JPWO2016084537A1 - 電子制御装置 - Google Patents

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Abstract

低コストと生産性を両立した高信頼性の電子制御装置を提供する。マイクロコンピュータ等の電子部品を実装した制御基板において、制御基板の一端は外部とのインターフェースとなる接続部を有し、前記制御装置が樹脂封止される構造において、前記接続部は前記封止樹脂から露出し、前記封止樹脂は前記接続部の外周を凹型に囲い、凹型ハウジングを有することを特徴とする電子制御装置。

Description

本発明は、自動車用に用いられるエンジンコントロールユニットや自動変速機コントロールユニットなどの電子制御装置に関わり、特に、電子制御装置の筐体構造に関する。
環境問題、エネルギー問題を背景に自動車の電装化が加速しており、電子制御装置の搭載数が大幅に拡大している。これにより、電子制御装置の搭載場所が限られ、自動車の中でも環境が厳しいエンジンルームへの搭載が余儀なくされている。一方で、自動車の快適性向上に向けた、キャビンスペースの拡大に伴い、エンジンルームが小型化されてきている。このように、小型化されるエンジンルームに多数の電子制御装置、それらのワイヤーハーネスが配置されるため、レイアウト難、重量増加、コスト増加が問題となっている。このため、電子制御装置には、小型化、軽量化、低コスト化が求められている。加えて、ワイヤーハーネスが短縮される傾向にある。これに伴い、例えばエンジン制御装置は、よりエンジンに近い位置に搭載されることとなり、エンジンの高熱、高振動がエンジン制御装置に及ぼす影響が懸念される。よって電子制御装置の耐熱性、耐振動性を向上させる必要がある。この対応策として電子部品を実装した制御基板を樹脂封止する構造が知られている（特許文献１参照）。
特許文献１に記載の電子制御装置は、電子部品を実装した回路基板と、電子部品を覆う樹脂封止部と、接続用金属端子を有し樹脂封止部より露出した凸型コネクタと、樹脂封止部の外周に巻きつけられたシール材とを有し、小型化、低コスト化が可能であり且つ信頼性を有する電子回路装置を提供することができる。
特開2006-173402号公報
しかしながら特許文献１記載の構造では、樹脂封止部の外周に沿ってシール材を設けることにより、生産効率の低下、高コスト化が問題となる。また、樹脂封止部とは別体の凹型コネクタで電子制御装置を覆う構造となっており、凹型コネクタサイズが大型化してしまう。よって、低コストで生産プロセスを簡易化でき、凹型コネクタを小型化できる電子制御装置を提供することが課題である。
上記課題を解決するため、本発明の電子制御装置は、電子部品を実装した基板と、前記基板の少なくとも一端に設けられ、外部との電気的接続を行うための接続部と、前記基板を封止する封止樹脂と、を備える電子制御装置において、前記接続部は前記封止樹脂から露出しており、前記封止樹脂は、露出した前記接続部の外周を凹型に囲う凹型ハウジングを備えることを特徴とする電子制御装置。
本発明によれば、基板を封止する樹脂と、外部との接続部を囲う凹型ハウジングとが一体かつ同一材料で成型されるので、低コストと生産性を両立した高信頼性の電子制御装置を提供することができる。
電子制御装置の全体斜視図 図１に示す制御装置の断面図 実施例１の制御装置の製造方法 図3（ｃ）の正面図 実施例１の制御装置のコネクタ間口例 実施例２の制御装置の断面図
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、電子制御装置の構成と組立て手順を添付図面に基づいて説明する。
図１は、第１の本実施形態の制御装置を示す斜視図である。図２は、図１に示す制御装置の断面図である。
図１、図２に示すように、本発明の制御装置はマイクロコンピュータ等の電子部品１を実装した制御基板２と、封止樹脂３から構成される。
制御基板２は、ガラスエポキシ樹脂等をベースとした樹脂配線板を用いるとよい。外部インターフェースである接続部は、制御基板２の一端に電極４を有し、その電極４は基板両面の表層に形成させる。接続部は、車両側コネクタなどの外部コネクタと嵌合し、外部端子と電気的に接続される。制御基板２の両面に電極４を配置させることにより、電極数を増加することができ、制御基板２の小型化が可能となる。尚、電極４は制御基板２の一端のみでなく、２辺、３辺、４辺に配置してもよい。
次に、図３を用いて本発明の制御装置の製造方法について説明する。まず、図３（ａ）に示す電子部品１を実装した制御基板２を、図３（ｂ）に示すように下金型７にセットする。その際、下金型７と制御基板２の位置決め機構、制御基板２の固定機構が必要となる。下金型７に位置決めピン８を設けておき、そこに基板固定部材６の凹部をあわせてセットする。基板固定部材６の凹部の反対側は凸部形状となっており、そこに制御基板２の貫通孔部が合わさるように搭載する。この基板固定部材６を複数個所に設けることで、下金型７と制御基板２の位置決めを行う。次に、制御基板２の貫通孔部１５に基板固定材６の上下を反転させ凸部を挿入する。最後に上金型９をセットし、制御基板２を基板固定部材６を介して金型で挟み込むことにより、制御基板２の固定を行う。これにより、樹脂封止時の成形圧力によるに制御基板２のばたつきを抑制できる。また、他にインサート成形する部品がある場合は、この工程にて金型にセットするとよい。
次に、図３（ｃ）に示すように、凹型ハウジング５を形成するためのスライド金型１０をセットする。この際、（Ａ）視点の図を図４に示すが、スライド金型１０には制御基板２の外形よりも大きい開口部１１を設け、制御基板２が開口部１１を通過するようにスライド金型１０をスライドさせながら所定の位置にセットする。
また、制御基板２が封止樹脂３から露出する長さＬと凹型ハウジング５の深さＤの関係は、Ｌ＜Ｄとするとよい。これにより、制御基板２の電極４を保護でき、車両側コネクタを挿入し、固定する際に、十分な保持力を確保できる。
また、凹型ハウジングの内面に、外部コネクタである車両側コネクタの挿入を容易にするガイド部を形成させるよう、スライド金型１０に溝を設けるとよい。ガイド部は、車両側コネクタの形状に合わせた形状になる。
次に、図３（ｄ）に示すように、制御基板２の電極４を保護し、制御基板２とスライド金型１０の隙間を埋めるようキャップ材１２をセットする。キャップ材１２の材料としては、セットする際に制御基板２の電極４を傷つけないよう、電極材よりも柔らかく、キャップ先端を金型に押し当てた際にキャップが金型形状にならい、隙間を塞げるように、金型材、制御基板材よりも柔らかく、樹脂封止時の成形圧にも耐えられるような剛性を持ち、成形温度よりも高い耐熱性を持つ材料を選択するとよい。
この方法により金型で制御基板２を直接挟み込む必要が無いため、制御基板２の損傷を防止できる。また、凹型ハウジング内面に金型合せ部が無いため、樹脂バリの発生を防止でき、凹型ハウジング内面とそこに挿入される車両側コネクタ部の外周の間にシール材を設置した場合でも、信頼性のある防水性を提供可能である。
尚、凹型ハウジング５のサイズが大きすぎるとシール性能に影響を与えるため、電子制御装置のサイズによって、凹型ハウジング５の間口数を変えるとよい。図１には２間口の例を示したが、電子制御装置サイズが小さい場合は、図５に示すように、凹型ハウジング５は１間口でもよい。
次に、図３（ｅ）に示すように、液状の封止樹脂を注入する。樹脂材は熱硬化性のエポキシ、ポリエステルであるとよい。また、熱可塑性樹脂であってもよい。封止工法としては、トランスファーモールド、圧縮成形、ホットメルト、ポッティング、射出成形であるとよい。
最後に、樹脂硬化後に、図３（ｆ）に示すように、金型を分解し、電子制御装置を完成させる。
実施例２の形態を実施例１と比較し説明する。実施例１では、制御基板２の外部インターフェースとの接続部を基板表面の電極４としたが、実施例２では、スルーホール電極とした場合について、電子制御装置の構成と組立て手順を図６に基づいて説明する。
スルーホール電極の場合、車両側コネクタと接続するためには端子１６が必要となる。端子１６は必要な本数を予め端子保持板１７に挿入し、端子モジュールを製作する。次に、電子部品１を実装した制御基板２に端子１６を挿入する。制御基板２のスルーホールと端子１６間の接続は、はんだ接続、またはプレスフィット接続とするとよい。次工程の樹脂封止工程は、実施例１と同様である。
以上、本発明に係る制御装置の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
１ 電子部品
２ 制御基板
３ 封止樹脂
４ 電極
５ 凹型ハウジング
６ 基板固定部材
７ 下金型
８ 位置決めピン
９ 上金型
１０ スライド金型
１１ 開口部
１２ キャップ材
１５ 制御基板の貫通孔部
１６ 端子
１７ 端子保持板

