン基板4の貫通孔4yを介してねじ穴5bに締結されることによりメイン基板4が基板間フレーム5に固定される。ねじ12のねじ頭12aは例えば皿状に成型され、ねじ12が締結されるとメイン基板4の貫通孔4y、4zの周囲全体を基板間フレーム5側(前面側)に押圧する。
The
メイン基板4の貫通孔4yの右脇には、所定距離離間して貫通孔4xが形成されている。この貫通孔4xは、メイン基板4および基板間フレーム5を容易に組付けるため使用されるもので位置決め用の孔として設けられる。
A through
図3に示すように、この貫通孔4xはCGICの半導体パッケージ38と貫通孔4yとの間に設けられる。この貫通孔4xは、ねじ12が貫通孔4yに締結されることに応じてメイン基板4に生じる歪みを抑制する作用も奏する。この貫通孔4xが設けられることによって、特にCGICの半導体パッケージ38の半田付け部38aに応力を生じないようにすることができる。
As shown in FIG. 3, the through
図4に示すように、基板間フレーム5の裏面側には位置決め用の突起5fが設けられる。この突起5fは、その先端側が貫通孔4xの孔径に嵌合可能に成型されており、組付時にメイン基板4の貫通孔4yを通じて裏面側(後方側)に突出する。これにより基板間フレーム5がメイン基板4の基板面方向(上下左右平面方向)に位置決めされる。ねじ12は、他の電子部品の配置位置との関係を考慮し、その中心位置が突起5fの中心位置との間で例えば6.5mm程度と近接配置されている。
As shown in FIG. 4,
図2及び図3に示すように、PMICの半導体パッケージ30と貫通孔4yとの間にはスリット4ybが設けられている。このスリット4ybは、ねじ12が締付けられることによる基板4の歪み、半田付け部30aへの応力を軽減するために設けられる。
As shown in FIGS. 2 and 3, a slit 4yb is provided between the
スリット4ybは、貫通孔4yを中心として所定距離離間した位置に円弧状に設けられる。このスリット4ybは、例えば真上から右30度円弧、左60度円弧に合計90度に形成され、スリット4ybの内端が貫通孔4yの外端から1.5mm離間して位置し、スリット4ybの円弧幅は例えば1mmになっている。
The slit 4yb is provided in a circular arc shape at a position spaced apart from the through
半導体パッケージ30〜34,36〜38は、その配置位置がねじ12の締付位置から所定距離以上離間した位置(範囲4za、4ya参照)に配設されているものの、この中で、図2に示す半導体パッケージ30は半田接合耐性の弱いQFNパッケージにより構成されると共に貫通孔4y(ねじ12の締付位置)から相当近い位置に配置されている。半導体パッケージ30の半田付け部はねじ12の締付時の応力を受けやすくクラックを生じやすくなる。
The semiconductor packages 30 to 34 and 36 to 38 are disposed at positions (see ranges 4za and 4ya) that are spaced apart from each other by a predetermined distance or more from the tightening position of the
発明者は、ねじ12の締付に応じてメイン基板4に生じる背反、歪み分布、応力分布の検証を行った。そして、発明者は、温度サイクル加速試験(マイナス数十度からプラス数十度まで数百〜千数百サイクル)を実施することで、各半導体パッケージ30〜32、34、36、39の半田クラックの有無、電気的動作のOK/NGを検証した。
The inventor verified the contradiction, strain distribution, and stress distribution generated in the
図6,図7は、図2及び図3のようにスリット4ybを設けた場合の歪み分布、応力集中分布のシミュレーション結果をそれぞれ示す。また図8、図9はスリット4ybを設けない場合の歪み分布、応力集中分布のシミュレーション結果をそれぞれ示す。また、図10、図11はスリット4ybが位置決め用の貫通孔4xの周辺まで延設された場合の歪み分布、応力集中分布のシミュレーション結果をそれぞれ示す。この図10、図11に示すスリット4ybは、貫通孔4yを中心として当該貫通孔4yの真上から左回転角60度、右回転角60度の円弧状に形成されている。
6 and 7 show the simulation results of the strain distribution and the stress concentration distribution when the slit 4yb is provided as shown in FIGS. 8 and 9 show simulation results of strain distribution and stress concentration distribution when the slit 4yb is not provided. FIGS. 10 and 11 show simulation results of strain distribution and stress concentration distribution when the slit 4yb extends to the periphery of the positioning through
図6、図8、図10には歪み量が等しくなる領域を等歪線により示している。図7、図9、図11には応力が等しくなる領域を等応力線により示している。これらの図6、図8および図10において、各領域X1〜X4は等歪線を示しており、同一符号を付した領域はほぼ同一の歪み量となっている。これらの領域の歪み量の関係はX4>X3>X2>X1となっている。また、図7、図9及び図11において、各領域Y1〜Y4は等応力線を示しており、同一符号を付した領域はほぼ同一の引っ張り応力が与えられる領域となっている。これらの領域の応力の関係はY4>Y3>Y2>Y1となっている。 In FIG. 6, FIG. 8, and FIG. 10, regions where the amounts of distortion are equal are indicated by iso-strain lines. In FIG. 7, FIG. 9, and FIG. 11, regions where stresses are equal are indicated by iso-stress lines. In FIGS. 6, 8, and 10, the regions X <b> 1 to X <b> 4 indicate isodistortion lines, and regions denoted by the same reference numerals have substantially the same amount of distortion. The relationship between the distortion amounts of these regions is X4> X3> X2> X1. In FIGS. 7, 9, and 11, the regions Y <b> 1 to Y <b> 4 indicate isostress lines, and regions denoted by the same reference numerals are regions to which substantially the same tensile stress is applied. The relationship between the stresses in these regions is Y4> Y3> Y2> Y1.
