(57)【要約】【課題】  部品実装時における信頼性の向上、コスト低減を図るとともに、シールド効果を高めてラジオノイズの低減及び電波障害の防止を図り、さらに基板・ケース接合時における組付け性を良好として量産性を向上することができ、さらに、後工程のロボットはんだ時に、はんだボールによる不具合発生を防止できる構成のＰＷＭモジュール構造を提供する。【解決手段】  略四角の平板形状のプリント基板２２の実装側の面２７ａに、抵抗素子、マイクロコンピュータ及びＭＯＳ１６を含む全ての実装部品２６を配置した１枚のＰＷＭモジュール基板２７を備え、ＰＷＭモジュール基板２７を、実装面をヒートシンク３１に向けて、又、非実装側の面２７ｂを外側方に向けて、ヒートシンク３１を有するケース２８内に収容固定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板形状のプリント基板の片面に、電子部品を含む全ての実装部品を配置した１枚のＰＷＭモジュール基板を備え、
前記ＰＷＭモジュール基板を、ヒートシンクを有するケース内に収容固定したことを特徴とするＰＷＭモジュール構造。
【請求項２】
前記ＰＷＭモジュール基板における部品実装側の面を前記ヒートシンク側に配置し、
かつ非実装側の面をＧＮＤパターンとしたことを特徴とする請求項１記載のＰＷＭモジュール構造。
【請求項３】
前記ＰＷＭモジュール基板の非実装側の面が、前記ケースの外側に向けられて、装着されていることを特徴とする請求項１又は２記載のＰＷＭモジュール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用空気調和装置等に用いられるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御装置に係り、特にＰＷＭモジュール基板の実装構造を改良したＰＷＭモジュール構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＷＭ制御方式は、スムーズな回転数の連続制御が可能で、きめ細かな空調制御に適した方式として、各種制御装置に広く採用されている。
【０００３】
特に、自動車用空気調和装置の場合には、運転者の希望に対応した適切な空気調和が望まれることから、自動車用空気調和装置における、ファン回転数制御等を行う制御アンプにＰＷＭモジュールが多く適用されている。
【０００４】
従来、このようなＰＷＭモジュールにおける組立て技術として、組立て工数の削減等を目的とする提案（例えば、特許文献１参照。）、或いは騒音抑制等を目的とする提案（例えば、特許文献２参照。）等がある。
【０００５】
ところで、従来のＰＷＭモジュールにおいては、ＰＷＭモジュール基板として、両面に共に実装部品を組み込む、両面実装基板が適用されている。
【０００６】
図４は、この両面実装基板を適用した従来のＰＷＭモジュール構造の構成を示す分解斜視図である。
【０００７】
この図４に示したＰＷＭ制御装置１は、ＰＷＭモジュール基板２を収容固定するケース３と、蓋体４と、放熱フィン５を有するヒートシンク６とを備えている。
【０００８】
ＰＷＭモジュール基板２は、略四角の平板形状で、プリント基板７の表面および裏面の両面に、実装部品８として、抵抗素子、マイクロコンピュータ、パワー素子等の電子部品を、はんだ付けにより装着した構成とされている。
【０００９】
ケース３は、インサート樹脂製の筐体本体９を有し、この筐体本体９内の上面に、基板装着部１０が設けられている。
【００１０】
なお、ケース３の筐体本体９及び蓋体４には、これらを連結する取付け片１１，１２がそれぞれ設けられている。
【００１１】
また、ケース３の筐体本体９には、外部配線接続用のコネクタ１３，１４，１５が設けられている。
【００１２】
そして、このＰＷＭ制御装置１の製造時においては、まず、プリント基板７の表面および裏面の両面に、それぞれ実装部品８としての抵抗素子、マイクロコンピュータ、パワー素子等を、はんだ付けにより装着する。
【００１３】
