JP7233434B2

JP7233434B2 - 電子制御装置

Info

Publication number: JP7233434B2
Application number: JP2020547909A
Authority: JP
Inventors: 秀一滝岡
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2023-03-06
Anticipated expiration: 2039-02-13
Also published as: CN112369129A; CN112369129B; WO2020066053A1; JPWO2020066053A1

Description

本発明は、２枚の回路基板が樹脂に封止されてなる電子制御装置に関する。

樹脂封止構造を有した電子制御装置のなかには、エッジコネクタソケットに差し込み可能なカードエッジコネクタを備えた、いわゆるカードエッジコネクタ型電子制御装置がある。カードエッジコネクタは、外部接続端子である端子部が、回路基板の端部に設けられて構成されている。このようなカードエッジコネクタ型電子制御装置に関しては、特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１に開示されている電子制御装置は、下型及び上型からなるトランスファーモールド用金型のキャビティに回路基板を配置し、この回路基板のカードエッジ端子部を下型と上型によって挟み込み、キャビティに溶融した樹脂素材を押し込むことによって、回路基板を樹脂によって封止している。

特開２００６ー１７３４０２号公報

ところで、このような電子制御装置について、外部との信号伝達系統を増やしたい場合がある。この場合、カードエッジ端子部を構成している端子の数を増やせばよい。しかし、端子の数を増やすと、カードエッジ端子部の幅が広くなる。これでは、電子制御装置の小型化の観点からは不利である。このため、カードエッジ端子部の個数を増やすには、限界がある。

そこで、２つの回路基板の基板面同士を、離間させつつ対向させて配置し、各々のカードエッジ端子部を露出させた状態で、２つの回路基板全体を樹脂製の封止部材によって封止することが考えられる。

各々のカードエッジ端子部を露出させるには、金型のキャビティへ溶融した樹脂素材を流し込む際に、カードエッジ端子部間をシールする必要がある。シールする手法の一例としては、各々のカードエッジ端子部間にスライド型を移動して嵌め込むことが考えられる。

溶融した樹脂がキャビティから漏洩すること防止するために、各々のカードエッジ端子部とスライド型とは、密着させる必要がある。このため、スライド型が移動すると、スライド型と各カードエッジ端子部とが擦れる。この擦れ現象に対して各カードエッジ端子部の品質を確保することが、電子制御装置の品質を高める上で重要である。

本発明は、カードエッジ端子部の品質を確保することができる技術を提供することを課題とする。

請求項１による発明によれば、各々のカードエッジ端子部が同一方向を向き且つ各々の基板面同士が互いに対向している２つの回路基板と、
この２つの回路基板にそれぞれ実装されている複数の電子部品と、
前記各々のカードエッジ端子部のみを露出させると共に、前記複数の電子部品及び前記２つの回路基板の全体を封止している樹脂製の封止部材と、を含み、
前記各々のカードエッジ端子部は、前記基板面に設けられた複数の端子と、各々の前記端子を囲んでいる電気絶縁性の印刷層とを有し、
この印刷層の表面は、前記回路基板の厚み方向に、前記各端子の接触面よりも高く設定され、
前記２つの回路基板は、各々の前記カードエッジ端子部に向かうにつれて、互いの間隔が広がるように、テーパ状に配置されている、ことを特徴とする電子制御装置が提供される。

請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記２つの回路基板は、それぞれ、電気絶縁性の板状の基材と、この基材の面に設けられている配線層と、前記基材の表面を被覆している電気絶縁性のソルダレジスト層と、を含み、
前記印刷層は、シルク印刷により、前記ソルダレジスト層の表面に印刷されているシルク印刷層である。

請求項１では、各々のカードエッジ端子部は、基板面に設けられた複数の端子と、各々の端子の周囲を囲んでいる電気絶縁性の印刷層とを有している。この印刷層の表面は、回路基板の厚み方向について、各端子の接触面よりも高く設定されている。そのため、各々のカードエッジ端子部間にスライド型を嵌め込む際、スライド型は、各端子に接触せずに、印刷層に接触する。スライド型と各端子とが擦れないため、カードエッジ端子部の品質は確保される。
加えて、回路基板は、各々のカードエッジ端子部に向かうにつれて、互いの間隔が広がるように、テーパ状に配置されている。そのため、各々のカードエッジ端子部間に、スライド型を嵌め込むときや引き抜くときに、スライド型は僅かに移動するだけで、印刷層に対して非接触となる。したがって、スライド型と端子の接触面との距離をさらに大きくできる。電子制御装置の品質を、容易に高めることができる。

