JP6277061B2 - Electronic control unit - Google Patents
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Description
本発明は、車載用電子制御装置の構造に関する。
The present invention relates to a structure of an in-vehicle electronic control device.
近年、自動車では、車室内スペースの確保やエンジンルーム内の部品点数増加の為、エンジンルームの小型・狭小化が進んでいる。また、それと同時に車両の低コスト化も進んでいる。そこで、車載用電子制御装置においても更なる小型/低コスト化が求められている。 In recent years, in an automobile, the engine room has been reduced in size and size in order to secure a vehicle interior space and increase the number of parts in the engine room. At the same time, the cost of the vehicle is being reduced. Therefore, further miniaturization / cost reduction is demanded also for the on-vehicle electronic control device.
車載用電子制御装置を小型/低コスト化する為の構造の一つとして、コネクタとカバーを一体化する方策がある。コネクタと一体成形したカバー（以後、コネクタ一体カバーと称する）は、従来必要であったコネクタ-カバー間の防水シールが不要となったり、今までは、防水シールを塗布する為にコネクタ上に一定幅必要としていた接着代も不要となることから製品の小型/低コスト化に有効な構造である。 One of the structures for reducing the size and cost of an on-vehicle electronic control device is to integrate a connector and a cover. The cover integrally formed with the connector (hereinafter referred to as the connector integrated cover) eliminates the need for a waterproof seal between the connector and the cover, which has been necessary in the past. This eliminates the need for the bonding cost required for the width, making it an effective structure for reducing product size and cost.
また一方で、車載用電子制御装置では、外部からの電波ノイズの影響により電子回路が誤動作する恐れがある為、電子回路基板内には、アースを取る為の配線パターン(以後、アースパターンと称する)があり、そのアースパターンを電子制御装置の外装を構成している金属のベースへと接続し、電気的なアースを取ることで、耐ノイズ性が向上出来ることが知られている。一般的な構造では、電子回路基板をネジにより、金属ベースへ固定することで、金属ベースへのケースアースを行っている。 On the other hand, in an in-vehicle electronic control device, an electronic circuit may malfunction due to the influence of external radio noise, so a wiring pattern for grounding (hereinafter referred to as a ground pattern) is provided in the electronic circuit board. It is known that the noise resistance can be improved by connecting the ground pattern to a metal base constituting the exterior of the electronic control device and taking an electrical ground. In a general structure, the case is grounded to the metal base by fixing the electronic circuit board to the metal base with screws.
しかし、コネクタ一体カバー構造では、コネクタの端子を基板へ半田付けする為、電子回路基板は、最初にコネクタ一体カバーに組みつけられ、コネクタ端子を半田付け後、金属のベースへ固定される。その為、電子回路基板は直接ネジでベースへと固定することが出来ないことから、信頼性の高いケースアースが得られない課題があった。 However, in the connector-integrated cover structure, since the connector terminals are soldered to the board, the electronic circuit board is first assembled to the connector-integrated cover, and the connector terminals are soldered and then fixed to the metal base. For this reason, since the electronic circuit board cannot be directly fixed to the base with a screw, there is a problem that a highly reliable case ground cannot be obtained.
そこで、ネジ止めを用いないケースアース構造としては、文献１に示す様に、コネクタを基板へ固定する為の金属端子を金属ベースに突き当て、金属端子のばね性によりケースアースを取る構造が知られている。また、文献２の様に導電性ペーストを用いて、基板と金属ベースを接続する構造が知られている。
Therefore, as shown in Document 1, a case ground structure that does not use screwing is known in which a metal terminal for fixing the connector to the board is abutted against the metal base and the case ground is provided by the spring property of the metal terminal. It has been. Further, a structure in which a substrate and a metal base are connected using a conductive paste as in Document 2 is known.
