JPH09232711A - 特に電子制御装置内で使用される装置 - Google Patents

特に電子制御装置内で使用される装置

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JPH09232711A
JPH09232711A JP9029478A JP2947897A JPH09232711A JP H09232711 A JPH09232711 A JP H09232711A JP 9029478 A JP9029478 A JP 9029478A JP 2947897 A JP2947897 A JP 2947897A JP H09232711 A JPH09232711 A JP H09232711A
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JP9029478A
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Thomas Dipl Ing Wiesa
ヴィーザ トーマス
Dieter Dipl Phys Karr
カル ディーター
Ralph Dipl Ing Schimitzek
シミツェク ラルフ
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 電子制御装置内で使用する装置におい
て、構成部品群支持体とモジュール構成ユニットとを備
えており、このモジュール構成ユニット１０の、電子的
構成素子を装着されていない方の下側と、構成部品群支
持体２とが大きな面積でろう接されている。このろう接
はリフローろう接法により行われ、かつ自動化可能であ
り、かつ大量生産に適している。モジュール構成ユニッ
トの電気的結合は構成部品群支持体上でのモジュール構
成ユニットの機械的な結合とは空間的かつ電気的に分離
されて行われる。 【効果】 レイアウト及び機能に関して種々異なる複数
のモジュール構成ユニットを構成部品群支持体上でフレ
キシブルに組み合わせることにより、定められた要求プ
ロファイルへの極めて簡単な適合がフレキシブルに可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は特に電子制御装置内
で使用される装置であって、第１の構成部品群支持体
と、結合導線を介して互いに電気的に結合された構成素
子を取付けた第２の構成部品群支持体から成る少なくと
も１つのモジュール構成ユニットとを備えており、この
モジュール構成ユニットがろう接を介して第１の構成部
品群支持体に結合されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許公開第４２０８５
９４号明細書よれば、例えばプリント配線板であること
のできる第１の構成部品群支持体を備えたこの種の装置
はすでに公知であり、この装置はこの第１の構成部品群
支持体にろう接されたモジュール構成ユニットを備えて
おり、このモジュール構成ユニットは第２の構成部品群
支持体と、これに取付けられた構成素子とから成る。ド
イツ連邦共和国特許公開第４２０８５９４号明細書に開
示されているモジュール構成ユニットは、リフロー（Ｒ
ｅｆｌｏｗ）ろう接法で取付けられたＳＭＤ（Ｓｕｒｆ
ａｃｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）構成素子を備
えた第２の構成部品群支持体としてプリント配線シート
を有しており、これらのＳＭＤ構成素子はプリント配線
シートに設けられた導体路により互いに結合されてい
る。このモジュール構成ユニットは故障したプリント配
線板の修理に役立てられ、又はモジュール構成ユニット
に取付けられた別の電子的構成素子によりプリント配線
板レイアウトの補完に役立てられる。この目的のため
に、プリント配線シートは、第１の構成部品群支持体の
ピンとして記載されている電気的接触箇所にろう接され
ている。プリント配線シートの震動に対する強度は、プ
リント配線シートとプリント配線板との間に取付けられ
た接着剤により保証されている。この場合の欠点とみな
すべきところは、プリント配線シートをプリント配線板
上に取付ける際に、接着剤による付加的な機械的な固定
