(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品（１００、１０４、Ｒ、Ｃ）が装着される基板本体（２）と、該基板本体（２）の第１の面側に配置され、該基板本体（２）に対して電気的に接続される第１の電極（６ａ）と、前記第１の面とは反対の第２の面側に配置され、該基板本体（２）に対して電気的に接続される第２の電極（６ｂ）と、前記基板本体（２）および前記電子部品（１００、１０４、Ｒ、Ｃ）を覆う絶縁被覆（３）と有する両面基板（１）とを含む制御装置において、
前記第１および第２の電極（６ａ、６ｂ）が、前記絶縁被覆（３）の表面から窪んだ位置に配置されており、
前記両面基板（１）を保持するケース（２０）と、
前記両面基板（１）の表面（７）側から該両面基板（１）を覆って前記ケース（２０）に結合されるカプラ（２２）であって、前記絶縁被覆（３）の表面（７）に露出している第１の電極（６ａ）に当接するカプラ端子（３０）を収容しているカプラ（２２）と、
前記両面基板（１）の裏面（８）側に配置され、該両面基板（１）の裏面（８）に露出している第２の電極（６ｂ）に当接する部品端子（２３、２４）を有する部品（４０、４１）とを備え、
前記両面基板（１）が、前記ケース（２０）、前記カプラ（２２）および前記部品（４０、４１）によって気密にシールされていることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記絶縁被覆（３）が樹脂モールドからなり、該樹脂モールドが、前記第１および第２の電極（６ａ、６ｂ）の表面が露出するように施されることによって、前記第１および第２の電極（６ａ、６ｂ）が、前記絶縁被覆（３）の表面から窪んだ位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記樹脂モールドが、前記第１の電極（６ａ）および第２の電極（６ｂ）に対し、その表面を除いた縁部を覆って施されていることを特徴とする請求項２記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置に関するものであり、特に、基板に設けられる電極間の絶縁性を確保するとともに、防水機能を有して基板を収容するのに好適な制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や自動二輪車等に搭載されるエンジン制御用の電子装置（ＥＣＵ）等は、電子部品を含む回路が実装される回路基板を有する。例えば、特許文献１には、回路基板の両面にめっきあるいは銅箔によって配線回路が形成された基板（以下、「両面基板」という）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
両面基板は片面のみに配線回路や電極を設ける片面基板と比較した場合、配線回路や電極の取り付け面積を大きくしつつ、基板自体は小さくできるので、結果として、基板を取り付けたり、収容したりする装置全体の小型化を図ることができるという利点がある。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されている従来の両面基板では、基板の表面に電極を形成しているので基板に対して両面で電極が突出することになり、取り付けスペースを大きくしてしまう。また、電極をマスクして絶縁被覆を形成する際に、該絶縁被覆が電極を覆ってしまうことがないように注意を払って成形することが求められ、コスト高にもなり得る。
【０００６】
本発明の目的は、基板の小型化を図りつつ成形性を向上させて製造コストの低減をも図ることのできる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】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明は、電子部品が装着される基板本体と、該基板本体の第１の面側に配置され、該基板本体に対して電気的に接続される第１の電極と、前記第１の面とは反対の第２の面側に配置され、該基板本体に対して電気的に接続される第２の電極と、前記基板本体および前記電子部品を覆う絶縁被覆と有する両面基板とを含む制御装置において、前記第１および第２の電極が、前記絶縁被覆の表面から窪んだ位置に配置されており、前記両面基板を保持するケースと、前記両面基板の表面側から該両面基板を覆って前記ケースに結合されるカプラであって、前記絶縁被覆の表面に露出している第１の電極に当接するカプラ端子を収容しているカプラと、前記両面基板の裏面側に配置され、該両面基板の裏面に露出している第２の電極に当接する部品端子を有する部品とを備え、前記両面基板が、前記ケース、前記カプラおよび前記部品によって気密にシールされている点に第１の特徴がある。
