(57)【要約】【課題】締結部材の締付力に対する耐久性の高い回路基板を備えた電子制御装置を提供すること。【解決手段】回路基板（２０）の最外層（５１）の弾性率は、最外層（５１）に隣接する隣接層（５３）の弾性率よりも低い。最外層（５１）は、締結部材（４０）の締結面（４３）に対して接触する接触部（５６）を有している。接触部（５６）には、回路基板（２０）の厚み方向に延びて最外層（５１）の厚みを保持するため金属製の保持体（７２）が設けられている。この保持体（７２）の一端（７８）は、最外層（５１）の表面（５１ａ）から突出していると共に締結部材（４０）の締結面（４３）に当接している。保持体（７２）の他端（７６）は、少なくとも最外層（５１）と隣接層（５３）との境界（５７）まで達している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
最外層の弾性率が前記最外層に隣接する隣接層の弾性率よりも低い回路基板と、
この回路基板に設けられた貫通穴を貫通している締結部材と、
この締結部材の締結面と共に前記回路基板を挟み込み前記回路基板を固定している固定面と、を有する、電子制御装置において、
前記最外層のなかの、前記締結部材の前記締結面に対して接触する接触部には、前記回路基板の厚み方向に延びて前記最外層の厚みを保持するため金属製の保持体が設けられており、
この保持体の一端は、前記最外層の表面から突出していると共に前記締結部材の前記締結面に当接しており、
前記保持体の他端は、少なくとも前記最外層と前記隣接層との境界まで達している、ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記保持体は、前記貫通穴を中心として放射状に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記保持体は、ビアである、ことを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記ビアの他端は、前記最外層と前記隣接層との境界に位置している、ことを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記最外層のなかの、前記接触部の表面には、前記貫通穴を囲う環状の環状部が設けられ、
この環状部には、前記保持体が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結部材により固定された回路基板を備える電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載される電子制御装置には、電子部品を実装している回路基板が筐体に収容されているものがある。電子制御装置が配置されている環境下の温度が高くなると、電子部品と回路基板は、それぞれ、熱膨張をする。回路基板の絶縁層の熱膨張率は、電子部品の熱膨張率よりも大きい。そのため、回路基板が局所的に膨張すると、回路基板に対する電子部品の接続箇所に応力が生じ、接続信頼性に影響を与える虞がある。このような応力を軽減するために、特許文献１に開示された技術がある。
【０００３】
特許文献１に開示された回路基板は、多層構造の基板、即ち、複数の絶縁層から構成されている。最外層の材料は、最外層に隣接する隣接層の材料と異なっており、最外層の弾性率は、隣接層の弾性率よりも低い。そのため、弾性率の低い最外層は、熱膨張しても、全体として撓みやすくなる。回路基板と電子部品の熱膨張差によって発生した応力は、最外層に吸収される。
【０００４】
このような回路基板を筐体に収容する際、回路基板の四隅を、ねじ等の締結部材により、筐体の内部に固定することがある。ねじは、回路基板に設けられた貫通穴を貫通して、筐体の固定面と共に回路基板を挟み込む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８ー４１８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の通り、この回路基板の最外層の弾性率は低い。そのため、最外層のなかの、ねじの頭部から締付力を受ける部位は、圧縮されやすい。ねじの頭部により圧縮された部位と、頭部周辺の圧縮されない部位との境界部分には応力が生じる。
【０００７】
さらに、この回路基板を備えた電子制御装置が車両に搭載された場合、環境下の温度変化による、回路基板の膨張及び収縮が繰り返されることにより、境界部分にさらに負荷が加わる。最外層の弾性率が低くとも、ねじの締付力に対する耐久性の高い回路基板が望まれる。
【０００８】
本発明は、締結部材の締付力に対する耐久性の高い回路基板を備えた電子制御装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１による発明によれば、最外層の弾性率が前記最外層に隣接する隣接層の弾性率よりも低い回路基板と、
この回路基板に設けられた貫通穴を貫通している締結部材と、
この締結部材の締結面と共に前記回路基板を挟み込み前記回路基板を固定している固定面と、を有する、電子制御装置において、
前記最外層のなかの、前記締結部材の前記締結面に対して接触する接触部には、前記回路基板の厚み方向に延びて前記最外層の厚みを保持するため金属製の保持体が設けられており、
