WO2021214504A1 - 電子制御モジュール - Google Patents

電子制御モジュール Download PDF

Info

Publication number
WO2021214504A1
WO2021214504A1 PCT/IB2020/000405 IB2020000405W WO2021214504A1 WO 2021214504 A1 WO2021214504 A1 WO 2021214504A1 IB 2020000405 W IB2020000405 W IB 2020000405W WO 2021214504 A1 WO2021214504 A1 WO 2021214504A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
control module
electronic control
board
electronic
Prior art date
Application number
PCT/IB2020/000405
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
杉原裕宣
Original Assignee
日産自動車株式会社
ルノー エス． ア． エス．
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日産自動車株式会社, ルノー エス． ア． エス． filed Critical 日産自動車株式会社
Priority to CN202080100138.2A priority Critical patent/CN115486210A/zh
Priority to JP2022516267A priority patent/JPWO2021214504A1/ja
Priority to US17/919,863 priority patent/US20230247764A1/en
Priority to BR112022021146A priority patent/BR112022021146A2/pt
Priority to MX2022013104A priority patent/MX2022013104A/es
Priority to EP20932031.6A priority patent/EP4141929A4/en
Priority to PCT/IB2020/000405 priority patent/WO2021214504A1/ja
Publication of WO2021214504A1 publication Critical patent/WO2021214504A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/14—Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/144—Stacked arrangements of planar printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1417—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack having securing means for mounting boards, plates or wiring boards
    • H05K7/142—Spacers not being card guides
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14322—Housings specially adapted for power drive units or power converters wherein the control and power circuits of a power converter are arranged within the same casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/10—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers
    • H01L2225/1005—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/1011—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement
    • H01L2225/1047—Details of electrical connections between containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/10—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers
    • H01L2225/1005—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/1011—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement
    • H01L2225/1076—Shape of the containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/105—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/04—Assemblies of printed circuits
    • H05K2201/042—Stacked spaced PCBs; Planar parts of folded flexible circuits having mounted components in between or spaced from each other
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/20—Details of printed circuits not provided for in H05K2201/01 - H05K2201/10
    • H05K2201/2018—Presence of a frame in a printed circuit or printed circuit assembly
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/284—Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components