請求項２では、印刷層は、シルク印刷により、ソルダレジスト層の表面に印刷されている。そのため、シルク印刷により、ソルダレジスト層の表面に部品の番号等を印刷する際、併せて印刷層を設けることができる。新たな工程を増やさずに、カードエッジ端子部の周りに印刷層を設けることができる。

図１（ａ）は、実施例による電子制御装置の断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の１ｂ部拡大図である。。図２（ａ）は、図１に示された電子制御装置のカードエッジ端子部周辺の平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の２ｂ－２ｂ線断面図である。図３（ａ）は、図１（ａ）に示された電子制御装置の製造方法の準備工程を説明する図である。図３（ｂ）は、基板配置工程～押し込み工程を説明する図である。図４（ａ）は、樹脂成形工程を説明する図である。図４（ｂ）は、電子制御装置の斜視図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、上下とは、図面を基準として上下を指す。
＜実施例＞

図１（ａ）を参照する。電子制御装置１０は、例えば、二輪車に搭載され、エッジコネクタソケットＣｏに差し込まれて用いられる。

電子制御装置１０は、電源基板２０（回路基板２０）と、この電源基板２０に対向して設けられた制御基板３０（回路基板３０）と、これらの回路基板２０、３０を電気的に接続している接続部１１と、これらの回路基板２０、３０の一部及び接続部１１を封止している樹脂製の封止樹脂部１２（封止部材１２）と、を有している。

電源基板２０のなかの、制御基板３０に対向している面を第１の対向面２１（基板面２１）とする。第１の対向面２１の反対の面を第１の外面２２とする。制御基板３０のなかの、電源基板２０に対向している面を第２の対向面３１（基板面３１）とする。第２の対向面３１の反対の面を第２の外面３２とする。

電源基板２０には、複数の電子部品２３～２６が実装され、これらの電子部品２３～２６に給電可能であると共にエッジコネクタソケットＣｏに差し込み可能な第１のカードエッジ端子部２７（カードエッジ端子部２７）が形成されている。

第１のカードエッジ端子部２７は、封止樹脂部１２から外部に露出している。なお、第１のカードエッジ端子部２５は、少なくとも、第１の対向面２１に形成されている必要がある。

制御基板３０には、複数の電子部品３３～３５が実装され、これらの電子部品３３～３５に給電可能であると共にエッジコネクタソケットＣｏに差し込み可能な第２のカードエッジ端子部３６（カードエッジ端子部３５）が形成されている。

第２のカードエッジ端子部３５は、封止樹脂部１２から外部に露出している。なお、第２のカードエッジ端子部３５は、少なくとも、第２の対向面３１に形成される必要がある。

電子部品２３～２６及び電子部品３３～３５は、例えば、トランジスタ、ＩＣ、ダイオード等である。第１のカードエッジ端子部２７及び第２のカードエッジ端子部３６は、同一方向を向いている。

図１（ｂ）を参照する。互いに平行に延びる平行線ＰＬ、ＰＬを基準として、電源基板２０及び制御基板３０は、傾いて配置されている。電源基板２０の平行線ＰＬに対する傾き角は、θ１であり、制御基板３０の平行線ＰＬに対する傾き角は、θ２である。θ１及びθ２は、同じ角度であってもよいし、異なっていてもよい。θ１及びθ２は、０．５°～２．０°であることが望ましい。

電源基板２０から制御基板３０までの距離は、それぞれの先端部２８、３７において、Ｌ１である。電源基板２０から制御基板３０までの距離は、封止樹脂部１４近傍において、Ｌ２である。ここで、Ｌ１＞Ｌ２である。２つの回路基板２０、３０は、カードエッジ端子部２７、３６が離間しつつ対向して配置されていると共に、封止樹脂部１４から露出している部位の間隔が、接続部１１が設けられた部位から先端部２８、３７に向かって広まるように、互いに傾けて配置されている。即ち、２つの回路基板２０、３０は、各々のカードエッジ端子部２７、３６に向かうにつれて、互いの間隔が広がるように、テーパ状に配置されている。

図１（ａ）を参照する。接続部１１は、ワイヤ、バスバー、フレキシブル配線等任意の部品を採用することができる。

封止樹脂部１２は、トランスファーモールドにより成形されている。封止樹脂部１２の素材には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコン樹脂、ポリウレタン、ポリプロピレン等、任意の樹脂素材を採用することができる。