この半部品装着工程では通常、プリント基板７の表面を上側に配置して、図示省略の自動はんだ付け装置で一群の部品を接続し、次にプリント基板７の表面を下側に配置換えした後、上面となった裏面に別の部品を接続する。
【００１４】
これにより、プリント基板７の両面に部品が組分けされて装着されたモジュール基板２が製作される。
【００１５】
その後、ケース３の基板装着部１０に、実装部品８が装着されたＰＷＭモジュール基板２を導入した後、ケース３にヒートシンク６を装着する。
【００１６】
そして、ヒートシンク６に、平頭部が当接されたパワー素子としてのＭＯＳ（ＭＯＳ型ＦＥＴ）１６の脚部１６ａが、ＰＷＭモジュール基板２の下方から上方に貫通されて、上方からロボットはんだ装置等が用いられて、はんだ接続が行われる。
【００１７】
さらに、蓋体４が被せられて、取付け片１１，１２に装着された図示省略のボルトにより締結固定される。
【特許文献１】特開平１１−３４６３４号公報
【特許文献２】特開平１０−３３９２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところが、上述した従来のＰＷＭ制御装置１では、プリント基板７の両面に実装部品８が装着され、ＰＷＭモジュール基板２が両面実装基板とされている。
【００１９】
このため、従来のＰＷＭ制御装置１には、下記の種々の不都合が生じている。
【００２０】
即ち、プリント基板７の両面に、それぞれ実装部品８を装着する工程が必要となるため、部品実装時における作業工程数が多くなり、実装信頼性が低下したり、コスト高を招いている。
【００２１】
また、プリント基板７の両面に実装部品８が配置されているため、種々の方向から入力される電波の影響を受け、ラジオノイズを発生したり、電波障害を受ける場合がある。
【００２２】
また、基板とロアケースとの接合を行う後工程においては、はんだ接合の際に、プリント基板７の上面に配置されている実装部品８が、はんだロボット等と干渉し、組付け性が不良となったり、量産性が低下する場合がある。
【００２３】
さらに、このような後工程のロボットはんだ時には、はんだボールが飛散し、はんだボールによる不具合が発生する虞もあった。
【００２４】
以上の事情に鑑み、本発明は、部品実装時における信頼性の向上、コスト低減を図るとともに、シールド効果を高めてラジオノイズの低減及び電波障害の防止を図り、さらに基板・ケース接合時における組付け性を良好として量産性を向上することができ、さらに、後工程のロボットはんだ時に、はんだボールによる不具合発生を防止できる構成のＰＷＭモジュール構造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】
【００２５】
前記の目的を達成するために、請求項１の発明に係るＰＷＭモジュール構造は、平板形状のプリント基板の片面に、電子部品を含む全ての実装部品を配置した１枚のＰＷＭモジュール基板を備え、前記ＰＷＭモジュール基板を、ヒートシンクを有するケース内に収容固定した請求項１記載のＰＷＭモジュール構造を特徴としている。
【００２６】
請求項２の発明のＰＷＭモジュール構造は、前記ＰＷＭモジュール基板における部品実装側の面を前記ヒートシンク側に配置し、かつ非実装側の面をＧＮＤパターンとしたことを特徴とする。
【００２７】
請求項３の発明のＰＷＭモジュール構造は、前記ＰＷＭモジュール基板の非実装側の面が、前記ケースの外側に向けられて、装着されている請求項１又は２記載のＰＷＭモジュール構造を特徴としている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の請求項１に係る発明のＰＷＭモジュール構造によれば、従来に比して面積が拡大された１枚のプリント基板の片面に、電子部品を含む全ての実装部品を装着することにより、部品実装工程におけるはんだ付け工程を、プリント基板の片面に施す１工程で終了させることができる。
【００２９】
したがって、従来のＰＷＭモジュール基板製造技術における、両面はんだ接合を要する構成に比して、１工程を削減することができ、実装信頼性の向上が図れるとともに、コスト低減が図れる。
