WO2022059263A1 - 電子制御装置 - Google Patents

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WO2022059263A1
WO2022059263A1 PCT/JP2021/020684 JP2021020684W WO2022059263A1 WO 2022059263 A1 WO2022059263 A1 WO 2022059263A1 JP 2021020684 W JP2021020684 W JP 2021020684W WO 2022059263 A1 WO2022059263 A1 WO 2022059263A1
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WO
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control device
circuit board
electronic control
convex member
metal cover
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雄亮 高橋
義夫 河合
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Astemo Ltd
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Hitachi Astemo Ltd
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    • H05K9/0026—Shield cases mounted on a PCB, e.g. cans or caps or conformal shields integrally formed from metal sheet

Definitions

  • the present invention relates to an electronic control device.
  • in-vehicle electronic control devices have been designed to have a direct fixed structure in which the connection cable between the main body of the in-vehicle control device and the sensor or actuator is shortened for the purpose of reducing the weight of the entire vehicle.
  • the direct fixing structure of the in-vehicle control device includes direct fixing to the engine body, direct fixing to the transmission, and the like.
  • the materials of the parts constituting the electronic control device in order to reduce the weight of the device, the material of the base is being changed from metal to resin. This is to reduce the weight of the entire device by replacing the material with a high specific density metal, which has been widely used in the past, with a light resin.
  • FIG. 12 shows an example in which a set of an in-vehicle control device for a transmission including an electronic control device has a directly fixed structure.
  • the transmission 130 includes a mechanism unit (not shown) that shifts and transmits a rotational driving force of an engine or the like, and a transmission case 131 that houses the mechanism unit.
  • An electronic control device 100 including a resin base is attached to the transmission case 131.
  • the transmission connector 132 attached to the electronic control device 100 and the transmission case 131 are electrically connected by a short connection cable 133.
  • the printed circuit board of the electronic control device of Patent Document 1 is attached to a non-conductive case, and a metallic cover covering the printed circuit board is further arranged.
  • a structure is shown in which a convex structure is provided from the metal cover toward the circuit board so as to be close to the printed circuit board to maintain a predetermined gap.
  • the method of holding a predetermined gap between the convex structure of the metal cover and the circuit board has a problem that the impedance at the time of discharging becomes high and the noise resistance performance deteriorates. Therefore, in order to improve the noise resistance performance, it is conceivable to arrange a conductive material between the metal cover and the circuit board to ensure grounding.
  • the conductive material contains an adhesive curable resin material, and many of them show fluidity and indeterminate form at the uncured stage. Therefore, even if the conductive material is attached to a predetermined position on the circuit board at the time of assembling the electronic control device, the curable resin material is not a solid substance and is not a solid substance. May spread.
  • An object of the present invention is to suppress unnecessary spread of the conductive adhesive on a circuit board, and even when a component prohibition band having a small area is provided, a short circuit between the conductive connection portion and the electronic component or wiring pattern is provided. It is to prevent causing defects.
  • the present invention comprises a resin base, a circuit board on which electronic components are mounted, a metal cover that covers the electronic components, and a ground circuit of the metal cover and the circuit board.
  • the circuit board is sandwiched between the base and the metal cover, and a convex member is arranged between the conductive connection portion and the electronic component.
  • an electronic control device characterized in that the conductive connection portion and the convex member are in contact with each other.
  • the conductive material when the conductive material is installed at a predetermined position on the circuit board, it is possible to prevent unnecessary spreading on the circuit board surface. Therefore, even when the component prohibition band on the circuit board is set small, contact of the conductive material with electronic components and wiring patterns on the circuit board can be prevented, and damage to the circuit can be prevented.
  • FIG. 3 is an external plan view of the electronic control device of the first embodiment. It is a partial cross-sectional view of the electronic control device of Example 1.
  • FIG. It is a partial cross-sectional view of the comparative example.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a convex member whose upper plan view according to the first modification is an arcuate curved surface. It is a perspective view which shows the convex member which is a rectangular parallelepiped which concerns on modification 1.
  • FIG. It is a perspective view which shows the convex member which is a cylinder which concerns on modification 1.
  • FIG. It is explanatory drawing of the electromagnetic shield mechanism in this invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of Example 5 (A1 - A2 cut surface). It is a perspective view of Example 5. It is a partial plan view of the in-plane layout of a component mounting area and a conductive connection part in this invention. It is a partially enlarged plan view which shows the vicinity of the component mounting area and the conductive connection part in this invention. It is a partially enlarged plan view when the component prohibition band is provided in the component mounting area in the present invention.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the U-shaped form with a rib in another modification of the convex member of this invention. It is a schematic perspective view of a transmission to which an electronic control device is attached. An exploded perspective view of the electronic control device of the present invention. It is a partial side surface schematic view of the state in which the conductive adhesive was dropped in Example 6. It is a partial side surface schematic diagram which shows the state in the process of forming the convex member of Example 6. It is a perspective view of the conductive connection part 1 of Example 6. FIG.
  • the electronic control device controls, for example, an actuator (solenoid valve or the like) used in an engine, a transmission, or the like.
  • an actuator solenoid valve or the like
  • the same reference numerals indicate the same parts.
  • the drawings are schematically or conceptually represented, and the dimensions of the constituent members, the ratio of the relative sizes, and the like are not always the same as those of the actual device. In some cases, the scale is intentionally changed according to the drawing.
  • FIG. 13 shows an exploded perspective view of the electronic control device of the present invention.
  • the main components will be described.
  • a metal cover 6, a circuit board 5, and a base 7 are provided in order from the top of the drawing.
  • the circuit board 5 has four sets of pedestals 16, a conductive connection portion 1, four corresponding ground lands 2, four openings 3, a ground pattern 4, a plurality of electronic components 8, a microcomputer 8A, and heat.
  • the conductor 8B, the wiring pattern 9, and the transmission connector 132 are provided. Since the microcomputer 8A is an electronic component that generates the most heat, heat can be dissipated to the metal cover 6 via the heat conductive agent 8B.
  • the ground land 2 is also a part of the ground pattern 4, and is arranged so as to have a predetermined area at a position where the conductive connection portion 1 is arranged.
  • the ground land 2, the ground pattern 4, and the power supply ground line are part of the ground circuit of the circuit board 5.
  • the opening 3 provided in the circuit board 5 refers to a structure in which a space is connected from the front surface to the back surface of the circuit board 5.
  • the opening shape in which the circumference of the opening is surrounded by the board structure in the plane of the circuit board is included, but also the shape of a narrow gap connected to the outer periphery at the end of the board.
  • Shall include.
  • the resin base 7 is integrally provided with four convex members 12-1.
  • the term "resin-made” refers to a non-conductive resin, and is not a resin containing a conductive filler or the like and exhibiting conductivity. Of course, it is possible to apply a partially conductive resin material as long as it does not affect the operation of the present invention.
  • the above four convex members 12-1 can be used as the alignment members. Then, the base 7 and the circuit board 5 are joined by the waterproof adhesive 10-1 to be hermetically sealed and waterproof. Further, the transmission connector 132 is joined to the base 7 with a waterproof adhesive 10-2 that matches the shape of the transmission connector 132.
  • an appropriate amount of the conductive adhesive 1a which is the material of the conductive connection portion 1, is dropped onto a predetermined position (the position of the ground land 2 in the figure) with a dispenser. (See FIG. 14A).
  • the area of the ground land 2 is about 40 mm 2 .
  • the convex member 12 prevents the conductive adhesive from unnecessarily spreading on the substrate surface of the circuit board 5.
  • the conductive adhesive 1a is pressed and deformed (see FIG. 14B).
  • the metal cover 6 is bolted at four points around it.
  • the conductive adhesive is thermally cured by holding it at an atmospheric temperature of 100 ° C. for about 60 minutes, and the metal cover 6 and the circuit board 5 are conductively connected and connected. It is joined with a predetermined force.
  • the material of the conductive connection portion 1 used in the present invention exhibits excellent conductivity in a state where pressure is applied.