しかしながら、特許文献1の構造では、金属端子が端子のばね性により金属ベースに突き当たっているだけの構造な為、振動や熱変形により、筐体が変形した際、端子が浮き確実なケースアースが得られない。また、特許文献2の構造では、導電性のペーストが基板とベースの間に挟まれ塗布される為、導電性ペーストが、周囲のパターン配線や電子部品とショートしない様に、基板上には十分広い塗布エリアが必要となることから、基板の実装率を低下させ、基板が大きくなってしまうという問題があった。 However, in the structure of Patent Document 1, since the metal terminal just hits the metal base due to the spring property of the terminal, when the housing is deformed due to vibration or thermal deformation, the terminal floats and a reliable case ground is provided. I can't get it. Further, in the structure of Patent Document 2, since the conductive paste is sandwiched and applied between the substrate and the base, the conductive paste is sufficient on the substrate to prevent short circuit with surrounding pattern wiring and electronic components. Since a wide application area is required, there is a problem that the mounting rate of the substrate is reduced and the substrate becomes large.
そこで、基板の実装率を低下させず、導電性ペーストの粘度を問わず、且つ振動や熱変形時においても、確実なケースアースが確保できる構造が求められる。
Therefore, there is a demand for a structure that can ensure a reliable case ground without reducing the mounting rate of the substrate, regardless of the viscosity of the conductive paste, and even during vibration or thermal deformation.
コネクタとカバーが一体となったコネクタ一体カバーと、前記コネクタ一体カバーに固定される回路基板と、前記コネクタ一体カバーと共に、前記回路基板を収納する金属で構成されたベースを有する電子制御装置において、
前記、回路基板のアースパターンと電気的に接続された、金属性の端子が前記ベース側に突出しており、前記ベースの金属端子と対向する部分には、凹部が設けられており、前記金属端子と前記凹部は、電気的にまた機械的に接続されていることを特徴とする電子制御装置。
In an electronic control device having a connector integrated cover in which a connector and a cover are integrated, a circuit board fixed to the connector integrated cover, and a base made of metal for housing the circuit board together with the connector integrated cover,
A metal terminal electrically connected to the ground pattern of the circuit board protrudes toward the base side, and a concave portion is provided in a portion facing the metal terminal of the base, and the metal terminal And the recess are electrically and mechanically connected to each other.
本発明では、コネクタ一体カバーを使用した車載用電子制御装置において、振動や熱変形により、筐体が変形した場合においても、確実なケースアースを確保することが出来る。また、基板上で必要なケースアース領域を狭く取れることから、製品を小型化することが出来る。
In the present invention, in a vehicle-mounted electronic control device using a connector integrated cover, a reliable case ground can be ensured even when the housing is deformed due to vibration or thermal deformation. Further, since the necessary case ground area can be made narrow on the substrate, the product can be miniaturized.
図1〜3に本発明の第1実施形態による車両用電子制御装置を示す。
1 to 3 show a vehicle electronic control device according to a first embodiment of the present invention.
本実施例では、特に、エンジンルーム内に搭載される車両用電子制御装置であるECU(エンジンコントロールユニット)について説明する。
In the present embodiment, an ECU (engine control unit) that is an electronic vehicle control device mounted in an engine room will be described.
本発明における車両用電子制御装置1は、コネクタ一体カバー2と、ベース3と、複数の電子部品6が搭載された基板4と、防水接着材8と、放熱材9と、導電性ペースト7で構成されている。 The vehicle electronic control device 1 according to the present invention includes a connector integrated cover 2, a base 3, a substrate 4 on which a plurality of electronic components 6 are mounted, a waterproof adhesive 8, a heat dissipating material 9, and a conductive paste 7. It is configured.
コネクタ一体カバー2は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)やPPS(ポリフェニレンサルファイド)等の樹脂で構成されており、コネクタ部には、外部と電圧や電流の授受を行うためのコネクタ端子21を複数本有している。また、コネクタ一体カバー2には、基板4の4隅に対向する位置に、金属端子5が設けられており、基板4は、これらの金属端子5によりスナップフィット若しくは圧入によりコネクタ一体カバー2に固定されている。
The connector integrated cover 2 is made of a resin such as PBT (polybutylene terephthalate) or PPS (polyphenylene sulfide), and the connector section has a plurality of connector terminals 21 for transferring voltage and current to and from the outside. doing. In addition, the connector integrated cover 2 is provided with metal terminals 5 at positions facing the four corners of the substrate 4. The substrate 4 is fixed to the connector integrated cover 2 by snap fitting or press-fitting with these metal terminals 5. Has been.