と、ピンとのろう接とを別々の作業ステップで行わなけ
ればならないことにある。接着剤及びピンを介してはモ
ジュール構成ユニットの良好な熱排出がほとんど不可能
である。さらに欠点とするところは、構成素子の接触ピ
ンにろう接されたモジュール構成ユニットはプリント配
線板の、構成素子を装着されていない方の背面にしか取
付けられることができず、かつろう接が手により行われ
なければならないことにある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上記欠
点を排除することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、請求項１に記載したように、第２の構成部品群支持
体が、構成素子を装着されていないその下側と、第１の
構成部品群支持体の上側との間に大きな面積で取付けら
れたろう層により第１の構成部品群支持体に結合されて
いることにより解決される。
【０００５】
【発明の効果】請求項１の特徴概念に記載の構成は、モ
ジュール構成ユニットの基板を形成している第２の構成
部品群支持体の、構成素子を装着されていない方のその
下側が第１の構成部品群支持体に大きな面積でろう接さ
れることにより、モジュール構成ユニットの機械的な固
定が簡単に行われるので有利である。この種のろう接は
リフロー（Ｒｅｆｌｏｗ）ろう接法により行われ、かつ
自動化可能であり、かつ大量生産に適している。さらに
この種のろう層はモジュール構成ユニットから第１の構
成部品群支持体への熱伝導を極めて著しく改善し、その
結果、モジュール構成ユニットの同時的な冷却を生ぜし
める。さらに、モジュール構成ユニットの電気的結合
が、構成部品群支持体上でのモジュール構成ユニットの
機械的結合から空間的にも電気的にも切り離されて行わ
れるので有利である。それというのは、このことによ
り、モジュール構成ユニットの電気的接続部が機械的な
応力を受けないからである。さらに、第１と第２の構成
部品群支持体上の構成素子及び結合導線が互いに異なる
寸法を有することがてきるのが特別有利である。さらに
例えば、極めて細かい構造寸法、要するに例えば極めて
狭い導体路幅と極めて小さいスルーホールボンディング
を備えたモジュール構成ユニットを、極めて粗く形成さ
れた構造寸法を有する構成部品群支持体上に設けること
が可能である。モジュール構成ユニットの装着及び配線
が分離された方法で行われるため、第１の構成部品群支
持体上の粗い構造寸法の製作時には、モジュール構成ユ
ニット上の著しく密な構造の製作時と同様な精度と注意
とを考慮する必要がない。このことにより、製作コスト
が著しく削減される。さらに、小さな構造寸法を有する
モジュール構成ユニットの使用はスペースの節約に通じ
る。
【０００６】本発明の別の構成がその他の請求項に記載
されている。請求項２に記載の構成によれば、モジュー
ル構成ユニットが第１の構成部品群支持体上のその他の
特別な構成素子の存在に無関係に、定められた付加的な
機能を準備するために種々の構成部品群支持体上にフレ
キシブに取付けられることができる。これにより、モジ
ュール構成ユニットは簡単に、新しい付加的な機能を備
えて第１の構成部品群支持体上に補完的に取付けられる
構成部材とみなされることができる。レイアウト及び機
能に関して種々異なる多数のモジュール構成ユニットを
電子制御装置の構成部品群支持体上にフレキシブルに組
合わせることにより、定められた要求プロファイルへの
電子制御装置のフレキシブルな適合が極めて簡単に可能
である。
【０００７】請求項３及び４にもとづく多層サブストレ
ートを使用すれば、第２の構成部品群支持体上での構成
素子の電気的配線を複数の層で行うことができることに
より、第２の構成部品群支持体の有利な構成が可能とな
る。
【０００８】請求項５及び６にもとづくモジュール構成
ユニットの電気的接続面の構成は、モジュール構成ユニ
ットと、第１の構成部品群支持体上の結合導線の接続部
との間の電気的結合の簡単な製作を有利に可能ならしめ
る。
【０００９】請求項７及び８にもとづく本発明の構成
は、スタンプ（Ｓｔｅｍｐｅｌ）ろう接時の改善された
熱結合を可能ならしめる。請求項７に基づく接続面のメ
タライジングされた切欠により、熱は容易に接続面の下