この保持体の一端は、前記最外層の表面から突出していると共に前記締結部材の前記締結面に当接しており、
前記保持体の他端は、少なくとも前記最外層と前記隣接層との境界まで達している、ことを特徴とする電子制御装置が提供される。
【００１０】
請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記保持体は、前記貫通穴を中心として放射状に設けられている。
【００１１】
請求項３に記載のごとく、好ましくは、前記保持体は、ビアである。
【００１２】
請求項４に記載のごとく、好ましくは、前記ビアの他端は、前記最外層と前記隣接層との境界に位置している。
【００１３】
請求項４に記載のごとく、好ましくは、前記最外層のなかの、前記接触部の表面には、前記貫通穴を囲う環状の環状部が設けられ、
この環状部には、前記保持体が設けられている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１では、電子制御装置の回路基板は、締結部材により固定されている。回路基板の最外層の弾性率は、最外層に隣接する隣接層の弾性率よりも低い。最外層は、締結部材の締結面に対して接触する接触部を有している。接触部には、回路基板の厚み方向に延びて最外層の厚みを保持するため金属製の保持体が設けられている。保持体の一端は、最外層の表面から突出していると共に締結部材の締結面に当接しており、保持体の他端は、少なくとも最外層と隣接層との境界まで達している。
【００１５】
即ち、回路基板の最外層のなかの接触部は、金属製の保持体により補強されている。そのため、回路基板は、締結部材から締付力を受けても、圧縮されにくくなり、回路基板の厚みは保持される。回路基板は、最外層の弾性率が低く、かつ、締結部材の締付力に対する耐久性が高い。
【００１６】
請求項２では、保持体は、貫通穴を中心として放射状に設けられている。即ち、保持体は、貫通穴を中心に、偏ることなく均一に配置されている。締結部材の締付面から各々の保持体に加わる締付力を分散させることができる。
【００１７】
請求項３では、保持体は、ビアである。そのため、回路基板に実装される電子部品のための導電パターンを形成する時に、保持体を合わせて形成することができる。加工コストを抑えて、保持体を有する回路基板を製造することができる。
【００１８】
請求項４では、ビアの他端は、最外層と隣接層との境界に位置している。そのため、回路基板に対する必要十分な補強と、保持体の加工コストを両立することができる。
【００１９】
請求項５では、最外層の接触部の表面には、貫通穴を囲う環状の環状部が設けられている。この環状部には、保持体が設けられている。最外層の接触部は、保持体に加えて、さらに環状部により補強される。回路基板の耐久性はさらに高まる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）は、実施例による電子制御装置の模式図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示された電子制御装置の分解斜視図である。
【図２】図１の２ａ−２ａ線断面図である。
【図３】図３（ａ）は、回路基板の貫通穴を囲うように設けられた環状部と、環状部に設けられた保持部とを説明する図である。図３（ｂ）は、変形例１による保持体を説明する図である。図３（ｃ）は、変形例２による保持体を説明する図である。
【図４】図４（ａ）は、比較例による電子制御装置を説明する図である。図４（ｂ）は、実施例による電子制御装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
＜実施例＞
【００２２】
図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照する。電子制御装置１０は、電子部品２１が実装された回路基板２０と、この回路基板２０を収容可能なケース３０と、このケース３０の開口を塞ぎケース３０と共に回路基板２０を封止するためのカバー１１と、を有している。ケース３０は、直方体状を呈し、上面が開口している。ケース３０には、回路基板２０に実装されたコネクタを露出させるための開口部３０ａが設けられている。
【００２３】
ケース３０の内壁３１の角には、回路基板２０を支持可能な４つの支持部３２が設けられている。各々の支持部３２の上面３２ａ（固定面３２ａ）には、第１のねじ穴３３が設けられている。回路基板２０の角には、第１の貫通穴２２が設けられている。各々の第１のねじ４０（締結部材４０）は、回路基板２０の第１の貫通穴２２を貫通すると共に、第１のねじ穴３３に対して締結可能である。
【００２４】
ケース３０の開口の縁には、カバー１１と当接可能なフランジ部３４が設けられている。フランジ部３４の角には、第２のねじ穴３５が設けられている。カバー１１の角には、第２の貫通穴１１ａが設けられている。第２のねじ１２は、カバー１１の第２の貫通穴１１ａを貫通すると共に、第２のねじ穴３５に対して締結可能である。 
【００２５】
ケース３０のフランジ部３４の内周側には、シール材１３が設けられている。シール材１３は、ケース３０に対するカバー１１の組み付け時に接着材の役割を兼ねている。
【００２６】