基板4はガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた基材を主材料とし、銅による配線層が多層構造で構成されている。 The substrate 4 is mainly composed of a base material obtained by impregnating a glass cloth with an epoxy resin, and a wiring layer made of copper has a multilayer structure.
基板4の両面には、複数の電子部品6が半田（図示せず）により接続され、前記配線により電気回路を構成している。
A plurality of electronic components 6 are connected to both surfaces of the substrate 4 by solder (not shown), and an electric circuit is configured by the wiring.
また、基板4は、金属端子5で、コネクタ一体カバー2に仮固定した後、金属端子5は、コネクタ端子21と同時にスポットフロー半田付けにより基板に固定される。
Further, after the substrate 4 is temporarily fixed to the connector integrated cover 2 by the metal terminals 5, the metal terminals 5 are fixed to the substrate by spot flow soldering simultaneously with the connector terminals 21.
コネクタ一体カバー2に基板4を搭載した後、コネクタ一体カバー2は、ベース3とネジやカシメ(図示せず)により固定される。
After the substrate 4 is mounted on the connector integrated cover 2, the connector integrated cover 2 is fixed to the base 3 with screws or caulking (not shown).
また、ベース3の外周には、防水接着材8が塗布されており、電子制御装置内部への水の進入を防止している。また、基板4に搭載された電子部品6の特に発熱する部品には、放熱するための放熱材9が塗布され、電子部品の熱をベース3へと放熱している。
Further, a waterproof adhesive 8 is applied to the outer periphery of the base 3 to prevent water from entering the electronic control device. In addition, a heat-dissipating material 9 for radiating heat is applied to particularly heat-generating components of the electronic component 6 mounted on the substrate 4, and heat of the electronic components is radiated to the base 3.
前記ベース3は、基板4上の発熱部品から発生する熱を放熱させ、且つ、車両用電子制御装置1を車体側に固定することを目的として用いられる。 The base 3 is used for the purpose of dissipating heat generated from the heat generating components on the substrate 4 and fixing the vehicle electronic control device 1 to the vehicle body side.
材料としては、アルミ、鉄、銅等を主成分とした金属が使用される。
製法としては、アルミダイカストや板金等により成形されている。
As a material, a metal mainly composed of aluminum, iron, copper, or the like is used.
As a manufacturing method, it is formed by aluminum die casting, sheet metal or the like.
本発明は、コネクタ一体カバー2を使用した電子制御装置1において、省スペースで安定したケースアースを確保し、耐ノイズ性を向上させる為のものである。
The present invention is intended to ensure space-saving and stable case grounding and improve noise resistance in the electronic control unit 1 using the connector integrated cover 2.
本発明の構造では、ベース3の、コネクタ一体カバー2に設けられた金属端子5と対応するいずれか1箇所に、中心に凹みを有する突起を設け、その中に導電性のペースト7を充填し、コネクタ一体カバー2を組み付け時に、前記金属端子5が導電性ペースト7内に埋没する様にする。 In the structure of the present invention, a protrusion having a recess at the center is provided at any one position of the base 3 corresponding to the metal terminal 5 provided on the connector integrated cover 2, and the conductive paste 7 is filled therein. The metal terminal 5 is buried in the conductive paste 7 when the connector integrated cover 2 is assembled.
また、金属端子5は、基板4のアースパターン41と電気的に接続されている。そうすることで、基板内のアースパターン41を、金属ベース3と導通させることが出来る為、回路のケースアースを確保することが可能となる。 The metal terminal 5 is electrically connected to the ground pattern 41 of the substrate 4. By doing so, since the ground pattern 41 in the substrate can be electrically connected to the metal base 3, it is possible to secure the case ground of the circuit.
また、金属端子5は導電性ペースト7により接着固定されることで、振動や熱応力等により電気的な接続が不安定になることを防止できる。
Further, the metal terminal 5 is bonded and fixed with the conductive paste 7, so that the electrical connection can be prevented from becoming unstable due to vibration, thermal stress or the like.
