(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部と信号の授受を行うためのコネクタが実装された第１回路基板と、
前記第１回路基板における前記コネクタの実装部位の裏側部分に接合された接続部材を介して該第１回路基板に電気的に接続された第２回路基板と、
を有する電子制御装置において、
前記第１回路基板を前記コネクタ側から支持するための基板受け部材を挿入可能な空間を、該第１回路基板と該コネクタとの間に設けたことを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記基板受け部材として、前記コネクタと前記第１回路基板との間にて該コネクタ側から該第１回路基板を支持する基板支持部を、当該電子制御装置の筐体に設けたことを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
【請求項３】
外部と信号の授受を行うためのコネクタが実装された第１回路基板と、
前記第１回路基板における前記コネクタの実装部位の裏側部分に接合された接続部材を介して該第１回路基板に電気的に接続された第２回路基板と、
を有する電子制御装置を製造する方法であって、
前記第１回路基板を前記コネクタ側から支持するための基板受け部材を、該コネクタと該第１回路基板との間に挿入し、
前記基板受け部材で前記コネクタ側から前記第１回路基板を支えながら、該コネクタの実装部位の裏側部分に、接続部材を接合することを特徴とする電子制御装置の製造方法。
【請求項４】
前記基板受け部材として前記電子制御装置の筐体に設けられ前記コネクタと前記第１回路基板との間にて該コネクタ側から該第１回路基板を支持する基板支持部で、前記コネクタ側から前記第１回路基板を支えながら、該コネクタの実装部位の裏側部分に、接続部材を接合することを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の回路基板を接続部材で電気的に接続して構成される電子制御装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、外部の制御対象（例えば電磁ソレノイド等の各種アクチュエータ）に対して電力を供給して駆動させると共に、その動作を制御するための電子制御装置（例えば、エンジン制御や変速制御を行う車載用の電子制御装置）が知られている。
【０００３】
この種の電子制御装置は、外部と信号の授受を行うためのコネクタと、コネクタを介して外部から入力された信号に基づき演算処理等を行って制御信号を出力する制御処理素子（例えばＣＰＵやマイクロプロセッサなど）と、制御処理素子からの制御信号に従って、コネクタを介して外部の制御対象に電力を供給する駆動素子（例えばパワートランジスタやパワーＩＣなど）等から構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうした電子制御装置においては、駆動素子にて発生した熱によって、制御処理素子の温度が過度に上昇し、その動作が不安定になることも考えられる。そこで、放熱性の良い電子制御装置の構造として、図４（ａ）の様に、駆動素子１０５と、制御処理素子１０３とを互いに異なる別々の基板１０９，１１１に実装することにより、駆動素子１０５にて発生された熱が制御処理素子１０３に達するのを抑制することが考えられている。
【０００５】
この構造を採用するに当たっては、コネクタを有する基板１０９と他の基板１１１とを電気的に接続するための接続部材（本図ではフレキシブルプリント配線板１１３）が必要となり、基板１０９における接続部材の接合位置によっては、当該基板１０９のレイアウトに支障がでる可能性もある。そこで、基板１０９のレイアウトへの影響を抑えるため、このフレキシブルプリント配線板１１３は、コネクタ１０２の基板１０９における配設部位の裏側部分に接合することにしている。
【０００６】
またフレキシブルプリント配線板１１３と基板との接合には、フレキシブル基板と基板１０９との接続には、いわゆるアルカン接続（特開平８−３３０７２６号公報参照）を用いることが好ましい。この技術は、はんだ付けまたはロウ付けにおいて、フラックスの代わりにアルカン類その他の炭化水素を接続用補助材料として用いる接続技術であり、接続の際にヒータ８０にて熱及び圧力を加えることにより接続信頼性を確保するものである。