以下、後方左側の第１のねじによる締結構造について説明する。なお、他の第１のねじによる締結構造も、後方左側の締結構造と同一である。
【００２７】
図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照する。回路基板２０は、第１のねじ４０の頭部４２の締結面４３と、支持部３２の上面３２ａとにより挟み込まれている。回路基板２０の第１の貫通穴２２には、第１のねじ４０の軸部４１が貫通している。
【００２８】
回路基板２０は、多層基板であり、例えば、５つの絶縁層から構成される。５つの絶縁層は、第１のねじ４０の頭部４２に当接している第１の外層５１（最外層５１）と、支持部３２の上面３２ａに当接している第２の外層５２（最外層５２）と、第１の外層５１に隣接している第１の内層５３（隣接層５３）と、第２の外層５２に隣接している第２の内層５４（隣接層５４）と、第１の内層５３と第２の内層５４とに挟まれている第３の内層５５と、を有している。
【００２９】
第１の内層５３〜第３の内層５５は、それぞれ、ガラス織布等の無機繊維と、エポキシ樹脂で構成されている。第１の外層５１及び第２の外層５２は、それぞれ、ガラス織布等の無機繊維と、熱硬化性樹脂組成物と、から構成されている。熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、低弾性化剤とを含有している。第１の外層５１の弾性率は、第１の内層５３の弾性率よりも低い。同様に、第２の外層５２の弾性率は、第２の内層５４の弾性率よりも低い。 
【００３０】
第１の外層５１の表面５１ａには、第１の導電層６１が形成されている。第１の外層５１と第１の内層の境界には、第２の導電層６２が形成されている。同様に、互いに隣接する層の境界には、第３の導電層６３〜第５の導電層６５が形成されている。第２の外層５２の表面５２ａには、第６の導電層６６が形成されている。
【００３１】
回路基板２０には、例えば、第１の外層５１〜第２の外層５２を貫通しているスルーホール２３や、第１の導電層６１及び第２の導電層６２とを導電可能にするブラインドビアホール２４（レーザービア２４）が設けられている。
【００３２】
さらに、回路基板２０には、例えば、半田ボール２５ａを有する半導体チップ２５が実装されている。その他、ＢＧＡ等の電子部品を含め、種々の部品が回路基板に実装されている。実装されている電子部品の詳細な説明は省略する。
【００３３】
図２（ａ）及び図３（ａ）を参照する。第１の外層５１の表面５１ａには、第１の貫通穴２２を囲う環状の第１の環状部７１が設けられている。第１の環状部７１は、第１の導電層６１の一部であり、銅箔により形成されている。第１の環状部７１の外径Ｒ１は、ねじの頭部４２の外径Ｒ２よりも大きい（Ｒ１＞Ｒ２）。
【００３４】
さらに、第１の外層５１には、第１の外層５１の厚みを保持するための複数の第１の保持体７２が設けられている。この第１の保持体７２は、第１の環状部７１のなかの、第１のねじ４０の頭部４２の締結面４３に対して接触している接触部５６に設けられている。この第１の保持体７２は、第１の貫通穴２２を中心として、放射状に設けられている。
【００３５】
同様に、第２の外層５２の表面５２ａには、第１の貫通穴２２を囲う第２の環状部８１が設けられている。第２の環状部８１には、第２の保持体８２が設けられている。第２の環状部８１及び第２の保持体８２についての詳細な説明は省略する。
【００３６】
図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照する。第１の保持体７２は、第１の導電層６１及び第２の導電層６２とを導電可能にするためのブラインドビアホール（レーザービア）である。第１の保持体７２は、回路基板２０の厚み方向に延びており、レーザにより形成された凹部７５の底から露出している底部７６（他端７６）と、底部７６の縁から締結面４３側へ延びている周壁部７７と、周壁部７７の上端に形成されている表層部７８（一端７８）と、を有している。底部７６は、第２の導電層６２の一部である。表層部７８は、第１の導電層６１の一部である。
【００３７】
なお、第１の保持体７２は、例えば、凹部７５を埋めるように形成されたフィルドビアであってもよい。即ち、第１の保持体７２は、一端７８（表層部７８）が、第１の外層５１の表面５１ａから突出していると共にねじの締結面４３に当接しており、かつ、他端７６（底部７６）が、少なくとも第１の外層５１と第１の内層５３との境界５７まで達している部材であればよい。他端７６は、例えば、第１の内層５３の内部まで達していても良い。
【００３８】
同様に、第２の保持体８２も第１の保持体７２と同様のブラインドビアホール（レーザービア）である。説明は省略する。
【００３９】
第１の保持体７２の変形例について説明する。実施例と同一の構成については、符号を流用すると共に、説明を省略する。
【００４０】
図３（ｂ）を参照する。変形例１では、第１の環状部７１には、第１の貫通穴２２を中心として、半径方向に隣接した３つの第１の保持体７２から構成される一群の保持体７９Ａが設けられている。この一群の保持体７９Ａは、第１の貫通穴２２の周方向に断続的に１０個設けられている。
【００４１】