【００３０】
請求項２の発明のＰＷＭモジュール構造によれば、ＰＷＭモジュール基板における部品実装側の面をヒートシンク側に配置し、非実装側の面をＧＮＤパターンとしたことにより、シールド効果が大きく、ラジオノイズを低減できるとともに、電波障害を受け難くすることができる。
請求項３の発明のＰＷＭモジュール構造によれば、ＰＷＭモジュール基板の非実装側の面が、前記ケースの外側に向けられて、装着されている。
【００３１】
従って、前記基板をケースに装着した後の工程で、はんだ工程を設けても、実装部品が、はんだ装置等と全く干渉しなくなるため、組付け性が良好となり、量産性が向上する。
【００３２】
また、後工程として、はんだロボット装置によるはんだ接合を行う場合でも、はんだ工程で、はんだボールが飛散しても、はんだ面には、部品が配置されていない被実装側の面であるので、はんだボールによる不具合の発生を全く生じることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の最良の実施形態について図１〜図３を参照して説明する。
【００３４】
図１は、本発明の一実施形態によるＰＷＭモジュール構造の構成を示す分解斜視図である。図２は、前記ＰＷＭモジュール構造におけるＰＷＭモジュール基板の部品実装側の面２７ａ（下面）を示す平面図であり、図３は、前記ＰＷＭモジュール基板の部品非実装側の面２７ｂ（上面）を示す平面図である。
【００３５】
まず、構成から説明すると、本実施形態のＰＷＭ制御装置２１は、従来の基板に比して面積が拡大された四角形状のプリント基板２２を備えている。
【００３６】
このプリント基板２２には、図３に示すように、部品装着用の多数の孔２３が穿設されるとともに、部品実装側の面２７ａに、部品装着用の表示２４がプリントされている。
【００３７】
また、図２に示すように、プリント基板２２の部品非実装側の面２７ｂは、回路パターンに沿ってプリント配線２５が形成されていて、面積比で、多くの面積をこのプリント配線２５が占有することにより、ＧＮＤパターンが構成されている。
【００３８】
そして、図１に示すように、プリント基板２２の片面である下面にのみ、抵抗素子、マイクロコンピュータ及びパワー素子としてのＭＯＳ１６を含む全ての実装部品２６が配置され、はんだ接合され、これにより１枚の大型のＰＷＭモジュール基板２７が構成されている。
【００３９】
本実施形態のＰＷＭ制御装置２１は、この大型のＰＷＭモジュール基板２７と、このＰＷＭモジュール基板２７を収容固定するケース２８と、蓋体２９と、放熱フィン３０を有するヒートシンク３１とを備えている。
【００４０】
前記ケース２８は、インサート樹脂製の筐体本体３２を有し、この筐体本体３２内の上面に、基板装着面３３が設けられている。
【００４１】
なお、ケース２８の筐体本体３２及び蓋体２９には、これらを連結する取付け片３４，３５がそれぞれ設けられている。
【００４２】
また、ケース２８の筐体本体３２には、外部配線接続用のコネクタ３６，３７，３８が一体に設けられている。
【００４３】
そして、このＰＷＭ制御装置２１の製造時においては、まず、プリント基板２２の片側の表面のみに、実装部品２６としての抵抗素子、マイクロコンピュータ、ＭＯＳ１６等の電子部品が、はんだ付けにより装着される。
【００４４】
これにより、部品装着工程では、プリント基板２２の片側に一群の部品を接続する１工程によって部品接続が完了する。
【００４５】
即ち、プリント基板２２の片面のみに実装部品２６が装着されたＰＷＭモジュール基板２７が製作される。
【００４６】
その後、ケース２８の基板装着面３３に、実装部品２６が装着されたＰＷＭモジュール基板２７を添着し、ＰＷＭモジュール基板２７の下面側を支持固定する。
【００４７】
また、前記ケース２８には、ヒートシンク３１が装着される。
【００４８】
このヒートシンク３１は、予め、複数個のパワー素子としてのＭＯＳ（ＭＯＳ型ＦＥＴ）１６…が、ブラケット１６ｂを用いて、平頭部を、このヒートシンク３１の上面側に当接させて装着されている。
【００４９】