図8、図9に示すように、スリット4ybが形成されていないと、歪み、応力は、貫通孔4z、4yの位置に対し基板4の中央側に大きく生じることが判明している。スリット4ybが形成されていないと、図8に示すように、最も大きな歪み量を示す領域X4の範囲が貫通孔4y及び4xに渡ることが判明した。この歪み領域X4が大きいと半田付け部30aにまで影響が及ぼされ、半田付け部30aに半田クラックを生じてしまう。
As shown in FIGS. 8 and 9, it has been found that if the slit 4yb is not formed, distortion and stress are greatly generated on the center side of the
また、図10、図11に示すように、スリット4ybが形成されていても、スリット4ybが位置決め用の貫通孔4x付近まで形成されていると、図10に示すようにメイン基板4の歪み抑制効果を上げることはできるものの、図11に示すようにスリット4ybと貫通孔4xとの間に応力集中(Y4領域:2倍程度)を生じることが判明している。
As shown in FIGS. 10 and 11, even if the slit 4yb is formed, if the slit 4yb is formed up to the vicinity of the positioning through
したがって、メイン基板4の歪みの抑制効果を増すためには、円弧状のスリット4ybの円弧長を極力長くすると良いが、逆に、メイン基板4の強度を増すためには、スリット4ybを位置決め用の貫通孔4xに近づけないようにするため、スリット4ybの円弧長を短くすると良い。
Therefore, in order to increase the effect of suppressing the distortion of the
このトレードオフで円弧状のスリットの円弧長を設定することが望ましいが、発明者は図6、図7に示すように、全体で90度円弧角とすることがベストであることを見出した。図6に示すように最も歪み量の大きい領域X4の拡大を抑制できる。半導体パッケージ30の半田付け部30aは少なくとも最も歪み量の大きい領域X4に位置しなくなる。また、発明者は図6及び図7に示すようにスリット4ybを追加することでスリット4yb追加前に比較して歪み量を35%低減できることを確認した。
Although it is desirable to set the arc length of the arc-shaped slit in this trade-off, the inventors have found that it is best to set the arc angle to 90 degrees as a whole as shown in FIGS. As shown in FIG. 6, the expansion of the region X4 having the largest distortion amount can be suppressed. The
本実施形態によれば、次に示す特徴的な作用効果を奏する。メイン基板4の貫通孔4yの配設位置と半導体パッケージ30との間にスリット4ybを設けたのでメイン基板4の歪みを抑制できる。半導体パッケージ30の半田付け部30aにおけるクラックの発生を抑制でき、PMIC30の電気的接続を良好にできる。
According to this embodiment, there are the following characteristic operational effects. Since the slit 4yb is provided between the arrangement position of the through
特に半導体パッケージ30はQFNパッケージにより構成されているが、QFNパッケージは半田接合耐性が比較的弱く、このため、半導体パッケージ30がねじ12の近傍に配置されると、半田付け部30aにクラックを生じ電気的接続不良を生じやすい。したがって、スリット4ybが半導体パッケージ30の近傍に設けられることにより半田クラックの発生を特に有効に防止できる。
In particular, the
メイン基板4は、貫通孔4yからスリット4ybの形成方向側とは異なる平面回転角方向で、当該メイン基板4の平面方向ブレを抑制する位置決め用の貫通孔4xを設けている。この貫通孔4xは半導体パッケージ38の配置位置と貫通孔4yの配設位置との間に構成されているため、メイン基板4の歪みを抑制でき、特にCGICの半導体パッケージ38にかかる応力を低減でき、半導体パッケージ38の半田付け部38aのクラック発生を極力抑制でき、CGIC38の電気的接続を良好にできる。
The
(他の実施形態)
前述実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形または拡張が可能である。半導体パッケージ30は、特にQFNパッケージにより構成されていると前述の影響が生じやすく、スリット4ybを設けることで歪み抑制効果も上がり、クラックの発生を抑制できるが、BGA(Ball Grid Array)、LGA(Land Grid Array)のようなパッケージ構造を採用した場合でも、半田付け部のクラックの発生を抑制できる。メイン基板4は多層基板により構成したが両面基板、片面基板でも適用できる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the following modifications or expansions are possible. If the
図面中、1は車両用電子機器、4はメイン基板(プリント配線基板)、5は基板間フレーム(金属製部材)、12はねじ、30は電源制御IC(デバイス、第1の半導体パッケージ)、38は発振IC(第2の半導体パッケージ)を示す。
In the drawings, 1 is an electronic device for a vehicle, 4 is a main board (printed wiring board), 5 is an inter-board frame (metal member), 12 is a screw, 30 is a power supply control IC (device, first semiconductor package),
