JPH06334358A - 電装ユニット及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放熱性と耐水性及び耐振性に優れた小型かつ
堅牢な電装ユニットを提供する。 【構成】 コネクタ１４に接続される下側基板１７をコ
ネクタ１４に一体成型された下側ケース１６に固着して
組み立てた下ブロック１２と、上側基板２２を上側ケー
ス２１に固着して組み立てた上ブロック１３とを、上側
ケース２１を回路部品収容空間２５を画成して下側ケー
ス１６に固定することにより一体化し、ケース１６，２
１外に延びる下側リード端子２０と上側リード端子２４
を互いに半田付けして接続した後で、下側及び上側のリ
ード端子２０，２４の接続箇所を覆って下側ケース１６
と上側ケース２１に蓋１５を結合することにより、放熱
性と耐水性及び耐振性に優れた小型かつ堅牢な電装ユニ
ット１１を組み立てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、耐久性を高め製造コ
ストを低減した電装ユニット及びその組立方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載される電装ユニットは、車室
内の空調制御装置から電子燃料噴射制御装置やアンチロ
ックブレーキ装置或いはナビゲーション装置まで、様々
な用途に用いられており、走行中の振動に常にさらされ
る環境下で安定な動作を果たすための工夫、或いは耐久
性を高め同時に製造コストを引き下げる努力等が不断に
続けられている。こうした電装ユニットは、車室内に配
設されるものもあれば、車室内に比べ振動や温度或いは
湿度といった点で遥かに苛酷な条件のエンジンルーム内
に配設されるものもあり、ユニット内の個別素子の耐久
性とも関連して使用環境が製品仕様や製造コストに及ぼ
す影響は大である。

【０００３】図３に示す従来の電装ユニット１は、主と
して車室内での使用を前提に例えばアンチロックブレー
キ装置のために開発されたものであり、クランク状の放
熱板２ａに螺子止めした出力段トランジスタ２ｂや他の
回路部品２ｃ，２ｄ，２ｅ等をガラスエポキシ基板３上
に搭載した回路ブロック２を、上下に分離可能なアルミ
製ケース４，５内に収容して構成してある。下側ケース
４と上側ケース５の間には、外部からソケット（図示せ
ず）等を差し込むためのコネクタ６が挟持されており、
コネクタ６内を挿通する外部接続用リード端子６ａの末
端部がガラスエポキシ基板３の所要箇所に半田付けされ
る。