導電性ペースト7としては、シリコーン系、エポキシ系、ウレタン系の接着剤やグリスに導電性のフィラーを含有したものが挙げられる。
Examples of the conductive paste 7 include silicone-based, epoxy-based, urethane-based adhesives and grease containing a conductive filler.
また、ベース3上に凹み形状の突起を突出させ、その凹みの中に導電性ペースト7を充填させる為、基板へ直接導電性ペースト7を塗布しケースアースを取る場合に比べ、突起の凹み形状で導電性ペーストの塗布範囲を規定出来ることから、塗布エリアのバラツキを低減させることが出来る。よって、従来、基板上で周囲の電子部品等とのショートを回避する為、広く取っていた塗布エリアを狭く出来ることから、基板を小型化することが可能となる。 In addition, since the dent-shaped protrusion protrudes from the base 3 and the conductive paste 7 is filled in the dent, the dent shape of the protrusion is compared to the case where the conductive paste 7 is applied directly to the substrate and the case is grounded Since the application range of the conductive paste can be defined, variation in the application area can be reduced. Therefore, in order to avoid a short circuit with a surrounding electronic component or the like on the substrate in the past, the coating area that has been widely taken can be narrowed, so that the substrate can be downsized.
また、ベースの凹み形状内部に導電性ペーストを塗布する為、粘度の低い導電性ペーストも使用出来る。
Further, since the conductive paste is applied inside the concave shape of the base, a conductive paste having a low viscosity can also be used.
図4に、本発明の第2実施形態における車両用電子制御装置を示す。 FIG. 4 shows a vehicle electronic control device according to the second embodiment of the present invention.
この実施形態では、金属端子5の代わりに、複数あるコネクタ端子21のうちの1本をベース3の凹み部分に充填された導電性ペースト7と接着させることで、ケースアースを確保する構造である。この構造とすることで、基板4とコネクタ一体カバー2の固定に金属端子5を使用せず、コネクタ一体カバーを構成する樹脂で一体成形されたスナップフィット等で基板を固定する場合においても、ケースアースの確保が可能となる。その為、コネクタ一体カバー2には基板固定用の金属端子5が不要となる為、安価なコネクタ一体カバー2を製造することが可能となる。
In this embodiment, instead of the metal terminal 5, one of a plurality of connector terminals 21 is bonded to the conductive paste 7 filled in the recessed portion of the base 3, thereby ensuring a case ground. . With this structure, even when the board is fixed with a snap fit etc. that is integrally formed with the resin that constitutes the connector integrated cover without using the metal terminal 5 to fix the board 4 and the connector integrated cover 2, the case It is possible to secure the ground. For this reason, the connector-integrated cover 2 does not require the metal terminal 5 for fixing the substrate, so that the inexpensive connector-integrated cover 2 can be manufactured.
図5に、本発明の第3実施形態における車両用電子制御装置を示す。 FIG. 5 shows a vehicle electronic control device according to a third embodiment of the present invention.
この構造では、金属端子5をベース3の凹み部分に圧入することでケースアースを確保する構造である。この構造とすることで、導電性ペースト7が不要となる為、安価にケースアースを確保することが出来る。
In this structure, a case ground is secured by press-fitting the metal terminal 5 into the recessed portion of the base 3. By adopting this structure, the conductive paste 7 is not required, so that the case ground can be secured at a low cost.
図6に、本発明の第4実施形態における車両用電子制御装置を示す。 FIG. 6 shows a vehicle electronic control device according to a fourth embodiment of the present invention.
この構造では、ベース3には、凹み形状が設けられており、金属端子5を挿入後、凹み形状を外側からかしめることで、ケースアースを確保する構造である。 In this structure, the base 3 is provided with a concave shape, and after inserting the metal terminal 5, the concave shape is caulked from the outside to secure a case ground.
この構造とすることで、導電性ペースト7が不要となる為、安価にケースアースを確保することが出来る。 By adopting this structure, the conductive paste 7 is not required, so that the case ground can be secured at a low cost.
また、図5の金属端子を圧入する場合に対し、圧入時の応力が基板に掛からない為、基板への応力影響を小さくすることが出来る。
Further, since the stress at the time of press-fitting is not applied to the substrate as compared with the case where the metal terminal of FIG. 5 is press-fitted, the influence of stress on the substrate can be reduced.