  • FIG. 1A shows an external plan view of the electronic control device of this embodiment
  • FIG. 1B shows a schematic partial cross-sectional view seen from the A1-2 cut surface of FIG . 1A
  • the conductive connection portion 1 is provided between the recess 6R of the metal cover 6 and the ground pattern 4 of the circuit board 5.
  • the ground pattern 4 is connected to a ground terminal (not shown) of the connector portion.
  • the ground pattern 4 is provided exclusively as a countermeasure against external electromagnetic interference, but constitutes a part of the ground circuit including the power ground line of the electronic circuit.
  • the recess 6R provided in a part of the metal cover 6 is for reducing the gap between the back surface of the metal cover 6 and the circuit board 5, and presses the conductive connection portion 1 at the position of the recess R. That is, the conductive connecting portion 1 is installed directly below the recess 6R.
  • a convex member 12A integrally formed with the resin base 7 is arranged between the conductive connection portion 1 and the electronic component 8 on the circuit board 5.
  • An opening 3 is provided in the circuit board 5 in advance, and the convex member 12A penetrates the opening 3 and is arranged at a position in the middle where the tip of the convex member 12A does not touch the back surface of the metal cover 6. There is.
  • the electronic control device 100 of this embodiment makes it possible to prevent short-circuit defects due to contact of the conductive connection portion 1 with the wiring pattern 9 of the circuit board 5 and the electronic component 8.
  • the electronic component 8 and the wiring pattern 9 are firmly electromagnetically shielded by the metal cover 6.
  • the electronic control device 100 of this example can be directly fixed to a vehicle or the like, and high reliability can be achieved.
  • the material of the conductive connection portion 1 is not a solid when the conductive material is arranged on the circuit board 5, but is a soft adhesive, grease, gap filler, or the like that exhibits some fluidity and irregularity.
  • FIG. 2 shows an external plan view and a schematic partial cross-sectional view of the electronic control device of the comparative example.
  • the convex member for preventing the conductive connection portion 1 from coming into contact with the electronic component 8 on the circuit board 5 is not provided at all. Therefore, after the metal cover 6 is attached to the circuit board 5, the conductive connection portion 1 causes physical contact with the electronic component 8 mounted on the circuit board 5.
  • the material of the conductive connection portion 1 is soft before curing and has the property of being easily expanded laterally by pressing. Therefore, when the conductive connection portion 1 is pressed by the metal cover 6 to form a predetermined shape, the conductive connection portion 1 goes beyond the component prohibition band forbidden to mount electronic components and is provided in the component mounting region of the circuit component. It has arrived. Therefore, there is a high possibility that an electrical short-circuit failure will occur between the electronic component 8 of the circuit board 5 and the wiring pattern 9.
  • FIG. 3A shows the form of the convex member 12-1 in which the plan view of the circuit board of the convex member is arcuate
  • FIG. 3B shows the form of the convex member 12-2 which is also a rectangular parallelepiped, FIG. 3C.
  • FIG. 3C shows the form of the convex member 12-3 which is a cylinder.
  • one set of the conductive connection portion 1 and the convex member 12 is arranged with respect to the entire area of the circuit board.
  • the upper portion of the plurality of electronic components 8 and the wiring pattern 9 mounted on the circuit board 5 of FIG. 4 is covered with a metal cover 6.
  • a high voltage electric surge 1000 such as static electricity arrives from the outside.
  • the external current 1010A caused by the high voltage electric surge is transmitted through the metal cover 6 and further becomes an internal current 1010B passing through the conductive connection portion 1 and escapes to the ground pattern 4 of the circuit board 5.
  • the ground pattern 4 constitutes a part of the ground circuit.
  • the electric surge 1000 does not directly hit the electronic component 8 or the like of the circuit board 5. Therefore, the circuit board 5 can be safely protected from external electromagnetic interference. Further, as shown in FIG. 4, the heat generated by the electronic component 8 is thermally conducted to the metal cover 6 through the heat conductive agent 8B and dissipated from the metal cover 6.
  • Example 2 show partial cross-sectional views of this example.
  • the convex member 12 is formed as a part of the metal cover 6.
  • the metallic convex member 12B does not reach the position of the substrate surface of the circuit board 5.
  • the convex member 12B is inserted into the opening 3 of the circuit board 5 and reaches a position in the middle of the inside of the board. That is, the convex member which is a part of the metal cover is inserted into the opening from the front surface to the back surface of the circuit board, and the tip of the convex member is arranged between the front surface and the base.
  • FIG. 5C shows a form in which the convex member 12B penetrates the opening 3, and the tip of the convex member 12B is located below the back surface of the circuit board 5.
  • FIG. 5D shows a convex member inserted into a groove provided in the circuit board 5.
  • the tip of the convex member 12B does not penetrate the circuit board 5. That is, the convex member 12B is inserted into the opening or the groove from the front surface of the circuit board 5, and the tip of the convex member 12B is arranged between the front surface and the back surface.
  • Example 2 Immediately below the recess 6R of the metal cover 6, a conductive connection portion 1 for electrically connecting the ground pattern 4 of the circuit board 5 and the metal cover 6 is provided.
  • a convex member 12B integrally formed with the metal cover 6 is provided between the conductive connection portion 1 and the electronic component 8 mounted on the circuit board 5 from the upper side of the circuit board 5.
  • a high-voltage electric surge such as external static electricity passes through the metal cover 6 and the conductive connection portion 1 to the ground circuit of the circuit board 5.
  • the convex member 12B is metallic and is located near the circuit board 5, but the resistance value of the conductive connection portion 1 is overwhelmingly low, so that a good electromagnetic shielding effect can be obtained in this example as well. Obtainable.
  • Example 3 6A and 6B show partial cross-sectional views of Example 3.
  • the fixing component 15 mounted on the circuit board 5 is used to suppress the expansion of the conductive connection portion 1.
  • the fixing component 15 fixed to the circuit board 5 with the solder 13 or the fixing component 15 is fixed with the adhesive 14.
  • the convex member 12C is formed by combining the solder 13 and the fixing component 15 or the adhesive 14 and the fixing component 15.
  • the fixing component 15 such as a dummy chip may be arranged and fixed at a predetermined position in the mounting process of the circuit board 5, so that the manufacturing process is extremely high. It will be convenient. Also in this example, the contact between the electronic component 8 or the wiring pattern 9 and the conductive connection portion 1 can be suppressed.
  • a plurality of fixed parts are arranged in parallel with respect to the conductive connection portion 1 in a plane as a whole. It is possible to take an arrangement form suitable for.
  • the fixed component 15 is a complete dummy component that does not function as an electronic circuit at all, a normal chip capacitor, chip resistor, chip diode, or the like is electrically separated from the surrounding electronic circuit and used. You can also.
  • Example 4 show partial cross-sectional views.
  • the metal cover 6 is not provided with a recess.
  • a thick pedestal 16 is mounted in advance on the circuit board 5, and the conductive connection portion 1 is provided on the pedestal 16.
  • the thickness of the pedestal 16 is about 1 mm.
  • the pedestal 16 can be made even thicker in relation to the structure and dimensions of other members.
  • the pedestal 16 is fixed with the solder 13.
  • the pedestal 16 is fixed with the adhesive 14.
  • a part of the metal cover 6 of the convex member 12B is arranged downward from the back surface side of the metal cover 6 toward the front surface of the circuit board 5.
  • the convexity which is a part of the metal cover 6 The shaped member 12B may be arranged so that the tip bites into the groove provided on the surface of the circuit board 5.
  • FIG. 8A shows an external plan view of the electronic control device of this example
  • FIG. 8B shows a cross-sectional view taken along the line A1-1A2 of FIG . 8A
  • FIG. 8C shows a perspective view.
  • openings 3 are provided at two locations on the left and right along one of the four corners of the circuit board 5.
  • the convex member 12-1 integrally molded with the base 7 is arranged there so as to penetrate the opening 3 and project to the surface of the substrate.
  • a conductive connection portion 1 for electrically connecting the metal cover 6 and the ground pattern 4 of the circuit board 5 is provided.
