JP2016201479A - 電子制御ユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属製の筐体を用いずに電子部品で発生する熱を拡散させるとともに、容易に回路基板を筐体に組み付けることが可能な電子制御ユニットの製造方法を提供する。【解決手段】電子制御ユニット１は電子部品１２が実装された回路基板１０に空隙をもって金属板２０を取り付ける工程と、空隙に電子部品１２を覆うように樹脂３０を充填する工程と、樹脂３０を充填する工程の後に、金属板２０を覆うように樹脂製の筐体４０を形成する工程とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子制御ユニットの製造方法に関する。

従来から、回路基板に実装された電子部品と金属製の筐体とを樹脂を用いて接合することで、回路基板を金属製の筐体に収納し、電子部品で発生する熱を筐体に拡散させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−００４６１１号公報

しかしながら、従来の技術では、筐体に回路基板を組み付ける方法が複雑であった。

そこで、本発明の一つの案では、容易に回路基板を筐体に組み付けることが可能な電子制御ユニットの製造方法を提供することを目的とする。

一つの案では、電子部品が実装された基板に空隙をもって金属板を取り付ける工程と、前記空隙に前記電子部品を覆うように樹脂を充填する工程と、前記樹脂を充填する工程の後に、前記金属板を覆うように樹脂製の筐体を形成する工程とを有する、電子制御ユニットの製造方法が提供される。

一態様によれば、容易に回路基板を筐体に組み付けることができる。

本実施形態に係る電子制御ユニットの概略断面図である。 本実施形態に係る電子制御ユニットの製造方法を示すフローチャートである。 本実施形態に係る電子制御ユニットの製造方法を説明する図（その１）である。 本実施形態に係る電子制御ユニットの製造方法を説明する図（その２）である。

以下、本実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

（電子制御ユニットの構成）
本実施形態に係る電子制御ユニットの一例について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る電子制御ユニット１の概略断面図である。本実施形態に係る電子制御ユニット１は、例えば自動車等の車両に搭載され、エンジン、エアコン等の車両の各部を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）として適用されるものである。

図１に示すように、電子制御ユニット１は、回路基板１０、金属板２０、樹脂３０及び筐体４０を有する。

回路基板１０は、基板の一例であり、配線基板１１に複数の電子部品１２やコネクタ１３が実装された基板である。

配線基板１１としては、特に限定されないが、例えば片面のみに配線パターンが形成された片面基板、両面に配線パターンが形成された両面基板が挙げられる。なお、図１では、配線基板１１が両面基板であり、配線基板１１の両面に電子部品１２が実装されている例を示している。

電子部品１２としては、特に限定されないが、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、バイポーラトランジスタ等のパワー半導体素子が挙げられる。

コネクタ１３は、外部と接続するための部品であり、外部との接続箇所が筐体４０の外部に露出している。

配線基板１１には、電子部品１２の周囲に配置され、その高さが電子部品１２の高さよりも高く、電気的に機能しないダミー素子１４が実装されていることが好ましい。これにより、後述する成型工程において回路基板１０に圧力が加わった場合であっても、ダミー素子１４が圧力を緩和するため、電子部品１２に応力が集中することを抑制することができる。

また、ダミー素子１４として電気伝導性の高い材料を用いると共に、ダミー素子１４を配線基板１１のグラウンド（ＧＮＤ）配線（不図示）と電気的に接続させることが好ましい。これにより、ダミー素子１４に回路基板１０と金属板２０との間のＧＮＤ導通の役割を持たせることができ、電子制御ユニット１のノイズシールド性能を向上させることができる。

金属板２０は、高い熱伝導性を有し、回路基板１０に実装された電子部品１２等の放熱性、排熱性を向上させる放熱板である。金属板２０は、回路基板１０に空隙をもって、回路基板１０を覆うように取り付けられている。このため、ノイズシールド性能に優れる。なお、図１では、金属板２０は回路基板１０の両側の面にそれぞれ電子部品１２を覆うように取り付けられている。

樹脂３０は、回路基板１０と金属板２０との間の空隙に充填されている。樹脂３０としては、電子部品１２で発生する熱を効率よく金属板２０に拡散させることができる熱伝導性の高い材料であることが好ましく、例えば放熱シリコンゴムを用いることが好ましい。また、樹脂３０としては、低圧で成型することが可能な低圧成型樹脂であることが好ましい。これにより、樹脂３０を成型する際に、回路基板１０に実装された電子部品１２が損傷することを抑制することができる。

筐体４０は、金属板２０を覆うように形成された樹脂製の放熱部であり、金属板２０の熱を大気等の外部雰囲気へと放出する。筐体４０の構造としては、高い放熱性を有するものであれば特に限定されないが、例えば図１に示すように、多数の突起状構造を有する放熱フィン４１が挙げられる。筐体４０の材料としては、放熱性能に優れた樹脂を用いることが好ましい。これにより、筐体４０と外部の雰囲気と間の熱交換効率を高めることができる。結果として、放熱性の高い電子制御ユニット１の小型化、軽量化を実現することができる。

