(57)【要約】【課題】ＩＣのノイズ対策と熱対策とを簡単な構成で両立できる電子制御装置を提供する。【解決手段】プリント配線板５の車両に関する制御を行うＩＣ４が実装されている面側を金属製のカバー２で覆い、その実装領域の周辺に、グランド層１０に接続されるランドパターン９を設ける。ＩＣ４とカバー２との間と、ランドパターン９とカバー２との間には、熱伝導性が良好で且つ両者を容量結合させるゲル状材料１６を配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に関する制御を行うＩＣ（４，５２）と、
このＩＣが実装されるプリント配線板（５）と、
このプリント配線板の前記ＩＣが実装されている面側を覆う金属製のカバー（２，２Ａ，２Ｂ）と、
前記プリント配線板において前記ＩＣが実装される領域の周辺に設けられ、グランドに接続される少なくとも１つのランド（９，２２，３２，４２，５３）と、
前記ＩＣと前記カバーとの間に配置される熱伝導部材（１６，３３）と、
前記ランドと前記カバーとの間に配置され、両者を容量結合させる結合材（１６，３４４３，５４）とを備える電子制御装置。
【請求項２】
前記熱伝導部材（１６）と前記結合材（１６）とが、同一の材料である請求項１記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記同一の材料は、粘性を有するゲル状材料であり、
前記カバーは、前記プリント配線板に取り付けられる際に、前記ゲル状材料の一部を前記ランドの位置に導いて当該ランドに接触させる形状を備えている請求項２記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記カバー（２）は、前記ＩＣの表面を覆う平坦な部分から、前記ランドが配置されている位置にかけて湾曲した部分を有している請求項３記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記ランド（９）は、前記ＩＣの周辺を取り囲むように、連続的に配置されている請求項１から４の何れか一項に記載の電子制御装置。
【請求項６】
前記ランド（２２，４２）は、前記ＩＣに接続される配線がレイアウトされている領域を避けて配置されている請求項１から４の何れか一項に記載の電子制御装置。
【請求項７】
前記ランド（５３）は、前記ＩＣの四隅の延長線上に位置する４点に配置されている請求項１から４，６の何れか一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、車両制御を行うためのＩＣを備える電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）のような電子制御装置は、マイクロコンピュータ等のＩＣを備えている。このようなＩＣは動作時にノイズを発生させるため、例えばシールド部材によりＩＣを覆うことで対策を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３６０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、マイクロコンピュータのようなＩＣは、動作周波数が上昇して機能が向上することに伴い、消費電力が増加して発熱温度も上昇する傾向にあるため、ノイズ対策と共に放熱対策も行う必要がある。例えば、ＩＣのパッケージに放熱ゲルを塗布し、金属製の筐体に接触させることで放熱を行うことが考えられるが、この場合は一方で、上記のようなシールド部材を用いたノイズ対策ができなくなる。
【０００５】
また、放熱ゲルの誘電率は空気の数倍であるため、ＩＣのパッケージと筺体との間の容量も数倍になることから、高い周波数で動作するＩＣのノイズやイミュニティ，静電気に関する対策が困難となる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＩＣのノイズ対策と熱対策とを簡単な構成で両立できる電子制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の電子制御装置によれば、車両に関する制御を行うＩＣが実装されるプリント配線板のＩＣが実装されている面側を、金属製のカバーで覆う。また、プリント配線板のＩＣが実装される領域の周辺に、グランドに接続される少なくとも１つのランドを設ける。そして、ＩＣとカバーとの間に熱伝導部材を配置し、ランドとカバーとの間には、両者を容量結合させる結合材を配置する。