  • the convex member 12-1 is formed in an arcuate shape in a plan view in the direction of the substrate surface. It can be said that this is a shape that follows the outer peripheral shape of the conductive connecting portion 1 having a circular cross section in the direction of the substrate surface. A part of the side surface or the outer peripheral portion of the conductive connection portion 1 is in contact with the convex member 12-1.
  • the conductive connection portions 1 are provided at two locations on both outer sides of the circuit board 5 (see FIGS. 8B and 8C). Therefore, the opening 3 is provided at a position corresponding to the circuit board 5, and the convex member 12-1 integrally formed with the resin base 7 is passed through the opening 3. Therefore, the opening 3 and the convex member 12-1 can be used as a positioning member when the circuit board 5 is attached to the base 7. Compared with the case where the positioning member is separately provided on the resin base 7 in addition to the convex member 12-1, the area size of the circuit board 5 can be reduced by that amount.
  • FIG. 9A shows a state in which four convex members 12-1 having an arcuate plan view are arranged on the substrate surface of the circuit board 5. The illustration of the opening 3 is omitted.
  • the conductive connection portion 1 is placed at a position of a ground land (not shown) connected to the ground pattern 4 on the substrate surface.
  • the waterproof adhesive 10 is placed on the outside of the ground pattern 4.
  • the area in the inner direction of the ground pattern 4 is the component mounting area 5X.
  • a large number of electronic components 8 and wiring patterns are provided in the component mounting area 5X (see the perspective view of FIG. 13).
  • the circuit board 5 is provided with an opening 3 corresponding to the convex member 12-1.
  • the convex member 12-1 integrally formed with the resin base 7 to which the circuit board 5 is attached penetrates the opening 3 and appears on the substrate surface.
  • the conductive connection portion 1 is formed by curing the conductive adhesive, but in the cured state, the shape in the cross-sectional direction parallel to the substrate surface is substantially circular. Therefore, it is preferable that the outer shape of the convex member 12-1 is a part of an arc, following the surface shape of the hemispherical shape of the conductive connecting portion 1. Further, in order not to narrow the component mounting area, the size is preferably a semicircle or less. Further, in the case of the convex member 12-1, it is preferable to set the center angle of the arc to 110 to 140 degrees. Further, it is particularly preferable to set the temperature to 120 to 130 degrees in relation to the component mounting area.
  • a large component prohibition band 5Y must be provided in advance in consideration of unnecessary spreading of the conductive adhesive 1a (). 9C, 14B).
  • the component prohibition band 5Y can be set relatively small (FIG. 9D). reference).
  • a component prohibition band 5Y of about 2 mm is provided on the outside of the convex member 12-1 according to the present invention. Manufacturing tolerances such as misalignment error of chip components mounted on the circuit board 5, position accuracy of coating of the conductive adhesive 1a on the substrate surface (see FIG. 14A), assembly accuracy of the base 7 and the circuit board 5. It is set including.
  • the convex member 12-1 of the present invention when installed at four or more places on the circuit board 5, the convex member 12-1 is also used as a positioning member for the base 7 and the circuit board 5. As a result, the mounting area for the positioning member can be reduced at the same time.
  • These space-saving measures have made it possible, for example, to reduce the size of the circuit board from about 6400 mm 2 to about 6100 mm 2 for a certain product. Alternatively, if a circuit board of the same size is maintained, the component mounting area on the board surface can be increased by about 5%.
  • FIG. 10 shows a second modification of the convex member.
  • FIG. 10A is a convex member 12-1 having an arc-shaped plan view
  • FIG. 10B is a convex member 12-2 having a U-shaped plan view
  • FIG. 10C is a combination of three parallel circles (cylinders).
  • a convex member 12-3a and FIG. 10D are U-shaped convex members 12-4.
  • any form can be realized by the method of integrally forming with the base 7 of the above-mentioned Example 1 or the method of integrally forming with the metal cover 6 of the second embodiment.
  • the one having an arcuate plan view is preferable because the component mounting area can be easily expanded. Further, since it has a certain strength in the XY direction in the substrate surface, it is easy to handle when assembling the circuit board 5.
  • FIG. 11A to 11C show a third modification in which the convex member 12 is provided with a rib.
  • FIG. 11A is a convex member 12-1a in which three ribs are provided on the conductive connection portion side with respect to the one having an arcuate shape in a plan view.
  • FIG. 11B is a convex member 12-2a provided with three ribs on the outside in a form in which the plan view is rectangular.
  • FIG. 11C is a convex member 12-4a in which two ribs are provided on the outer side of a U-shaped form in a plan view.
  • the outside is a direction from the center of the circuit board toward the outside of the board, and in this example, is a direction in which the conductive connection portion 1 is arranged.
  • the modified example has an advantage that by adding a rib to the convex member having a thin form, it is possible to exhibit a certain strength while making the whole thin.
  • the three-dimensional shape of the convex member 12 in the present invention may be selected from a cone, a frustum, and a cylinder in addition to the above-mentioned rectangular parallelepiped, curved surface (cross-sectional shape is arcuate), and cube.
  • the conditions are that it is easy to manufacture, hard to break, and easy to handle during assembly.
  • the tip end side of the convex member may be tapered.
  • FIG. 12 shows a perspective view of an in-vehicle electronic control device to which the present invention can be applied.
  • the conductive connection portion and the convex member according to the present invention on the circuit board, the durability against an external high voltage surge is improved.
  • the overall size can be reduced as compared with the conventional one.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view of the electronic control device.
  • the conductive connection portions 1 are arranged one by one at the four corners of the component mounting area of the circuit board.
  • the resin base 7 is provided with four convex members 12-1.
  • the receiver of the circuit board 5 is arranged on the outside of the four convex members 12-1.
  • the convex member 12-1 formed integrally with the resin base 7 is inserted into the opening 3 of the circuit board 5 from the back surface side.
  • the circuit board 5 is sealed by the waterproof adhesive 10 and the upper metal cover 6. Since the entire circuit board 5 is sealed and separated from the outside of the opening 3 of the circuit board 5, there is no problem even if the front surface and the back surface of the circuit board 5 are connected by the opening 3.
  • FIGS. 14A to 14C show schematic explanatory views of a method for forming the conductive connection portion 1.
  • the conductive adhesive 1a has a viscoelastic value of 100 to 400 Pa ⁇ s at room temperature.
  • Approximately 0.5 g of the conductive adhesive 1a is dropped onto a predetermined position on the substrate surface of the circuit board 5 (groundland 2 or the like described above).
  • the dropped conductive adhesive 1a is in a state close to a sphere.
  • the droplet height LH from the surface of the pedestal 16 on the circuit board 5 to the upper surface of the spherical object is about 5 mm.
  • the pedestal 16 has a thickness of about 1 mm.
  • Controlling the droplet height LH of the spherical object of the conductive adhesive 1a substantially controls the volume and diameter size of the spherical object. In this way, the required amount of the conductive adhesive 1a is dropped onto the predetermined position of the circuit board 5 with high accuracy (see FIG. 14A).
  • the conductive connection portion 1 is arranged at a ratio of one place per 12 to 16 cm 2 of the circuit mounting area of the circuit board 5. Further, preferably, the conductive connection portion 1 is arranged at a ratio of one place per 13 to 14 cm 2 . These numbers are based on simulated, experimental or empirically learned data.
  • the main component of the conductive adhesive may be one that exhibits heat resistance and conductivity in a wide temperature range.
  • it is a silicone-based heat-resistant adhesive.
  • those containing a carbon-based filler in order to provide a conductive function are preferable.
  • Conductive adhesives are arranged according to the size of the substrate so as to protect the inner component mounting area, for example, two locations on the left and right sides of the circuit board 5, one location at each of the four corners, and the like. Basically, it is placed at the peripheral position of the component mounting area. In this way, an appropriate amount of the conductive adhesive 1a is dropped onto all the necessary points on the substrate surface of the circuit board 5.
  • the metal cover 6 is attached to the circuit board. Fasten the metal cover with bolts or fasteners.
  • the gap dimension between the ground plane and the metal cover 6 is about 5 to 6 mm in the space of the component mounting region.