Definitions

  • the present invention relates to an electronic control module.
  • An electronic control module in which substrates are laminated has been known conventionally.
  • Einobu Matsumoto et al. Power control unit for hybrid vehicles, Keihin Technical Report, 2016.12.26, Vol. 5, P. 32-P.
  • Reference numeral 35 denotes an electronic control module in which a gate driver board and an ECU (engine control unit) for controlling a PCU (Power Control Unit) for driving a motor are laminated on a power module.
  • contamination may occur from screws or the like when the ECU is laminated and fixed on the gate driver substrate. If such contamination adheres to, for example, an electronic component having a narrow space between terminals arranged on a gate driver board, a short circuit failure may occur between the terminals.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress adhesion of contamination on a substrate in an electronic control module on which substrates are laminated.
  • the electronic control module is arranged on a first substrate on which electronic components are placed on the upper surface and on the upper surface side of the first substrate at intervals, and electronic components are placed on the upper surface. It has a second substrate and a tubular bracket provided between the first substrate and the second substrate and forming a closed space between the first substrate and the second substrate.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the electronic control module of the present embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the electronic control module of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the inside of a closed space in the electronic control module of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram in which the electronic control module of the present embodiment is attached to the housing.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the electronic control module 100 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the electronic control module 100 of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the inside of the closed space S in the electronic control module 100 of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram in which the electronic control module 100 of the present embodiment is attached to the housing 1.
  • the upper and lower parts in the following description do not mean the upper and lower parts, but the upper and lower parts in the drawing.
  • the electronic control module 100 of this embodiment is used, for example, in a power control unit of a hybrid vehicle. As shown in FIGS. 1 and 2, the electronic control module 100 is arranged on a power module 10 as a substrate and a driver substrate as a first substrate on which the electronic component 21 is placed on the upper surface 20a.
  • the motor control board 30 as a second board, which is arranged at intervals on the upper surface 20a side of the driver board 20 and the electronic component 31 is placed on the upper surface 30a, and the driver board 20 and the motor control board 30.
  • a tubular bracket 40 provided between them is provided.
  • the electronic control module 100 is fixed to the bottom surface of the metal housing 1 by screws 2 and housed in the housing 1 (see FIG. 4).
  • the power module 10 includes an inverter (not shown) that converts DC power supplied from a battery mounted on the vehicle into multi-phase AC power.
  • the power module 10 supplies the multi-phase AC power converted by the inverter to the motor generator (not shown).
  • the driver board 20 controls the switching operation of the power module 10. As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of electronic components 21 (transformer, diode, capacitor, chip resistor, etc.) are arranged on the upper surface 20a of the driver substrate 20. A switching circuit is composed of these electronic components 21.
  • the driver board 20 has a through hole 20c into which a screw 2 for fixing the driver board 20 to the power module 10 is inserted, and a through hole 20d into which a positioning protrusion 40d (see FIG. 2) provided in the bracket 40 is inserted. And are provided.
  • the motor control board 30 controls the operation of the switching circuit provided on the driver board 20 according to the vehicle operating state.
  • a plurality of electronic components 31 (CPU, power supply IC, diode, capacitor, chip resistor, etc.) are arranged on the upper surface 30a of the motor control board 30. These electronic components 31 constitute a control circuit that controls the frequency of switching operation in the switching circuit provided on the driver board 20.
  • the motor control board 30 is further provided with a through hole 30c into which a screw 2 for fixing the motor control board 30 to the bracket 40 is inserted, and a through hole 30d into which a positioning protrusion 40d provided in the bracket 40 is inserted. Be done.
  • the bracket 40 is formed of a resin material (for example, PPS resin (polyphenylene sulfide resin), PBT resin).
  • the bracket 40 is formed as a cylindrical frame body that follows the shape of the outer edge portion of the driver substrate 20.
  • a screw 2 for fixing the electronic control module 100 to the housing 1, a tool for fastening the screw 2, and an electronic component 21 and the like arranged on the driver board 20 are provided.
  • a recess 40b is provided to prevent contact.
  • the recess 40b is formed so that the peripheral wall 40a is recessed inward.
  • the bracket 40 is further provided with a receiving portion 40c into which a screw 2 for fixing the motor control board 30 to the bracket 40 is screwed.
  • the receiving portion 40c is provided so as to be adjacent to the inside of the recess 40b.
  • the driver board 20 is placed on the power module 10, and the screw 2 inserted through the through hole 20c is screwed into the protrusion 10b provided on the upper surface of the power module 10. As a result, the driver board 20 is fixed on the power module 10.
  • bracket 40 is placed on the driver board 20 so that the positioning protrusion 40d is inserted into the through hole 20d.
  • the motor control board 30 is placed on the bracket 40 so that the positioning protrusion 40d provided on the bracket 40 is inserted into the through hole 30d.
  • the electronic control module 100 is completed by screwing the screw 2 inserted into the through hole 30c of the motor control board 30 into the receiving portion 40b of the bracket 40.
  • the electronic control module 100 assembled in this way is fixed to the housing 1 by screwing the screw inserted into the through hole 10c of the power module 10 into the housing 1.
  • the recess 40b in the bracket 40 functions as a guard to prevent the tool for fastening the screw from coming into contact with the driver board 20. This makes it possible to prevent the electronic component 21 on the driver board 20 from being damaged.