【０００７】
このように構成すれば、ＩＣが動作した際に発生した熱は、熱伝導部材を介して金属製のカバーに伝達されて放熱される。また、そのカバーは結合材を介して、プリント配線板のランドに容量結合されてグランドに接続されるので、ＩＣが発生したノイズはカバーによってシールドされる。したがって、ＩＣのノイズ対策と熱対策とを簡単で且つコンパクトな構成により両立させることができる。
【０００８】
請求項２記載の電子制御装置によれば、熱伝導部材と結合材とを同一の材料とするので、組み立ての工程が簡単になり、使用する部材の数も削減できる。
【０００９】
請求項３記載の電子制御装置によれば、同一の材料は、粘性を有するゲル状材料であり、カバーは、プリント配線板に取り付けられる際に、ゲル状材料の一部をランドの位置に導いて当該ランドに接触させる形状を備える。ここで、「粘性を有するゲル状材料」とは、一定の形状を維持できる程度の粘性を有する材料を言うものとする。
【００１０】
このように構成すれば、カバーをプリント配線板に取り付ける際に、そのカバーの形状に従いゲル状材料が変形しながら、プリント配線板のランドが配置されている位置に導かれて接触するようになる。したがって、電子制御装置の組み立てを簡単に行うことができる。また、カバーからゲル状材料，ランドを経由してグランドに至るノイズの伝搬経路が短くなるので、シールド効果を向上させることができる。
【００１１】
請求項４記載の電子制御装置によれば、カバーは、ＩＣの表面を覆う平坦な部分から、ランドが配置されている位置にかけて湾曲した部分を有している。これにより、例えばゲル状材料をＩＣの表面に配置してからカバーを取り付けるようにすると、ゲル状材料はカバーの湾曲した部分により変形してランドが配置されている位置に導かれて接触するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態であり、電子制御装置の外観を示す斜視図
【図２】電子制御装置の分解斜視図
【図３Ａ】第１カバーの一部を示す斜視図
【図３Ｂ】第１カバーを外した状態の電子制御装置の一部を示す平面図
【図３Ｃ】図３ＢのＣ−Ｃ断面を示す図
【図４】第２実施形態であり、電子制御装置の分解斜視図
【図５】第３実施形態であり、電子制御装置の分解斜視図
【図６Ａ】第１カバーの一部を示す斜視図
【図６Ｂ】第１カバーを外した状態の電子制御装置の一部を示す平面図
【図６Ｃ】図６ＢのＣ−Ｃ断面を示す図
【図７】第４実施形態であり、電子制御装置の分解斜視図
【図８】第５実施形態であり、電子制御装置の分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
本実施形態の電子制御装置１は車両制御用のＥＣＵであり車両に搭載される。図１等における電子制御装置１は、何れも金属製であり四角形状の第１カバー２と第２カバー３とで筐体を構成しており、その筐体の内部に図２に示すＩＣ４等の回路部品が実装されたプリント配線板５が収容されている。
【００１４】
プリント配線板５には、コネクタ６が実装されており、電子制御装置１はコネクタ６を介して外部機器と電気的に接続される。第１カバー２には、コネクタ６の図中上方側を覆うためのコネクタカバー部７が形成されている。また、第１カバー２には、ＩＣ４が位置する部位が、ＩＣ４のパッケージ表面との隙間をより狭くするように凹んだ形状のＩＣカバー部８が形成されている。
【００１５】
また、プリント配線板５には、ＩＣ４が実装されている部分の周辺を取り囲むようにして銅箔のランドパターン９がレイアウトされている。ランドパターン９は、図３Ｃに示すように、ビア２０を介してプリント配線板５の内層であるグランド層１０に接続されている。またＩＣ４は、ＢＧＡ（Ball Grid Array）によってプリント配線板５に実装されている。図３Ｂに示すように、ランドパターン９の外周側には、コンデンサや抵抗等の受動部品１１や、トランジスタ等の半導体部品１２や、発振器ＯＳＣ等が表面実装されている。
