(57)【要約】【課題】基板や電子回路が破損する虞を伴わずに容易に不具合解析を行うことができる電子制御装置を提供する。【解決手段】電子回路２が形成された基板３と、基板３に設けられ、電子回路２に接続される電子部品４と、電子部品４を封止するように基板３の表面を被覆する樹脂からなる被覆部材５とを備えた電子制御装置１において、貫通孔１ａまたは被覆部材５の表面から基板３に至る窪み１ｂが形成され、貫通孔１ａまたは窪み１ｂに電子回路２が露出する構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路が形成された基板と、
前記基板に設けられ、前記電子回路に接続される電子部品と、
前記電子部品を封止するように前記基板の表面を被覆する樹脂からなる被覆部材と
を備えた電子制御装置であって、
貫通孔および窪みの少なくとも一方が形成され、
前記貫通孔および前記窪みの少なくとも一方に前記電子回路が露出することを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記貫通孔および前記窪みの少なくとも一方の内面の少なくとも一部には、前記電子回路の一部をなす導電膜が形成さ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】
請求項１または請求項２に記載の電子制御装置と、当該電子制御装置を収容する筐体とを備えた電子制御ユニットであって、
前記基板の縁部に前記被覆部材から露出するように形成されたエッジコネクタと、
前記電子制御装置を挿入できるように前記筐体に形成された開放部と、
前記筐体における前記開放部と相反する側の内部に前記エッジコネクタを差し込み可能に形成されたエッジコネクタソケットと、
前記エッジコネクタソケットに前記エッジコネクタが差し込まれた状態で前記筐体の内面と前記電子制御装置の外面との間に形成される防水構造体と
を更に備え、
前記窪みまたは前記貫通孔が、前記エッジコネクタソケットに前記エッジコネクタが差し込まれた状態で前記防水構造体よりも前記エッジコネクタ側の位置に配置されることを特徴とする電子制御ユニット。
【請求項４】
前記被覆部材の外面には溝が形成され、
前記防水構造体は、前記溝に嵌まるように前記電子制御装置に取り付けられたことを特徴とする、請求項３に記載の電子制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、鉄道車両、船舶、航空機、農耕機などに実装される電子制御装置およびこれを備えた電子制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車には、エンジンや自動変速機、電動パワーステアリング等をそれぞれ駆動制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）の他、エンジンや車体の運転情報を検出して各ＥＣＵに検出信号を出力する多数のセンサなどが搭載されている。ＥＣＵおよび一部のセンサなどでは、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭなどの電子部品を電子回路に実装した基板に対し、防水や耐油、防塵等のために電子部品を封止する被覆部（例えば、樹脂モールド）を設けることがある。
【０００３】
ところが、樹脂などによって電子部品を封止すると、電子回路部分に不具合が生じても目視で確認したり、電気的な接触によって検査を行ったりすることができなくなるため、不具合の原因究明が困難になる。そこで、電子回路部分の不具合解析を可能にするために、基板上の電気的検査用の金属体を半田で突起状に形成し、この金属体や電子部品などを樹脂で封止して電子制御装置を構成し、金属体の位置を示すマーキングを樹脂の外部表面に形成することで、マーキングにしたがって樹脂を切断または切削したときに金属体が露出するようにした発明が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８８７１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の電子制御装置では、不具合解析を行うために樹脂を切断または切削しなければならず、時間および工数がかかる。