方のろう層へ達する。請求項８にもとづき、接続面のメ
タライジングされた上方及び下方の層の結合により、ス
タンプろう接時の熱は接続面の上側からその外縁を介し
て、ろう層の上方に位置する下側へ伝達される。
【００１０】本発明にもとづく装置の適当な製法が請求
項１０及び１１に記載されている。接続面上の電気的接
続部の間隔は十分大きく、その結果、接続部をリフロー
ろう接法によりろう接することができるため、第２の構
成部品群支持体と第１の構成部品群支持体とのろう接、
並びにモジュール構成ユニットの電気的接続部のろう接
が１つの共通のリフローろう接プロセスにより実施され
ることができる。モジュール構成ユニットの接続部が互
いに密に位置している場合には、これらの接続部は、第
１の構成部品群支持体上へモジュール構成ユニットをろ
う接した後に、第１の構成部品群支持体の接続部にスタ
ンプろう接法によりろう接される。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に図示の実施例につき本発明を
詳しく説明する。
【００１２】図１は電子制御装置１の第１の構成部品群
支持体２の一部を示す。この第１の構成部品群支持体２
上にはモジュール構成ユニット１０が取付けられてお
り、このモジュール構成ユニット１０は電子的構成素子
１２，１３を取付けた第２の構成部品群支持体１１から
成っている。構成素子１２，１３は例えば電子制御回路
又は類似の論理制御回路を成している。図示の実施例で
はケーシングを備えない構成素子１２がチップオンボー
ド技術（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ Ｔｅｃｈｎｉ
ｋ）で第２の構成部品群支持体１１上に取付けられてお
り、かつボンドワイヤを介して図示されていない結合導
線に結合されている。第２の構成部品群支持体１１は保
護のためにキャップ状のエポキシド・サブストレート、
いわゆる“グローブトップ”（Ｇｌｏｂｅ Ｔｏｐ）４
により覆われている。構成素子１２の他に、さらに別の
構成素子、例えばＳＭＤ構成素子が第２の構成部品群支
持体１１上に配置されることができる。構成素子１２，
１３は図１には図示されていない結合導線を介して互い
に結合されており、かつ第１の構成部品群支持体２上に
場合により存在するその他の構成素子に無関係に、モジ
ュール構成ユニット１０に対応した少なくとも１つ機能
を備えていて、モジュール構成ユニット１０を電子制御
装置内に組込むことにより供用される電子回路を形成し
ている。図１の左側の範囲内にはモジュール構成ユニッ
ト１０の接続面２０が示されている。
【００１３】図１に一点鎖線ＩＩの円で囲った部分は図
２に示す実施例で構成素子を省いて拡大されて図示され
ている。図２に示す実施例では、構成部品群支持体２は
フレキシブルなプリント配線シート３から成っており、
このプリント配線シート３は両側に銅層５，６により被
覆されたポリイミド層７を備えており、このポリイミド
層７は、非導電的なプレプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）層８
を介して例えばアルミニゥムから成るメタルキャリヤ９
に結合されている。メタルキャリヤ上にフレキシブルな
又は剛性的なその他の薄膜を積層したものを使用するこ
とも可能である。モジュール構成ユニット１０の構成部
品群群支持体１１（そのうちの接続面２０を備えた縁領
域だけが図示されている）は、４つの銅層２１，２２，
２３，２４を備えた多層サブストレートから成る。銅層
の間には、個々の銅層を互いに仕切るポリイミド層１
４，１５，１６が配置されている。付加的に設けられる
付着媒介層１８，１９がポリイミド上への銅層の付着の
ために役立っている。銅層２４の下方には電気的に絶縁
性であると共に良好な熱伝達性の材料から成るプレプレ
グ層１７が取付けられており、このプレプレグ層１７上
には大きな面積で形成された１部分から成る銅平面２５
が取付けられており、この銅平面は構成部品群支持体１
１の下側を形成している。構成部品群支持体１１は最終
的に、銅層２５の下方に大きな面積で取付けられた鉛／
錫ろうから成るろう層４０を介して構成部品群支持体２
の表面上の銅層２５に結合されている。