【００１６】
尚、図１や図２に比較して、図３Ｃに示す図３ＢのＣ−Ｃ断面では、ＩＣカバー部８の両側における第１カバー２の高さ寸法が、各部に配置される部品の高さに合せて異なるように示されている。これは、第１カバー２の形状をこのようにしても良いことを、バリエーションとして示したものである。したがって、例えばＩＣカバー部８の図中右側の高さ寸法を、同左側の高さ寸法と同一にしても良い。
【００１７】
図２や図３Ｃに示すように、２カバー３側の四隅には、基板固定用のゴム１３が配置されている。第１カバー２と第２カバー３とは、プリント配線板５を内部に収容するようにして図中下方によりねじ１４をねじ止めして結合される。その際に、プリント配線板５は、第１カバー２の縁部１５とゴム１３との間に挟まれて固定される。
【００１８】
また、第１カバー２と第２カバー３とが結合される際には、ＩＣ４のパッケージ表面に、ＩＣ４の外形より一回り程度大きい正方形状のゲル状材料１６が予め載置される。ゲル状材料１６は、熱伝導性が良好な誘電体であり、且つ図２に示すように、一定の形状を維持できる程度の粘性を有する材料である。第１カバー２のＩＣカバー部８は、図３Ｃに示すように、ＩＣ４の表面に対してほぼ平行となる平坦部８ａと、その平坦部８ａの両端側にあり、ＩＣ４の外周側にあるランドパターン９を超えてからプリント配線板５の表面側に接近するように、図中下方に湾曲した形状の湾曲部８ｂとを備えている。
【００１９】
そして、第１カバー２と第２カバー３とが結合される際には、ＩＣ４のパッケージ表面に載置されたゲル状材料１６が平坦部８ａにより圧迫され、弾性的に変形することで外周方向に伸びると、湾曲部８ｂの形状に沿ってランドパターン９に接する方向に導かれる。これにより、最終的に図３Ｃに示す状態となる。この状態で、第１カバー２とプリント配線板５のグランド層１０とは、間に挿入されるゲル状材料１６を介して容量結合される。すなわち、ゲル状材料１６は、熱伝導部材と結合材とを兼ねている。
【００２０】
以上のように本実施形態によれば、プリント配線板５の車両に関する制御を行うＩＣ４が実装されている面側を金属製のカバー２で覆い、その実装領域の周辺に、グランド層１０に接続されるランドパターン９を設ける。そして、ＩＣ４とカバー２との間と、ランドパターン９とカバー２との間には、熱伝導性が良好で且つ両者を容量結合させるゲル状材料１６を配置する。
【００２１】
このように構成すれば、ＩＣ４が動作した際に発生した熱は、ゲル状材料１６を介してカバー２に伝達されて放熱される。また、そのカバー２は、ゲル状材料１６を介してランドパターン９に容量結合されてグランド層１０に接続されるので、ＩＣ４が発生したノイズはカバー２によりシールドされる。したがって、ＩＣ４のノイズ対策と熱対策とを簡単で且つコンパクトな構成により両立させることができる。そして、ゲル状材料１６を、熱伝導部材と結合材とを兼用した材料とすることで、電子制御装置１の組み立て工程が簡単になり、使用する部材の数も削減できる。
【００２２】
また、カバー２は、プリント配線板５に取り付けられる際に、ゲル状材料１６の一部をランドパターン９の位置に導いて接触させる形状を備える。具体的には、カバー２のＩＣカバー部８は、ＩＣ４の表面を覆う平坦部８ａと、その両端からランドパターン９が配置されている位置にかけて湾曲した形状の湾曲部８ｂとを有している。
【００２３】
これにより、カバー２をプリント配線板５に取り付ける際に、ＩＣカバー部８の形状に従いゲル状材料１６が変形しながら、ランドパターン９が配置されている位置に導かれて接触するようになる。したがって、電子制御装置１の組み立てを簡単に行うことができる。また、カバー２からゲル状材料１６，ランドパターン９を経由してグランド層１０に至るノイズの伝搬経路が短くなるので、シールド効果を向上させることができる。更に、ランドパターン９をＩＣ４の実装領域の外周側を取り囲むように配置したので、カバー２のシールド効果を一層高めることができる。
【００２４】