【０００４】電装ユニット１の組立は、まずリフロ半田
付けのためのクリーム半田を塗布したガラスエポキシ基
板３に面実装する回路部品２ｅを搭載し、高温加熱によ
りクリーム半田を溶解して回路部品２ｅをガラスエポキ
シ基板３に半田付けし、次に回路部品２ａ〜２ｄ及びコ
ネクタ６を搭載し、コネクタ６を螺子止めしたのち、半
田層に通して半田付けする。さらに、半田付けを終えた
ガラスエポキシ基板３の表面に防湿コーティング材を塗
布し、防湿コーティング材が乾いたのを確認してガラス
エポキシ基板３を下側ケース４内に載置する。そして、
下側ケース４の底面に一体的に突設された螺子止め用ボ
ス部４ａに、止め螺子を螺合させてガラスエポキシ基板
３を下側ケース４に固定する。最後に、下側ケース４の
上面開口部に上側ケース５の下面開口部を合致させ、上
側ケース５を下側ケース４に螺子止めし、電装ユニット
１を完成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の電装ユニッ
ト１は、ガラスエポキシ基板３上に回路部品２ｅをリフ
ロ半田付けする構成であり、従ってエンジンルーム内の
ように環境温度が零下４０度から最高１２０度の範囲で
想定される苛酷な環境下では、耐熱性や放熱性の点で問
題があり、また車室内に比べてエンジンの振動がより直
接的に伝わるエンジンルーム内では、２０Ｇ程度の振動
に耐える実装が要求されるが、放熱板２ａに螺子止めし
てある出力段トランジスタ２ｂなどは、繰り返し振動を
受けることで螺子が緩んでガラスエポキシ基板３から脱
落する危険もあり、またこうした出力段トランジスタ２
ｂやその他の回路部品のいくつかはガラスエポキシ基板
３上に起立配置してあるため、放熱板２ａや他の回路部
品２ｂ〜２ｅの上方にある程度の空間を確保しておかね
ばならず、それだけユニット全体を高さ方向にコンパク
ト化するのが困難であった。従って、従来の電装ユニッ
ト１は、実装効率が悪く、幅或いは長さ方向にも小型化
が難しく、また下側ケース４と上側ケース５は、コネク
タ６を挟持した状態で回路部品収容空間を囲繞して互い
に螺子止めされるが、回路部品収容空間への水滴の侵入
を完全に防ぐことはできず、防湿コーティング材も大量
の水滴には効果がないために、エンジンルーム内のよう
に雨水や泥水が侵入する環境での使用には適さなかっ
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決したものであり、回路部品を搭載した下側基板を下
側ケースの内壁面に固着され、該下側基板から延びる下
側リード端子が前記下側ケースの外に延出する下ブロッ
クと、該下ブロックの前記下側ケースに一体成型され、
前記下側基板にボンディング接続される複数の外部接続
用リード端子を絶縁保持するコネクタと、回路部品を搭
載した上側基板を上側ケースの内壁面に固着され、該上
側基板から延びる上側リード端子が前記上側ケースの外
に延出する上ブロックと、前記上側ケースを回路部品収
容空間を画成して前記下側ケースに固定し、前記下側リ
ード端子と上側リード端子を互いに半田付けして接続し
た後で、該下側及び上側リード端子の接続箇所を覆って
前記下側ケースと上側ケースに結合される蓋とを具備す
る電装ユニットを特徴とするものである。

【０００７】また、この発明は、回路部品を搭載した下
側基板を、外部接続用リード端子を絶縁保持するコネク
タが一体成型された下側ケースの内壁面に固着し、さら
に前記外部接続用リード端子と前記下側基板とをボンデ
ィング接続し、該下側基板から延びる下側リード端子が
前記下側ケースの外に延出する下ブロックを組み立てる
ステップと、回路部品を搭載した上側基板を上側ケース
の内壁面に固着し、該上側基板から延びる上側リード端
子が前記上側ケースの外に延出する上ブロックを組み立
てるステップと、前記上側ケースを回路部品収容空間を
画成して前記下側ケースに固定することにより前記下ブ
ロックと上ブロックとを一体化するステップと、前記下
側リード端子と上側リード端子とを互いに半田付けして
接続するステップと、該下側及び上側リード端子の接続
箇所を覆って前記下側ケースと上側ケースに蓋を結合す
るステップとからなる電装ユニットの組立方法を特徴と
するものである。

【０００８】

【作用】この発明は、コネクタが接続される下側基板を
コネクタに一体成型された下側ケースに固着して組み立
てた下ブロックと、上側基板を上側ケースに固着して組
み立てた上ブロックとを、上側ケースを回路部品収容空
間を画成して下側ケースに固定することにより一体化
し、ケース外に延びる下側リード端子と上側リード端子
を互いに半田付けして接続した後で、下側及び上側のリ
ード端子の接続箇所を覆って下側ケースと上側ケースに
蓋を結合することにより、放熱性と耐水性及び耐振性に
優れた小型かつ堅牢な電装ユニットを提供する。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例について、図１，２
を参照して説明する。図１は、この発明の電装ユニット
の一実施例を示す縦断面図、図２は、図１に示した電装
ユニットの組立工程を示す工程図である。

