(57)【要約】フレキシブル回路基板アセンブリが、撓曲領域（３２０）によって分離される第１の部分および第２の部分を有するフレキシブル回路基板（３０４）と、屈曲領域（３１０）によって分離される第１の部分および第２の部分を有する概ね硬質の基板（３０６）とを備える。硬質の基板（３０６）は内側表面（３２２）と外側表面とを有する。回路基板（３０４）の第１の部分および第２の部分は、基板が曲げられるときに、回路基板（３０４）の撓曲領域（３２０）も曲がらなければならないように、基板（３０６）のそれぞれの第１の部分および第２の部分に固定される。屈曲領域（３２０）は、基板（３０６）の内側表面（３２２）から外側に向かって延在する凹部（３１４）を有し、その凹部は、基板（３０６）が曲げられるときに、単一の曲がり軸の周囲に回路基板の撓曲領域（３２０）を収容するだけの大きさにされる。その凹部は、回路基板の曲がり半径を大きくし、応力を低減する。
2006512785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル回路基板アセンブリを有する電子制御ユニットであって、
撓曲領域によって分離される第１の部分および第２の部分を有するフレキシブル回路基板と、
屈曲領域によって分離される第１の部分および第２の部分を有する概ね硬質の基板とを備え、該硬質の基板は内側表面および外側表面を有し、前記回路基板の前記第１の部分および前記第２の部分は前記基板のそれぞれの前記第１の部分および前記第２の部分に固定され、前記屈曲領域は前記基板の前記内側表面から外側に向かって延在する凹部を有し、該凹部は前記回路基板の前記撓曲領域を収容するほどの大きさにされる、フレキシブル回路基板アセンブリを有する電子制御ユニット。
【請求項２】
前記回路基板および前記基板の前記第１の部分および前記第２の部分は、前記内側表面から測った場合に、互いに対して１８０°未満の角度を成すように曲げられる、請求項１に記載の制御ユニット。
【請求項３】
前記基板の前記凹部内の前記回路基板の前記撓曲領域は、３ミリメートル以上の単一の曲がり半径を有し、前記基板の前記屈曲領域は前記第１の部分と前記第２の部分との間で１０ミリメートル以下の幅を有する、請求項２に記載の制御ユニット。
【請求項４】
前記回路基板は、電気部品を該回路基板に固定し、かつ該電気部品を相互接続するための導電性トレース、導電性バイアおよび導電性パッドを形成された多層回路基板である、請求項１に記載の制御ユニット。
【請求項５】
前記屈曲領域は前記基板の前記第１の部分および前記第２の部分のうちの長い方と概ね同一平面上にある、請求項１に記載の制御ユニット。
【請求項６】
電子制御ユニットアセンブリ内に回路基板を形成するための方法であって、
屈曲領域によって分離される第１の部分および第２の部分を有する概ね硬質の基板と、撓曲領域によって分離される第１の部分および第２の部分を有するフレキシブル回路基板とを配設するステップと、
前記基板の前記屈曲領域内に、前記基板の内側表面から外側に向かって延在する凹部を形成するステップであって、該凹部は前記回路基板の前記撓曲領域を収容するほどの大きさにされる、凹部を形成するステップと、
前記回路基板の前記第１の部分および前記第２の部分を前記基板のそれぞれの前記第１の部分および前記第２の部分に固定するステップと、
前記回路基板の前記撓曲領域が変形し、前記基板の前記凹部に入るように、前記基板の前記第１の部分および前記屈曲領域の接合部において前記基板を曲げるステップとを含む、電子制御ユニットアセンブリ内に回路基板を形成するための方法。
【請求項７】
前記曲げるステップは、前記回路基板および前記基板の前記第１の部分および前記第２の部分が、前記内側表面から測った場合に、互いに対して１８０°未満の角度で曲げられるように前記基板を曲げることを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記曲げるステップは、前記基板の前記凹部内の前記回路基板の前記撓曲領域が３ミリメートル以上の曲がり半径を有するように前記基板を曲げることを含み、前記配設するステップは、前記第１の部分と前記第２の部分との間で１０ミリメートル以下の幅を有する前記基板の前記屈曲領域を配設することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記配設するステップは、電気部品を前記回路基板に固定し、かつ該電気部品を相互接