  • the closed space S is formed by the driver board 20, the motor control board 30, and the peripheral wall 40a of the bracket 40.
  • the electronic component 21 arranged on the driver board 20 is arranged inside the peripheral wall 40a of the bracket 40, that is, in the closed space S.
  • the surface of the coil component 21A such as a transformer cannot be coated.
  • the reason is that when the coating agent invades between the wires of the winding portion 21a of the coil component 21A when the surface is coated, the invading coating agent repeats thermal expansion and contraction as the ambient temperature changes. This is because there is a risk of disconnection.
  • the coil component 21A is not coated and is arranged in the closed space S. Further, all of the electronic components 21 arranged on the driver board 20 are arranged in the closed space S. By arranging the electronic component 21 in the closed space S in this way, it is possible to prevent contamination generated by screwing work or the like from adhering to the electronic component 21 or the driver board 20. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of short-circuit defects even on a substrate including parts that cannot be coated.
  • the coil component 21A such as a transformer is not mounted on the motor control board 30
  • the upper surface 30a of the motor control board 30 and the surface of the electronic component 31 mounted on the motor control board 30 are coated with an insulating coating. It can be coated with an agent.
  • the temperature inside the engine room where the electronic control module 100 is provided becomes high.
  • the amount of heat generated becomes large, and the heat may cause a problem in the electronic component 31 or the like.
  • a coating agent having high thermal conductivity for example, an epoxy-based coating agent
  • a plate 50 having excellent thermal conductivity is provided between the coating portion C and the housing 1.
  • the plate 50 may be provided so that one end contacts the coating portion C and the other end contacts the inner wall of the housing 1.
  • the plate 50 is formed in a flat plate shape by, for example, a metal having excellent thermal conductivity such as aluminum, copper, and silver, or a resin having excellent thermal conductivity such as PPS and PBT (polybutylene terephthalate resin).
  • the electronic components 21 arranged on the driver board 20 are arranged in the closed space S formed by the driver board 20, the motor control board 30, and the bracket 40.
  • the cost can be reduced.
  • the coil component 21A that cannot be coated in the closed space S it is not necessary to take special contamination countermeasures for the coil component 21A, and it is not necessary to apply a coating to the region in the closed space S. .. Therefore, the increase in cost can be suppressed.
  • the plate 50 having thermal conductivity between the coating portion C and the housing 1 the heat generated on the motor control substrate 30 can be released to the housing 1. Therefore, it is possible to suppress defects caused by heat of the electronic component 31.
  • the electronic control module 100 used for the power control unit of the hybrid vehicle has been described as an example, but the electronic control module 100 is not limited to this, and at least two electronic control boards are laminated in the vertical direction. Anything can be used as long as it is used.
  • the case where the coil component 21A (transformer) is mounted on the first substrate (driver board 20) has been described as an example, but there is also a substrate on which the coil component 21A (transformer) is not mounted. Applicable.
  • the coating is applied over the entire surface of the upper surface 30a of the motor control board 30 and the electronic component 31 mounted on the motor control board 30 has been described as an example, but the intervals of the conductive portions are fixed intervals. If the above (for example, 3.5 mm or more) is secured, short-circuit defects will not occur even if contamination adheres. In this case, even if the distance between the conductive parts is a certain distance or more, the coating is not applied. good.
  • the electronic control module 100 is arranged on the upper surface 20a of the first substrate (driver substrate 20) on which the electronic component 21 is placed and the upper surface 20a of the first substrate (driver substrate 20) at intervals, and is arranged on the upper surface 30a. It is provided between the second board (motor control board 30) on which the electronic component 31 is placed, the first board (driver board 20), and the second board (motor control board 30), and is provided between the first board (driver board 30). It has a tubular bracket 40 that forms a closed space S between the 20) and the second substrate (motor control substrate 30).
  • the electronic component 21 mounted on the first substrate (driver substrate 20) includes the coil component 21A.
  • the coil component 21A (for example, a transformer) cannot be coated. Therefore, by arranging the coil component 21A (for example, a transformer) in the closed space S, adhesion of contamination can be prevented without coating.
  • the upper surface 30a of the second substrate (motor control substrate 30) and the surface of the electronic component 31 mounted on the second substrate (motor control substrate 30) are coated with an insulating coating agent.
  • the upper surface 30a of the second substrate (motor control substrate 30) and the surface of the electronic component 31 mounted on the second substrate (motor control substrate 30) are coated with an insulating coating agent to form a second substrate (motor). Even if contamination adheres to the upper surface 30a of the control board 30) or the surface of the electronic component 31, short-circuit defects can be prevented from occurring.
  • the electronic control module 100 includes a plate 50 that conducts heat between a coating portion C made of an insulating coating agent and a housing 1 that houses the electronic control module 100.
  • the plate 50 having thermal conductivity between the coating portion C made of the insulating coating agent and the housing 1 accommodating the electronic control module 100, the heat generated on the second substrate (motor control substrate 30) is generated. Can be released to the housing 1. Therefore, it is possible to suppress a defect due to heat of the electronic component 31.
  • bracket 40 is formed in a cylindrical shape along the shape of the outer edge portion of the driver substrate 20 has been described as an example, but it is not necessary to have the shape along the shape of the outer edge portion, and it is necessary. Any shape may be used as long as the closed space S can be formed at the location.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Mounting Of Printed Circuit Boards And The Like (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)
  • Lock And Its Accessories (AREA)
  • Brushes (AREA)