【０００７】
しかし図４に示す構造において、フレキシブルプリント配線板１１３をコネクタ１０２の裏側に接続する場合、コネクタ１０２によって基板１０９を支えることになる。そのため、接続の際に基板１０９に加わる圧力が、図４（ｂ）に示す様にコネクタ１０２に伝わり、例えばコネクタ１０２の樹脂枠部分１０２ａの破損の原因となるなど、コネクタの機能に不具合を生じさせる可能性がある。一方、コネクタ１０２に影響が及ばないように接続の際の圧力を低減すれば、接続信頼性の低下を招くおそれもある。
【０００８】
本発明は、こうした課題を背景としてなされたものであり、回路基板におけるコネクタの実装部位の裏側部分に接続部材を接続するにあたり、コネクタに不具合が生じることを防ぎつつ、その接続の信頼性を確保できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の電子制御装置においては、基板受け部材を挿入可能な空間を、第１回路基板とコネクタとの間に設けている。
【００１０】
このため、第１回路基板におけるコネクタの実装部位の裏側部分に接続部材を接合する際には、基板受け部材によって当該第１回路基板をコネクタ側から支持することにより上記接続の際の圧力がコネクタに伝わらないようにすることができ、コネクタに不具合が生ずるのを防ぐことができる。また、十分な圧力で第１回路基板と接続部材との接続を図ることができるので、接続信頼性を確保できる。
【００１１】
基板受け部材としては専用の治具を用いてもよいが、請求項２に記載の如く、当該電子制御装置の筐体に、コネクタと第１回路基板との間にてコネクタ側から第１回路基板を支持する基板支持部を設け、これを基板受け部材として用いてもよい。この様にすれば、あえて専用の治具を製作する必要もない。また筐体を組み付けた状態で接合できるので、基板受け部材の挿入および抜き出しの工程が不要となり製造工程の簡素化を図れる。また、筐体によって第１回路基板を保護した状態で、接続部材の接合を行うことが可能となるので、より信頼性の高い電子制御装置を製造することができる。
【００１２】
上記構成（請求項１又は２）の電子制御装置の製造に当たっては、請求項３に記載の様に、基板受け部材をコネクタと第１回路基板との間に挿入し、この基板受け部材でコネクタ側から第１回路基板を支えながら、コネクタの実装部位の裏側部分に、接続部材を接合するとよい。そうすれば、接続の際の圧力がコネクタに伝わらないようにしてコネクタに不具合が生ずるのを防ぎつつ、十分な圧力で第１回路基板と接続部材との接続を図ることができる。そのため、第１回路基板と接続部材との接続の信頼性を確保できる。
【００１３】
また特に、電子制御装置の筐体に基板支持部が設けられている場合には、請求項４に記載の様に、その基板支持部で、コネクタ側から第１回路基板を支えながら、コネクタの実装部位の裏側部分に接続部材を接合するとよい。こうすれば、また筐体によって第１回路基板を保護した状態のまま接続部材の接合を行うことが可能となるので、製造工程の簡素化を図ることができると共に、より信頼性の高い電子制御装置を製造することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施例を図面と共に説明する。
図１は、一実施例としての電子制御装置の構成を示す説明図である。
この電子制御装置１は、自動車のエンジン（図示せず）に設けられた各種アクチュエータ（点火プラグ、電磁ソレノイドなど）を駆動および制御することにより、エンジン制御を行うものであり、コネクタ２と、制御処理素子３と、駆動素子５とを備えている。
【００１５】
コネクタ２は、電子制御装置１が外部の制御対象との間で信号の授受を図るためのものである。本実施例の制御処理素子３は、いわゆるチップ状のマイクロコンピュータであり、このコネクタ２を介して、エンジンの運転状態を検出する各種のセンサからの入力信号を取り込み、その入力信号に基づく制御処理（演算処理）を行ったり、その制御処理の結果に応じた制御信号を駆動素子５に対して出力したりする。また、制御処理素子３は、自動車に搭載されている様々な電子装置（図示せず）との通信などもコネクタ２を介して行う。