  • the gap dimension of the installation location is set in the range of 2 to 3 mm by providing the recess 6R or the pedestal 16.
  • the spreading force PXY acts in the direction of the substrate surface, and the shape approaches a substantially hemispherical shape.
  • the diameter ⁇ XY is about 8 mm to 12 mm on the contact surface with the metal cover 6.
  • the diameter ⁇ XY is about 10 mm.
  • the surface of the conductive adhesive that spreads in the horizontal direction comes into contact with the convex member 12, and the spread of the conductive adhesive in the surface direction is substantially suppressed at that position.
  • the form of the convex member 12-1 is that the plan view on the substrate surface is arcuate, the length of the upper arc portion is about 13.5 mm, and the center angle of the arc is about 130 to 150 degrees. preferable.
  • the height of the convex member 12-1 is preferably about 1 to 1.5 mm.
  • the conductive adhesive 1a is pressed from above and below, and the diameter ⁇ XY is about 10 mm or more and the height is about 2 mm in the surface in contact with the metal cover 6.
  • the convex member 12B When the convex member 12B is provided on the metal cover 6, the convex member 12B is brought closer to the conductive adhesive 1a at the same time as the metal cover 6 is attached. When the convex member 12B integrated with the metal cover 6 is used, the dropping position and the dropping amount of the conductive adhesive 1a may be adjusted in advance.
  • the entire assembled electronic control device is held at a high temperature of about 100 ° C. for about 1 hour.
  • the conductive adhesive 1a is thermally cured, and the conductive connecting portion 1 firmly fixed to the substrate surface is completed.
  • the completed conductive connection part 1 shows good conductivity in a wide temperature range of -40 ° to 120 °.
  • the physical properties after curing have a Young's modulus of 3.5 MPa or less in the entire temperature range used. When the temperature range is divided, the Young's modulus at 0 to 120 ° is about 2 MPa, and the Young's modulus at 0 ° to ⁇ 40 ° is about 3.5 MPa.
  • the material of the conductive connection portion 1 used in the present invention exhibits conductivity and adhesiveness in a state where pressure is applied.

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Abstract

外来電気ノイズ対策用の導電性接続部（１）と電子回路とのショート故障を防止するために、基台（７）に取り付けられた回路基板（５）に多数の電子部品（８）が搭載され、電子部品（８）の上部を覆うように金属カバー（６）が備えられ、回路基板（５）の周辺の４箇所に開口部（３）を設け、基台（７）と一体形成した凸状部材（１２）を開口部（３）の位置に合わせて４箇所設け、回路基板（５）の裏面側から４箇所の開口部（３）を貫通させて回路基板５の表面側に凸状部材（１２）を突出させ、４か所の凸状部材（１２）の基板の外側方向に導電性接続部（１）を配置し、導電性接続部（１）と電子回路の間に凸状部材（１２）を配置し、金属カバー（６）と導電性接続部（１）と接地回路を電気的に接続する構造とする。

Description

電子制御装置
　本発明は、電子制御装置に関する。
　近年、車載用の電子制御装置は車両全体を軽量化することを目的として、車載制御装置の本体とセンサやアクチュエータ間の接続ケーブルを短縮化した直固定構造化が図られている。車載制御装置の直固定構造とは、エンジン本体への直固定、変速機への直固定などである。また、電子制御装置を構成する部品の材料に関しても、装置の軽量化のために、基台（ベース）の材料を金属から樹脂に変更する樹脂化が進んでいる。従来多く使用されていた比重の高い金属から軽い樹脂へ、材料を置き換えることで装置全体を軽量化するためである。
　例えば、電子制御装置を含む変速機用の車載制御装置の一式を、直固定構造にした例を図１２に示す。図１２において、変速機１３０は、エンジン等の回転駆動力を変速して伝達する機構部(図示せず)と、機構部を収容する変速機ケース１３１とを備えている。変速機ケース１３１には、樹脂製の基台を含む電子制御装置１００が取り付けられている。電子制御装置１００に付いている変速機コネクタ１３２と変速機ケース１３１との間を短い接続ケーブル１３３によって電気的に接続している。
　このように、車載制御装置の材料の一部を樹脂化することは、回路基板を取り囲む大面積の部品が非導電性になることを意味する。このことにより、従前の金属部品による電磁シールド効果が失われることになった。そのため車載用の電子制御装置に搭載される回路基板に対する、外部からの電磁障害をいかに防止するかが新たな課題となった。
特開２０１９-１３３８５８号公報
　特許文献１の電子制御装置のプリント基板は、非導電性のケースに取り付けられており、さらにプリント基板を覆う金属性のカバーが配置されている。電磁シールド効果を得るために、金属カバーから回路基板に向けて凸構造を設けてプリント基板に近接させ、所定の隙間を保つ構造が示されている。この電子制御装置を使用している際に、筐体や金属カバーにサージ電流が発生した場合、上記の隙間に放電が起きることで、サージ電流をアースに逃がし、電子回路を搭載している重要な回路基板を保護する仕組みである。
　しかし、金属カバーの凸構造と回路基板との間に所定の隙間を保持する方法では、放電する際のインピーダンスが高くなり、耐ノイズ性能が悪化するという課題がある。そこで、耐ノイズ性能を向上させるために、金属カバーと回路基板との間に導電性材料を配置し、確実にアースを取る構造が考えられる。
　しかし、導電性材料は多くの場合、接着性の硬化性樹脂材料を含むことが多く、未硬化の段階で流動性、不定形性を示すものが多い。そのため、電子制御装置の組立時に、導電性材料を回路基板の所定の位置に付着させても、固体物ではないために硬化性樹脂材料の硬化が完了するまでに、付着箇所の周辺に僅かでも広がることがある。
　すると、導電性材料の付着箇所の周辺の電子部品や配線パターンとの物理的な接触が起こり、電気的なショート不良を引き起こす懸念がある。これを避けるため、回路基板上に部品禁止帯を、従来よりも大きく設定する必要が出てくる。
　本発明の目的は、回路基板上における導電性接着剤の不要な広がりを抑制し、小面積の部品禁止帯を設けた場合であっても、導電性接続部と電子部品や配線パターンとのショート不良を引き起こすことを防止することである。