Abstract

電子制御モジュールは、上面に電子部品が載置される第1基板と、第1基板の上面側に間隔をあけて配置され、上面に電子部品が載置される第2基板と、第1基板と第2基板との間に設けられ、第1基板と第2基板との間に閉空間を形成する筒状のブラケットと、を有する。

Description

電子制御モジュール
　本発明は、電子制御モジュールに関する。
　基板を積層した電子制御モジュールが従来から知られている。例えば、松本栄伸他，ハイブリッド車向けパワーコントロールユニット，ケーヒン技報，２０１６．１２．２６，Ｖｏｌ．５，Ｐ．３２—Ｐ．３５には、パワーモジュール上に、ゲートドライバ基板、モータを駆動するＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）を制御するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）を積層した電子制御モジュールが開示されている。
　上記文献に開示されている電子制御モジュールでは、ＥＣＵをゲートドライバ基板に積層して固定する際に、ねじなどからコンタミが発生することがある。このようなコンタミが、例えば、ゲートドライバ基板に配置された端子間間隔の狭い電子部品などに付着すると、端子間でショート不良を発生するおそれがある。
　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、基板が積層される電子制御モジュールにおける基板上へのコンタミの付着を抑制することを目的とする。
　本発明のある態様によれば、電子制御モジュールは、上面に電子部品が載置される第１基板と、第１基板の上面側に間隔をあけて配置され、上面に電子部品が載置される第２基板と、第１基板と第２基板との間に設けられ、第１基板と第２基板との間に閉空間を形成する筒状のブラケットと、を有する。
図１は、本実施形態の電子制御モジュールの外観斜視図である。 図２は、本実施形態の電子制御モジュールの分解斜視図である。 図３は、本実施形態の電子制御モジュールにおける閉空間の内部を示す図である。 図４は、本実施形態の電子制御モジュールを筐体に取り付けた図である。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
　図１は、本実施形態の電子制御モジュール１００の外観斜視図である。図２は、本実施形態の電子制御モジュール１００の分解斜視図である。図３は、本実施形態の電子制御モジュール１００における閉空間Ｓの内部を示す図である。図４は、本実施形態の電子制御モジュール１００を筐体１に取り付けた図である。なお、以下の説明における上下とは、天地を意味するものではなく、図面における上下を意味するものである。
　本実施形態の電子制御モジュール１００は、例えば、ハイブリッド車両のパワーコントロールユニットに用いられる。図１及び図２に示すように、電子制御モジュール１００は、基体としてのパワーモジュール１０と、パワーモジュール１０上に配置され、上面２０ａに電子部品２１が載置される第１基板としてのドライバ基板２０と、ドライバ基板２０の上面２０ａ側に間隔をあけて配置され、上面３０ａに電子部品３１が載置される第２基板としてのモータ制御基板３０と、ドライバ基板２０とモータ制御基板３０との間に設けられる筒状のブラケット４０と、を備える。
　電子制御モジュール１００は、金属製の筐体１の底面にねじ２によって固定され、筐体１内に収容される（図４参照）。
　パワーモジュール１０は、車両に搭載されたバッテリから供給される直流電力を多相交流電力に変換するインバータ（図示せず）を備える。パワーモジュール１０は、インバータによって変換された多相交流電力をモータジェネレータ（図示せず）に供給する。
　ドライバ基板２０は、パワーモジュール１０のスイッチング動作を制御する。図２及び図３に示すように、ドライバ基板２０の上面２０ａには、複数の電子部品２１（トランス、ダイオード、コンデンサ、チップ抵抗など）が配置される。これら電子部品２１によってスイッチング回路が構成される。
　ドライバ基板２０の対向する二辺の両端近傍には、電子制御モジュール１００を筐体１に固定するねじ２及びねじ２を締結するための工具とドライバ基板２０との接触を防止するための切り欠き２０ｂが設けられる。
　ドライバ基板２０には、さらに、ドライバ基板２０をパワーモジュール１０に固定するねじ２が挿通される貫通孔２０ｃと、ブラケット４０に設けられた位置決め突起４０ｄ（図２参照）が挿入される貫通孔２０ｄと、が設けられる。
　モータ制御基板３０は、ドライバ基板２０に設けられたスイッチング回路の動作を車両運転状態に応じて制御する。モータ制御基板３０の上面３０ａには、複数の電子部品３１（ＣＰＵ、電源ＩＣ、ダイオード、コンデンサ、チップ抵抗など）が配置される。これら電子部品３１によってドライバ基板２０に設けられたスイッチング回路におけるスイッチング動作の周波数を制御する制御回路が構成される。