【００１６】
制御処理素子３は、電子制御装置１の外形を構成する筐体７の内部に収容され、この筐体７の内部において制御回路基板９（請求項の「第１回路基板」に相当する）に実装されている。制御回路基板９は、樹脂製の基板（本実施例では、ガラスエポキシ積層板）であり、外部のアクチュエータを制御するための制御回路を形成するための基板である。この制御回路基板９上には制御処理素子３の他にも複数の電子部品（図示せず）が実装され、制御処理素子３と共に所定の制御回路を構成している。
【００１７】
そして制御処理素子３からなる制御回路においては、外部のセンサ（図示せず）からの信号や、外部の電子装置からの通信信号などの多数の信号が扱われることを考慮すると共に、実装の容易性を考慮して、コネクタ２は制御回路基板９に設けられている。コネクタ２は、所定の回路基板に電気的に接続するためのコネクタピン８を有しており、このコネクタピン８を介して制御回路基板９上の配線パターンに電気的に接続されている。
【００１８】
制御回路基板９は、その基板面が駆動回路基板１１（請求項の「第２回路基板」に相当する）の基板面と互いに向き合うよう、駆動回路基板１１と平行に配置されている。そして、コネクタ２および制御処理素子３は、制御回路基板９の、駆動回路基板１１と対向する面（図１において、制御回路基板９の下面）の裏側面（即ち上面）に設けられており、しかも、コネクタ２は、制御回路基板９の端部に配設されている。
【００１９】
一方、駆動素子５は、エンジンのアクチュエータに通電して、これを駆動するためのものである。駆動素子５は、所謂スイッチング素子であり、電子制御装置１の外部の車載バッテリ（図示せず）から各アクチュエータに至る通電経路に設けられ、この通電経路を制御処理素子３からの制御信号に基づき断続するよう構成されている。
【００２０】
駆動素子５も、制御処理素子３と同じく筐体７の内部に設けられているが、制御処理素子３が実装された制御回路基板９ではなく、駆動回路基板１１に実装されている。この駆動素子５が実装された駆動回路基板１１は、放熱性に優れたセラミック製の基板であり、各アクチュエータに通電するための通電経路の一部を構成する駆動回路を形成するための基板である。この駆動回路基板１１の、上記制御回路基板９と対向する面（上面）には、駆動素子５を含め様々な電子部品（図示せず）が実装され、所定の駆動回路が形成されている。
【００２１】
制御処理素子３からなる制御回路が形成された制御回路基板９と、駆動素子５からなる駆動回路が形成された駆動回路基板１１とは、請求項の「接続部材」としてのフレキシブルプリント配線板１３（以下、単に「フレキシブル基板１３」という。）を介して互いに電気的に接続されている。フレキシブル基板１３は、弾力性に優れており、制御回路基板９と駆動回路基板１１との端部に接合され、両基板９，１１の配線パターンに電気的および機械的に接続されている。そして、フレキシブル基板１３の制御回路基板９における接合部位は、コネクタ２の近傍に位置しており、具体的には、コネクタ２の制御回路基板９における配設部位の裏側部分に設けられている。
【００２２】
この様に互いに接続された制御回路基板９および駆動回路基板１１は、筐体７に収容されている。これら両基板９，１１を収容する筐体７の壁面は、金属（本実施例ではアルミニウム）からなり、コネクタ２および制御回路基板９を保護する筐体蓋部（カバー）７ａと、駆動回路基板１１が密着して設けられる筐体底部７ｂと、筐体蓋部７ａおよび筐体底部７ｂを接続する筐体筒部７ｃとから構成されている。
【００２３】
制御回路基板９と駆動回路基板１１とをフレキシブル基板１３にて接続するには、次に様にすればよい。駆動素子５等を実装し筐体底部７ｂに密着させた駆動回路基板１１と、コネクタ２や制御処理素子３などを実装し筐体蓋部７ａに組み付けた制御回路基板９とを、略同一平面上に並べて配置する。この状態において、両基板９，１１の互いに対向すべき面は、同一の方向（図２（ａ）において上方向）に向けられており、また、筐体蓋部７ａの一部（以下「基板支持部７ｄ」という）が、コネクタ２と制御回路基板９との間に設けられた空間７ｅに挿入され、制御回路基板９を支えている。なお、この空間７ｅが、請求項の「基板受け部材を挿入可能な空間」に相当する。