　上記の目的を達成するために、本発明は、樹脂製の基台と、電子部品が搭載された回路基板と、前記電子部品を覆う金属カバーと、前記金属カバーと前記回路基板の接地回路とを導電接続する導電性接続部と、を備え、前記回路基板は前記基台と前記金属カバーとの間に挟持され、前記導電性接続部と前記電子部品との間に凸状部材が配置され、前記導電性接続部と前記凸状部材とが当接されたことを特徴とする電子制御装置を提供する。
　本発明によれば、導電性材料を回路基板上の所定の位置に設置する際、その回路基板面での不要な広がりを防止できる。従って回路基板上の部品禁止帯を小さく設定した場合でも、導電性材料の回路基板上での電子部品や配線パターンとの接触を防止でき、回路の破損を防止することができる。
実施例１の電子制御装置の外観平面図である。 実施例１の電子制御装置の部分断面図である。 比較例の部分断面図である。 変形例１に係る上部の平面視が円弧状の曲面体である凸状部材を示す斜視図である。 変形例１に係る直方体である凸状部材を示す斜視図である。 変形例１に係る円柱である凸状部材を示す斜視図である。 本発明における電磁シールド機構の説明図である。 実施例２の凸状部材の先端が基板面の上部方向の中間位置程度に置かれた形態の部分断面図である。 実施例２の凸状部材の先端が開口部の途中に置かれた形態の部分断面図である。 実施例２の凸状部材が開口部を貫通した形態の部分断面図である。 実施例２の凸状部材の先端が回路基板の溝に置かれた形態の部分断面図である。 実施例３のハンダと固定部品を組み合わせた形態の部分断面図である。 実施例３の接着剤と固定部品を組み合わせた形態の部分断面図である。 実施例４のハンダと台座で導電性接続部材を支持した形態の部分断面図である。 実施例４の接着剤と台座で導電性接続部材を支持した形態の部分断面図である。 実施例５の外観平面図である。 実施例５の断面図（Ａ１－Ａ２切断面）である。 実施例５の斜視図である。 本発明における部品実装装領域と導電性接続部の面内レイアウトの部分平面図である。 本発明における部品実装装領域と導電性接続部の近傍を示す部分拡大平面図である。 本発明における部品実装装領域に部品禁止帯を設けた場合の部分拡大平面図である。 本発明における導電性接続部と凸状部材の部分拡大平面図である。 本発明の凸状部材の変形例で円弧状の形態のものである。 本発明の凸状部材の変形例で矩形の形態のものである。 本発明の凸状部材の変形例で３個の円形（円柱）の形態のものである。 本発明の凸状部材の変形例でコの字状の形態のものである。 本発明の凸状部材の他の変形例でリブ付き円弧状の形態を示す平面図である。 本発明の凸状部材の他の変形例でリブ付き矩形の形態を示す平面図である。 本発明の凸状部材の他の変形例でリブ付きコの字状の形態を示す平面図である。 電子制御装置が取り付けられた変速機の概略斜視図である。 本発明の電子制御装置の分解斜視図。 実施例６における導電性接着剤を滴下した状態の部分側面模式図である。 実施例６の凸状部材を形成する途中の状態を示す部分側面模式図である。 実施例６の導電性接続部１の斜視図である。
　以下、本発明の電子制御装置について実施例を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。電子制御装置は、例えば、エンジン、変速機などに用いられるアクチュエータ（電磁弁等）を制御する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。また、図面は模式的または概念的に表わしたものであり、構成部材の寸法や、相対的な大きさの比率等は、実際の装置と同一であるとは限らない。図面によって縮尺を意図的に変更して表わしている場合もある。
　まず、図１３に本発明の電子制御装置の分解斜視図を示す。主な構成部材について説明する。大きな部材として、図面の上の方から順に、金属カバー６、回路基板５、基台７の三つが備えられている。
　回路基板５には４組の台座１６と導電性接続部１、さらに対応する４か所のグラウンドランド２と４か所の開口部３、グラウンドパターン４、複数の電子部品８、マイコン８Ａ、熱伝導剤８Ｂ、配線パターン９、及び変速機コネクタ１３２が備えられている。マイコン８Ａは最も発熱する電子部品であるため、熱伝導剤８Ｂを介して金属カバー６に放熱できるようになっている。グラウンドランド２はグラウンドパターン４の一部でもあり、導電性接続部１を配置する位置に所定の面積を有するように置かれている。グラウンドランド２、グラウンドパターン４及び電源グラウンド線は、回路基板５の接地回路の一部となっている。本発明において、回路基板５に設ける開口部３とは、回路基板５の表面から裏面にかけて空間が繋がっている構造を指している。その際、回路基板の面内で開口部の一周を基板構造に取り囲まれた、いわゆる孔の形状のものを含むだけでなく、基板の端部で、外周と繋がっている細い間隙の形態のものを含むものとする。
　樹脂製の基台７には４個の凸状部材１２－１が一体に備えられている。ここで、樹脂製とは非導電性の樹脂を指しており、導電性のフィラー等を含有する導電性を示す樹脂ではない。本発明の作用に影響を与えない範囲で部分的に導電性の樹脂材料を適用することは勿論可能である。
　樹脂製の基台７に、回路基板５を取り付ける際、上記の４個の凸状部材１２－１を位置合わせの部材として用いることができる。そして防水接着剤１０－１によって、基台７と回路基板５とが接合され密封防水されている。また、変速機コネクタ１３２は、その形状に合わせた防水接着剤１０－２で基台７と接合する。
　回路基板５の基台７への取り付けが終わった後、導電性接続部１の材料である導電性接着剤１ａを所定の位置（図中のグラウンドランド２の位置）にディスペンサーで適量を滴下する（図１４Ａを参照）。グラウンドランド２の面積は約４０ｍｍ２である。その際、凸状部材１２が、導電性接着剤が回路基板５の基板面上に不要に拡がることを抑止する。
　その後、金属カバー６を上部から取り付け、金属カバー６に所定の圧力を加えることによって、導電性接着剤１ａが押圧され変形する（図１４Ｂを参照）。金属カバー６は、周辺の４カ所でボルト締めされる。さらに、導電性接着剤を熱硬化させるため、１００℃の雰囲気温度で約６０分間保持することによって、導電性接着剤が熱硬化し、金属カバー６と回路基板５とが導電接続されると共に、所定の力で接合される。本発明で用いる導電性接続部１の材料は圧力を印加されている状態で優れた導電性を示すものである。
　［実施例１］
　図１Ａに本実施例の電子制御装置の外観平面図を、図１Ｂに、図１ＡのＡ１－Ａ２切断面から見た模式的部分断面図を示す。本実施例においては、金属カバー６の凹部６Ｒと回路基板５のグラウンドパターン４との間に導電性接続部１が設けられる。グラウンドパターン４はコネクタ部のグラウンド端子（図示を省略）に接続されている。グラウンドパターン４は専ら、外来の電磁障害への対策として設けられているが、電子回路の電源グラウンド線を含め接地回路の一部を構成している。
　金属カバー６の一部に設けた凹部６Ｒは、金属カバー６の裏面と回路基板５との間隙寸法を縮めるためであり、凹部Ｒの位置で導電性接続部１を押圧している。つまり、凹部６Ｒの直下に導電性接続部１が設置されている。その際、導電性接続部１と回路基板５上の電子部品８との間に、樹脂製の基台７と一体に同時に形成された凸状部材１２Ａが配置されている。予め、回路基板５に開口部３を設けておき、この凸状部材１２Ａは開口部３を貫通し、金属カバー６の裏面に凸状部材１２Ａの先端が接しない、途中の位置に配置されている。
　これにより、回路基板５の配線パターン９や電子部品８に導電性接続部１が接触することによるショート不良を防止することが可能となる。本実施例の電子制御装置１００は電子部品８や配線パターン９が金属カバー６によって、しっかり電磁シールドされている。本例の電子制御装置１００は、車両等に直接固定することができ、高い信頼性を達成することができる。尚、導電性接続部１の材料は、導電性材料を回路基板５に配置する際に固体ではなく、若干の流動性、不定形性を示す柔らかい接着剤、グリス、ギャップフィラー等である。
　［比較例］
　図２に比較例の電子制御装置の外観平面図と模式的部分断面図を示す。上記の実施例１と異なり、この比較例では、回路基板５上での、導電性接続部１による電子部品８への接触を防止するための凸状部材を全く設けていない。そのため、金属カバー６を回路基板５に取り付けた後に、導電性接続部１が回路基板５に搭載された電子部品８と物理的接触を起こしている。
　導電性接続部１の材料は、硬化前の段階では柔らく、押圧によって横方向に簡単に押し広げられる性質がある。そのため、金属カバー６で導電性接続部１を押圧し、所定の形状に形成した際、電子部品の搭載を禁じた部品禁止帯を超えて、回路部品の部品実装領域に導電性接続部１が届いている。そのため、回路基板５の電子部品８や配線パターン９との間で電気的なショート故障を発生する可能性が高い。
　［変形例１］
　図３Ａ～図３Ｃに実施例１の変形例を斜視図に示す。図３Ａは凸状部材の回路基板の基板面内での平面視が弧状である凸状部材１２－１の形態、図３Ｂは同様に、直方体である凸状部材１２－２の形態、図３Ｃは同様に、円柱である凸状部材１２－３の形態を示している。この変形例１では、回路基板の全体の面積に対して、一個の導電性接続部１と凸状部材１２の一組を配置している。
