JP2018067617A - Electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子装置に関し、特に、筐体の内部に挟持され固定される回路基板を備えた電子装置に関する。 The present invention relates to an electronic device, and more particularly to an electronic device including a circuit board that is sandwiched and fixed inside a housing.
一般に、車両に搭載される電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)では、制御回路を実装した回路基板が筐体内に収容されており、例えば、筐体を構成する二つの支持体(ベース及びカバー)により回路基板の一部を機械的に挟み込むことにより、該回路基板を筐体内に固定することができる。 In general, in an electronic control unit (ECU) mounted on a vehicle, a circuit board on which a control circuit is mounted is accommodated in a housing. For example, two support bodies (base and cover) constituting the housing are included. ), The circuit board can be fixed in the housing by mechanically sandwiching a part of the circuit board.
このような場合、筐体を構成する上記ベース及びカバーは、例えば、回路基板を構成する素材部分(例えば、樹脂材料)を挟持することができ、また、場合によっては、特許文献1のように、該ベース及びカバーを金属で構成し、回路基板に形成されたグランドパターンと接触するよう挟持することで、回路基板の固定と共に、グランドパターンと筐体とを電気的に接続することもできる。 In such a case, for example, the base and the cover constituting the casing can sandwich a material portion (for example, a resin material) constituting the circuit board. The base and the cover are made of metal and are sandwiched so as to be in contact with the ground pattern formed on the circuit board, whereby the ground pattern and the housing can be electrically connected together with fixing the circuit board.
このような態様で回路基板が挟持された場合、筐体を構成するベース及びカバーとして通常用いられる金属と、回路基板において通常用いられる樹脂材料とは線膨張係数が大きく異なるため、例えば、環境温度の変動により、ベース及びカバーと回路基板との間に相対的な位置ずれが生じて両者が摺動する場合がある。 When the circuit board is sandwiched in such a manner, the metal normally used as the base and cover constituting the housing and the resin material normally used in the circuit board have greatly different linear expansion coefficients. In some cases, relative displacement occurs between the base and the cover and the circuit board due to the fluctuations, and the both may slide.
また、ベース及びカバーにより挟持される部分が、例えば回路基板の素材部分であれば、上述のような摺動により、当該素材部分が摩耗し、該回路基板を構成する樹脂材料(絶縁物)の粉体が生じる場合がある。そして、このような粉体が、例えば回路接点(例えばコネクタ等における端子間の接点)などに入り込んで接触不良を生じさせれば、回路動作に異常を発生させるおそれがある。 Further, if the portion sandwiched between the base and the cover is, for example, a material portion of a circuit board, the material portion is worn by sliding as described above, and the resin material (insulator) constituting the circuit board is worn. Powder may be generated. If such powder enters a circuit contact (for example, a contact between terminals in a connector or the like) to cause a contact failure, there is a possibility of causing an abnormality in the circuit operation.
また、ベース及びカバーにより挟持される部分が、回路基板に形成されたグランドパターン部分である場合でも、上記摺動により、該グランドパターンを構成する金属薄膜が摩耗して金属粉体が生じ得る。このような金属粉体が、例えば制御回路の配線間を短絡するようなことがあれば、回路動作に重大な異常を引き起こす可能性がある。 Further, even when the portion sandwiched between the base and the cover is a ground pattern portion formed on the circuit board, the metal thin film constituting the ground pattern may be worn by the sliding to generate metal powder. If such a metal powder may cause a short circuit between the wirings of the control circuit, for example, it may cause a serious abnormality in the circuit operation.
このような背景から、筐体を構成する支持体により回路基板を挟持する場合であっても、回路基板と支持体との摺動によって発生する粉体が、回路基板の表面に到達することを抑制できる構成を備えた電子装置の実現が望まれている。 From such a background, even when the circuit board is sandwiched between the supports constituting the housing, the powder generated by sliding between the circuit board and the support reaches the surface of the circuit board. Realization of an electronic device having a configuration that can be suppressed is desired.