　モータ制御基板３０の対向する二辺の両端近傍には、電子制御モジュール１００を筐体１に固定するねじ２及びねじ２を締結するための工具とモータ制御基板３０との接触を防止するための切り欠き３０ｂが設けられる。
　モータ制御基板３０には、さらに、モータ制御基板３０をブラケット４０に固定するねじ２が挿通される貫通孔３０ｃと、ブラケット４０に設けられた位置決め突起４０ｄが挿入される貫通孔３０ｄと、が設けられる。
　ブラケット４０は、樹脂材料（例えば、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ＰＢＴ樹脂）によって形成される。ブラケット４０は、ドライバ基板２０の外縁部の形状に沿った筒状の枠体として形成される。
　ブラケット４０の対向する二辺の両端近傍には、電子制御モジュール１００を筐体１に固定するねじ２及びねじ２を締結するための工具とドライバ基板２０上に配置された電子部品２１等との接触を防止するための凹部４０ｂが設けられる。凹部４０ｂは、周壁４０ａが内側に窪むように形成される。
　ブラケット４０には、さらに、モータ制御基板３０をブラケット４０に固定するねじ２がねじ込まれる受け部４０ｃが設けられる。受け部４０ｃは、凹部４０ｂの内側に隣接するように設けられている。
　次に、電子制御モジュール１００の組み立てについて説明する。
　パワーモジュール１０上にドライバ基板２０を載置し、貫通孔２０ｃに挿通したねじ２をパワーモジュール１０の上面に設けられた突起部１０ｂにねじ込む。これにより、パワーモジュール１０上にドライバ基板２０が固定される。
　次に、ドライバ基板２０上に、位置決め突起４０ｄを貫通孔２０ｄに挿入するようにしてブラケット４０を載置する。
　そして、モータ制御基板３０をブラケット４０に設けられた位置決め突起４０ｄを貫通孔３０ｄに挿入するようにしてブラケット４０上に載置する。その後、モータ制御基板３０の貫通孔３０ｃに挿通したねじ２を、ブラケット４０の受け部４０ｂ部にねじ込むことで、電子制御モジュール１００が完成する。
　このようにして組み立てられた電子制御モジュール１００は、パワーモジュール１０の貫通孔１０ｃに挿通したねじを筐体１にねじ込むことで、筐体１に固定される。このとき、ブラケット４０に凹部４０ｂが、ねじを締結する工具がドライバ基板２０に接触することを防止するガードとして機能する。これにより、ドライバ基板２０上の電子部品２１が損傷することを防止できる。
　電子制御モジュール１００では、ドライバ基板２０、モータ制御基板３０、及びブラケット４０の周壁４０ａによって閉空間Ｓが形成される。電子制御モジュール１００では、図３などに示すように、ドライバ基板２０上に配置された電子部品２１はブラケット４０の周壁４０ａの内側、つまり、閉空間Ｓ内に配置される。
　例えば、電子部品２１，３１自体の端子間隔が狭い場合には、組み立て作業のねじ止め等で発生した金属コンタミの付着などによって、ショート不良が発生するおそれがある。このため、ドライバ基板２０及びモータ制御基板３０の上面２０ａ，３０ａ及びドライバ基板２０及びモータ制御基板３０に載置された電子部品２１，３１の表面を、絶縁性コーティング剤によってコーティングすることが考えられる。
　しかしながら、例えば、トランスなどのコイル部品２１Ａは、一般的に表面のコーティングを行うことができない。理由としては、表面をコーティングした際にコーティング剤がコイル部品２１Ａの巻線部２１ａのワイヤ間に侵入すると、侵入したコーティング剤が、周辺温度の変化に伴って熱膨張及び熱収縮を繰り返してワイヤを断線させるおそれがあるからである。
　そこで、本実施形態では、コイル部品２１Ａに対してコーティングはせずに、閉空間Ｓ内に配置する。さらに、ドライバ基板２０上に配置された電子部品２１の全てを閉空間Ｓ内に配置する。このように電子部品２１を閉空間Ｓ内に配置することにより、ねじ止め作業などで発生したコンタミが電子部品２１やドライバ基板２０上に付着することを防止できる。よって、コーティングできない部品を含む基板においてもショート不良の発生を防止できる。
　なお、モータ制御基板３０には、トランスなどのコイル部品２１Ａが載置されていないため、モータ制御基板３０の上面３０ａ及びモータ制御基板３０に載置された電子部品３１の表面は、絶縁性コーティング剤によってコーティングすることができる。
　ところで、例えば、外気温が高い環境で、エンジンが高回転で動作している場合には、電子制御モジュール１００が設けられているエンジンルーム内が高温になる。この状態で、例えば、モータ制御基板３０に設けられたＣＰＵなどが高頻度で演算を行っていると、発熱量が大きくなり、熱よって電子部品３１等に不具合が生じるおそれがある。