このブラケット１６ｂからは、前記ＭＯＳ１６…の脚部１６ａ…が、上方に向けて突設されていて、電気的に接続される前記ＰＷＭモジュール基板２７の一部に貫通されるように構成されている。
【００５０】
また、このケース２８の上面側開口部には、蓋体２９が被せられて、取付け片３４，３５間に挿通された図示省略のボルトにより締結固定されるように構成されている。
【００５１】
このような構成により、ＰＷＭモジュール基板２７が、ヒートシンク３１を有するケース２８内に収容固定される。
【００５２】
即ち、本実施形態のＰＷＭ制御装置２１は、ＰＷＭモジュール基板２７における部品実装側の面２７ａをヒートシンク３１側に配置し、かつ非実装側の面２７ｂをＧＮＤパターンとしている。
【００５３】
また、ＰＷＭモジュール基板２７の非実装側の面２７ｂが、前記蓋体２９が被せられる前には、外側に向けて外側方に露出されている。
【００５４】
次に、本実施形態のＰＷＭ制御装置２１のＰＷＭモジュール構造に適用されたＰＷＭモジュール構造の作用効果について説明する。
【００５５】
本実施形態のＰＷＭ制御装置２１によれば、従来に比して面積が拡大された１枚のプリント基板２７の片面に、抵抗素子等の電子部品を含む全ての実装部品２６を装着することにより、部品実装工程におけるはんだ付け工程を、プリント基板２２の片面に施す１工程で終了させることができる。
【００５６】
したがって、従来のＰＷＭモジュール基板製造技術における、両面はんだ接合を要する構成に比して、１工程を削減することができ、実装信頼性の向上が図れるとともに、コスト低減が図れる。
【００５７】
また、ＰＷＭモジュール基板２７における部品実装側の面２７ａをヒートシンク３１側に配置し、非実装側の面２７ｂを、プリント配線２５からなるＧＮＤパターンとしたことにより、シールド効果が大きく、ラジオノイズを低減できるとともに、電波障害を受け難くすることができる。
【００５８】
しかも、この実施形態では、実装側の面２７ａが、前記ヒートシンク３１側に位置して、このヒートシンク３１と、前記非実装側の面２７ｂのＧＮＤパターンとによって両側から挟持される位置となる。このため、更に、シールド効果を大きくして、ラジオノイズを低減させることにより、電波障害を受け難くすることができる。
【００５９】
さらに、ＰＷＭモジュール基板２７の非実装側の面２７ｂが、外側に向けられているので、基板・ロアケース接合の後の工程では、実装部品が、はんだ工程のはんだロボット等と全く干渉しなくなるため、組付け性が良好となり、量産性が向上する。
【００６０】
また、後工程としてロボットによるはんだ接合を適用する場合、はんだ接合時にはんだボールが飛散しても、はんだ面には部品が、実装配置されていないので、はんだボールによる不具合の発生を全く生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態によるＰＷＭモジュール構造の構成を示すＰＷＭモジュールの分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＰＷＭモジュール構造におけるＰＷＭモジュール基板の部品実装側の面を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるＰＷＭモジュール基板の部品非実装側の面を示す平面図である。
【図４】従来のＰＷＭモジュール構造の構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
２１    ＰＷＭ制御装置
２２    プリント基板
２４    表示
２５    プリント配線（ＧＮＤパターン）
２６    実装部品
２７    ＰＷＭモジュール基板
２７ａ  実装側の面
２７ｂ  非実装側の面
２８    ケース
２９    蓋体
３１    ヒートシンク
３２    筐体本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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