【０００８】
また、本発明は、前記絶縁被覆が、前記基板本体および前記電子部品を覆う樹脂モールドからなり、該樹脂モールドが、前記第１および第２の電極の表面が露出するように施されることによって、前記第１および第２の電極（６ａ、６ｂ）が、前記絶縁被覆（３）の表面から窪んだ位置に配置されている点に第２の特徴がある。
【０００９】
また、本発明は、前記樹脂モールドが、前記第１の電極および第２の電極に対し、その表面を除いた縁部を覆って施されている点に第３の特徴がある。
【発明の効果】
【００１１】
第１の特徴を有する本発明によれば、両面基板の外形が樹脂モールドされたパッケージによってシンプルに形成されるうえ、電極がパッケージから突出しないように窪んだ位置に配置されるので、該両面基板を適用する制御装置において、取り付けの自由度が高められる。これによって、結局は、制御装置全体の小型化を図りつつ成形を容易にすることができるので製造コストを低減させることができる。また、電極を窪ませているので、電極間の沿面距離を長くして絶縁性を高めることができる。
【００１２】
第２、第３の特徴を有する本発明によれば、電子部品を含めて両面基板の絶縁性や防水性を強化することができる。
【００１３】
第４の特徴を有する本発明によれば、制御装置内に両面基板を、防水性を確保した状態で収容できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る両面基板の要部断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る両面基板を含む制御装置の要部断面図である。
【図３】両面基板とカプラの要部拡大断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る制御装置の要部断面図である。
【図５】本発明の両面基板を有する制御装置に適合するカプラの斜視図である。
【図６】リブからなる凸部を有するカプラの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る両面基板の断面図である。図１において、両面基板１は、矩形面を有するセラミック基板２ａの上に複数枚（ここでは、５枚）のプリント基板２ｂを積層した積層基板である基板本体２と、基板本体２を覆う絶縁被覆であるパッケージ３とを備える。積層されたプリント基板２ｂには複数のチップ抵抗ＲやチップコンデンサＣが組み入れられるとともに、各プリント基板２ｂ間は、スルーホール内にメッキを施して形成した貫通ビア（導線）５によって接続される。
【００１６】
図１において下から第２層目のプリント基板２ｂ上にはフリップチップボンディングによってベアＩＣチップ１００が装着され、最上層のプリント基板２ｂの上には電解コンデンサ１０４が装着される。また、最上層のプリント基板２ｂ上には複数（ここでは、３枚）の電極６ｂが設けられ、セラミック基板２ａの下面にも複数（ここでは、５枚）の電極６ａが設けられる。電子部品４は、ベアＩＣチップや、コンデンサ、抵抗等に限らないし、プリント基板２ｂの積層数も５枚に限定されない。
【００１７】
複数の電極６ａ、６ｂはパッケージ３の第１の面（表面）７および第２の面（裏面）８に振り分けて配置される。第１の面７側に設けられる電極６ａを第１の電極と呼び、第２の面８側に設けられる電極６ｂを第２の電極と呼ぶ。第１の電極６ａおよび第２の電極６ｂはパッケージ３の表面から窪んだ位置にあって、パッケージ３の表面７または裏面８からそれぞれ突出しないように配置されるとともに、パッケージ３が各電極６ａ、６ｂの縁に被さって、電極６ａ、６ｂを堅固に保持している。
【００１８】