また、樹脂を切断または切削する際に基板や電子回路が破損する虞があり、基板や電子回路が破損すると、電子制御装置の再利用が不可能になるばかりでなく、不具合解析が不可能になってしまう。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、基板や電子回路が破損する虞を伴わずに容易に不具合解析を行うことができる電子制御装置およびこれを備えた電子制御ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するために、本発明の一側面によれば、電子回路（２）が形成された基板（３）と、前記基板（３）に設けられ、前記電子回路（２）に接続される電子部品（４）と、前記電子部品（４）を封止するように前記基板（３）の表面を被覆する樹脂からなる被覆部材（５）とを備えた電子制御装置（１）であって、貫通孔（１ａ）および窪み（１ｂ）の少なくとも一方が形成され、前記貫通孔（１ａ）および前記窪み（１ｂ）の少なくとも一方に前記電子回路（２）が露出する構成とする。
【０００８】
この構成によれば、電子制御装置の表面に窪みまたは貫通孔に形成されているため、被覆部材を切断または切削することなく、窪みまたは貫通孔にテストピンを差し込んで電子回路に接触させ、不具合解析を行うことができる。また、この窪みまたは貫通孔は、電子制御装置の出荷前テストや電子部品への書き込みにも利用できるため、テスト用などに端子やパッドを基板に搭載しなくとも簡単にテストや書き込みを行えるようになる。
【０００９】
また、本発明の一側面によれば、前記窪み（１ｂ）または前記貫通孔（１ａ）の内面には、前記電子回路（２）の一部をなす導電膜（８）が形成されている構成とすることができる。
【００１０】
この構成によれば、窪みまたは貫通孔の内面に露出する電子回路の面積を大きくできるため、差し込んだテストピンを容易に電子回路に接触させることができる。
【００１１】
また、このような課題を解決するために、本発明の一側面によれば、上記電子制御装置（１）と、当該電子制御装置（１）を収容する筐体（２２）とを備えた電子制御ユニット（２０）であって、前記基板（３）の縁部に前記被覆部材（５）から露出するように形成されたエッジコネクタ（６）と、前記電子制御装置（１）を挿入できるように前記筐体（２２）に形成された開放部（２２ａ）と、前記筐体（２２）における前記開放部（２２ａ）と相反する側の内部に前記エッジコネクタ（６）を差し込み可能に形成されたエッジコネクタソケット（２３）と、前記エッジコネクタソケット（２３）に前記エッジコネクタ（６）が差し込まれた状態で前記筐体（２２）の内面と前記電子制御装置（１）の外面との間に形成される防水構造体（シール部材７）とを更に備え、前記窪み（１ｂ）または前記貫通孔（１ａ）が、前記エッジコネクタソケット（２３）に前記エッジコネクタ（６）が差し込まれた状態で前記防水構造体（７）よりも前記エッジコネクタ（６）側の位置に配置される構成とする。
【００１２】
電子制御装置が自動車のエンジンルームなどに設置される場合には、貫通孔または凹部の内部に水分や油分、塵埃が入らないようにする必要があり、この構成によれば、窪みまたは貫通孔が形成された部分を確実に防水することができる。
【００１３】
また、本発明の一側面によれば、前記被覆部材（５）の外面には溝（５ｂ）が形成され、前記防水構造体（７）は、前記溝（５ｂ）に嵌まるように前記電子制御装置（１）に取り付けられた構成とすることができる。
【００１４】
この構成によれば、防水構造体の位置固定を行いつつ、電子制御装置を取り外したときの防水構造体の目視による確認が容易になる。また、防水構造体が電子制御装置に取り付けられるため、電子制御装置を筐体内に挿入したときに防水構造体がずれたとしても、防水構造体は窪みまたは貫通孔から遠ざかる方向にずれるため、窪みまたは貫通孔が防水構造体の外側になることはなく、目視によるずれの確認も容易である。
【発明の効果】
【００１５】