　次に、図４の部分断面図を参照して本発明における電磁シールドの作用・効果を説明する。図４の回路基板５に搭載された複数の電子部品８や配線パターン９等は、その上部が金属カバー６で覆われている。静電気等の高電圧の電気サージ１０００が外部から到来する。その場合、高電圧の電気サージに起因する外来電流１０１０Ａは金属カバー６を伝わり、さらに、導電性接続部１を通過する内部電流１０１０Ｂとなり、回路基板５のグラウンドパターン４へ抜けていく。グラウンドパターン４は接地回路の一部を構成している。導電性接続部１を回路基板５の基板面の周辺に設けたことにより、電気サージの速やかな放電パスを形成することができる。このことにより、電気サージ１０００が回路基板５の電子部品８等を直撃することがなくなる。従って、外来の電磁障害から回路基板５を安全に保護することができる。また、図４に示すように、電子部品８が発生する熱は熱伝導剤８Ｂを通って金属カバー６に熱伝導され、金属カバー６から放熱される。
　［実施例２］
　図５Ａ～５Ｄに本例の部分断面図を示す。実施例１との差異は、凸状部材１２が金属カバー６の一部として形成されている点である。図５Ａでは金属性の凸状部材１２Ｂは回路基板５の基板表面の位置まで到達していない。図５Ｂでは、凸状部材１２Ｂが回路基板５の開口部３に挿入され、基板内部の途中の位置まで到達している。つまり、金属カバーの一部である凸状部材が、回路基板の表面から裏面に向けて開口部に挿入され、凸状部材の先端が前記表面と前記基台との間に配置されている。図５Ｃは凸状部材１２Ｂが開口部３を貫通した形態であり、凸状部材１２Ｂの先端は回路基板５の裏面より下側に位置している。図５Ｄは凸状部材が回路基板５に設けられた溝にはいった形態のものである。図５Ｂと図５Ｄの態様では、凸状部材１２Ｂの先端は回路基板５を貫通していない。つまり、凸状部材１２Ｂは回路基板５の表面から開口部または溝部に挿入され、凸状部材１２Ｂの先端が表面と裏面との間に配置されている。
　その他の構成要素は実施例１と同様である。金属カバー６の凹部６Ｒの直下に、回路基板５のグラウンドパターン４と金属カバー６とを電気的に接続する導電性接続部１を設けている。本例においては、導電性接続部１と回路基板５に搭載された電子部品８との間に、金属カバー６と一体形成された凸状部材１２Ｂを回路基板５の上側から設けている。
　この構成によっても、導電性接続部１の基板面方向への拡がりを抑止することができる。実施例１と同様に、回路基板５の回路要素と導電性接続部１とのショート不良を防止することが可能となる。
　そして、上記の実施例１と同様に、外来の静電気など、高電圧の電気サージは金属カバー６、導電性接続部１を通って回路基板５の接地回路へ抜けていく。本例では凸状部材１２Ｂが金属性であり、回路基板５の近くに位置しているが、導電性接続部１の抵抗値が圧倒的に低いので、本例においても良好な電磁シールド効果を得ることができる。
　［実施例３］
　図６Ａ、図６Ｂに実施例３の部分断面図を示す。本例は、回路基板５に搭載した固定部品１５を用いて導電性接続部１の拡がりを抑える。回路基板５にハンダ１３で固定した固定部品１５、または接着剤１４で固定部品１５を固定する。ハンダ１３と固定部品１５、または接着剤１４と固定部品１５の組み合わせで凸状部材１２Ｃとしたものである。
　本例の場合、回路基板５に開口部を設ける必要がなく、回路基板５の実装工程の中で、ダミーチップ等の固定部品１５を所定の位置に配置し固定すればよいので製造工程が極めて簡便となる。本例によっても、電子部品８や配線パターン９と導電性接続部１との接触を抑止することができる。上述したように、金属カバー６や基台７の一部として形成した凸状部材１２と同様に、導電性接続部１に対して、平面内で複数の固定部品を並列配置して、全体的に適合した配列形態をとることができる。
　尚、固定部品１５は全く電子回路としての機能を持たない完全なダミー部品である場合以外に、通常のチップコンデンサ、チップ抵抗またはチップダイオード等を周辺の電子回路と電気的に分離して用いることもできる。
　［実施例４］
　図７Ａ、７Ｂに部分断面図を示す。本例では、金属カバー６に凹部を設けていない。その代わりに、厚みのある台座１６を回路基板５にあらかじめ実装し、その台座１６の上に導電性接続部１を設ける。台座１６の厚みは１ｍｍ程度である。他の部材の構造、寸法との関係で台座１６をさらに厚くすることもできる。
　図７Ａでは、台座１６がハンダ１３で固定されている。図７Ｂでは台座１６が接着剤１４で固定されている。本例では金属カバー６に凹部を設ける必要がなく、回路基板５における実装工程で台座１６をあらかじめ実装すればよいので製造工程を簡略化することができる。
　本例の態様では、凸状部材１２Ｂは金属カバー６の一部が金属カバー６の裏面側から回路基板５の表面に向かって下向きに配置されている。この場合、上述した実施例２の態様(図５Ｂ、５Ｄ)と同様に、本実施例（図７Ａ、７Ｂ）の態様に関し、さらに構造・配置の変形として、金属カバー６の一部である凸状部材１２Ｂは、回路基板５の表面に設けられた溝部に先端が食い込むように配置されていてもよい。
　［実施例５］
　図８Ａに本例の電子制御装置の外観平面図、図８Ｂに図８ＡのＡ１－Ａ２切断線における断面図、及び図８Ｃに斜視図を示す。本例では、回路基板５の四隅のうちの一辺に沿った左右２カ所に開口部３が設けられている。そこに基台７と一体成形して設けた凸状部材１２－１が、開口部３に貫通するようにして基板表面に突出するように配置されている。
　そして、金属カバー６と回路基板５のグラウンドパターン４を電気的に接続する導電性接続部１を設ける。凸状部材１２－１は基板面の方向において平面視が弧状の形態に形成したものである。これは、基板面の方向において断面が円形である導電性接続部１の外周形状に倣った形状といえる。導電性接続部１の側面の一部または外周部のほとんどが凸状部材１２－１に接触している。
　これにより回路基板５に搭載された電子部品８等と導電性接続部１とのショート故障を抑止することができる。
　また、本例では、導電性接続部１を回路基板５の両外側の２箇所に設けている（図８Ｂ、図８Ｃを参照）。従って、回路基板５に対応する位置に開口部３を設けて、樹脂製の基台７と一体形成された凸状部材１２－１を開口部３に貫通させている。従って、開口部３と凸状部材１２－１を、回路基板５の基台７への取り付け時の位置決め部材として用いることができる。樹脂製の基台７に凸状部材１２－１とは別に、位置決め部材を別途設ける場合と比べ、回路基板５の面積サイズをその分だけ小型化することが可能となる。
　［部品実装領域］
　図９Ａ～図９Ｄを参照しつつ、本発明における部品実装領域について説明する。本発明では、導電性接続部１の基板面での不要な拡がりを防ぐため、凸状部材１２－１を導電性接続部１の近傍に配置する。その結果、電子部品８の搭載を禁止する部品禁止帯の面積を相対的に狭くすることができる。図９Ａは、平面視が弧状の凸状部材１２－１を４個、回路基板５の基板面に配置した状態を示す。開口部３の図示は省略している。導電性接続部１は基板面のグラウンドパターン４に繋がるグラウンドランド（図示を省略）の位置に置かれている。グラウンドパターン４の外側に防水接着剤１０が置かれる。グラウンドパターン４の内側方向の領域が部品実装領域５Ｘとなる。部品実装領域５Ｘには多数の電子部品８や配線パターン（図示を省略）が設けられる（図１３の斜視図を参照）。
　図９Ａに示す態様では、回路基板５に凸状部材１２－１に対応する開口部３が設けられている。回路基板５が取り付けられる樹脂製の基台７と一体形成されている凸状部材１２－１が、その開口部３を貫通して基板面の上に現れている。導電性接続部１は、導電性接着剤を硬化して形成するが、硬化後の状態は、基板面に平行な断面方向における形状はほぼ円状となる。そのため、凸状部材１２－１の外側形状は、導電性接続部１の半球状形態の表面形状に倣って、円弧の一部であることが好ましい。また、部品実装領域を狭小化させないために、その大きさは半円以下であることが好ましい。また、凸状部材１２－１の場合、その円弧の中心角度として１１０～１４０度に設定することが好ましい。さらに、部品実装領域との関係では１２０～１３０度に設定することが特に好ましい。
　これに対して、導電性接続部１の近傍に凸状部材１２－１を全く設けない場合、導電性接着剤１ａの不要な拡がりを考慮して予め部品禁止帯５Ｙを大きく設けなければならない（図９Ｃ、図１４Ｂを参照）。これに対して、導電性接続部１の拡がりを抑えることができる本発明に係る凸状部材１２－１を設けることで、部品禁止帯５Ｙを相対的に小さく設定することができる（図９Ｄを参照）。例えば、本発明に係る凸状部材１２－１の外側に約２ｍｍの部品禁止帯５Ｙを設ける。回路基板５に搭載するチップ部品の位置ずれ誤差、導電性接着剤１ａの基板面内での塗布の位置精度（図１４Ａを参照）、基台７と回路基板５の組み立て精度、等の製造公差を含めて設定したものである。
　例えば、本発明の凸状部材１２－１を回路基板５の上に４か所以上設置する場合であって、且つ凸状部材１２－１を基台７と回路基板５の位置決め部材として兼用することで、位置決め部材のための実装面積を同時に削減することができる。これらの省スペース化の方策により、例えば、ある一製品について、回路基板のサイズを約６４００ｍｍ２から約６１００ｍｍ２に縮小することが可能となった。あるいは、同一サイズの回路基板を維持するのであれば、基板面上の部品実装面積を約５％アップすることができる。
　［第２の変形例］
　図１０に凸状部材の第２の変形例を示す。図１０Ａは平面視が弧状である凸状部材１２－１、図１０Ｂは平面視がコの字状である凸状部材１２－２、図１０Ｃは、並列した３つの円（円柱）の組み合わせである凸状部材１２－３ａ、図１０Ｄはコの字状の凸状部材１２－４である。