続するための導電性トレース、導電性バイアおよび導電性パッドを形成された、エポキシ樹脂を染み込ませたガラス繊維の多数の層から構成される多層回路基板を配設することを含み、部品を前記回路基板にはんだリフローによって実装するステップをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記固定するステップは、前記平坦な基板の前記内側表面上に接着剤を塗布するサブステップと、前記フレキシブル回路基板を前記基板の前記表面上に平らに取り付けるサブステップとを含む、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は包括的には自動車用電子制御ユニットに関し、詳細には自動車用電子制御ユニットのアセンブリにおいて、曲げられたフレキシブル回路を使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンのための制御ユニットは、高い周囲温度と激しい振動とに晒される環境において限られた空間内に配置される。通常、熱的な性能を改善し、エンジンの振動に対する保護を強化するために、制御回路を含むプリント回路基板は、小型化されたモジュールを製造するために曲げることができ、ヒートスプレッダとしても機能するリジダイザに固定される。たとえば、電子制御ユニットをパッケージングするために用いられるような、曲げられたフレキシブル回路を有するプリント回路基板を用いる応用形態では、プリント回路基板はアルミニウムリジダイザに取り付けられる。リジダイザはプリント回路基板に機械的に支持するとともに、熱をプリント回路基板上の部品から下側にあるリジダイザまで伝導させることによって、その部品によって生成される熱が放散するのを助ける。
【０００３】
ここで図１および図２を参照すると、従来技術の電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００が示される。図１は、電子制御ユニット１００を端から見た等角図である。図２は、電子制御ユニット１００の側断面図である。電子制御ユニット１００は、接着剤２０２を用いることによってリジダイザ１０６に固定されるフレキシブルプリント回路基板１０４を含む。通常、回路基板１０４は、回路基板の表面上に実装される複数の電子部品１０２を有する。接着剤２０２は、リジダイザ１０６とプリント回路基板１０４との間に塗布され、プリント回路基板をリジダイザに固定するための役割を果たす。平坦なリジダイザに固定された後に、リジダイザおよびプリント回路基板アセンブリは折り曲げられ、結果として、折り曲げられたプリント回路基板は、互いに対して或る角度を成し、かつ通常は曲率半径が３ミリメートル（ｍｍ）未満の多数の厳しい半径の湾曲部２１０を有するＳ字形に曲げられた部分２０６によって接続される、２つの主な区画２０４、２０８から構成される。たとえば、回路基板１０４は、米国特許第５，９９８，７３８号に記載されるようなＰｏｌｙｂｅｎｔ（商標）工程を用いて曲げることができ、その特許の本文は、参照により本明細書に援用される。
【０００４】
電子制御ユニットの機能は時代とともに増加しているので、対応する回路も益々高密度で、複雑になっている。結果として、電子制御ユニットは、プリント回路基板１０４のような２層プリント回路基板を用いることから、４層プリント回路基板を用いることに移行してきている。４層プリント回路基板の製造工程の１つの結果として、フレキシブル回路が２層回路のままであっても、フレキシブル回路２０６の厚みが増す。フレキシブル回路２０６の厚みが増すことに起因して、現時点では、フレキシブル回路基板を曲げるときに、亀裂および割れが生じることが知られており、結果として制御モジュールは廃棄されなければならない。制御モジュールを廃棄する結果として、特に折り曲げられる前にプリント回路基板に部品を実装しなければならないので、余分な製造コストおよび廃棄物が生じる。
【０００５】
１つの解決策は、回路基板の曲がり部分に設ける層を、平坦な部分よりも少なくすることであった。別の解決策は、曲げている最中に回路基板を加熱することであった。これらの解決策はいずれも、回路基板の製造、あるいは電子制御ユニットの組立のいずかにおいて付加的な処理ステップを必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それゆえ、フレキシブル回路に割れおよび亀裂が生じることのない、折り曲げ式のプリント回路基板アセンブリを提供するための方法および装置が必要とされている。