このように本発明によれば、基板や電子回路が破損する虞を伴わずに容易に不具合解析を行うことができる電子制御装置およびこれを備えた電子制御ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る電子制御装置の平面図
【図２】図１中のII−II断面図
【図３】図１に示す電子制御装置の製造状態を示す断面図
【図４】テストピン挿入時の電子制御装置の断面図
【図５】第１実施形態に係る電子制御ユニットの断面図
【図６】第２実施形態に係る電子制御装置の断面図
【図７】第３実施形態に係る電子制御装置の平面図
【図８】図７中のVIII−VIII断面図
【図９】第４実施形態に係る電子制御装置の図８に対応する要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のいくつかの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
≪第１実施形態≫
まず、図１〜図５を参照して第１実施形態に係る電子制御装置１および電子制御ユニット２０について説明する。図１および図２に示すように、電子制御装置１は、電子回路２が形成され、概ね長方形を呈する基板３と、基板３の表面（ここでは両面）に実装されたＣＰＵ（Central Processing Unit）などの電子部品４と、電子部品４を封止するように基板３の表面に被覆された樹脂からなる被覆部材５とを備えており、基板３の延在面に沿って長い直方体形状を呈している。
【００１９】
なお、電子制御装置１は、例えば、自動車の電子制御燃料噴射装置の制御を行うＰＧＭ−ＦＩ（プログラムド・フューエル・インジェクション）ＥＣＵ（Electronic Control Unit）や、ＶＳＡ（Vehicle Stability Assist system）の制御を行うＶＳＡコントロールユニット、ＭＩＣＵ（マルチプレックス・インテグレーテッド・コントロールユニット）などとして利用され、例えば、自動車のエンジンルームに設置される。
【００２０】
基板３は、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの絶縁性の樹脂、あるいはこれらにガラス繊維を配合したものからなる樹脂基板である。基板３の表面には外部回路層として銅箔などからなる電子回路２（配線部）が形成され、この電子回路２に接続するように電子部品４が実装されている。図示例では、基板３に設けられた図示しないスルーホールを介して基板３の両主面に電子回路２が形成され、電子部品４も基板３の両主面に実装されている。
【００２１】
基板３として、例えばアルミニウムや銅、鉄、マグネシウムなどの金属からなる平板状のコアメタル層を含むメタルコア基板や、セラミックからなる層を含むセラミック基板を用いてもよい。メタルコア基板やセラミック基板を用いることにより、コアメタル層やセラミック層が高熱伝導層として機能して熱が拡散されるため、電子部品４の温度上昇を抑制することができる。
【００２２】
基板３の一縁部（一辺）には電子回路２の端部を構成する複数の電極２ａ（端子）が形成されており、この縁部がエッジコネクタ６（カードエッジコネクタ）を構成している。本実施形態では、基板３の両主面に電極２ａが形成されている。被覆部材５は、これらの電極２ａが形成されたエッジコネクタ６が露出し、その他の部位の全面が被覆されるように設けられている。
【００２３】
電子回路２は、スクリーン印刷などによって基板３の表面に直接的にパターン形成する態様で形成されてもよく、基板３の全面に形成した回路層をエッチングなどによって選択的に除去してパターン形成する態様で形成されてもよい。また、電子回路２のさらに外側にソルダーレジスト層（図示せず）が形成されていてもよい。
【００２４】
被覆部材５は、熱膨張率が小さく、絶縁性を有し、耐熱性、耐湿性および耐油性に優れた樹脂から形成されている。被覆部材５として、例えば、ポリアミドやポリエチレンなどを用いることができる。製造容易性の観点からは、被覆部材５として熱可塑性樹脂を用いることが好ましいが、被覆部材５として熱硬化性樹脂を用いてもよい。
【００２５】