【００１０】図１に示す電装ユニット１１は、別個に組
立られる下ブロック１２と上ブロック１３及び両ブロッ
ク１２，１３の左端部に挟持されて外部の接続インタフ
ェースとなるコネクタ１４と、両ブロック１２，１３の
右端部を覆う蓋１５とから大略構成される。コネクタ１
４は、クランク状に折り曲げられた複数の外部接続用リ
ード端子１４ａを、断面コ字状の樹脂成型体に上下２列
に保持させたものであり、下ブロック１２のベースとな
るアルミダイキャスト製の下側ケース１６に一体成型さ
れる。下側ケース１６の上面には、ベアチップ等の回路
部品１７ａを搭載したセラミック製の下側基板１７が接
着剤により貼着してあり、この下側基板１７と外部接続
用リード端子１４ａとはボンディングワイヤ１８を介し
て接続される。下側ケース１６の内側にはその上面開口
部付近まで防水樹脂１９が流し込んであり、下側基板１
７上の回路部品１７ａは一様に防水樹脂１９によって埋
め尽くされるが、下側基板１７の右端部から延びる下側
リード端子２０だけは、先端が防水樹脂１９から出て下
側ケース１６の外に延出する。

【００１１】上ブロック１３は、アルミダイキャスト製
の上側ケース２１の内壁面に、ベアチップ等の回路部品
２２ａを搭載したセラミック製の上側基板２２が接着剤
により貼着され、やはり上側基板２２と回路部品２２ａ
とを覆うようにして防水樹脂２３が上側ケース２１の開
口部付近まで注入される。ただし、上側基板２２の一端
部から延びる上側リード端子２４だけは、先端が防水樹
脂２３から出て上側ケース２１の外に延出する。下ブロ
ック１２と上ブロック１３は、下側ケース１６と上側ケ
ース２１を回路部品収容空間２５を区画形成して接着す
ることにより合体され、ケース１６，２１外に突出する
下側リード端子２０と上側リード端子２４は互いに半田
付けにより接続される。蓋１５は、下側ケース１６と上
側ケース２１の右端部に係合する形状をなし、リード端
子２０，２４の半田付け部分を囲繞して下側ケース１６
と上側ケース２１の右端部に組み付けられる。

【００１２】電装ユニット１１の組立にさいしては、最
初に図２（Ａ）に示した下ブロック１２を組み立てる。
まず、下ブロック１２のベースとなるアルミダイキャス
ト製の下側ケース１６とコネクタ１４を一体成型する。
次に、ベアチップ等の回路部品１７ａを搭載したセラミ
ック製の下側基板１７を、下側ケース１６の上面に貼着
する。下側基板１７を下側ケース１６に固着したとき
に、下側基板１７の一側縁がコネクタ１４に保持された
外部接続用リード端子１４ａの末端部にボンディング接
続距離を残して対向する。また、下側基板１７の他側縁
から延びる下側リード端子２０は、下側ケース１６の側
縁に沿って立ち上がり、下側ケース１６の上端で直角に
屈曲して下側ケース１６外に延出する。そこで、コネク
タ１４に保持された外部接続用リード端子１４ａの末端
部を、ボンディング接続装置等を用いて下側基板１７の
一側縁所定箇所にボンディング接続する。最後に、下側
ケース１６の内側に防水樹脂１９を流し込み、回路部品
１７ａを水滴から保護するとともに振動を受けたときの
部品の保持力を強化する。防水樹脂１９は、下側ケース
１６の上面開口部付近まで注入されるため、下側基板１
７上の回路部品１７ａは一様に防水樹脂２３によって埋
め尽くされるが、下側基板１７の右端部から延びる下側
リード端子２０だけは、先端が防水樹脂１９から出て下
側ケース１６の外に延出する。なお、上記工程にて組み
立てた電装ユニットの下ブロック１２は、下側リード端
子２０に検査装置（図示せず）を接続し、検査に合格し
たものだけが実装に供される。