新規であると考えられる本発明の特徴が、添付の特許請求の範囲に詳細に記載される。本発明は、そのさらに別の目的および利点とともに、添付の図面とともに取り上げられる以下の説明を参照することによって最もよく理解することができるであろう。なお、いくつかの図面を通して、類似の参照番号は同一の構成要素を特定する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、フレキシブル回路に割れおよび亀裂が生じることのない、電子制御ユニットのプリント回路基板アセンブリを折り曲げるための方法および装置を提供する。電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、第１の部分が撓曲領域を通して第２の部分に相互接続されている、フレキシブル回路基板を含む。電子制御ユニットはさらに、第１の部分が屈曲領域を通して第２の部分に相互接続されている、概ね硬質の基板（たとえばアルミニウム）あるいはリジダイザを含む。リジダイザおよび回路基板のそれぞれの第１および第２の部分は、平坦なアセンブリとして結合される。その後、ＥＣＵが折り曲げられるとき、フレキシブル回路の撓曲領域は大きな半径で曲がるようになり、結果として、従来技術よりも亀裂および割れが生じることが少なくなる。本発明の種々の実施形態では、フレキシブル回路の撓曲領域において大きな半径で曲がるようになることは、リジダイザの屈曲領域内にあるアパーチャあるいは凹部によって容易になる。
【０００８】
包括的には、本発明の一実施形態は、屈曲領域によって分離される第１の部分および第２の部分を有する概ね硬質の基板あるいはリジダイザを含む電子制御ユニットアセンブリシステムを含む。硬質の基板は内側表面および外側表面を有する。電子制御ユニットはさらに、撓曲領域によって分離される第１の部分および第２の部分を有するフレキシブル回路基板を含む。基板の屈曲領域は、基板の内側表面から外側に向かって延在する凹部を含み、凹部は回路基板の撓曲領域を収容できるほどの大きさを有する。回路基板の第１および第２の部分は、たとえば接着剤を用いることによって、概ね平坦な形になるように基板のそれぞれの第１の部分および第２の部分に固定される。電子制御ユニットは、リジダイザの内側表面が、回路基板を含む電子制御ユニットの内部領域を画定するように、０°〜１８０°の或る角度で折り曲げられる。折り曲げられるとき、回路基板の撓曲領域は、リジダイザの内部領域を越えて基板の屈曲領域内に形成される凹部内に延在することにより、折り曲げる結果として、少なくとも１つの大きな半径の曲がりを有する形状を達成する。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、屈曲領域によって分離される第１の部分および第２の部分を有する概ね硬質の基板あるいはリジダイザを含む電子制御ユニットアセンブリシステムを含む。硬質の基板は内側表面および外側表面を有する。電子制御ユニットはさらに、撓曲領域によって分離される第１の部分および第２の部分を有するフレキシブル回路基板を含む。基板の屈曲領域は、基板の内側表面と外側表面との間に延在するアパーチャを含み、アパーチャは回路基板の撓曲領域を収容できるほどの大きさを有する。回路基板の第１および第２の部分は、たとえば接着剤を用いることによって、概ね平坦な形になるように基板のそれぞれの第１の部分および第２の部分に固定される。電子制御ユニットは、リジダイザの内側表面が、回路基板を含む電子制御ユニットの内部領域を画定するように、０°〜１８０°の或る角度で折り曲げられる。折り曲げられるとき、回路基板の撓曲領域は、リジダイザの内部領域を越えて基板の屈曲領域内に形成されるアパーチャ内に延在することにより、折り曲げる結果として、少なくとも１つの大きな半径の曲がりを有する形状を達成する。この実施形態は、基板の外側表面上でアパーチャを覆うためのキャップを含むことができる。さらに、これらの実施形態はいずれも、基板に固定され、回路基板を含む封止されたモジュールを形成するためのハウジングを含むことができる。
【００１０】