Claims (8)

  1. 電子部品を実装した基板と、
    前記基板の少なくとも一端に設けられ、外部との電気的接続を行うための接続部と、
    前記基板を封止する封止樹脂と、を備える電子制御装置において、
    前記接続部は前記封止樹脂から露出しており、
    前記封止樹脂は、露出した前記接続部の外周を凹型に囲う凹型ハウジングを備えることを特徴とする電子制御装置。
  2. 前記基板は、前記接続部の表層に電極を有し、前記電極が前記封止樹脂から露出していることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
  3. 前記封止樹脂は熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
  4. 前記基板の前記封止樹脂から露出した長さＬと、前記凹型ハウジングの深さＤの関係がＬ＜Ｄであることを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。
  5. 前記凹型ハウジング内と外部コネクタとが嵌合し、前記外部コネクタの端子が前記電極に接続されることを特徴とする請求項４に記載の電子制御装置。
  6. 前記凹型ハウジングの内面には前記外部コネクタの形状に合わせたガイド部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。
  7. 前記電極は、前記基板が前記封止樹脂によって封止される際に、キャップ材で保護されることを特徴とする請求項３記載の電子制御装置。
  8. 前記基板は、前記基板が前記封止樹脂によって封止される際に、前記封止樹脂用の金型の間に設けられた固定部材で固定されることを特徴とする請求項３記載の電子制御装置。
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