本発明の一の態様は、回路基板と、2つの支持体で構成される筐体と、を備えた電子装置である。本電子装置において、前記回路基板は、その側面の少なくとも一部から突出した周縁部を有し、前記2つの支持体は、前記周縁部を挟持して該回路基板を固定し、前記回路基板は、該回路基板の表面と、前記支持体が当接する前記周縁部の表面との間に段差を有する。
本発明の他の態様によると、前記回路基板は、多層基板であり、前記周縁部は、前記多層基板の内層の一部である。
本発明の他の態様によると、前記支持体は、前記周縁部の少なくとも一部の表面に形成された導電パターンと当接する。
本発明の他の態様によると、導電パターンはグランドパターンである。
本発明の他の態様によると、前記支持体の一部と、前記段差と、前記周縁部とで区切られた空間を備える。
本発明の他の態様によると、前記空間の内面の一部に、粘着性材料が設けられている。
本発明の他の態様によると、前記周縁部と前記回路基板の前記側面とがなす角は、直角または鋭角である。
One embodiment of the present invention is an electronic device including a circuit board and a housing including two supporting bodies. In the electronic device, the circuit board has a peripheral edge protruding from at least a part of a side surface thereof, and the two supporting bodies sandwich the peripheral edge to fix the circuit board. There is a step between the surface of the circuit board and the surface of the peripheral edge where the support comes into contact.
According to another aspect of the invention, the circuit board is a multilayer board, and the peripheral edge is a part of an inner layer of the multilayer board.
According to another aspect of the present invention, the support is in contact with a conductive pattern formed on at least a part of the peripheral edge.
According to another aspect of the invention, the conductive pattern is a ground pattern.
According to another aspect of the present invention, a space defined by a part of the support, the step, and the peripheral edge is provided.
According to another aspect of the present invention, an adhesive material is provided on a part of the inner surface of the space.
According to another aspect of the present invention, an angle formed between the peripheral edge portion and the side surface of the circuit board is a right angle or an acute angle.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電子装置100の構成を示す図である。本実施形態に係る電子装置100は、例えば車両に搭載される電子制御装置(ECU、Electronic Control Unit)であるが、本発明の電子装置の構成は、これに限らず、広く一般の電子装置に適用することができる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an
図1は、電子装置100の上面図である。本電子装置100は、筐体101と、当該筐体101内に収容された回路基板105(図示点線)と、回路基板105に搭載されたコネクタ102と、を有する。
FIG. 1 is a top view of the
図2(a)は、図1(a)に示す本電子装置100のS−S断面矢視図である。筐体101は、カバー101aとベース101bとの2つの支持体から構成されており、カバー101aとベース101bとは、4つのネジ103a、103b、103c、103dにより互いに固定されて内部空洞を形成し、当該内部空洞に回路基板105を収容する。
FIG. 2A is an SS cross-sectional arrow view of the
本電子装置100に搭載された回路基板105は、特に、その側面から該回路基板の一部が突出するように構成された周縁部216aを有している。筐体101を構成する上記カバー101aとベース101bとは、該周縁部216aを厚さ方向(図2(a)の図示上下方向)に挟持し、これにより回路基板105が筐体101の内部に固定する。
In particular, the
以下、図2(a)、(b)及び図3を参照して、回路基板105の構成について、更に説明する。なお、図2(b)は、図2(a)の領域230の部分詳細図、図3は、回路基板105の斜視図である。
Hereinafter, the configuration of the
回路基板105は、矩形状の平板であり、3つの絶縁層206、216、226が積層された多層基板(例えば多層プリント配線基板)である。ここで、図2(a)における絶縁層206の図示上面を回路基板105のオモテ面、絶縁層226の図示下面を回路基板105のウラ面と称する。回路基板105のオモテ面及びまたはウラ面には、電子回路を構成する電気部品(不図示)が搭載されており、当該電子回路は、回路基板105に搭載されたコネクタ102を介して外部装置(例えば、外部の電源装置など)と電気的に接続されて、電源などからの電力供給や他装置(不図示)との間の情報伝送が行われる。