図２（ａ）を参照する。第１の外面２２において、第１のカードエッジ端子部２７は、複数、例えば７つの端子４１を有している。

図２（ｂ）を参照する。電源基板２０は、電気絶縁性、例えばガラス板の基材５１と、この基材５１の両面に設けられている銅製の配線層５２、５３と、基材５１の両面を被覆している電気絶縁性のソルダレジスト層５４、５５と、ソルダレジスト層５４、５５の両面に印刷されている印刷層６０、７０と、を含む。端子４１は、配線層５２の一部であり、ソルダレジスト層５２から露出している。

図２（ａ）を参照する。印刷層６０は、電源基板２０の品番や、電子部品２３～２６の実装作業における補助するための文字、図形、記号等であり、シルク印刷により形成されている。本実施例では、印刷層６０は、電子部品２１を示す記号６１と、各々の端子４１を囲む第１の包囲部６２とを含む。

平面視において、第１の包囲部６２は、封止樹脂部１２の縁から端子４１の短手方向の縁まで延びている第１の領域６３と、この第１の領域６３に隣接し端子４１の反対側の短手方向の縁まで延びている第２の領域６４と、この第２の領域６４に隣接し先端部２８まで延びている第３の領域６５に区画することができる。第１の領域６３及び第３の領域６５は、帯状を呈している。第２の領域６４は、矩形状を呈し、７つの端子４１の間及びその側方に断続的に位置している。

図２（ｂ）を参照する。第１の対向面２１においても、ソルダレジスト層５５の表面には、端子４２を囲む第２の包囲部７２が形成されている。さらには、制御基板３０の第２のカードエッジ端子部３６についても同様の構成である。説明は省略する。

第１の外面２２側の配線層５２の厚みと、第１の対向面２１側の配線層５３のそれぞれの厚みは同一である。同様に、ソルダレジスト層５４、５５の厚みは同一であり、印刷層６０、７０の厚みも同一である。

第２の包囲部７２（印刷層７０）の表面７２ａは、電源基板２０の厚み方向について、各端子４２よりも高く設定されている。即ち、電源基板２０の厚さ方向の中央Ｃを基準として、第２の包囲部７２の表面７２ａまでの高さＨ１は、端子４２の接触面４２ａまでの高さＨ２よりも高い（Ｈ１＞Ｈ２）。

第２のカードエッジ端子部３６（図１（ｂ））も、第１のカードエッジ端子部２７と同様の構成である。即ち、第２の対向面３１には、端子４３の周りに第３の包囲部６７が設けられている。第２の外面３２には、端子４４の周りに第４の包囲部７７が設けられている。

次に、電子制御装置の製造方法について説明する。

図３（ａ）を参照する。最初に、第１のカードエッジ端子部２７を有する電源基板２０と、第２のカードエッジ端子部３６を有する制御基板３０と、電源基板２０及び制御基板３０を接続する接続部１１と、からなる本体部１３を準備する。

図３（ｂ）を参照する。封止樹脂部１２（図１（ａ）参照）を成形するための成形型８０について説明する。成形型８０は、固定されている下型８１と、この下型８１の上部に重ねられ上下に移動可能な上型８２と、これらの下型８１及び上型８２との間を左右方向にスライド可能であると共に、その先端がキャビティ８３に侵入可能なスライド型８４と、下型８１から上方に延びて電源基板２０を支持する第１の支持部材８５と、下型８１から上方に延びて制御基板３０を支持する第２の支持部材８６と、電源基板２０をスライド型５３に向かって付勢する第１の付勢部８７と、制御基板３０をスライド型５３に向かって付勢する第２の付勢部８８と、樹脂素材１２Ｍを加熱しキャビティ８３内に充填するプランジャー８９と、を有する。

スライド型８４のキャビティ８３側の端部８４ａの長さはＬ３であり、反対側の端部８４ｂの長さはＬ４である。端部８４ａの長さＬ３よりも、端部８４ｂの長さＬ４は、長い。つまり、Ｌ３＜Ｌ４とされている。スライド型８４は、端部８４ｂから端部８４ａがテーパ状に形成されている。