【００１３】一方、図２（Ｂ）に示す上ブロック１３を
組み立てる場合は、ベースとなるアルミダイキャスト製
の上側ケース２１の上面に、ベアチップ等の回路部品２
２ａを搭載したセラミック製の上側基板２２を貼着す
る。上側基板２２を上側ケース２１に固着したときに、
上側基板２２の一側縁から延びる上側リード端子２４が
上側ケース２１の側縁に沿って立ち上がり、上側ケース
２１の上端で直角に屈曲して上側ケース２１の外に延出
する。そこで、上側ケース２１の内側に防水樹脂２３を
流し込み、耐水性と耐振性を付与する。防水樹脂２３
は、上側ケース２１の上面開口部付近まで注入されるた
め、上側基板２２上の回路部品２２ａは一様に防水樹脂
２３によって埋め尽くされるが、上側基板２２の右端部
から延びる上側リード端子２４だけは、先端が防水樹脂
２３から出て上側ケース２１の外に延出する。なお、上
記工程にて組み立てた電装ユニットの上ブロック１３
も、上側リード端子２４に検査装置（図示せず）を接続
し、検査に合格したものだけが実装に供される。

【００１４】こうして別個に組立られた下ブロック１２
と上ブロック１３は、図２（Ｃ）に示したように上側ケ
ース２１と下側ケース１６を上下に対向させ、両ケース
１６，２１の接合面とコネクタ１４への当接面を接着剤
により接着して合体させる。このとき、両ケース１６，
２１から外に延出するリード端子２０，２４は、先端が
軽く接触し合う状態にある。そこで、リード端子２０，
２４の先端を半田付けにより電気的に接続する。これに
より、上ブロック１３の上側基板２２は、上側リード端
子２４と下側リード端子２０を介して下ブロック１２の
下側基板１７に接続され、さらにボンディングワイヤ１
８を介してコネクタ１４内の外部接続用リード端子１４
ａに接続される。

【００１５】リード端子２０，２４どうしの半田付けを
終えたならば、最後に図２（Ｄ）に示したように、リー
ド端子２０，２４の半田付け部分を覆うようにして蓋１
５を組み付け、これにより電装ユニット１１が完成す
る。なお、完成した電装ユニット１１は、外部接続用リ
ード端子１４ａと下側基板１７とのボンディング接続箇
所及び下側リード端子２０と上側リード端子２４との半
田付け箇所について良否判定する必要があり、このため
コネクタ１４に検査装置に通ずるソケット（図示せず）
を差し込み導通試験を行う。

【００１６】このように、上記電装ユニット１１は、回
路部品１７ａ，２２ａを実装するための基板１７，２２
が下側と上側に対向配置されており、しかも回路部品１
７ａ，２２ａ自体もベアチップのように裸に近い小容積
のものを実装できるため、回路部品１７ａ，２２ａの実
装空間を極力小さくしてユニット全体をコンパクト化す
ることができる。また、基板１７，２２をそれぞれ下側
ケース１６と上側ケース２１に固着したことで、広い放
熱面積を使って直接的な熱伝導により良好な放熱が可能
である。また、コネクタ１４は下側ケース１６に一体成
型されているため、コネクタ１４を下側ケース１６に組
み付ける手間は不要であり、それだけ組立性が優れてお
り、しかもコネクタ１４と下側ケース１６間については
特別な防水対策は不要である。さらにまた、下側ケース
１６と上側ケース２１を接合面どうし正規に接着しさえ
すれば、外部から雨水や泥水等が侵入したりする恐れは
なく、さらにまたコネクタ１４が保持する外部接続用リ
ード端子１４ａはボンディングワイヤ１８により下側基
板１７に接続されるため、熱応力や振動による力が発生
しても、ボンディングワイヤ１８がそうした応力を吸収
するため、接続不良を招いたりすることはなく、これに
より放熱性と耐水性及び耐振性に優れた小型でかつ堅牢
な電装ユニット１１を提供することができる。