The
また、回路基板105のオモテ面、ウラ面、及び又は絶縁層206、216、226の層間には、導電パターン207、217、227、237のほか、種々の信号用の導電パターンなども形成され得るが、図を簡略化して理解を容易にするため、図2(a)、(b)及び図3においてはこれらの図示を省略している。
In addition to the
また、図2(a)に示すように、回路基板105は、内層である絶縁層216が、該絶縁層216の図示上方に隣接して形成された絶縁層206、及び、該絶縁層216の図示下方に隣接して形成された絶縁層226よりも図示左右方向の長さが長くなるように構成されている。これにより、内層である絶縁層216は、絶縁層206、226の図示左右の側面から突出し、回路基板105の図示左右の側面においてそれぞれ突出する周縁部216aを構成する。
As shown in FIG. 2A, the
また、図3に示すように、上記周縁部216aは、回路基板105の4つ側面のうち、コネクタ102が搭載される側の側面を除く3つ側面に沿って連続するように形成されている。
As shown in FIG. 3, the
さらに、該周縁部216aのオモテ面側には、該周縁部216aに沿うように導電パターン208a(例えばグランドパターン)が形成されており、当該導電パターン208aは、同じく周縁部216aのオモテ面側に形成された接続部317a、317bを介して、絶縁層206と絶縁層216との間に形成された上記導電パターン217と電気的に接続されている。
Further, a
また、前記周縁部216aのウラ面側には、オモテ面側の上記導電パターン208aと対向する位置に導電パターン208b(例えばグランドパターン)が形成されており、当該導電パターン208bは、例えば、絶縁層216と絶縁層226との間に形成された導電パターン227等と電気的に接続されて制御回路の一部を構成する。
Further, a
さらに、カバー101aの内面の一部及びベース101bの内面の一部は、回路基板105の前記周縁部216aのオモテ面側及びウラ面側に形成された上記導電パターン208a、208bの各々に当接するよう配される。そして、カバー101aとベース101bとを固定する上記ネジ103a、103b、103c、103d(図1)が各々締結されることにより、前記導電パターン208a、208bとカバー101a及びベース101bとの当接部において、図2(a)の図示上下方向(すなわち、回路基板105の厚さ方向)に加圧されて、当該周縁部216aが厚さ方向において挟持され、これにより回路基板105が固定される。
Further, a part of the inner surface of the
なお、前記カバー101a及びベース101bが当接する周縁部216aのオモテ面側及びウラ面側に形成された導電パターン208a、208bを、例えばグランドパターンとし、上記筐体101(すなわち、カバー101a及びベース101b)を、例えば金属等の導電性材料(例えば、アルミニウム)とすれば、当該筐体101を介して、回路基板105上に構成された電子回路のグランドラインを、電子装置100外部に設けられた電源のグランドラインに接続することができる。
The
ここで、一般に、筐体を構成する2つの支持体により回路基板を挟持して固定するような場合、例えば環境温度などが変動を繰り返すと、支持体及び回路基板を構成する材料の線膨張係数の相違により、該支持体と回路基板との間に相対的な位置ずれが生じて両者が摺動する。このような摺動が発生すると、支持体と、該支持体によって挟持された回路基板の素材部分または導電パターンとが擦れ合って、当該素材部分または導電パターンの表面が摩耗し、該素材部分を構成する樹脂材料に由来する樹脂粉体、または、導電パターンを構成する金属に由来する金属粉体が生じる場合がある。このような樹脂粉体または金属粉体は、回路接点などに入り込んで接触不良を生じさせたり、または、配線間などを短絡したりして、回路動作に異常が発生するおそれがある。 Here, in general, when the circuit board is sandwiched and fixed by two supports constituting the casing, for example, when the environmental temperature repeatedly fluctuates, the linear expansion coefficient of the material constituting the support and the circuit board Due to this difference, a relative positional shift occurs between the support and the circuit board, and both slide. When such sliding occurs, the support and the material portion or the conductive pattern of the circuit board sandwiched by the support are rubbed together, and the surface of the material portion or the conductive pattern is worn away. Resin powder derived from the constituent resin material or metal powder derived from the metal constituting the conductive pattern may be generated. Such resin powder or metal powder may enter a circuit contact or the like to cause a contact failure or short circuit between wirings, thereby causing an abnormality in circuit operation.