パッケージ３は、例えば、加熱加圧した樹脂を加熱金型の中に注入する加圧成型方法（トランスファモールド成型）によって形成される樹脂材モールドからなる。パッケージ３は、基板本体２、ベアチップＩＣ１００、および電解コンデンサ１０４、並びに第１の電極６ａおよび第２の電極６ｂの、表面の縁部を樹脂モールドする。このとき、第１の電極６ａおよび第２の電極６ｂは、その縁部を除いた表面だけが覆われず、かつ、パッケージ３の表面７、裏面８からそれぞれ窪んだ位置で樹脂モールドされる。このような構造を有する両面基板１では、複数の電極６ａおよび６ｂのそれぞれの間は、パッケージ３を形成している樹脂材によって絶縁が確保される。
【００１９】
第１の電極６ａおよび第２の電極６ｂには、次に具体例を示すように、外部部品と接続するために、外部部品に設けられる端子が当接して電気的接続がなされる。
【００２０】
図２は、図１に示した両面基板１を適用するエンジン用ＥＣＵ（電子装置）付きスロットル装置の要部断面図である。なお、図２および後述の図４中に示す両面基板１は、図１に記載したものと同一のものであるが、図面の繁雑さをさけるため、図２および図４ではパッケージ３内の構造は図示しない。
【００２１】
図２において、スロットル装置１０はスロットルボディ１２と、スロットルボディ１２に組み入れられて回転自在に軸支されたバタフライ弁であるスロットルバルブ１４と、スロットルバルブ１４の開度等に基づいて燃料噴射量を制御するＥＣＵ１６とを含んでいる。スロットルバルブ１４の軸（スロットル軸：軸線１４０で示している）は、図２の右方向に延び、スロットル軸の端部にはスロットルワイヤ１４１が係止されるワイヤプーリ１４２が取り付けられる。
【００２２】
ＥＣＵつまり両面基板１は、スロットルボディ１２に結合されるＥＣＵケース（以下、単に、「ケース」という）２０によって保持され、さらに、ケース２０の端部に係合して両面基板１を覆うＥＣＵカバー（カプラ）２２を備える。両面基板１は、両面基板１の表面７および裏面８が、スロットルバルブ１４を配置する吸気通路５９の延在方向に沿うように配置される。両面基板１とスロットルボディ１２との間には、スロットルセンサ４０や図示しないアイドル調整弁を駆動するアクチュエータ４１が設けられる。
【００２３】
スロットルセンサ４０は、パッケージ３の裏面８に露出している第２の電極６ｂの表面に当接するセンサ端子２３を有する。スロットルセンサ４０と同様、アクチュエータ４１は、パッケージ３の裏面８に露出している第２の電極６ｂの表面に当接するアクチュエータ端子２４を有する。なお、端子２３、２４は、図示されている数に限らず、スロットルセンサ４０やアクチュエータ４１に接続される複数の端子を含み、第２の電極６ｂも、端子２３や２４の数に応じた個数設けられる。ケース２０とスロットルセンサ４０およびアクチュエータ４１との間にはシール手段（具体的にはオーリング（Ｏリング）５４が設けられ、ケース２０とスロットルセンサ４０およびアクチュエータ４１との間の気密が図られる。
【００２４】
両面基板１の表面側つまりパッケージ３の表面７側に配されてケース２０に被せられるＥＣＵカバーであるカプラ２２は、複数の信号線（または導線）２９の集合体（つまりハーネス）を収容している。そして、両面基板１の表面７に設けられる複数の第２の電極６ａには、カプラ２２に集束された各信号線２９にそれぞれ設けられる端子３０が当接されて電気的に接続される。カプラ２２は、樹脂またはゴム等、可撓性、電気的絶縁性を有する材料であるのが好ましい。
【００２５】
前記複数の端子３０と複数の第２の電極６ａとは、これらの間に設けられる導電性ゴムからなる接触部品４２によって電気的に接続される。接触部品４２はカプラ２２に形成される凹部３８に収容されて位置決めがなされる。カプラ２２は、凹部３８によって各凹部３８同士の間に形成される凸部の先端で、両面基板１の表面７に当接する。
【００２６】
ケース２０の側壁外面には、係合用突起５０が形成され、カプラ２２の内壁には、前記係合用突起５０が嵌る係合用凹部５２が形成される。係合用凹部５２は、カプラ２２の側壁を貫通する開口であってもよい。また、前記係合用凹部５２をケース２０側に設け、係合用突起５０をカプラ２２側に設けてもよい。
【００２７】