図３（ｃ）を参照する。変形例２では、第１の環状部７１には、第１の貫通穴２２を囲う２つの環状の第１の保持体７２Ｂ、第１の保持体７２Ｃが設けられている。第１の保持体７２Ｂの半径は、第１の保持体Ｃの半径よりも小さい。
【００４２】
実施例の効果について説明する。
【００４３】
図４（ａ）を参照する。比較例の電子制御装置１００の回路基板１１０には、上記の環状部７１、８１及び保持体７２、８２が設けられていない。他の構成については、実施例による電子制御装置１０と同一である。
【００４４】
回路基板１１０は、ねじの頭部４２の締結面４３及び支持部３２の上面３２ａにより挟み込まれている。回路基板２０の第１の外層５１の弾性率は、第１の内層５３の弾性率は低い。そのため、第１の外層５１のなかのねじの頭部４２から締付力を受ける部位は、圧縮されやすい。ねじの頭部４２により圧縮された部位５１ａと、頭部４２周辺の圧縮されない部位５１ｂとの境界５１ｃには応力が生じる。この回路基板１１０を備えた電子制御装置１００が車両に搭載された場合、環境下の温度変化による、回路基板１１０の膨張及び収縮が繰り返されることにより、境界境界５１ｃにさらに応力が加わる。第１の外層５１と同様に、弾性率の低い第２の外層５２も、支持部３２の上面３２ａから圧縮されて、第２の外層に応力が生じる。
【００４５】
図３（ａ）及び図４（ｂ）を参照する。実施例による電子制御装置１０の回路基板２０において、第１の外層５１には、第１の外層５１の厚みを保持するための第１の保持体７２が設けられている。第１の保持体７２は、第１の外層５１のなかの、第１のねじ４０の締結面４３に対して接触する接触部５６に設けられている。
【００４６】
そのため、第１の保持体７２によって、第１のねじ４０の頭部４２に対して接触している接触部５６は、補強されている。第１の外層５１と同様に、第２の外層５２の表面５２ａには、第２の保持体８２が設けられている。以上より、回路基板２０は、第１の外層５１及び第２の外層５２の弾性率が低く、かつ、第１のねじ４０の締付力に対する耐久性が高い。
【００４７】
加えて、第１の外層５１の表面５１ａには、第１の貫通穴２２を囲う環状の第１の環状部７１が設けられている。そのため、接触部５６は、さらに補強されている。回路基板２０の耐久性はさらに高まる。同様に、第２の外層５２の表面５２ａには、第１の貫通穴２２を囲う環状の第２の環状部８１が設けられているため、第２の外層５２側も補強されている。
【００４８】
加えて、第１の環状部７１は、第１の導電層６１（図２（ａ）参照）の一部である。第１の保持体７２は、第１の導電層６１と第２の導電層６２を導電可能にするためのブラインドビアホール２４（レーザービア）である。そのため、回路基板２０に実装される電子部品２１（図１参照）のための導電パターンを形成する時に、第１の環状部７１、及び、第２の保持体８２も形成することができる。第２の環状部８１及び第２の保持体８２も同様に形成できる。加工コストを抑えて、保持体７２、８２及び環状部７１、８１を有する回路基板２０を製造することができる。
【００４９】
加えて、第１の保持体７２の底部７６（他端）は、第１の外層５１と第２の外層５２との境界に位置している。回路基板２０に対する必要十分な補強と、第１の保持体７２の加工コストを両立することができる。
【００５０】
図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照する。加えて、第１の保持体７２は、第１の貫通穴２２を中心として、放射状に設けられている。即ち、第１の保持体７２は、第１の貫通穴２２を中心に、偏ることなく均一に配置されている。ねじの頭部４２の締付面から各々の第１の保持体７２に加わる締付力を分散させることができる。
【００５１】
なお、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例及び変形例に限定されるものではない。回路基板を固定するための締結構造は周知の技術を採用できる。例えば、ねじとねじ穴に代えて、ボルトとナットを採用してもよい。締結部材の締結面に座金を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の電子制御装置は、四輪車に好適である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…電子制御装置
２０…回路基板
２１…電子部品
２２…第１の貫通穴（貫通穴）
３０…ケース
３２…支持部、３２ａ…上面（固定面）
３３…第１のねじ穴
４０…第１のねじ（締結部材）
４２…頭部
４３…締結面
５１…第１の外層（最外層）、５１ａ…表面
５２…第２の外層（最外層）、５２ａ…表面
５３…第１の内層（隣接層）
５４…第２の内層（隣接層）
５５…第３の内層
５６…接触部
５７…境界
７１…第１の環状部
７２…第１の保持体
７５…凹部
７６…底部（他端）
７７…周壁部
７８…表層部（一端）
８１…第２の環状部
８２…第２の保持体
Ｒ１…外径（環状部）
Ｒ２…外径（頭部）
【図１】
2020102565.tif 000003
【図２】
2020102565.tif 000004
【図３】
2020102565.tif 000005
【図４】
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