　そこで、上述のようにモータ制御基板３０に対してコーティングを施す際には、高熱伝導率を有するコーティング剤（例えば、エポキシ系コーティング剤）を用いる。さらに、図４に示すように、コーティング部分Ｃと筐体１との間に熱伝導率の優れたプレート５０を設ける。具体的には、プレート５０は、一端がコーティング部分Ｃに接触し、他端が筐体１の内壁に接触するようにして設けられえる。これにより、モータ制御基板３０上において発生した熱をプレート５０を通じて筐体１に逃がすことができる。なお、プレート５０は、例えば、アルミ、銅、銀などの熱伝導性に優れた金属、あるいはＰＰＳ、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート樹脂）などの熱伝導性に優れた樹脂によって平板状に形成される。
　以上のように構成された電子制御モジュール１００によれば、以下の効果を奏する。
　電子制御モジュール１００では、ドライバ基板２０、モータ制御基板３０、及びブラケット４０によって形成された閉空間Ｓ内にドライバ基板２０上に配置された電子部品２１が配置される。これにより、電子部品２１にコンタミが付着することを防止できるので、ドライバ基板２０に絶縁性のコーティングを施す必要がない。よって、コストを低下させることができる。また、コーティングができないコイル部品２１Ａを閉空間Ｓ内に配置することで、コイル部品２１Ａに対して特別なコンタミ対策を施す必要がなく、さらに閉空間Ｓ内の領域にはコーティングを施す必要がない。よって、コストの上昇を抑制できる。
　また、熱伝導性を有するプレート５０を、コーティング部分Ｃと筐体１との間に設けることで、モータ制御基板３０上において発生した熱を筐体１に逃がすことができる。よって、電子部品３１の熱による不具合等を抑制できる。
　なお、上記実施形態では、電子制御モジュール１００としてハイブリッド車両のパワーコントロールユニットに用いられるものを例に説明したが、電子制御モジュール１００はこれに限らず、少なくとも２つの電子制御基板が上下方向に積層されるものであればどのようなものであってもよい。
　また、上記実施形態では、第１基板（ドライバ基板２０）上にコイル部品２１Ａ（トランス）が載置される場合を例に説明したが、コイル部品２１Ａ（トランス）が載置されていない基板も適用できる。
　また、上記実施形態では、モータ制御基板３０の上面３０ａ及びモータ制御基板３０に載置された電子部品３１の表面全体にわたってコーティングを施した場合を例に説明したが、導電部分の間隔が一定間隔以上（例えば、３．５ｍｍ以上）確保されていれば、コンタミが付着してもショート不良が発生しないので、この場合には、導電部分の間隔が一定間隔以上の部分にコーティングを施さなくてもよい。
　以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
　電子制御モジュール１００は、上面２０ａに電子部品２１が載置される第１基板（ドライバ基板２０）と、第１基板（ドライバ基板２０）の上面２０ａ側に間隔をあけて配置され、上面３０ａに電子部品３１が載置される第２基板（モータ制御基板３０）と、第１基板（ドライバ基板２０）と第２基板（モータ制御基板３０）との間に設けられ、第１基板（ドライバ基板２０）と第２基板（モータ制御基板３０）との間に閉空間Ｓを形成する筒状のブラケット４０と、を有する。
　閉空間Ｓ内に第１基板（ドライバ基板２０）に載置された電子部品２１を配置することにより、コンタミの付着を防止できる。また、閉空間Ｓ内の領域には、コーティングを施す必要がないので、コストを低下させることができる。
　電子制御モジュール１００では、第１基板（ドライバ基板２０）に載置される電子部品２１は、コイル部品２１Ａを含む。
　コイル部品２１Ａ（例えば、トランス）は、コーティングを施すことができない。このため、コイル部品２１Ａ（例えば、トランス）を閉空間Ｓ内に配置することにより、コーティングを施すことなく、コンタミの付着を防止できる。
　電子制御モジュール１００では、第２基板（モータ制御基板３０）の上面３０ａ及び第２基板（モータ制御基板３０）に載置された電子部品３１の表面は、絶縁性コーティング剤によってコーティングされる。
　第２基板（モータ制御基板３０）の上面３０ａ及び第２基板（モータ制御基板３０）に載置された電子部品３１の表面は、絶縁性コーティング剤によってコーティングを施すことにより、第２基板（モータ制御基板３０）の上面３０ａや電子部品３１の表面にコンタミが付着しても、ショート不良が発生することを防止できる。
　電子制御モジュール１００は、絶縁性コーティング剤によるコーティング部分Ｃと電子制御モジュール１００を収容する筐体１との間で熱伝導をするプレート５０を備える。
　熱伝導性を有するプレート５０を、絶縁性コーティング剤によるコーティング部分Ｃと電子制御モジュール１００を収容する筐体１との間に設けることで、第２基板（モータ制御基板３０）上において発生した熱を筐体１に逃がすことができる。よって、電子部品３１の熱による不具合を抑制できる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　上記実施形態では、ブラケット４０は、ドライバ基板２０の外縁部の形状に沿った筒状に形成された場合を例に説明したが、外縁部の形状に沿った形状とする必要はなく、必要な個所に閉空間Ｓを形成できれば、どのような形状であってもよい。