ケース２０の側壁内面とカプラ２２の側壁外面との間にも、シール６２が設けられる。カプラ２２の側壁内周面がケース２２の側壁外周面に係合して、係合用突起５０が係合用凹部（または開口）５２に係合することにより、カプラ２２とケース２０は堅牢に連結される。これにより、接触部品４２は圧縮され、端子３０と電極６ａとの電気的接続がより一層確実になる。
【００２８】
次に、両面基板およびカプラを、拡大図を参照してさらに詳細に説明する。図３はカプラ２２を両面基板１から切り離した状態の要部拡大断面図である。図３において、カプラ２２は、両面基板１の表面７に対し、接触部品４２が嵌っている凹部３８を形成している部分２２ａの端面で当接する。
【００２９】
カプラ２２には、端子３０および信号線２９の先端部を収容するガイド孔３６が設けられる。ガイド孔３６は、使用が予定される信号線２９の数に相当する数だけ形成される。図２および図３では、ガイド孔３６を形成する壁が隣接する壁と一体となって単一のブロックを形成しているカプラ２２を示したが、各ガイド孔３６の壁は分離していてもよい。つまり、カプラ２２に設けられる各ガイド孔３６の隣接する壁同士を互いに分離させて、端子３０や信号線２９を１組ずつ収容する複数の筒状部分（シース）を形成するようにしてもよい。
【００３０】
ガイド孔３６は、両面基板１の表面７と対向するカプラ２２側の面に対して垂直ではなく、角度θを有して形成されている。これにより、カプラ２２からのハーネス突出量を少なくすることができる。接触部品４２が収容される凹部３８は、両面基板１の表面７と対向するカプラ２２の表面に直角な方向に穿たれ、ガイド孔３６とつながる。
【００３１】
接触部品４２は、周囲にリム４６を有する円板状のベース４８とベース４８から第１の電極６ａに向けて延在している凸部４４とからなる。この凸部４４は、図２に示すように両面基板１にカプラ２２を結合させた場合に、圧縮されてリム４６と凸部４４との間に形成されている空間に拡がるから、信号線２９の端子３０と第１の電極６ａとの電気的接触を良好にしつつ、カプラ２２とケース２０との連結が容易に行える。また、カプラ２２と両面基板１の表面７とが互いに密着するので、気密性も確保される。
【００３２】
図２および図３に関して説明した実施形態では、接触部品４２を介して端子３０を、両面基板１の表面７側の電極６ａに当接するようにしたが、次に示すように、接触部品４２を介さず、端子３０を両面基板１側に延長して第１の電極６ａに当接させるようにしてもよい。
【００３３】
図４は、第２実施形態に係るＥＣＵ付きスロットル装置の要部を示す一部断面図であり、図２と同符号は同一または同等部分を示す。第２実施形態では、信号線２９の端子３０と第１の電極６ａとの間に接触部品４２を介在させない。
【００３４】
すなわち、端子３０は、カプラ２２がケース２０に連結された状態で、第１の電極６ａに直接当接できるように、両面基板１の表面７と対向するカプラ２２の面２２ｂから両面基板１側に延長して形成される。両面基板１の表面７と対向する面２２ｂは、該表面１４に当接しておらず、面２２ｂから両面基板１側に突出させている複数の凸部２２ｃで両面基板１の表面７に当接する。
【００３５】
この第２実施形態では、カプラ２２の面２２ｂが両面基板１の表面７に当接しないので、信号線２９の周りにゴムブッシュ６１を被せて、該ゴムブッシュ６１の周囲をガイド孔３６の内周面に当接させることで第１の電極６ａと端子３０との当接部に防水性をもたせている。
【００３６】
図５はカプラ２２を両面基板１と対向する側の斜め方向から見た図である。図５において、端子３０の先端３０ａはカプラ２２の端子通孔６０から突出しており、さらにその端部は図中で上方に折れ曲がっている。この端子３０の先端３０ａの屈曲形状により、第１の電極６ａに広い面積で弾力的に端子３０が当接できる。
【００３７】
カプラ２２の側壁（両面基板１に対向する面と直交する面を有する壁）５５には、ケース２０の係合用突起５０が嵌る係合用開口５２ａが形成されている。この係合用開口５２ａは前記係合用凹部５２（図４参照）に代わるものである。この係合用開口５２ａは、上下に設けられる側壁５５だけでなく、横に設けられる側壁５６にも形成される。したがって、ケース２０の対応位置にも係合用開口５２ａに係合する係合用突起（図示せず）が設けられる。