【００１７】さらに、下側基板１７と上側基板２２がと
もにセラミック製であり、また下側ケース１６と上側ケ
ース２１がともにアルミダイカスト製であるから、下側
基板１７も上側基板２２も広範囲の温度変化する苛酷な
環境下で高温融解したり低温収縮したりする割合が少な
く、形状変化等を引き起こしにくい。また、セラミック
自体は非常に高い熱伝導度を有するため、基板１７，２
２に搭載された回路部品１７ａ，２２ａに放熱板等を組
み付けたりする必要はなく、さらにセラミック製の基板
１７，２２を伝わる熱は、そのままアルミダイカスト製
のケース１６，２１を介して外部に放熱されるため、ケ
ース１６，２１内に熱が閉じ込められることはない。従
って、エンジンルーム内のような苛酷な環境で使用して
も、基板１７，２２に搭載された回路部品１７ａ，２２
ａが常用温度を越える高熱で破壊される心配はない。

【００１８】また、下側ケース１６と上側ケース２１
に、内蔵する基板１７と２２を覆って防水樹脂１９，２
３を注入したので、エンジンルーム内のように雨水や泥
水の侵入にさらされる環境下において使用したときに、
仮にケース１６，２１内に水滴が侵入しても、基板１
７，２２に搭載された回路部品１７ａ，２２ａに直接害
が及ぶことはなく、また基板１７，２２に搭載された回
路部品１７ａ，２２ａは、防水樹脂１９，２３によって
固められているため、エンジンルーム内に伝わる２０Ｇ
に及ぶような振動を受けても回路部品１７ａ，２２ａが
脱落したりする恐れはなく、安定した回路動作が約束さ
れる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、コネ
クタが保持する外部接続用リード端子にボンディング接
続される下側基板を、コネクタに一体成型された下側ケ
ースに固着して組み立てた下ブロックと、上側基板を上
側ケースに固着して組み立てた上ブロックとを、上側ケ
ースを回路部品収容空間を画成して下側ケースに固定す
ることにより一体化し、ケース外に延びる下側リード端
子と上側リード端子を互いに半田付けして接続した後
で、下側及び上側のリード端子の接続箇所を覆って下側
ケースと上側ケースに蓋を結合するようにしたから、回
路部品を実装するための基板が上下に対向配置されてお
り、しかも回路部品自体もベアチップのように裸に近い
小容積のものを実装できるため、回路部品の実装空間を
極力小さくしてユニット全体をコンパクト化することが
でき、基板をケースに固着したことで、広い放熱面積を
使って直接的な熱伝導により良好な放熱が可能であり、
またコネクタは下側ケースに一体成型されているため、
コネクタを下側ケースに組み付ける手間は不要であり、
それだけ組立性が優れており、しかもコネクタと下側ケ
ース間については特別な防水対策は不要であり、さらに
また、下側ケースと上側ケースを接合面どうし正規に接
着しさえすれば、外部から雨水や泥水等が侵入したりす
る恐れはなく、さらにまたコネクタが保持する外部接続
用リード端子はボンディングワイヤにより下側基板に接
続されるため、熱応力や振動による力が発生しても、ボ
ンディングワイヤがそうした応力を吸収するため、接続
不良を招いたりすることはなく、これにより放熱性と耐
水性及び耐振性に優れた小型でかつ堅牢な電装ユニット
を提供することができる等の優れた効果を奏する。

【００２０】また、この発明は、下側及び上側基板が、
ともにセラミック製であり、下側及び上側ケースが、ア
ルミダイカスト製であるから、下側基板も上側基板も広
範囲の温度変化する苛酷な環境下で使用しても、高温融
解したり低温収縮したりする割合が少なく、形状変化を
少なくすることができ、またセラミック自体は非常に高
い熱伝導度を有するため、基板に搭載された回路部品に
放熱板等を組み付けたりする必要はなく、またセラミッ
ク製の基板を伝わる熱は、そのままアルミダイカスト製
のケースを介して外部に放熱されるため、ケース内に熱
が閉じ込められることはなく、従ってエンジンルーム内
のような苛酷な環境で使用しても、基板に搭載された回
路部品が常用温度を越える高熱で破壊される心配はない
等の効果を奏する。