【００２４】
そして、コネクタ２の実装された面の反対面側から、フレキシブル基板１３が上記両基板９，１１の互いに隣接する端部に対してはんだ付け（アルカン接続）により接合される。制御回路基板９においては、コネクタ２の実装部位の裏側部分にフレキシブル基板１３が接合され、当該接合部位にはフレキシブル基板１３を介してヒータ８０から圧力を受けるが、この圧力は筐体蓋部７ａの基板支持部７ｄにて受け止められる。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２５】
以上の様に構成された本実施例の電子制御装置１においては、基板支持部７ｄを挿入可能な空間７ｅを、制御回路基板９とコネクタ２との間に設けている。そしてフレキシブル基板１３にて制御回路基板９と駆動回路基板１１とを電気的に接続する際、基板支持部７ｄをコネクタ２と制御回路基板９との間に挿入し、この基板支持部７ｄでコネクタ２側から制御回路基板９を支えながら、コネクタ２の実装部位の裏側部分に、フレキシブル基板１３を接合する。このため、接続の際の圧力がコネクタ２に伝わらないようにしてコネクタ２に不具合が生ずるのを防ぎつつ、十分な圧力で制御回路基板９とフレキシブル基板１３との接続を図ることができる。そのため、制御回路基板９とフレキシブル基板１３との接続の信頼性を確保できる。
【００２６】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施例では、接続部材としてフレキシブルプリント配線板を用いるものとして説明したが、これに限られるものではなく、フラットワイヤその他の配線材を用いることができる。
【００２７】
また上記実施例では、基板受け部材として、基板支持部７ｄを筐体７（筐体蓋部７ａ）に設けるものとして説明したが、これに限られるものではなく、筐体とは別個に設けた基板受け治具２０を用いても良い。即ち、図３に示す様に、コネクタ２と当該基板９との間に基板受け治具２０を挿入し、この基板受け治具２０にてコネクタ２側から制御回路基板９を支持しつつ、フレキシブル基板１３を制御回路基板９に接合する。この様にしても、接続の際の圧力がコネクタ２に伝わらないようにしてコネクタ２に不具合が生ずるのを防ぎつつ、十分な圧力で制御回路基板９とフレキシブル基板１３との接続を図ることができ、また、制御回路基板９とフレキシブル基板１３との接続の信頼性を確保できる。なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２８】
ただし、この様にする場合には基板受け治具２０を製作する必要があるほか、フレキシブル基板１３と基板９との接合の際に、基板受け治具２０をコネクタ２と基板９との間に挿入し、そして接合後には治具２０を外す必要がある。その点、電子制御装置１の筐体蓋部７ａに基板支持部７ｄを設ければ、あえて専用の治具としての基板受け治具２０が必要ないし、また筐体蓋部７ａに制御回路基板９を組み付けた状態で接合できるので、基板受け部材の挿入および抜き出しの工程が不要となり製造工程の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施例の電子制御装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】  制御回路基板におけるコネクタの実装部位の裏側部分にフレキシブル基板を接合する様子を示す説明図である。
【図３】  変形例を示す説明図である。
【図４】  比較例としての電子制御装置および当該電子制御装置における課題を示す説明図である。
【符号の説明】
１…電子制御装置  ２…コネクタ
３…制御処理素子  ５…駆動素子
７…筐体  ７ｄ…基板支持部  ７ｅ…空間
８…コネクタピン
９…制御回路基板（第１回路基板）
１１…駆動回路基板（第２回路基板）
１３…フレキシブルプリント配線板
８０…ヒータ
【図１】
0004453215.tif 000002
【図２】
0004453215.tif 000003
【図３】
0004453215.tif 000004
【図４】
0004453215.tif 000005