【００１４】このろう接の製作は例えば、まず、ろう層
４０を構成部品群支持体２上に押圧法により大きな面積
で取付け、次いで第２の構成部品群支持体１１をろう層
４０上に載着せしめ、しかる後に、第２の構成部品群支
持体１１を炉内でリフローろう接法により第１の構成部
品群支持体２にろう接せしめることにより行われる。
【００１５】モジュール構成ユニット１０上に位置する
構成素子１２，１３の配線は第２の構成部品群支持体１
１の４つの銅層２１，２２，２３，２４上の導体路を介
して行われ、その際、種々の銅層上の結合導線はスルー
ホールボンディングにより互いに結合される。図２に示
す実施例では、例えばスルーホールボンディング２７を
介して銅層２１上の導体路が銅層２２上の導体路に結合
される。後者の導体路は同様にスルーホールボンディン
グ２８を介して第３の銅層２３上の導体路に、かつ第３
のスルーホールボンディング２９を介して第４の銅層２
４上の導体路に結合される。モジュール構成ユニット１
０の導体路及びスルーホールボンディングは第１の構成
部品群支持体２の構造と異なる寸法で形成されることが
できる。例えばモジュール構造ユニット１０の構成部品
群支持体１１上に位置する導体路は例えば７５ミクロン
の幅を有し、スルーホールボンディングの直径は同様に
７５ミクロンである。これに対して、第１の構成部品群
支持体２上の導体路は例えば３００ミクロンの幅を有
し、かつスルーホールボンディングの直径は５００ミク
ロンである。
【００１６】モジュール構成ユニット１０の図２に示す
接続面２０は、側方で第２の構成部品群支持体１１から
導出された両方の銅層２２，２３と、これらの間に位置
するポリイミド層１５から形成されている。銅層２２，
２３の、接続面２０を形成している部分はモジュール構
成ユニット１０の個々の電気的接続部３２を備えてい
る。接続部３２は、銅層２２，２３上に位置していてス
ルーホールボンディング３０，３１を介して互いに結合
された結合導線により形成されている。
【００１７】スルーホールボンディング３０，３１の下
方には鉛／錫ろうから成るろう接コンタクト３５が設け
られている。各ろう接コンタクトは第１の構成部品群支
持体２の銅層５上に位置する導体路の電気的接続部３６
に取付けられており、その結果、モジュール構成ユニッ
ト１０はこれらのろう接コンタクト３５を介して第１の
構成部品群支持体２上に位置するその他の回路部分に電
気的に結合されている。接続部３２と接続部３６とのろ
う接はスタンプろう接プロセスにより行われることがで
きる。その場合、まず、ろうを接続部３６上に取付け、
次いで接続部３２を備えた構成部品群支持体１１をろう
上に載着する。しかる後に、熱ポンチが上方から接続部
３２上へ圧着される。熱伝導性のスルーホールボンディ
ング３０，３１を介して熱が接続面２０の下側へ達し
て、ろうを溶解せしめる。このスタンプろう接法は、接
続部３２が接続面２０上で極めて狭い間隔で互いに並ん
で位置する場合にはいつでも電気的接続部の結合のため
に使用される。接続部密度がさして大きくなく、接続部
が互いに遠く離れている場合には、接続部のろう接はリ
フローろう接プロセスで行われることができる。その場
合特に、ろう接コンタクト３５をろう層４０と一緒に１
リフローろう接プロセスでろう接することも可能であ
る。
【００１８】図３に示す実施例は図２に示す実施例に対
してわずかにしか異なっていない。図３に示す接続面２
０はろう接コンタクト３５の領域内にスルーホールボン
ディング３０，３１を有していない。この場合、接続部
３２の、ろう接コンタクト３５の上方に位置する下側へ
の熱の伝達のために、銅層２２，２３が接続面２０の外
縁３８のところで互いに結合されている。
【００１９】図４に示す実施例では、第１の構成部品群
支持体２が、これにろう接されたモジュール構成ユニッ
ト１０と、分散した別の構成素子４４，４５，４６とを
備えている。メタルキャリヤ９上にプリント配線シート
３が接着されている。メタルキャリヤ９はこのプリント
配線シート３と共に構成部品群支持体２を形成してい
る。この構成部品群支持体２の上方領域内にフレキシブ
ルな導体路５０が取付けられており、この導体路は電子
制御装置１からの差込結合部材の導出を可能ならしめて