【００３８】
係合用開口５２ａを設ける側壁５５および５６は、該係合用開口５２ａに近接した位置にスリット５７を有する。スリット５７は側壁５５や５６の端面から切り込まれており、これによって、側壁５５、５６のうち係合用開口５２ａを有する部分が撓みやすくなるので、比較的小さい力で係合用開口５２ａにケース２０の係合用突起５９を嵌めやすくなる。なお、凸部２２ｃは円柱状に限らず、多角柱状であってもよい。
【００３９】
さらに、カプラ２２に設ける凸部２２ｃは図５に示すような柱状のものに限らない。図６は、柱状の凸部２２ｃに代わるリブの例を示すカプラ２２の斜視図である。図６において、カプラ２２から突出している端子３０は縦３列、横４段で整列して配置され、これらの端子３０の間を区切るように、カプラ２２と一体的にリブ５８が形成される。リブ５８の高さは、カプラ２２から突出している端子３０の先端が第１の電極６ａと良好な接触状態を形成できるように、カプラ２２の側壁５５、５６より低くしており、少なくとも端子３０の先端がリブ５８よりも突出するように設定する。さらに、カプラ２２は、ケース２０に連結した状態で、リブ５８の端面が両面基板１の表面７に当接できるように寸法が設定される。
【００４０】
リブ５８は図示のとおり、格子状に形成されており、格子を構成する縦横部材の交点５８ａは、複数の端子通孔６０の間に位置している。好ましくは、端子通孔６０から等間隔離れた位置に交点５８ａを配置するのが好ましい。端子通孔６０の周りの強度をリブ５８や凸部２２ｃで均等に増大できるので、端子３０と第１の電極６ａとの電気的接触圧を安定化することができる。
【００４１】
リブ５８は、格子状に形成しているので、カプラ２２がケース２０に結合されたとき、前記ゴムブッシュ６１（図４参照）と相乗して防水性を高めることができるが、このような格子状に限定されない。例えば、格子状に代えて、縦方向または横方向に延びる単純な板状としてもよいし、端子通孔６０の間に縦横部材の交点が位置する正面視十字形状の部材または部分で構成するものであってもよい。
【００４２】
なお、両面基板１の表面７に当接する部分である凸部２２ｃやリブ５８は、カプラ２２と一体に形成するものに限らず、別部品としてもよい。例えば、端子３０が貫通する孔６０に対応する部分を開口させた板状シール部材を、凸部２２ｃやリブ５８に代えて、カプラ２２と別部品として設けてもよい。この板状シール部材は、凸部２２ｃやリブ５８の高さと同じ厚みをもったゴムの板からなるのがよい。
【００４３】
本発明を、具体的な実施形態を参照して説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、当業者は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で変形または応用することができる。
【００４４】
例えば、実施形態では、両面基板はスロットル装置に組み込まれたＥＣＵに用いられるものとして説明した。しかし、本発明の両面基板は、モータやソレノイド等を駆動手段として制御される車両の電装機器、例えば、自動変速機、燃料供給装置、オルタネータ、および電源供給装置等の制御装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１…両面基板（ＥＣＵ）、  ２…基板本体（積層基板）、  ３…パッケージ、  ４…電子部品、  ５…導線、  ６ａ…第１の電極、６ｂ…第２の電極、  ７…パッケージ表面、  ８…パッケージ裏面、  １０…スロットル装置、  １２…スロットルボディ、  ２０…カプラ、  ２２…ケース、  ２２ｃ…凸部、  ２９…信号線（導線）、  ３０…端子、  ３６…ガイド孔、  ４２…接触部品（導電性ゴム）、  ５０…係合用突起、  ５２…係合用凹部、  ５５…カプラの側壁、  ５７…スリット、  ５８…リブ、  ６０…端子通孔
【図１】
0005479306.tif 000002
【図２】
0005479306.tif 000003
【図３】
0005479306.tif 000004
【図４】
0005479306.tif 000005
【図５】
0005479306.tif 000006
【図６】
0005479306.tif 000007