被覆部材５におけるエッジコネクタ６側と相反する側には、可撓性を有する環状のシール部材７が被覆部材５を取り囲むように取り付けられている。シール部材７は、被覆部材５の外面から突出するように設けられており、後述する筐体２２と協働して電子制御装置１の防水性を確保する防水構造体をなすものである。被覆部材５の表面には、シール部材７と同程度の幅を有する環状溝５ｂが形成されており、この環状溝５ｂに嵌まるようにシール部材７は設けられる。なお、シール部材７は被覆部材５に接着されてもよい。
【００２６】
電子制御装置１のシール部材７よりもエッジコネクタ６側の位置には、被覆部材５および基板３を直角に貫通する態様で被覆部材５の一方の主面から他方の主面に至る円形断面の複数（ここでは８つ）の貫通孔１ａが形成されている。各貫通孔１ａは、基板３に形成される貫通孔３ａと、この貫通孔３ａの両側にこれと同径でかつ同軸に連続するように被覆部材５に形成される貫通孔５ａとから構成されており、基板３の貫通孔３ａの内面には導電膜８が形成されている。この導電膜８は、電子回路２の基板３表面に形成された部分と接続しており、電子回路２の一部となっている。
【００２７】
次に、このように構成された電子制御装置１の製造方法について説明する。まず、電子回路２が形成された基板３を用意する。電子回路２のうち、基板３の主面に形成される部分は、前述したようにスクリーン印刷やエッチングなどによって導電パターンを形成し、貫通孔３ａの内面の導電膜８は、スルーホールと同様に、例えば無電解めっきによって孔の壁面に銅などの金属層を形成すればよい。次に、電子部品４を電子回路２に接続するように基板３に取り付ける。
【００２８】
このように形成された基板３を、図３に示すように、被覆部材５を成形するための金型１１にセットする。金型１１は、それぞれ成形用凹所１１ａが形成された一対の型板（それぞれ上型１１Ｕおよび下型１１Ｌと称する。）を型締めすることにより、一対の成形用凹所１１ａによって樹脂注入用空間１２が形成されるようになっている。また上型１１Ｕおよび下型１１Ｌには、基板３を保持すべく、型締めしたときに基板３を挟持する挟持部１３がそれぞれ形成されている。
【００２９】
基板３は、一対の挟持部１３によって挟持されることにより、基板３の樹脂注入用空間１２内に配置された部位や電子部品４が金型１１に接しないように保持される。上型１１Ｕには樹脂注入孔１４が形成されている一方、下型１１Ｌには、基板３の貫通孔３ａと対応する位置にピン挿入孔１５が形成されている。このピン挿入孔１５には８本のピン１６が挿入され、これら８本のピン１６は、基板３の貫通孔３ａを通って上型１１Ｕに至る位置まで挿入され、固定される。
【００３０】
なお、基板３の位置、特に挟持部１３から遠い部分の上下方向位置を固定するために、想像線で示すような位置固定用のピン１７を用いてもよい。このようなピン１７は、樹脂の注入圧によって樹脂注入用空間１２から押し出されて、樹脂注入用空間１２内に配置された基板３の全面が被覆部材５によって覆われるように構成するとよい。
【００３１】
このようにして金型１１に基板３を保持させた状態で、溶融した樹脂を射出成形機によって樹脂注入孔１４から注入して樹脂注入用空間１２に充填し、注入圧力を保持したまま樹脂を硬化させる。これにより、電子部品４を封入するように基板３の表面を覆う被覆部材５が形成される。なお、熱可塑性樹脂を用いている場合には、金型１１を冷却して樹脂を硬化（固化）させればよく、熱硬化性樹脂を用いている場合には、金型１１を加熱して樹脂を硬化させればよい。
【００３２】
樹脂の硬化後、８本のピン１６を抜き取り、金型１１を型開きして、エジェクタ機構などの適宜の離型機構を用いて離型することで、貫通孔１ａが形成され、エッジコネクタ６が露出した前述した構成の電子制御装置１が完成する。
【００３３】