　何れの形態についても、上記の実施例１の基台７と一体形成する方法、または、実施例２の金属カバー６と一体形成する方法でも実現することができる。これらの形態の中では、平面視が弧状の形態のものが、部品実装領域を拡大しやすいので好ましい。また、基板面内のＸＹ方向で一定の強度を有しているので、回路基板５の組み立て時の取り扱いも容易である。
　［第３の変形例］
　図１１Ａ～図１１Ｃに、凸状部材１２にリブを付けた第３の変形例を示す。図１１Ａは平面視が弧状の形態であるものに対して、導電性接続部側に三つのリブを設けた凸状部材１２－１ａである。図１１Ｂは、平面視が矩形である形態の外側に三つのリブを設けた凸状部材１２－２ａである。図１１Ｃは、平面視がコの字状の形態の外側に二つのリブを設けた凸状部材１２－４ａである。ここで外側とは、回路基板の中央から基板の外側に向かう方向であり、本例においては導電性接続部１が配置されている方向である。
　何れの形態についても、基台７または金属カバー６と一体成型で形成することができる。本変形例のものは、薄い形態の凸状部材にリブを付加することで、全体を薄くしつつ、且つ一定の強度を発揮することができる点にメリットがある。
　［第４の変形例］
　本発明における凸状部材１２の立体的な形状として、上述した直方体、曲面体（断面形状が弧状）、立方体の形態以外に、円錐、錐台、円柱から選ばれたものでもよい。製造しやすく、破損し難く、組立時の取り扱いが容易であることが条件となる。また、上記の形態について、凸状部材の先端側をテーパー加工してもよい。
　［電子制御装置］
　図１２に本発明を適用することができる車載用の電子制御装置の斜視図を示す。上述したように、回路基板に本発明に係る導電性接続部や凸状部材を設けることで、外来の高電圧サージに対する耐久性が改善されている。また、省スペース化を達成し、部品実装領域を有効に使用していることから、全体のサイズを従前のものに比べて小型化することができる。
　図１３は電子制御装置の分解斜視図である。本図では、回路基板の部品実装領域の四隅に一つずつ、導電性接続部１を配置している。これにより、内側の部品実装領域への外来ノイズの侵入を効果的に防止することができる。また、樹脂製の基台７に４か所の凸状部材１２－１が設けられている。また、４か所の凸状部材１２－１の外側に回路基板５の受け具が配置されている。樹脂製の基台７と一体成形で形成された凸状部材１２－１は、回路基板５の開口部３に裏面側から挿入されるようになっている。さらに、回路基板５は防水接着剤１０によって、上側の金属カバー６によって密封される。なお、回路基板５の開口部３は、回路基板５の全体が密封され外部と分離されているので、回路基板５の表面と裏面とが、開口部３で繋がっていても全く問題はない。
　［実施例６］
　最後に、図１４Ａ～図１４Ｃに導電性接続部１の形成方法の模式的な説明図を示す。導電性接着剤１ａは常温で１００～４００Ｐａ・ｓの粘弾性値を有している。回路基板５の基板面の所定の位置（上述したグラウンドランド２等）に導電性接着剤１ａを約０．５ｇ滴下する。滴下した導電性接着剤１ａは、ほぼ球体に近い状態になる。この際、回路基板５の上の台座１６の表面から球状物の上面までの、液滴高さＬＨは約５ｍｍになっている。台座１６は約１ｍｍの厚みを有している。導電性接着剤１ａの球状物の液滴高さＬＨを制御することは、球状物の体積と径サイズをほぼ制御することになる。このように回路基板５の所定の位置に精度よく、必要量の導電性接着剤１ａを滴下する（図１４Ａを参照）。
　好ましい態様においては、回路基板５の回路実装面積の１２～１６ｃｍ２当たりに一カ所の割合で導電性接続部１を配置する。さらに、好ましくは１３～１４ｃｍ２当たりに一か所の割合で導電性接続部１を配置する。これらの数値は、シミュレーション、実験あるいは経験的に習得したデータに基づくものである。
　導電性接着剤の主成分は、広い温度域での耐熱性や導電性を示すものであればよい。例えば、シリコーン系の耐熱性接着剤である。また、導電性機能を与えるために炭素系のフィラーを含有するものが好ましい。
　導電性接着剤は、基板サイズに合わせて、例えば、回路基板５の左右両側に２箇所、四隅のそれぞれに一か所等、内側の部品実装領域を保護できるように配置する。基本的には部品実装領域の周辺位置に配置する。このようにして、回路基板５の基板面上の必要な個所の全てに導電性接着剤１ａを適量、滴下する。
　次に金属カバー６を回路基板に取り付ける。金属カバーをボルトで締結するか、締結具で固定する。導電性接続部１を設ける所定の位置において、接地面と金属カバー６の間隙寸法は、部品実装領域の空間で約５～６ｍｍである。導電性接続部１を設けるため、設置個所の間隙寸法は、凹部６Ｒか台座１６を設けることによって、２～３ｍｍの範囲に設定されている。金属カバー６を取り付けると、基板面に滴下した導電性接着剤１ａは金属カバー６の裏面によって押圧される。当初はほぼ球状を保っていた導電性接着剤は、金属カバー６によって上側から、回路基板５上の台座１６等によって下側から押される。両側からの圧力によって、基板面方向に押し広げ力ＰＸＹが働き、略半球状の形態に近づいていく。最終的に、金属カバー６との接触面において、直径ΦＸＹが８ｍｍ～１２ｍｍ程度になることが好ましい。導電性接続部１を設ける位置での、金属カバー６と回路基板５の間隙寸法が約２ｍｍの場合、直径ΦＸＹは約１０ｍｍにすることが特に好ましい。
　すると、水平方向に拡がる導電性接着剤の表面が凸状部材１２に当接され、その位置で導電性接着剤の面方向の拡がりがほぼ抑止される。一定の粘弾性を有しているからである。この場合、凸状部材１２－１の形態は、基板面における平面視が円弧状で、上部の円弧部分の長さが約１３．５ｍｍ、円弧の中心角度が１３０～１５０度程度であることが好ましい。また、凸状部材１２－１の高さは１～１．５ｍｍ程度であることが好ましい。導電性接着剤１ａは上下から押圧され、金属カバー６に接する面内では直径ΦＸＹが約１０ｍｍ以上、高さが２ｍｍ程度になる。
　なお、金属カバー６に凸状部材１２Ｂを設けた場合は、金属カバー６の取付と同時に、凸状部材１２Ｂが導電性接着剤１ａに近づけられる。金属カバー６と一体となっている凸状部材１２Ｂを使用する場合は、予め、導電性接着剤１ａの滴下位置と滴下量を調整すればよい。
　その後、組み立てた電子制御装置の全体を、約１００℃の高温下で約１時間、保持する。この高温保持工程により、導電性接着剤１ａが熱硬化し、基板面にしっかり固定された導電性接続部１が完成する。
　出来上がった導電性接続部１は－４０°～１２０°の広い温度域で良好な導電性を示す。また、硬化後の物性は、使用する全温度域でヤング率は３．５ＭＰａ以下となる。温度域を分ければ、０～１２０°のにおけるヤング率は約２ＭＰａであり、０°～―４０°におけるヤング率は３．５ＭＰａ程度の値を示す。本発明で用いる導電性接続部１の材料は圧力が印加された状態で、導電性と接着性を示すものである。
１００…電子制御装置、１ａ…導電性接着剤、１…導電性接続部、２…グラウンドランド、３…開口部、４…グラウンドパターン、５…回路基板、６…金属カバー、７…基台、８…電子部品、８Ａ…マイコン、８Ｂ…熱伝導剤、９…配線パターン、１０…防水接着剤、１２…凸状部材、１３…ハンダ、１４…接着剤、１５…固定部品、１６…台座、１３０…変速機、１３１…変速機ケース、１３２…変速機コネクタ、１３３…接続ケーブル

Claims (15)

  1. 　樹脂製の基台と、
    　電子部品が搭載された回路基板と、
    　前記電子部品を覆う金属カバーと、
    　前記金属カバーと前記回路基板の接地回路とを導電接続する導電性接続部と、を備え、
    　前記回路基板は前記基台と前記金属カバーとの間に挟持され、
    　前記導電性接続部と前記電子部品との間に凸状部材が配置され、
    　前記導電性接続部と前記凸状部材とが当接されたことを特徴とする電子制御装置。
  2. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記回路基板の基板面に開口部が備えられ、
    　前記凸状部材が前記基台の一部であり、
    　前記凸状部材は前記開口部を貫通し、前記凸状部材の先端が前記回路基板の表面と前記金属カバーとの間に配置されたことを特徴とする電子制御装置。
  3. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記凸状部材が前記金属カバーの一部であり、
    　前記凸状部材の先端は、前記回路基板の表面と前記金属カバーの裏面との間に配置されたことを特徴とする電子制御装置。
  4. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記回路基板に開口部または溝部が備えられ、
    　前記凸状部材が前記金属カバーの一部であり、
    　前記凸状部材は、前記回路基板の表面から前記開口部または前記溝部に挿入され、前記凸状部材の先端が前記表面と前記回路基板の裏面との間に配置されたことを特徴とする電子制御装置。
  5. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記回路基板に開口部が備えられ、
    　前記凸状部材が前記金属カバーの一部であり、
    　前記凸状部材は、前記回路基板の表面から裏面に向けて前記開口部を貫通され、前記凸状部材の先端が前記裏面と前記基台との間に配置されたことを特徴とする電子制御装置。