本電子装置100についても、カバー101a及びベース101bと、導電パターン208a、208bとの当接領域から、導電パターン208a、208bの金属材料に由来する金属粉体が発生し得る。しかしながら、本電子装置100に搭載された回路基板105は、カバー101a及びベース101bと、導電パターン208a、208bとの当接領域の近傍に、周縁部216aと絶縁層206,226とによって構成される段差206a、206b、226a、226bを有しており、当該段差により、該金属粉体の筐体内における移動を抑制することができる。以下、当該段差により粉体の移動が阻止できる構成について、回路基板105の4箇所に設けられた段差のうち、段差206aが含まれる領域230(図2(a))の部分詳細図である図2(b)を用いて説明する。
Also in the
カバー101aと導電パターン208aとが当接する部分は、回路基板105のオモテ面を構成する絶縁層206の表面よりも、絶縁層206及び導電パターン217の厚み分だけ図示下方側に位置し、当該当接部と回路基板105のオモテ面との間には段差206aが設けられることとなる。そして、該段差206aは、金属粉体の移動に対する障壁となって、回路基板105のオモテ面への金属粉体の直接的な移動を阻止すると共に、上記当接部から発生した金属粉体の大部分を、当該段差206a及びまたは周縁部216aの表面に付着または堆積させることにより、金属粉体の再飛散を抑止する。これにより、回路基板105のオモテ面に到達する金属粉体の量を大幅に低減することができる。
The portion where the
また、本実施形態の電子装置100では、絶縁層206の図示上端と、カバー101aの内面201aとの間に形成される隙間を可能な限り狭くすることにより、カバー101aの内面201aと、周縁部216aの図示上面と、段差206aとによって構成される空間220が形成されることとなる。これにより、上記当接部から発生した金属粉体の大部分は、該空間220内に滞留し、最終的に、当該空間220の内面を構成するカバー101aの内面201a、段差206aを構成する該回路基板105の側面、周縁部216aの図示上面の何れかの面に捕獲されることとなるため、回路基板105のオモテ面に移動する金属粉体を効果的に低減することができる。
Further, in the
なお、ここでは、図2(a)に示される領域230についてのみ説明したが、他の段差206b、226a、226bが含まれる領域についても、当該領域230と同様に、各段差206b、226a、226bにより、導電パターン280a、280bから生じ得る金属粉体を回路基板105のオモテ面及びウラ面に到達することを抑制することができる。
Although only the
以上説明したように、本実施形態に係る電子装置100は、電気回路が実装された回路基板105と、2つの支持体(101a、101b)で構成される筐体101と、を備えた電子装置であって、前記回路基板105は、その側面の少なくとも一部から突出した周縁部216aを有し、前記2つの支持体(101a、101b)によって前記周縁部216aを挟持して該回路基板105を固定し、該回路基板105は、前記電気回路が実装された該回路基板105の表面と、前記支持体(101a、101b)が当接する前記周縁部216aの表面との間に、前記回路基板の前記側面で構成される段差206aを有する。これにより、2つの支持体(101a、101b)と周縁部216aとが当接する部分から生じる粉体が回路基板105のオモテ面及びまたはウラ面側に到達することを抑止して、制御回路の誤動作を防止することができる。
As described above, the
また、本電子装置100の回路基板105では、当該回路基板105の内層を構成する絶縁層116の一部である周縁部216aのみが支持体101a、101bによって挟持されるため、複数の絶縁層で構成される回路基板105の全体を厚さ方向に挟持をする場合に比べて、該回路基板の温度変化による収縮及び膨張による変位量を低減することができるため、回路基板105とカバー101aとベース101bとの当接領域に発生する応力を実質的に低減することができる。また、本電子装置100において、該回路基板105に実装された制御回路の主要部を構成する回路基板105の中央部分(例えば、絶縁層206のオモテ面側及び絶縁層226のウラ面側)は、2つの支持体であるカバー101a及びベース101bによって直接的に狭持されることがないため、該支持体からの直接的な応力による該制御回路の損傷を回避することができ、電子装置100の耐環境性能を向上させることができる。
Further, in the
なお、本実施形態では、上記導電パターン208a、208bは、グランドパターンであるものとしたが、これに限らず、例えば電子回路を構成しない導電パターン(例えば、熱伝導用のパターン)とすることもできる。
In the present embodiment, the
また、上記導電パターン208a、208bと、これらを挟持する支持体との間に銅板などの柔らかい金属板を介挿することができる。これにより、カバー101a及びベース101bは該金属板と加圧接触する構成となるため、例えば、環境温度などの変化により回路基板105や筐体101に変位が生じたとしても、該金属板が変形して当該変位を吸収するため、部材同士の摺動を実質的に抑止して、粉体の発生を低減することができる。なお、金属板の厚みを、例えば、回路基板を構成する1層分の絶縁層の厚み以上とすれば、回路基板105や筐体101の変位を効果的に吸収することができる。また、導電パターン208a、208b上に上記金属板を配置する場合に限らず、例えば、上記導電パターン208a、208bの厚みを厚くするような構成でも、一定の変位吸収効果が得られ、粉体の発生を低減することができる。
Further, a soft metal plate such as a copper plate can be interposed between the
さらに、2つの支持体であるカバー101a及びベース101bが当接する周縁部216a上の部分に導電パターン208a、208bを設けない構成、すなわち、周縁部216aを構成する素材部分(例えば、樹脂材料)を、カバー101a及びベース101bで直接挟持する構成とすることもできる。これにより、カバー101a及びベース101bと周縁部216aの素材部分との当接部から、該回路基板105の構成する樹脂材料(絶縁物)の粉体が発生した場合においても、上記段差206a及びまたは空間220内により当該樹脂材料の粉体を捕獲することができるため、回路基板105のオモテ面及びウラ面に当該樹脂材料の粉体が到達することを効果的に抑止して、例えばコネクタ102における該粉体による接触不良等を未然に防止することができる。
Further, a configuration in which the