（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図４に示すように、第２実施形態の電子制御装置２１は、プリント配線板５におけるランドパターン２２のレイアウトが第１実施形態と相違している。第１実施形態のランドパターン９は、ＩＣ４の実装領域の外周側を取り囲むように連続的に配置されているが、ランドパターン２２は、断続的に複数配置されている。複数のランドパターン２２の間には、ＩＣ４に接続される配線や、その配線を覆うレジストが配置される。
【００２５】
以上のように構成される第２実施形態によれば、ＩＣ４の実装領域の外周側を取り囲むように、複数のランドパターン２２を断続的に配置したので、ＩＣ４周りの配線をレイアウトするための自由度を高めることができる。
【００２６】
（第３実施形態）
図５に示すように、第３実施形態の電子制御装置３１は、プリント配線板５におけるランドパターン３２が、第１実施形態のランドパターン９よりも配線幅が狭くなるようにレイアウトされている。また、ゲル状材料１６に替えて、熱伝導材料３３と結合材３４とに機能を分けて、２つの材料を用いている。
【００２７】
図５や図６Ｂに示すように、熱伝導材料３３は、例えば直径がＩＣ４の１辺よりも短い円形であり、結合材３４は、ランドパターン３２の形状に合わせた概ね正方形の枠状である。熱伝導材料３３は、ＩＣ４のパッケージ表面の中央部に配置され、結合材３４は、ランドパターン３２の位置に沿って配置される。
【００２８】
図６Ｃに示すように、第１カバー２Ａの形状は、ランドパターン３２及び結合材３４の配置に合せて、湾曲部８ｂより外方に向けて延設される平坦部８ｃの幅が、カバー２よりも広く形成されている。この平坦部８ｃが、カバー２Ａを取り付ける際に結合材３４を上方から押圧することで、カバー２Ａとグランド層１０とは、結合材３４を介して容量結合される。
【００２９】
以上のように構成される第３実施形態によれば、ゲル状材料１６に比較して材料を塗布する総量を低減できると共に、結合材３４の誘電体としての電気的特性を、熱伝導材料３３の性質と無関係に調整できる。また、熱伝導材料３３の熱的特性についても、結合材３４の特性と無関係に調整できる。
【００３０】
（第４実施形態）
図７に示すように、第４実施形態の電子制御装置４１は、プリント配線板５におけるランドパターン４２が、ＩＣ４の対向する２辺の外周側にそれぞれ配置されている。熱伝導材料３３は第３実施形態と同一であり、結合材４３の形状はランドパターン４２の形状に合わせてある。そして、結合材４３は、ランドパターン４２の位置に沿って２箇所に配置されている。
以上のように構成される第４実施形態によれば、第２実施形態と同様に、ＩＣ４周りの配線をレイアウトするための自由度を高めることができる。
【００３１】
（第５実施形態）
図８に示すように、第４実施形態の電子制御装置５１は、ＩＣ４に替えて、ＱＦＰ（Quad Flat Package）のＩＣ５２がプリント配線板５に実装されている。プリント配線板５におけるランドパターン５３は、ＩＣ５２の四隅外方の４箇所に配置されている。それに合わせて、結合材５４も４箇所に配置される。また、第１カバー２Ｂには、平坦部８ａの四隅外方に、図中の下方に突出した凸部８ｄが形成されている。第３実施形態と同様に、これらの凸部８ｄが、カバー２Ｂを取り付ける際に結合材５４を上方から押圧することで、カバー２Ｂとグランド層１０とが結合材５４を介して容量結合される。
以上のように第５実施形態によれば、ＱＦＰのＩＣ５２を実装する構成についても、適用できる。
【００３２】
（その他の実施形態）
ＬＧＡ（Land Grid Array）実装のＩＣに適用しても良い。
ＩＣが２個以上実装される場合について、同様の構成を適用しても良い。
熱伝導部材及び結着材は、ゲル状材料に限ることはない。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【００３３】
図面中、１は電子制御装置、２は第１カバー、３は第２カバー、４はＩＣ、５はプリント配線板、８ｂは湾曲部、９はランドパターン、１０はグランド層、１６はゲル状材料である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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