(57)【要約】  本発明は、主ハウジング（６、７）内に取り付けられるよう配置された回路基板、すなわち、ＰＣＢ（２）を備える電子ユニット（１）に関する。主ハウジングは、第１のハウジング部分（６）および第２のハウジング部分（７）を備え、第１のハウジング部分（６）は、少なくとも部分的に導電性である。ＰＣＢ（２）は、第１の外層（３）、第２の外層（４）、および接地面（５）を備え、取付時に、第１の外層（３）は、主に、第１のハウジング部分（６）に面し、第２の外層（４）は、主に、第２のハウジング部分（７）に面する。さらに、取付時に、接地面（５）は、第１の外層（３）と対面する第１のチャンバ（２９）と、第２の外層（４）と対面する第２のチャンバ（３０）とを形成する第１のハウジング部分（６）と電気的に接触するよう配置される。前記チャンバ（２９、３０）は、接地面（５）により分離され、電磁気シールドが、チャンバ（２９、３０）の間に生成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ユニット（１）であって、主ハウジング（６、７）に取り付けられるよう配置される回路基板ＰＣＢ（２）を備え、主ハウジングは、第１のハウジング部分（６）と第２のハウジング部分（７）とを備え、前記第１のハウジング部分（６）は、少なくとも部分的に導電性であり、前記ＰＣＢ（２）は、第１の外層（３）、第２の外層（４）、ならびに接地面（５）を備え、取付時に、前記第１の外層（３）は、主に、前記第１のハウジング部分（６）と対面し、前記第２の外層（４）は、主に、前記第２のハウジング部分（７）と対面し、
取付時に、前記接地面（５）は、前記第１の外層（３）と対面する第１のチャンバ（２９）と、前記第２の外層（４）と対面する第２のチャンバ（３０）とが形成されるよう前記第１のハウジング部分（６）と電気的に接触するよう配置され、前記チャンバ（２９、３０）は、前記接地面（５）により分離され、電磁気シールドが、前記チャンバ（２９、３０）の間に生成されることを特徴とする、電子ユニット（１）。
【請求項２】
取付時に前記ＰＣＢ（２）と対面する前記第１のハウジング部分（６）の前記表面、すなわち、内面が、導電性であることを特徴とする、請求項１に記載の電子ユニット（１）。
【請求項３】
前記第１のハウジング部分（６）が、金属材料で作られ、前記第２のハウジング部分（７）が、プラスチック材料で作られることを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の電子ユニット（１）。
【請求項４】
前記電子ユニット（１）が、前記電子ユニット（１）と、前記電子ユニット（１）の外側の部品との間に電気的接触を確立するために配置されるコネクタ（１９）をさらに備え、前記コネクタは、多数のコネクタピン（２０）を備え、少なくとも部分的に、前記第２のチャンバ（３０）内に配置されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の電子ユニット（１）。
【請求項５】
電磁気干渉、すなわち、ＥＭＩフィルタ装置（３１）が、前記コネクタピン（２０）に設置されることを特徴とする、請求項６に記載の電子ユニット（１）。
【請求項６】
前記ＥＭＩフィルタ装置（３１）が、少なくとも１つのコンデンサを備えることを特徴とする、請求項５に記載の電子ユニット（１）。
【請求項７】
前記コネクタは、前記第１のハウジング部分（６）と、前記第２のハウジング部分（７）との間に圧入されることを特徴とする、請求項４から６のいずれか一項に記載の電子ユニット（１）。
【請求項８】
第１の複数の構成部品（２６、２７、２８）が、前記第１の外層（３）上に取り付けられ、第２の複数の構成部品（２２、２３、２４、２５）が、前記第２の外層（４）上に取り付けられ、一方の層の全ての構成部品が、リフロー処理で取り付けられ、他方の層上の少なくとも１つの構成部品が、他の処理により取り付けられることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の電子ユニット（１）。
【請求項９】
前記他の処理は、圧入、接着、または結合のうちの１つであることを特徴とする、請求項８に記載の電子ユニット（１）。
【請求項１０】