【００２１】また、この発明は、前記下側ケース又は上
側ケースのいずれか少なくとも一方は、内壁面に固着さ
れた前記基板を覆って防水樹脂を注入したので、エンジ
ンルーム内のように雨水や泥水の侵入にさらされる環境
下において使用したときに、仮にケース内に水滴が侵入
しても、基板に搭載された回路部品に直接害が及ぶこと
はなく、また基板に搭載された回路部品は、防水樹脂に
よって固められているため、エンジンルーム内に伝わる
２０Ｇに及ぶような振動が加わっても、回路部品が脱落
したりする恐れはなく、常に安定した回路動作を約束す
ることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電装ユニットの一実施例を示す縦断
面図である。

【図２】図１に示した電装ユニットの組立工程を示す工
程図である。

【図３】従来の電装ユニットの一例を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１１ 電装ユニット １２ 下ブロック １３ 上ブロック １４ コネクタ １４ａ 外部接続用リード端子 １５ 蓋 １６ 下側ケース １７ 下側基板 １７ａ 回路部品 １８ ボンディングワイヤ １９ 防水樹脂 ２０ 下側リード端子 ２１ 上側ケース ２２ 上側基板 ２２ａ 回路部品 ２３ 防水樹脂 ２４ 上側リード端子 ２５ 回路部品収容空間

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路部品を搭載した下側基板を下側ケー
   スの内壁面に固着され、該下側基板から延びる下側リー
   ド端子が前記下側ケースの外に延出する下ブロックと、
   該下ブロックの前記下側ケースに一体成型され、前記下
   側基板にボンディング接続される複数の外部接続用リー
   ド端子を絶縁保持するコネクタと、回路部品を搭載した
   上側基板を上側ケースの内壁面に固着され、該上側基板
   から延びる上側リード端子が前記上側ケースの外に延出
   する上ブロックと、前記上側ケースを回路部品収容空間
   を画成して前記下側ケースに固定し、前記下側リード端
   子と上側リード端子を互いに半田付けして接続した後
   で、該下側及び上側リード端子の接続箇所を覆って前記
   下側ケースと上側ケースに結合される蓋とを具備するこ
   とを特徴とする電装ユニット。
2. 【請求項２】 前記下側及び上側基板は、ともにセラミ
   ック製であり、前記下側及び上側ケースは、アルミダイ
   カスト製であることを特徴とする請求項１記載の電装ユ
   ニット。
3. 【請求項３】 前記下側ケース又は上側ケースのいずれ
   か少なくとも一方は、内壁面に固着された前記基板及び
   該基板に搭載された回路部品を覆って注入した防水樹脂
   を具備することを特徴とする請求項１記載の電装ユニッ
   ト。
4. 【請求項４】 回路部品を搭載した下側基板を、外部接
   続用リード端子を絶縁保持するコネクタが一体成型され
   た下側ケースの内壁面に固着し、さらに前記外部接続用
   リード端子と前記下側基板とをボンディング接続し、該
   下側基板から延びる下側リード端子が前記下側ケースの
   外に延出する下ブロックを組み立てるステップと、回路
   部品を搭載した上側基板を上側ケースの内壁面に固着
   し、該上側基板から延びる上側リード端子が前記上側ケ
   ースの外に延出する上ブロックを組み立てるステップ
   と、前記上側ケースを回路部品収容空間を画成して前記
   下側ケースに固定することにより前記下ブロックと上ブ
   ロックとを一体化するステップと、前記下側リード端子
   と上側リード端子とを互いに半田付けして接続するステ
   ップと、該下側及び上側リード端子の接続箇所を覆って
   前記下側ケースと上側ケースに蓋を結合するステップと
   からなる電装ユニットの組立方法。
5. 【請求項５】 前記下ブロックを組み立てるステップ又
   は前記上ブロックを組み立てるステップのいずれか少な
   くとも一方のステップは、内壁面に固着された前記基板
   及び該基板に搭載された回路部品を覆って防水樹脂を注
   入するステップを含むことを特徴とする請求項４記載の
   電装ユニットの組立方法。