Claims (4)

  1. 　上面に電子部品が載置される第１基板と、
    　前記第１基板の上面側に間隔をあけて配置され、上面に電子部品が載置される第２基板と、
    　前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、前記第１基板と前記第２基板との間に閉空間を形成する筒状のブラケットと、を有する電子制御モジュール。
  2. 　請求項１に記載の電子制御モジュールにおいて、
    　前記第１基板に載置される前記電子部品は、コイル部品を含む電子制御モジュール。
  3. 　請求項１または２に記載の電子制御モジュールにおいて、
    　前記第２基板の上面及び前記第２基板に載置された電子部品の表面は、絶縁性コーティング剤によってコーティングされる電子制御モジュール。
  4. 　請求項３に記載の電子制御モジュールにおいて、
    　前記絶縁性コーティング剤によるコーティング部分と前記電子制御モジュールを収容する筐体との間で熱伝導をするプレートをさらに備える電子制御モジュール。
PCT/IB2020/000405 2020-04-24 2020-04-24 電子制御モジュール WO2021214504A1 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080100138.2A CN115486210A (zh) 2020-04-24 2020-04-24 电子控制模块
JP2022516267A JPWO2021214504A1 (ja) 2020-04-24 2020-04-24
US17/919,863 US20230247764A1 (en) 2020-04-24 2020-04-24 Electronic control module
BR112022021146A BR112022021146A2 (pt) 2020-04-24 2020-04-24 Módulo de controle eletrônico
MX2022013104A MX2022013104A (es) 2020-04-24 2020-04-24 Modulo de control electronico.
EP20932031.6A EP4141929A4 (en) 2020-04-24 2020-04-24 Electronic control module
PCT/IB2020/000405 WO2021214504A1 (ja) 2020-04-24 2020-04-24 電子制御モジュール

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2020/000405 WO2021214504A1 (ja) 2020-04-24 2020-04-24 電子制御モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021214504A1 true WO2021214504A1 (ja) 2021-10-28