（電子制御ユニットの製造方法）
次に、本実施形態に係る電子制御ユニット１の製造方法の一例について、図２から図４を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係る電子制御ユニット１の製造方法を示すフローチャートである。

本実施形態に係る電子制御ユニット１の製造方法は、図２に示すように、取付工程と、充填工程と、成型工程とを有する。

以下、各々の工程について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３及び図４は、本実施形態に係る電子制御ユニット１の製造方法を説明する図である。

具体的には、図３（ａ）は、回路基板１０に金属板２０を取り付けたときの概略平面図を表す。図３（ｂ）は、回路基板１０に金属板２０を取り付けたときの概略側面図を表す。図４（ａ）は、回路基板１０に金属板２０を取り付けたときの概略断面図を表す。図４（ｂ）は、回路基板１０と金属板２０との間の空隙に樹脂３０を充填したときの概略断面図を表す。図４（ｃ）は、金属板２０を覆うように樹脂製の筐体４０を形成したときの概略断面図を表す。

取付工程は、回路基板１０に実装された電子部品１２を覆うように、回路基板１０に金属板２０を取り付ける工程である。具体的には、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図４（ａ）に示すように、取付工程では、回路基板１０に実装された電子部品１２が覆われるように回路基板１０を２つの金属板２０で中央に挟み込む（図３（ｂ）の矢印参照）ことにより、回路基板１０の両面に金属板２０を取り付ける。

充填工程は、回路基板１０と金属板２０との間の空隙に樹脂３０を充填する工程である。具体的には、図４（ｂ）に示すように、充填工程では、軟化する温度に加熱した樹脂３０を回路基板１０と金属板２０との間の空隙に充填して硬化（固化）させる。

成型工程は、金属板２０を覆うように樹脂製の筐体４０を形成する工程である。具体的には、図４（ｃ）に示すように、成型工程では、射出成型により放熱フィン４１を有する樹脂製の筐体４０を形成する。

以上の工程により、本実施形態に係る電子制御ユニット１を製造することができる。

以上に説明したように、本実施形態では、電子部品１２が実装された回路基板１０に金属板２０を取り付ける工程と、回路基板１０と金属板２０との間に電子部品１２を覆うように樹脂３０を充填する工程と、樹脂３０が充填された後に金属板２０を覆うように樹脂製の筐体４０を形成する工程とを有する方法によって、電子制御ユニット１を製造することができる。このため、容易に回路基板１０を筐体４０に組み付けることができる。

また、本実施形態に係る電子制御ユニット１の製造方法では、充填工程において、金属板２０を金型の代わりとして用いて、回路基板１０と金属板２０との間の空隙に樹脂３０を充填することができる。このため、回路基板１０に実装された電子部品１２と金属板２０との間の空隙が樹脂３０によって埋められるため、電子部品１２と金属板２０との間の熱的な結合度が向上する。結果として、電子制御ユニット１の放熱性能を向上させることができる。

また、本実施形態に係る電子制御ユニット１の製造方法では、成型工程において筐体４０を形成する際、金型の内側として金属板２０を用いることができるため、別途内側の金型を用意することなく樹脂成型が可能となる。結果として、電子制御ユニット１の製造方法を簡略化することができる。

また、本実施形態に係る電子制御ユニット１の製造方法では、充填工程を行った後に成型工程を行うため、成型工程において、回路基板１０に実装された電子部品１２は金属板２０及び樹脂３０によって覆われている。このため、成型工程の際に、電子部品１２が金属板２０及び樹脂３０によって保護されるため、電子部品１２に加わる応力を低減することができる。

また、本実施形態に係る電子制御ユニット１の製造方法では、充填工程を行った後に放熱フィン４１を有する筐体４０を形成する成型工程を行う。このため、電子制御ユニット１のぐらつきがなくなり、また、位置決めが容易で生産性が向上する。また、放熱フィン４１を有する筐体４０を形成するときに用いられる樹脂材料が回路基板１０と金属板２０との間に入り込むことを抑制することができる。

また、本実施形態に係る電子制御ユニット１の製造方法では、金属板２０と樹脂３０とを含む放熱構造を有する電子制御ユニット１を製造することができる。このため、アルミニウム等の金属のみの放熱構造を有する電子制御ユニットと比較して、軽量化を図ることができる。

以上、電子制御ユニット及び電子制御ユニットの製造方法を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１ 電子制御ユニット
１０ 回路基板
１１ 配線基板
１２ 電子部品
１３ コネクタ
１４ ダミー素子
２０ 金属板
３０ 樹脂
４０ 筐体
４１ 放熱フィン

Claims (1)

1. 電子部品が実装された基板に空隙をもって金属板を取り付ける工程と、
   前記空隙に前記電子部品を覆うように樹脂を充填する工程と、
   前記樹脂を充填する工程の後に、前記金属板を覆うように樹脂製の筐体を形成する工程と
   を有する、
   電子制御ユニットの製造方法。