図7に、本発明の第5実施形態における車両用電子制御装置を示す。
この構造では、導電性ペースト7を充填させる凹み形状の突起部の外縁の一部に段差を設けることで、組み付け時に導電性ペーストが溢れた場合においても、溢れる方向を規定することが出来る。この導電性ペースト7が溢れ出る方向を、コネクタ端子21や、電子部品6から反対方向とすることで、導電性ペースト7がコネクタ端子や電子部品と接触し、導電不良を発生させることを防止することが出来る。
FIG. 7 shows a vehicle electronic control device according to a fifth embodiment of the present invention.
In this structure, by providing a step at a part of the outer edge of the recess-shaped protrusion filled with the conductive paste 7, the overflow direction can be defined even when the conductive paste overflows during assembly. The direction in which the conductive paste 7 overflows is opposite to the connector terminal 21 and the electronic component 6, thereby preventing the conductive paste 7 from coming into contact with the connector terminal and the electronic component and causing poor conductivity. I can do it.
図8に、本発明の第6実施形態における車両用電子制御装置を示す。
この構造では、電子部品6の中で発熱を伴う部品の近傍に、前記金属端子5を設けることで、電子部品の熱を金属端子経由でベースまで逃がすことが可能となる。その為、電子部品の放熱性を向上させることが出来る。
FIG. 8 shows a vehicle electronic control device according to a sixth embodiment of the present invention.
In this structure, by providing the metal terminal 5 in the vicinity of a component that generates heat in the electronic component 6, the heat of the electronic component can be released to the base via the metal terminal. Therefore, the heat dissipation of the electronic component can be improved.
図9に、本発明の第1実施形態における車両用電子制御装置の展開図を示す。
第１実施形態において、導電性ペースト7と防水接着剤8と放熱材9は、何れもベース3の同一面側に塗布されている。そうすることで、コネクタ一体ケース2をベース3に組み付け後、同時に3種類の塗布材を硬化させることが出来ることから、硬化工程を低減し、組立性を向上することが出来る。
FIG. 9 is a development view of the vehicle electronic control device according to the first embodiment of the present invention.
In the first embodiment, the conductive paste 7, the waterproof adhesive 8, and the heat dissipation material 9 are all applied to the same surface side of the base 3. By doing so, since three types of coating materials can be cured simultaneously after assembling the connector integrated case 2 to the base 3, the curing process can be reduced and the assemblability can be improved.
1.車両用電子制御装置
2.コネクタ一体カバー
21.コネクタ端子
3.ベース
4.基板
41.アースパターン
5.金属端子
6.電子部品
7.導電性ペースト
8.防水接着材
9.放熱材
1.Vehicle electronic control device
2. Connector integrated cover
21. Connector terminal
3.Base
4.Board
41. Earth pattern
5.Metal terminal
6.Electronic parts
7. Conductive paste
8. Waterproof adhesive
9.Heat dissipation material
Claims (8)
定される回路基板と、前記コネクタ一体カバーと共に、前記回路基板を収納する金属で構
成されたベースを有する電子制御装置において、
前記回路基板のアースパターンと電気的に接続された金属製端子が前記コネクタ一体カ
バーから前記ベース側に突出しており、前記ベースが前記金属製端子と対向する部分には
、凹部が設けられており、前記金属製端子と前記凹部は、電気的にまた機械的に接続され
、前記ベースの凹部には、導電性ペーストが充填されており、前記金属製端子は、前記導電性ペーストに埋没していることを特徴とする電子制御装置。 In an electronic control device having a connector integrated cover in which a connector and a cover are integrated, a circuit board fixed to the connector integrated cover, and a base made of metal for housing the circuit board together with the connector integrated cover,
A metal terminal electrically connected to the ground pattern of the circuit board protrudes from the connector integrated cover to the base side, and a recess is provided in a portion where the base faces the metal terminal. The metal terminal and the recess are electrically and mechanically connected, the recess of the base is filled with a conductive paste, and the metal terminal is embedded in the conductive paste. An electronic control device characterized by comprising:
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