いる。この導体路５０はスタンプろう接プロセスにより
構成部品群支持体２の接続面５１に結合されている。構
成部品群支持体２上には構成素子１２，１３を備えたモ
ジュール構成ユニット１０も配置されている。このモジ
ュール構成ユニット１０は接続面２０上に位置する接続
部３２を介して構成部品群支持体２上の図示されていな
い接続部３６に結合されている。構成部品群支持体２上
にはモジュール構成ユニット１０の他に、ＳＭＤ構成素
子であることのできるその他の電子的構成素子４４，４
５，４６が配置されている。これらの構成素子４４，４
５，４６はモジュール構成ユニット１０と無関係に又は
これと一緒に１リフローろう接法により構成部品群支持
体２上にろう接されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子制御装置の構成部品群支持体と、これにろ
う接されたモジュール構成ユニットとの横断面を部分的
に示す図である。
【図２】本発明の第１実施例にもとづく装置を図１の一
点鎖線の円ＩＩで囲った部分の拡大図として示した図で
ある。
【図３】本発明の第２実施例を図２と同様に示す図であ
る。
【図４】電子制御装置内で使用可能な構成部品群支持体
の１実施例をこれにろう接したモジュール構成ユニット
及びその他の分散した電子的構成素子と共に示す図であ
る。
【符号の説明】
１ 電子制御装置、 ２ 第１の構成部品群支持体、
３ プリント配線シート、 ４ グローブトップ、
５，６ 銅層、 ７ ポリイミド層、 ８ プレプレグ
層、 ９ メタルキャリヤ、 １０ モジュール構成ユ
ニット、 １１第２の構成部品群支持体、 １２，１３
電子的構成素子、 １４，１５，１６ポリイミド層、
１７ プレプレグ層、 １８，１９ 付着媒介層、
２０接続面、 ２１，２２，２３，２４ 銅層、 ２５
銅平面、 ２７，２８，２９，３０，３１ スルーホ
ールボンディング、 ３２ 電気的接続部、 ３５ろう
接コンタクト、 ３６ 電気的接続部、 ３８ 外縁、
４０ ろう層、４４，４５，４６ 電子的構成素子、
５０ 導体路、 ５１ 接続面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディーター カル ドイツ連邦共和国 ティーフェンブロン メーリケシュトラーセ 10 (72)発明者 ラルフ シミツェク ドイツ連邦共和国 オーバースウルム ズ ルツバッハ フリューリングスシュトラー セ 13

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特に電子制御装置内で使用される装置で
    あって、第１の構成部品群支持体（２）と、結合導線を
    介して互いに電気的に結合された構成素子（１２，１
    ３）を取付けた第２の構成部品群支持体（１１）から成
    る少なくとも１つのモジュール構成ユニットとを備えて
    おり、このモジュール構成ユニットがろう接結合部を介
    して第１の構成部品群支持体（２）に結合されている形
    式のものにおいて、第２の構成部品群支持体（１１）
    が、構成素子を装着されていない方のその下側（２５）
    と、第１の構成部品群支持体（２）の上側（５）との間
    に大きな面積で取付けられたろう層（４０）により第１
    の構成部品群支持体（２）に結合されていることを特徴
    とする特に電子制御装置内で使用される装置。
  2. 【請求項２】 第２の構成部品群支持体（１１）に設け
    られた構成素子（１２，１３）及び結合導線が、第１の
    構成部品群支持体（２）に取付けられたその他の構成素
    子（４４，４５，４６）及び又はその他のモジュール構
    成ユニットに無関係に、モジュール構成ユニット（１
    ０）の少なくとも１つの機能を生ぜしめる少なくとも１
    つの電気的回路を形成している請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 第２の構成部品群支持体（１１）が多層
    サブストレートから成り、この多層サブストレートにお
    いて結合導線が複数の層（２１，２２，２３，２４）を
    介して案内されている請求項１又は２記載の装置。