Family

ID=78270336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2020/000405 WO2021214504A1 (ja) 2020-04-24 2020-04-24 電子制御モジュール

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230247764A1 (ja)
EP (1) EP4141929A4 (ja)
JP (1) JPWO2021214504A1 (ja)
CN (1) CN115486210A (ja)
BR (1) BR112022021146A2 (ja)
MX (1) MX2022013104A (ja)
WO (1) WO2021214504A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4213208A3 (en) * 2022-01-18 2023-12-13 Infineon Technologies Austria AG Stacked module arrangement
US11901273B2 (en) 2021-07-26 2024-02-13 Infineon Technologies Ag Power module with press-fit contacts

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009081327A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 Sanyo Electric Co Ltd 回路装置およびその製造方法
JP2013074669A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Keihin Corp 半導体装置
JP2018136912A (ja) * 2017-02-22 2018-08-30 東芝メモリ株式会社 電子機器
JP2019106432A (ja) * 2017-12-11 2019-06-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子制御装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19925983A1 (de) * 1999-06-08 2000-12-14 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Ableitung von Verlustwärme
TWI402952B (zh) * 2007-09-27 2013-07-21 Sanyo Electric Co 電路裝置及其製造方法
JP5874513B2 (ja) * 2012-04-25 2016-03-02 株式会社デンソー 基板の固定構造
FR3024319B1 (fr) * 2014-07-23 2018-04-27 Valeo Equipements Electriques Moteur Dispositif electronique d'un compresseur de suralimentation electrique

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009081327A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 Sanyo Electric Co Ltd 回路装置およびその製造方法
JP2013074669A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Keihin Corp 半導体装置
JP2018136912A (ja) * 2017-02-22 2018-08-30 東芝メモリ株式会社 電子機器
JP2019106432A (ja) * 2017-12-11 2019-06-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子制御装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EISHIN MATSUMOTO ET AL., POWER, vol. 5, 26 December 2016 (2016-12-26), pages 32 - 35
See also references of EP4141929A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11901273B2 (en) 2021-07-26 2024-02-13 Infineon Technologies Ag Power module with press-fit contacts
EP4213208A3 (en) * 2022-01-18 2023-12-13 Infineon Technologies Austria AG Stacked module arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
BR112022021146A2 (pt) 2022-12-06
EP4141929A4 (en) 2023-06-28
CN115486210A (zh) 2022-12-16
JPWO2021214504A1 (ja) 2021-10-28
US20230247764A1 (en) 2023-08-03
MX2022013104A (es) 2022-11-14
EP4141929A1 (en) 2023-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10194523B2 (en) Circuit assembly, electrical junction box, and manufacturing method for circuit assembly
US11056864B2 (en) Electrical junction box
US10063121B2 (en) Electric motor control apparatus
JP2006303106A (ja) 電子回路装置
WO2021214504A1 (ja) 電子制御モジュール
JP2019029298A (ja) 電源装置、灯具、移動体及び電源装置の製造方法
JP2012059759A (ja) 電子制御ユニット
US11011996B2 (en) Power converter
US10880989B2 (en) Electrical junction box
US20170330818A1 (en) Electronic device
JP6764389B2 (ja) 半導体モジュールユニット
US10806058B2 (en) Power distribution board including a bus bar with recess affixed to heat dissipation member
JP6277061B2 (ja) 電子制御装置
JP2007201283A (ja) 電子制御装置及び電子制御装置の筐体
JP2019075872A (ja) 制御機能付きアクチュエータ及び電動ポンプ
CN109698172B (zh) 电路结构体及电路结构体的制造方法
JP2017229124A (ja) Ｄｃブラシレスモータおよび換気送風機
JP6685252B2 (ja) 電子制御装置
JP4089300B2 (ja) 基板収容箱
CN109417858B (zh) 电路基板及电接线箱
JP2013073957A (ja) 電動パワーステアリングコントロールユニット
JP6177510B2 (ja) 電子制御装置
JP2019169638A (ja) 発熱部品の実装構造
JP2003264386A (ja) 電子制御機器
JP7134302B1 (ja) 制御装置一体型回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20932031

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022516267

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112022021146

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020932031

Country of ref document: EP

Effective date: 20221124

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112022021146

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20221018