次に、電源基板２０及び制御基板３０を、それぞれ支持部材８５、８６に載置する（基板配置工程）。

次に、２つの回路基板２０、３０が配置された状態で、下型８１に上型８２を重ね合わせ、内部にキャビティ８３を形成する（型締め工程）。

次に、カードエッジ端子部２７、３６間にスライド型８４を移動して嵌め込むことによって、カードエッジ端子部２７、３６間をシールする（シール工程）。

次に、各付勢部８７、８８を型締め方向に相対移動して、各回路基板２０、３０を、スライド型８４に押し付ける（押し付け工程）。

図４（ａ）を参照する。次に、カードエッジ端子部２５、３５間をシールした状態のまま、キャビティ８３に溶融させた樹脂素材１２Ｍを充填し、回路基板２０、３０を溶融した樹脂素材１２Ｍによって封止する（樹脂成型工程）。

図４（ｂ）を併せて参照する。最後に、樹脂素材１２Ｍの冷却後、下型８１から上型８２を離して、樹脂素材１２Ｍにより封止された本体部１３を下型から取り出す（離型工程）。これにより、電子制御装置１０が得られる。

次に、実施例の効果について説明する。

図２（ａ）を参照する。第１の外面２２において、第１のカードエッジ端子部２７の各々の端子４１は、電気絶縁性の第１の包囲部６２（印刷層６０）により囲まれている。第１の対向面２１も同様の構成であり、第２の包囲部７２が設けられている。

図２（ｂ）を参照する。この第２の包囲部７２の（印刷層７０）の表面は、電源基板２０の厚み方向を基準として、各端子４２の接触面４２ａよりも高く設定されている。そのため、カードエッジ端子部２７、３６間にスライド型８４を嵌め込む際、スライド型８４は、各端子４２に接触せずに、第２の包囲部７２に接触する。スライド型８４と各端子４２とが擦れないため、第２のカードエッジ端子部２７の品質は確保される。

加えて、第２の包囲部７２は、シルク印刷により、ソルダレジスト層５５の表面に設けられている。そのため、シルク印刷により、ソルダレジスト層５５の表面に部品の番号等を印刷する際、併せて第２の包囲部７２を設けることができる。第２の包囲部７２のみを設けるための新たな工程を増やさずに、第２の包囲部７２を設けることができる。

図１（ｂ）を参照する。電源基板２０、制御基板３０は、各々のカードエッジ端子部２７、３６の向かうにつれて、互いの間隔が広がるように、テーパ状に配置されている。
図３（ｂ）を併せて参照する。そのため、各々のカードエッジ端子部間２７、３６に、スライド型８４を嵌め込むときや引き抜くときに、スライド型８４は僅かに移動するだけで、第２の包囲部７２に対して非接触となる。したがって、スライド型８４と端子部４２の接触面４２ａとの距離はさらに大きくなるため、電子制御装置の品質を、容易に高めることができる。

なお、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明の電子制御装置は、二輪車に好適である。

１０‥電子制御装置
１２‥封止樹脂部
２０‥電源基板（回路基板）
２１‥第１の対向面（基板面）
２２‥第１の外面
２７‥第１のカードエッジ端子部
３０‥制御基板（回路基板）
３１‥第２の対向面（基板面）
３２‥第２の外面
３６‥第２のカードエッジ端子部
４１‥端子
４２‥端子
４２ａ‥接触面
５１‥基材
５２‥配線層
５３‥配線層
５４‥ソルダレジスト
５５‥ソルダレジスト
６０‥印刷層
６１‥記号
６２‥第１の包囲部
６３‥第１の領域
６４‥第２の領域
６５‥第３の領域
７０‥印刷層
７２‥第２の包囲部

Claims

各々のカードエッジ端子部が同一方向を向き且つ各々の基板面同士が互いに対向している２つの回路基板と、
この２つの回路基板にそれぞれ実装されている複数の電子部品と、
前記各々のカードエッジ端子部のみを露出させると共に、前記複数の電子部品及び前記２つの回路基板の全体を封止している樹脂製の封止部材と、を含み、
前記各々のカードエッジ端子部は、前記基板面に設けられた複数の端子と、各々の前記端子を囲んでいる電気絶縁性の印刷層とを有し、
この印刷層の表面は、前記回路基板の厚み方向に、前記各端子の接触面よりも高く設定され、
前記２つの回路基板は、各々の前記カードエッジ端子部に向かうにつれて、互いの間隔が広がるように、テーパ状に配置されている、ことを特徴とする電子制御装置。
前記２つの回路基板は、それぞれ、電気絶縁性の板状の基材と、この基材の面に設けられている配線層と、前記基材の表面を被覆している電気絶縁性のソルダレジスト層と、を含み、
前記印刷層は、シルク印刷により、前記ソルダレジスト層の表面に印刷されているシルク印刷層である、ことを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。