  4. 【請求項４】 第２の構成部品群支持体（１１）が、複
    数の銅層（２１、２２、２３、２４）を備えたポリイミ
    ド製のフレキシブルなプリント配線シートから成る請求
    項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 モジュール構成ユニット（１０）の個々
    の電気的接続部（３２）が、第２の構成部品群支持体
    （１１）に側方で平行に接続される少なくとも１つの接
    続面（２０）上に設けられており、かつ外側の配線のた
    めに接続面２０の下側でろう接コンタクト（３５）を介
    して、第１の構成部品群支持体（２）に設けた接続部
    （３６）に導電的に結合されている請求項１から４まで
    のいずれか１項記載の装置。
  6. 【請求項６】 第２の構成部品群支持体（１１）の一方
    の側に設けた少なくとも１つの接続面（２０）が、２つ
    の内側の層（２２，２３）と、これらの層の間に設けた
    絶縁層（１５）とを一緒に平行に延長させて側方へ導出
    案内することにより形成されている請求項５記載の装
    置。
  7. 【請求項７】 少なくとも１つの接続面（２０）が、メ
    タライジングされた内壁を備えた切欠（３０，３１）を
    備えており、この切欠が電気的ろう接コンタクト（３
    ５）の上方に配置されている請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 接続面（２０）の上側（２２）と下側
    （２３）とを形成している両方の層が、接続面（２０）
    の、第２の構成部品群支持体（１１）とは逆の側の外縁
    (３８)のところで互いに結合されている請求項６又は７
    記載の装置。
  9. 【請求項９】 少なくとも１つのモジュール構成ユニッ
    ト（１０）の外側に、別の分離した電子的構成素子（４
    ４，４５，４６）、特にＳＭＤ構成素子が第１の構成部
    品群支持体（２）上に設けられている請求項１から８ま
    でのいずれか１項記載の装置。
  10. 【請求項１０】 請求項７又は８記載の装置の製法にお
    いて、第２の構成部品群支持体（１１）の、構成素子を
    装着されていない方の側（２５）をリフローろう接法に
    より、第１の構成部品群支持体（２）に大きな面積でろ
    う接し、かつ、モジュール構成ユニット（１０）の、第
    ２の構成部品群支持体（１１）に側方で平行に接続され
    る少なくとも１つの接続面（２０）上の個々の電気的接
    続部（３５）を、同じリフローろう接法で第１の構成部
    品群支持体（２）の接続部（３６）にろう接することを
    特徴とする製法。
  11. 【請求項１１】 請求項７又は８記載の装置の製法にお
    いて、第１の方法ステップで、第２の構成部品群支持体
    （１１）の、構成素子を装着されていない方の側（２
    ５）をリフローろう接法により第１の構成部品群支持体
    （２）に大きな面積でろう接し、かつ、第２の方法ステ
    ップで、モジュール構成ユニット（１０）の、第２の構
    成部品群支持体（１１）に側方で平行に接続される少な
    くとも１つの接続面（２０）上の個々の電気的接続部
    （３５）を、スタンプろう接プロセスにより第１の構成
    部品群支持体（２）の接続部（３６）にろう接すること
    を特徴とする製法。
  12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１記載の装置の製法
    において、モジュール構成ユニット（１０）を第１の構
    成部品群支持体（２）にろう接するためのリフローろう
    接法の実施中に、第１の構成部品群支持体（２）上に設
    けられる付加的なＳＭＤ構成素子（４４,４５,４６）を
    ろう接することを特徴とする製法。
JP9029478A 1996-02-17 1997-02-14 特に電子制御装置内で使用される装置 Abandoned JPH09232711A (ja)

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