電子制御装置１の貫通孔１ａには、前述したように電子回路２の一部をなす導電膜８が内面に露出している。そのため、図４に示すように、貫通孔１ａにテストピン１８を挿入して導電膜８に接触させることができ、電子制御装置１の製造後（被覆部材５の成形後）に動作確認テストや電子部品４への書き込みを行うことができる。ここでは、テストピン１８として四方に弾性片が設けられたバナナプラグを用いており、弾性片が広い面積をもって導電膜８に接触している。これにより、先端だけが導電膜８に接触する単なる棒状のピンに比べて導電膜８に応力が生じなくなり、導電膜８の破損が防止される。また、導電膜８が内面に露出する貫通孔１ａが電子制御装置１に形成されたことにより、使用中に電子制御装置１に不具合が生じた場合にも、導電膜８にテストピン１８を接触させて不具合解析を行うことができる。また、貫通孔１ａに導電膜８が形成されたことにより、貫通孔１ａの内面に露出する電子回路２の面積が大きくなっており、差し込んだテストピン１８を容易に電子回路２に接触させることができる。
【００３４】
図５は、電子制御装置１を用いた電子制御ユニット２０の断面を示している。電子制御ユニット２０は、電子制御装置１と、電子制御装置１を収容する筐体２２とを有している。筐体２２は、直方体形状の箱形を呈しており、１つの面に電子制御装置１を挿入するための開放部２２ａが形成されている。開放部２２ａは、筐体２２の１つの面の全体を取り除くように形成されており、これにより、筐体２２の内壁面２２ｂおよび内部空間が、開放部２２ａからの深さ方向について同一断面形状を呈するようになっている。筐体２２の開放部２２ａと相反する側の内部には、開放部２２ａから挿入された電子制御装置１のエッジコネクタ６が差し込まれるエッジコネクタソケット２３が設けられている。
【００３５】
エッジコネクタソケット２３は、開放部２２ａに向けて開口する凹所を画成する一対の壁部２４と、一対の壁部２４の内面に互いに対向するように取り付けられた金属片からなる電極２６（端子）とを有している。各電極２６は、凹所の内方に向けて突出する湾曲形状を呈しており、凹所にエッジコネクタ６が挿入されたときに電子回路２の電極２ａを弾性的に挟持する。各電極２６は、筐体２２を貫通して筐体２２の外面まで延びており、各電極２６の筐体２２の外側部分には、ハーネスを構成する電線２７がそれぞれ接続されている。
【００３６】
筐体２２は、エッジコネクタ６がエッジコネクタソケット２３に差し込まれる位置まで電子制御装置１が押し込まれると、シール部材７が内部に位置する長さ（開放部２２ａからの深さ方向の長さ）とされている。また、筐体２２は、開放部２２ａからの深さ方向に直交する内壁面２２ｂの断面寸法が、電子制御装置１の被覆部材５よりも大きく、かつシール部材７よりも僅かに小さく設定されている。これにより、電子制御装置１が筐体２２に挿入され、エッジコネクタ６がエッジコネクタソケット２３に差し込まれると、シール部材７が、筐体２２の内壁面２２ｂに全周にわたって当接して電子制御装置１（コネクタ部）の防水性を確保する防水構造体として機能し、電子制御装置１のエンジンルームへの設置が可能になる。
【００３７】
そして、電子制御装置１は、エンジンルームに設置された後であっても容易に筐体２２から取り外すことができるため、不具合解析を行いたい場合などには筐体２２から取り外し、前述したように導電膜８にテストピン１８を接触させて不具合解析を行うことができる。
【００３８】
また、シール部材７が一部を環状溝５ｂに収容されるように被覆部材５に取り付けられたことにより、シール部材７の位置合わせおよび位置固定が容易になっている。また、シール部材７が電子制御装置１側に取り付けられたことにより、電子制御装置１を筐体２２内に挿入したときにシール部材７がずれたとしても、シール部材７は貫通孔１ａから遠ざかる方向にずれるため、貫通孔１ａがシール部材７の外側になることはなく、目視によるずれの確認も容易になっている。
【００３９】
≪第２実施形態≫
次に、図６を参照して第２実施形態に係る電子制御装置１について説明する。なお、第１実施形態と形態または機能が同一または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。第３実施形態においても同様とする。
【００４０】
本実施形態の電子制御装置１では、第１実施形態で形成された貫通孔１ａの代わりに、被覆部材５に窪み１ｂが形成されている。窪み１ｂは、被覆部材５の表面から基板３に至るように形成されており、窪み１ｂの底面に電子回路２が露出している。なお、図示の例では、窪み１ｂは電子制御装置１の両方の主面に形成されているが、一方の主面のみに形成されてもよい。