また、本実施形態では、上記周縁部216aを、コネクタ102が搭載される側の側面を除く3つ側面に亘って連続するように形成したが、これに限らず、例えば、側面ごとに当該周縁部216aを分離して、3つ周縁部とすることもできる。さらに、当該周縁部216aは、回路基板105を構成する側面の何れか1つの側面に形成されていればよく、当該周縁部が筐体を構成する支持体によって挟持される限りにおいて、当該挟持部で発生する粉体の移動を防止する効果を得ることができる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、周縁部216aと絶縁層206,226とによって構成される4つの段差206a、206b、226a、226bを設けたが、これに限らず、何れか一箇所の段差が回路基板105に形成されていれば、粉体の移動の抑制において一定の効果を得ることができる。また、例えば、回路基板105のウラ面に電気回路が形成されていない場合には、段差226a、226bを設けない構成とすることもできる。なお、この場合、回路基板105の下層の絶縁層226の側面を、内層の絶縁層216の側面と同程度まで突出させることにより、当該周縁部216aを、内層の絶縁層216及び下層の絶縁層226の2層の絶縁層で構成することができる。
Furthermore, in this embodiment, the four
また、段差206aの一部、周縁部216aのオモテ面側及びまたはウラ面側の一部、カバー101a及びベース101bの内面の一部に粘着性の材料(例えば、粘着テープや粘着性塗料)を設けることにより、筐体内で発生した粉体を当該粘着剤に固着することができる。これにより、粉体の離散を効果的に抑制することができ、さらに、回路基板105に実装された配線や電気部品を粉体による汚染から保護することができる。
Further, an adhesive material (for example, an adhesive tape or an adhesive paint) is applied to a part of the
また、本実施形態の回路基板105では、図2(a)に示すように、絶縁層206、226の側面(段差206a、206b、226a、226bを構成する面)と、周縁部216aの図示上面及び下面とが成す角度を直角としたが、当該角度を鋭角に設定することもできる。このような構成とすれば、絶縁層の当該側面と周縁部216aの当該上面及び下面とによって構成される当該鋭角部分に上記粉体が捕獲され易くなるため、回路基板105に実装された配線や電気部品を粉体による汚染から更に効果的に保護することができる。
Further, in the
また、本実施形態では、回路基板105として多層基板を用いるものとしたが、これに限らず、例えば、単層のプリント基板を用いるものとし、当該単層のプリント基板の側面を加工して上記周縁部216aを設けるものとてもよい。
In the present embodiment, a multilayer board is used as the
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において改変して用いることができる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified and used without departing from the spirit of the present invention.
100・・・電子装置、101・・・筐体、101a・・・カバー、101b・・・ベース、102・・・コネクタ、103a、103b、103c、103d・・・ネジ、105・・・回路基板、206、216、226・・・絶縁層、206a、206b、226a、226b・・・段差、207、217、227、237、208a、208b・・・導電パターン、216a・・・周縁部、220・・・空間、317a、317b・・・接続部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記回路基板は、その側面の少なくとも一部から突出した周縁部を有し、
前記2つの支持体は、前記周縁部を挟持して該回路基板を固定し、
前記回路基板は、該回路基板の表面と、前記支持体が当接する前記周縁部の表面との間に段差を有する、
電子装置。 An electronic device comprising a circuit board and a housing composed of two supports,
The circuit board has a peripheral edge protruding from at least a part of its side surface,
The two support bodies sandwich the peripheral portion to fix the circuit board,
The circuit board has a step between the surface of the circuit board and the surface of the peripheral edge with which the support comes into contact.
Electronic equipment.
請求項1に記載の電子装置。 The circuit board is a multilayer board, and the peripheral edge is a part of an inner layer of the multilayer board.
The electronic device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の電子装置。 The support is in contact with a conductive pattern formed on a surface of the peripheral edge;
The electronic device according to claim 1.
請求項3に記載の電子装置。 The conductive pattern is a ground pattern;
The electronic device according to claim 3.
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の電子装置。 A space delimited by a part of the support, the step, and the peripheral portion;
The electronic device according to claim 1.
請求項5に記載の電子装置。 An adhesive material is provided on a part of the inner surface of the space.
The electronic device according to claim 5.
請求項5又は6に記載の電子装置。 An angle formed by the peripheral edge portion and the side surface of the circuit board is a right angle or an acute angle.
The electronic device according to claim 5 or 6.
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