前記第１の複数の構成部品（２６、２７、２８）が、電力供給ならびにデジタル処理専用の構成部品を備え、前記第２の複数の構成部品（２２、２３、２４、２５）が、パワーリザーブ部品（２２）を備えることを特徴とする、請求項８または９のいずれか一項に記載の電子ユニット（１）。
【請求項１１】
電力供給ならびにデジタル処理専用の前記構成部品は、少なくとも１つのインダクタンス（２６）ならびに少なくとも１つのクロック信号回路（２８）を備え、前記パワーリザーブ部品が、コンデンサ（２２）であることを特徴とする、請求項１０に記載の電子ユニット（１）。
【請求項１２】
前記接地面（５）が、前記ＰＣＢ（２）内の内部層であることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電子ユニット（１）。
【請求項１３】
前記第１のハウジング部分（６）は、車両の一部（８）に取り付けられることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の電子ユニット（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主ハウジング内に取り付けられるよう配置された回路基板（ＰＣＢ）を備える電子ユニットに関する。主ハウジングは、第１のハウジング部分および第２のハウジング部分を備え、第１のハウジング部分は、少なくとも部分的に導電性である。ＰＣＢは、第１の外層、第２の外層、および接地面を備え、取付時に、第１の外層は、主に、第１のハウジング部分と対面し、第２の外層は、主に、第２のハウジング部分と対面する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、いくつかの技術分野では、自動車に搭載される電気システムの制御において、いくつかの電子部品を取り付けられたＰＣＢ（プリント回路基板）を収容する、カバーでシールされたハウジングを提供することが望ましい。電子部品を有するＰＣＢを収容する、そのようなシールされたハウジングは、例えば、ＥＣＵ（電子制御ユニット）として知られる。カバーでシールされたハウジングは、機械的損傷およびさまざまな環境による影響から、ＰＣＢとその構成部品とを保護する。
【０００３】
電磁気シールドを得ること、またはＥＭＣ（電磁適合性）を向上することも望ましい。例えば、ＰＣＢは、通常、プラグコネクタを備え、取付時に、ＥＣＵと、車両の他の部品との間を電気的に接触させる。そのようなコネクタは、コネクタのリードが、信号を送受信するアンテナとして働くため、ＥＭＩ（電磁気干渉）の発生源であり、したがって、コネクタは、ＥＭＩに対して影響を受けやすい構成部品、およびＥＭＩを放出する構成部品から離しておくことが望ましい。
【０００４】
米国特許第５３９２１９７号明細書では、ハウジングとそのカバーが金属で作られ、ＥＣＵの全ての構成部品をシールドすることが開示される。
【０００５】
しかしながら、ここでは、互いに妨害する可能性のある別々の構成部品間でのシールドが開示されておらず、金属ハウジングおよびカバーは、高価で大きく扱いにくい。
【０００６】
国際公開第２０１１０６９８２８号では、ある構成部品をシールドする別々の金属カバーを使用することが開示され、カバーはまた、熱放散に対する熱導体として働くことができる。
【０００７】
しかしながら、ここでは、特別な形状であり、特別な取り付けを必要とする多くの別々の金属カバーが必要となる。
【０００８】
したがって、以前の解決策よりも汎用性があり、組立が複雑ではなく、材料コストが高くならず、組立が複雑にならない、ＥＭＩシールドを有するＥＣＵが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５３９２１９７号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１１０６９８２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、以前の解決策よりも汎用性があり、組立が複雑ではなく、材料コストが高くならず、組立が複雑にならない、ＥＭＩシールドを有するＥＣＵを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、主ハウジング内に取り付けられるよう配置された回路基板（ＰＣＢ）を備える電子ユニットにより実現される。主ハウジングは、第１のハウジング部分および第２のハウジング部分を備え、第１のハウジング部分は、少なくとも部分的に導電性である。ＰＣＢは、第１の外層、第２の外層、および接地面を備え、取付時に、第１の外層は、主に、第１のハウジング部分と対面し、第２の外層は、主に、第２のハウジング部分と対面する。さらに、取付時に、第１の外層と対面する第１のチャンバおよび第２の外層と対面する第２のチャンバが形成されるように第１のハウジング部分と電気的に接触するよう、接地面が配置され、前記チャンバは、接地面により分離され、電磁気シールドが、チャンバ間に生成される。