【００４１】
このような窪み１ｂを形成する際には、図３に示したピン挿入孔１５を上型１１Ｕ側にも形成するとともに、８本のピン１６を下型１１Ｌおよび上型１１Ｕの両方に設け、ピン１６の先端が基板３上に形成された電子回路２に当接するようにセットする。そして、この状態で樹脂を樹脂注入孔１４から注入して樹脂注入用空間１２に充填すればよい。なお、窪み１ｂを一方の主面のみに形成する場合には、電子回路２に当接させるピン１６を下型１１Ｌまたは上型１１Ｕに設けるようにすればよい。
【００４２】
電子制御装置１をこのように構成しても、テストピン１８を窪み１ｂに挿入して電子回路２に接触させることができ、電子制御装置１の不具合解析を容易に行うことができる。
【００４３】
≪第３実施形態≫
さらに、図７および図８を参照して第３実施形態に係る電子制御装置１について説明する。本実施形態では、第１および第２実施形態と異なる位置に貫通孔１ａが形成されている。具体的には、貫通孔１ａは、基板３における被覆部材５により覆われた部分の縁部に沿って形成されており、被覆部材５のみを貫通している。一方、基板３の縁部には貫通孔１ａの輪郭に対応する半円形状の凹部３ｂが形成されるとともに、凹部３ｂの内面（基板３の側面）に導電膜８が形成されており、貫通孔１ａはこの導電膜８を露出させるように形成されている。
【００４４】
このように、基板３を貫通しない態様で貫通孔１ａが設けられても、テストピン１８を貫通孔１ａに挿入して露出した導電膜８に接触させることができ、電子制御装置１の不具合解析を容易に行うことができる。
【００４５】
≪第４実施形態≫
図９は、第４実施形態に係る電子制御装置１の要部断面図であり、第３実施形態の図８に対応している。本実施形態では、窪み１ｂが被覆部材５の稜線部分に切欠状に形成され、基板３の側面に形成された導電膜８を露出させている。なお、窪み１ｂの形状は図９に実線で示したものに限られず、図９に想像線で示したように、被覆部材５を上下に貫通する態様で被覆部材５の側面に切欠状に形成されてもよい。窪み１ｂがこのように構成されても、前術した他の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として車載用として電子制御装置１および電子制御ユニット２０の説明を行ったが、鉄道車両や航空機などにも広く適用することができる。また、上記実施形態は組み合わせ可能である。例えば上記実施形態では、電子制御装置１が貫通孔１ａおよび窪み１ｂの一方を備えるように構成したが、電子制御装置１が貫通孔１ａおよび窪み１ｂの両方を備えてもよい。また、上記実施形態では、シール部材７を被覆部材５に形成した環状溝５ｂに取り付けているが、筐体２２の内面に溝を形成して筐体２２側にシール部材７を取り付けてもよい。この他、電子回路２や基板３、電子部品４、被覆部材５などの具体的構成や、素材、配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した電子制御装置１および電子制御ユニット２０の各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１      電子制御装置
１ａ    貫通孔
１ｂ    窪み
２      電子回路
３      基板
４      電子部品
５      被覆部材
５ｂ    環状溝
６      エッジコネクタ
７      シール部材（防水構造体）
８      導電膜
２０    電子制御ユニット
２２    筐体
２２ａ  開放部
２３    エッジコネクタソケット
【図１】
2014239102.tif 000003
【図２】
2014239102.tif 000004
【図３】
2014239102.tif 000005
【図４】
2014239102.tif 000006
【図５】
2014239102.tif 000007
【図６】
2014239102.tif 000008
【図７】
2014239102.tif 000009
【図８】
2014239102.tif 000010
【図９】
2014239102.tif 000011