  6. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記凸状部材が、前記回路基板の上にハンダまたは導電性接着剤で固定された固定部品であることを特徴とする電子制御装置。
  7. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記導電性接続部が前記回路基板の表面に少なくとも２つ設けられたことを特徴とする電子制御装置。
  8. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記導電性接続部が、前記回路基板の部品実装領域の１３～１４ｃｍ２当たり１つ配置されたことを特徴とする電子制御装置。
  9. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記導電性接続部と前記回路基板との間に台座が備えられ、前記台座は前記接地回路に電気的に接続されたことを特徴とする電子制御装置。
  10. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記導電性接続部の材料は、導電性接着剤、グリス、ギャップフィラーから選ばれたものであることを特徴とする電子制御装置。
  11. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記導電性接続部のヤング率は常温において４ＭＰａ以下であることを特徴とする電子制御装置。
  12. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記導電性接続部が、圧力を印加された状態で導電性を示すことを特徴とする電子制御装置。
  13. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記凸状部材の前記回路基板の基板面方向における平面視の形状が、弧状、コの字状、矩形から選ばれたものであることを特徴とする電子制御装置。
  14. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記凸状部材の立体形状が、直方体、立方体、円錐、錐台、円柱から選ばれたものであることを特徴とする電子制御装置。
  15. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記凸状部材が置かれた位置の外側周辺に、前記回路基板を前記基台に取り付ける受け具が設けられたことを特徴とする電子制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023155812A (ja) * 2022-04-11 2023-10-23 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント 電子機器
WO2023238471A1 (ja) * 2022-06-09 2023-12-14 日立Astemo株式会社 電子制御装置
WO2024024184A1 (ja) * 2022-07-29 2024-02-01 日立Astemo株式会社 電子制御装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020211730B3 (de) * 2020-09-14 2021-08-26 Continental Automotive Gmbh Gehäuse für eine auf einer Leiterplatte angeordneten elektronische Schaltung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06507049A (ja) * 1992-02-21 1994-08-04 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 制御装置のためのケーシング
JP2001251087A (ja) * 2000-03-08 2001-09-14 Mitsubishi Electric Corp 電磁波シールド構造
JP2015220153A (ja) * 2014-05-20 2015-12-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子制御装置
JP2019016664A (ja) * 2017-07-05 2019-01-31 株式会社ジェイテクト 電子回路装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5418685A (en) 1992-02-21 1995-05-23 Robert Bosch Gmbh Housing for a control device having a printed circuit board with an electrically and thermally conducting lining
US6269008B1 (en) * 1999-11-22 2001-07-31 Lucent Technologies Inc. Multi-walled electromagnetic interference shield
JP4473141B2 (ja) * 2005-01-04 2010-06-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子制御装置
US8913400B2 (en) * 2012-09-10 2014-12-16 Apple Inc. Systems and methods for shielding circuitry from interference with a shield assembly having a removable tab
JP2014061821A (ja) * 2012-09-21 2014-04-10 Hitachi Automotive Systems Ltd 電子制御装置
JP6332794B2 (ja) * 2014-05-15 2018-05-30 株式会社ケーヒン 電圧検出装置
JP5901725B1 (ja) * 2014-10-17 2016-04-13 三菱電機株式会社 防水型制御ユニットとその組立方法
US20180295262A1 (en) * 2017-04-06 2018-10-11 Ford Global Technologies, Llc Conductive emi-shield housings for vehicle cameras
JP2019133858A (ja) 2018-01-31 2019-08-08 株式会社アドヴィックス 電子制御装置
JP2019216171A (ja) * 2018-06-12 2019-12-19 株式会社ジェイテクト 制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06507049A (ja) * 1992-02-21 1994-08-04 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 制御装置のためのケーシング
JP2001251087A (ja) * 2000-03-08 2001-09-14 Mitsubishi Electric Corp 電磁波シールド構造
JP2015220153A (ja) * 2014-05-20 2015-12-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子制御装置
JP2019016664A (ja) * 2017-07-05 2019-01-31 株式会社ジェイテクト 電子回路装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023155812A (ja) * 2022-04-11 2023-10-23 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント 電子機器
JP7512320B2 (ja) 2022-04-11 2024-07-08 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント 電子機器
US12701686B2 (en) 2022-04-11 2026-08-04 Sony Interactive Entertainment Inc. Electronic device with improved shielding structure
WO2023238471A1 (ja) * 2022-06-09 2023-12-14 日立Astemo株式会社 電子制御装置
WO2024024184A1 (ja) * 2022-07-29 2024-02-01 日立Astemo株式会社 電子制御装置
JP2024018046A (ja) * 2022-07-29 2024-02-08 日立Astemo株式会社 電子制御装置
JP7897734B2 (ja) 2022-07-29 2026-07-30 Ａｓｔｅｍｏ株式会社 電子制御装置

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