【００１２】
一例によれば、第１のハウジング部分は、金属材料で作られ、第２のハウジング部分は、プラスチック材料で作られる。
【００１３】
他の例によれば、電子ユニットはさらに、電子ユニットと、電子ユニットの外側の部品との間に電気的接触を確立するために配置されたコネクタを備える。コネクタは、多数のコネクタピンを備え、少なくとも部分的に、第２のチャンバ内に配置される。好ましくは、コネクタは、第１のハウジング部分と第２のハウジング部分との間に圧入され、電磁気干渉（ＥＭＩ）フィルタ装置を、コネクタピンに設置してもよい。
【００１４】
他の例によれば、第１の複数の構成部品が、第１の外層に取り付けられ、第２の複数の構成部品が、第２の外層に取り付けられる。一方の層にある全ての構成部品が、リフロー処理で取り付けられ、他方の層にある少なくとも１つの構成部品が、その他の処理により取り付けられる。前記その他の処理は、例えば、圧入、接着、または結合のうちの１つである。
【００１５】
さらなる例は、従属請求項で明確となる。
【００１６】
多くの利点が、本発明により得られ、例えば、ＥＭＩシールドが、電子ユニットのために使用される部品の数を増やすことなく、得られるであろう。
【００１７】
本発明は、添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】取付前の電子ユニットの概略透視図である。
【図２】取付後の電子ユニットの概略側面図である。
【図３】取付後の電子ユニットの概略断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１、図２、および図３を参照して、電子ユニット１を示す。図１は、組立前の電子ユニット１の透視図を示し、図２は、組立後の電子ユニット１の透視図を示し、図３は、図２の断面図を示し、組立後の電子ユニット１の内部を示す。電子ユニット１は、車両内の制御システムの一部としてもよく、電子部品およびコネクタを備え、以下でより詳細に説明する。
【００２０】
電子ユニット１は、プリント回路板２（ＰＣＢ）を備える。ＰＣＢ２は、３つの導電層を有する通常の種類のものであり、３つの導電層は、第１の外層３、第２の外層４、および中央層５であり、外層３、４は、ガラスファイバなどの誘電体材料Ｄにより、中央層５から分離される。外層３、４は、導電性トラックならびに部品接続部によって構成され、中央層５は、接地面によって構成される。各導電層３、４、および５は、銅クラッディングの形式であり、銅は、外層上にエッチングすることによって除去され、導電性トラックならびに部品接続部を形成する。
【００２１】
当分野で既知の、導電性トラックおよび部品接続部を確立するための方法は他にもあり、例えば、スクリーン印刷法がある。
【００２２】
電子ユニット１はさらに、第１のハウジング部分６および第２のハウジング部分７を備え、第１のハウジング部分６は金属で作られ、車両の一部８に取り付けられる。取り付けを容易にするために、第１のハウジング部分６は、取付孔を有するフランジ（図示せず）を備える。
【００２３】
各ハウジング部分６、７は、ＰＣＢ２と並行で、ＰＣＢ２から離れて対面する第１の壁９、１０と、対応する側壁１１、１２、１３、１４；１５、１６、１７、１８を備え、実質的に長方形の断面を有する内側空間を規定する。
【００２４】
ＰＣＢ２が取り付けられる場合、第１の外層３は、主に、第１のハウジング部分６と対面し、第２の外層４は、主に、第２のハウジング部分７と対面し、ハウジング部分６、７は、共に主ハウジング６、７を形成して、ＰＣＢ２およびその構成部品を、機械的損傷およびさまざまな環境による影響から保護する。
【００２５】