Claims (4)
ねじ(12)により前記金属製部材(5)に固定され前記ねじ(12)を挿通するための第1貫通孔(4y)が設けられるプリント配線基板(4)と、
前記プリント配線基板(4)に半田接合されたデバイスの第1の半導体パッケージ(30)と、を備え、
前記プリント配線基板(4)には、前記第1貫通孔(4y)の配設位置と前記第1の半導体パッケージ(30)の配置位置との間にスリット(4yb)が設けられることを特徴とする車両用電子機器。 A metal member (5);
A printed wiring board (4) provided with a first through-hole (4y) that is fixed to the metal member (5) by a screw (12) and through which the screw (12) is inserted;
A first semiconductor package (30) of a device solder-bonded to the printed wiring board (4),
The printed wiring board (4) is characterized in that a slit (4yb) is provided between an arrangement position of the first through hole (4y) and an arrangement position of the first semiconductor package (30). Vehicle electronics.
前記第1の半導体パッケージ(30)は、QFNパッケージ(Quad For Non-Lead Package)により構成されていることを特徴とする車両用電子機器。 The vehicle electronic device according to claim 1,
The first electronic package (30) is constituted by a QFN package (Quad For Non-Lead Package).
前記プリント配線基板(4)に半田付けされ発振ICを内蔵する第2の半導体パッケージ(38)を備え、
前記プリント配線基板(4)は、前記第1貫通孔(4y)から前記スリット(4yb)の形成方向側とは異なる平面回転角方向で、当該プリント配線基板(4)の平面方向ブレを抑制する位置決め用の第2貫通孔(4x)が設けられ、前記第2貫通孔(4x)は前記第2の半導体パッケージ(38)の配置位置と前記第1貫通孔(4y)の配設位置との間に構成されていることを特徴とする車両用電子機器。 The vehicle electronic device according to claim 1 or 2,
A second semiconductor package (38) which is soldered to the printed wiring board (4) and incorporates an oscillation IC;
The printed wiring board (4) suppresses the blur in the planar direction of the printed wiring board (4) in a plane rotation angle direction different from the formation direction side of the slit (4yb) from the first through hole (4y). A second through-hole (4x) for positioning is provided, and the second through-hole (4x) is defined by an arrangement position of the second semiconductor package (38) and an arrangement position of the first through-hole (4y). A vehicular electronic device characterized by being configured between.
前記スリット(4yb)は、前記第1貫通孔(4y)を中心とした所定回転角の円弧状に形成されていることを特徴とする車両用電子機器。 In the vehicle electronic device according to any one of claims 1 to 3,
The said electronic device for vehicles characterized by the said slit (4yb) being formed in circular arc shape of the predetermined rotation angle centering on the said 1st through-hole (4y).
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
US10256170B2 (en) | 2015-01-08 | 2019-04-09 | Denso Corporation | Electronic device for vehicle |
JP2016162944A (en) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | アンリツ株式会社 | Printed circuit board and printed circuit board coupling structure using the same |
JP2019207964A (en) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | トヨタ自動車株式会社 | Circuit board |
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