第２の外層４には、電子ユニット１と、電子ユニット１の外側の部品との間を電気的に接触させるプラグコネクタ１９が取り付けられ、コネクタ１９は、多数のコネクタピン２０を備える。分かりやすくするために、図１では、コネクタピン２０は１つだけしか示されていないが、多数のコネクタピンを意味している。さらに、第２の外層４には、第１のコンデンサ２２、第２のコンデンサ２３、第３のコンデンサ２４、および抵抗器２５が取り付けられる。第１の外層３には、インダクタンス２６、コンデンサ２７、およびクロック信号回路２８が取り付けられる。
【００２６】
本発明によれば、中央層５は、第１の外層３と対面する第１のチャンバ２９および第２の外層４と対面する第２のチャンバ３０が形成されるように第１のハウジング部分６と電気的に接触するよう配置され、前記チャンバ２９、３０は、中央層５によって分離され、ＥＭＩ（電磁気干渉）に対し、互いから電磁気的にシールドされる。
【００２７】
第２のハウジング部分７は、プラスチック材料などの頑丈な絶縁体で作られ、第２のチャンバ３０が、第１のチャンバ２９に対して電磁気的にシールドされるが、電子ユニット１の外側に対しては、電磁気的にシールドされないことになる。他方で、第１のチャンバ２９は、電子ユニット１の外側のＥＭＩから電磁気的にシールドされ、第１のチャンバ２９へ侵入しないよう防がれる。同じ方法で、第１のチャンバ２９内で発生したＥＭＩは、第１のチャンバ２９から出ないよう防がれる。
【００２８】
第１のハウジング部分６が車両に取り付けられる場合、ハウジング部分６の材料となる金属は、例えば、電子ユニット１内に配置される可能性のある加速度計ならびに同様のデバイス（図示せず）に対する障害を防ぐよう固定される必要がある。
【００２９】
ＥＭＩがコネクタ１９を介して電子ユニット１に侵入することを防ぐために、およびコネクタピン２０間で伝わることを防ぐために、図３に示すように、ＥＭＩフィルタ装置３１が、コネクタピン２０に設置される。ＥＭＩフィルタ装置３１は、例えば、１つまたはいくつかの小型コンデンサによって構成することができ、当分野で既知である。
【００３０】
第１の外層３上の構成部品２６、２７、２８および第２の外層４上の一部の構成部品は、当分野で既知であるリフロー処理における２つのパスによりＰＣＢ２に取り付けられる。
【００３１】
そのような処理の間、まず、接着機能を有するハンダペーストが、ＰＣＢ２の外層の１つに設けられ、構成部品が、その外層に取り付けられる。次いで、構成部品は、構成部品のコネクタがハンダペースト内に位置するように、自動部品装着機により、対象とする外層上に配置される。最後に、ＰＣＢ２は、対象となる外層を上側に向けて、加熱処理を経て搬送され、ハンダペーストは、まず、溶解され、次いで、構成部品が正しい位置でハンダ付けされるように硬化される。
【００３２】
次いで、ＰＣＢは、１８０°反転され、これまで構成部品がハンダ付けされていた外層が、下向きになる。上記処理は、ここで、他の外層に対して繰り返され、構成部品が、第２のリフローパスで、その層にもハンダ付けされる。
【００３３】
第２の外層４では、第１のコンデンサ２２が、パワー・リザーブ・コンデンサを構成し、ＥＭＣに関する何らの重大な影響を有さない、比較的大型の構成部品である。インダクタンス２６は、第１の外層３に取り付けられるように配置され、比較的重い。
【００３４】
コンデンサ２２は、リフロー処理の第１のパスで追加された場合、すなわち、第２の外層４が、まず、上記のように処理され、次いで、１８０°反転された場合、リフロー処理の第２のパスにおいて脱落する可能性がある。したがって、逆さまに配置された場合、リフロー処理の第２のパスの間に、定位置にハンダ付けされたままのそれらの構成部品のみが、リフロー処理の間、第２の層４に取り付けられる。
【００３５】
その場合、インダクタンス２６は、第２のパスで追加され、逆さまの状態でリフロー処理に通される必要がない。
【００３６】
あるいは、第１の外層４の構成部品が、リフロー処理の第１のパスで取り付けられた場合、インダクタンス２６は、リフロー処理の第２のパスで脱落する可能性があり、代わりに、コンデンサ２２が、リフロー処理の第２のパスで追加され、リフロー処理中に反転される必要がない。
【００３７】
リフロー処理の第２のパスで反転されるそれらの大型構成部品が取り付けられるリフロー処理のさらなるパスを避けるために、第１のコンデンサ２２ならびにインダクタンス２６などの構成部品は、圧入によりリフロー処理の第２のパス後に追加され、構成部品コネクタピン２１は、ＰＣＢ２における対応するコネクタ開口部に圧入され、構成部品の保持と、電気的接触との両方を実現する。コネクタ１９は、その重さのため、この場合、圧入に適する他の構成部品の一例である。
【００３８】
どのチャンバ内にどの構成部品が配置されるべきかは、ＥＭＣにとって有害ではない限り、チャンバ２９、３０の利用可能なサイズ、および構成部品のサイズによって、部分的に決定してもよい。模式図において、チャンバ２９、３０は、構成部品に対して比較的大きく示されているが、実際には、利用可能な空間は、はるかに限定されている可能性がある。
【００３９】
同じように、構成部品のサイズは比較のために示されており、模式的なものとのみ見なされるべきであり、何らかの方法に限定するものではない。大型インダクタンス２６は、比較的軽い重量にして、リフロー処理の第１のパスで予め取り付けられる場合に、リフロー処理の第２のパスの間に、反転してもよい。
【００４０】
さらに、上記の構成部品は、電子ユニット１内に適切な位置を有する適切な構成部品の例としてのみ説明される。例えば、コネクタ１９は、例えば、利用可能な空間が必要である場合、少なくとも部分的に、第１のチャンバ２９内に位置づけてもよい。しかしながら、好ましくは、パワー・リザーブ・コンデンサとすることができる少なくとも１つのコンデンサ２２は、第２のチャンバ３０内に設置され、インダクタンスならびにクロック信号回路などの電力供給ならびにデジタル処理専用の全ての構成部品は、第１のチャンバ２９内に設置される。
【００４１】
本発明は、上記に限定されないが、添付の特許請求の範囲の範囲内で、自由に変更してもよい。例えば、リフロー処理後に取り付けられた１つまたは複数の構成部品がある場合、前記構成部品は、圧入される必要はないが、何らかの他の簡便な方法で、ＰＣＢに、接着、接合、または貼り付けることができる。
【００４２】
ＰＣＢ２は、ただ２つの層のみを有し、第１の外層は、仮想の接地面を得られるようある程度保護されるように銅で作られ、十分なＥＭＩシールドをもたらす。ＰＣＢにはいくつかの層があってもよく、１つより多い接地面、およびいくつかの信号ならびにパワー供給層を備えてもよい。通常、そのような構成は、さらに、ＥＭＩシールドを向上させる。さらに、最もよく使われるＰＣＢ構成は、偶数の層、例えば、４つの層である。
【００４３】
接地面として機能する層５と、第１のハウジング部分６との間の接触は、多くの方法で実現することができ、そのような方法には、例えば、導電性ペースト、または接地面層５から突き出る弾性金属指などがある。ＰＣＢ２からの縁部は、メッキしてもよく、メッキは、接地面と電気的に接触する。
【００４４】
電子ユニット１は、適切な形状、例えば、円筒形をしていてもよい。ハウジング６、７における壁の数は、示したものより多くても少なくてもよい。
【００４５】
第１のハウジング部分６は、完全に金属製である必要はないが、金属インサート、金属封入物、または内側もしくは外側をコーティングする金属を有するプラスチックで作られてもよい。金属は、均一に分散される必要はないが、ＥＭＩシールドがもたらされるような構造である必要がある。ここで、第１のハウジング部分６の内側は、取付時に、ＰＣＢ２に対面する表面を備え、第１のハウジング部分６の外側は、取付時に、ＰＣＢ２から離れて対面する表面を備える。
【００４６】
ＰＣＢ２は、何らかの種類の適切な回路基板とすることができ、例えば、ガラス繊維、またはセラミックやポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に基づく他の何らかの適切なプラスチック材料から作られてもよい。
【００４７】
言及した全ての材料は、適切な材料の例としてのみ挙げたものである。同じように、言及した構成部品は、本発明を理解しやすくするために提供される電子ユニットにおける可能な構成部品の単なる例である。このような種類の電子ユニットは、通常、本説明で言及したものより多くの構成部品を備える。
【００４８】
ＰＣＢは、例えば、第１のハウジング部分６におけるスロットもしくはインデント（図示せず）に取り付けられてもよく、または図３で点線により示されるＰＣＢ保持ピラー３２、３３により取り付けられてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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