本発明の別の実施形態は、撓曲領域によって分離される第１の部分および第２の部分を有するフレキシブル回路基板と、屈曲領域によって分離される第１の部分および第２の部分を有する概ね硬質の基板あるいはリジダイザとを設けることを含む、電子制御ユニットアセンブリ内に回路基板を形成するための方法を含む。その方法は、基板の屈曲領域内に、基板の内側表面から外側に向かって延在するアパーチャあるいは凹部を形成するステップを含み、そのアパーチャあるいは凹部は、回路基板の撓曲領域を収容できるほどの大きさを有する。その方法は、回路基板の第１および第２の部分を基板のそれぞれ第１および第２の部分に固定するさらに別のステップを含む。これは、平坦なリジダイザの内側表面に接着剤を塗布するサブステップと、接着剤によってリジダイザの表面上にフレキシブル回路基板を平らに取り付けるサブステップとを含むことができる。その方法はさらに、回路基板の撓曲領域が変形して、基板のアパーチャあるいは凹部に入るように、第１の部分と基板の屈曲領域との接合部において基板を曲げるステップを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ここで図３および図４を参照すると、フレキシブル回路基板を収容するための１つの例示的な電子制御ユニット３００が示される。図３は、本発明の一実施形態による電子制御ユニット３００の端から見た等角図である。図４は、電子制御ユニット３００の側断面図である。制御ユニット３００は、少なくとも１つの電子部品３０２と、回路基板３０４と、概ね硬質の基板（リジダイザ）３０６とを備える。電子部品３０２は、たとえば、電池、キャパシタ、抵抗器、半導体チップ、ダイオード、インダクタおよびコイルなどの、プリント回路基板に実装することができる任意の電子部品あるいはデバイスを表す。電子部品３０２は、図３および図４に示されるように、回路基板３０４の１つの表面上に実装される。これは、回路基板をリジダイザ３０６に組み付ける前に、あるいは組み付けている最中に、平坦な回路基板に部品をはんだリフローによって実装することにより達成することができる。通常、回路基板３０４は、その表面上に複数の電子部品３０２を実装される。これらの電子部品３０２は、回路基板３０４の表面上に配置され、かつ／またはその内部の層を貫通する、複数の導電性パッドあるいはランド（図示せず）、導電性トレース（図示せず）、および導電性バイア（図示せず）を通して、互いに電気的に接続される。
【００１２】
回路基板３０４は、エポキシガラス、ＦＲ４、樹脂付銅およびポリイミドのような、当業者に知られている複数の材料のうちの任意のものから製造されるプリント回路基板であることが好ましい。本発明の一実施形態では、回路基板３０４は、エポキシ樹脂を染み込ませたガラス繊維からなる多数の層を用いて、従来の方法によって形成される平坦なシートである。エポキシガラスの３つ以上の層が設けられ、回路の４つの層が設けられることが好ましい。回路基板３０４は、リジダイザ３０６の内側表面３２２に固定され、その表面は、回路基板およびリジダイザが曲げられるときのリジダイザの内側表面を含む。回路基板３０４は接着剤４０２によって表面３２２に固定され、その接着剤は粘着（ＰＳＡ）テープあるいはフィルムであることが好ましい。本発明の別の実施形態では、接着剤４０２には、リジダイザ３０６上にスクリーン印刷される熱硬化性の液体接着剤を用いることができる。ねじなどの機械的な固定手段、あるいは表面３２２上に配置することができる他の接着層のような、回路基板３０４を表面３２２に固定するための数多くの技法があり、本発明の範囲から逸脱することなく本明細書においてそれらを用いることができることは、当業者には理解されよう。
【００１３】
リジダイザ３０６は回路基板３０４を包囲し、回路基板３０４および電子部品３０２を、回路基板および電子部品に損傷を与える可能性がある電荷から保護するように設計される。またリジダイザ３０６は、機械的な支持を与え、回路基板３０４のための熱を伝導によって放散させる。リジダイザ３０６は、アルミニウム、銅、鋼、工業用プラスチック、マグネシウムおよび亜鉛あるいは自動車において一般的に見られる化学物質および元素に
対して耐性がある任意の材料のような、回路基板３０４を動かないように機械的に支持する、すなわちリジダイザあるいはスタビライザとしての役割を果たすほど十分に硬質であり、かつ熱、水、化学物質および静電荷から電子部品を保護するように設計される元素を有する材料から製造されることが好ましい。リジダイザ３０６はさらに、電子制御ユニット３００の動作中に部品３０２からの熱を伝達し、それにより部品が熱を放散させるのを助ける、熱伝導性の材料から製造されることが好ましい。しかしながら、電子制御ユニット３００を低電力動作で用いることができ、その場合には、熱問題、すなわちリジダイザ３０６の熱伝導性はあまり重要ではない場合もあることは当業者には理解されよう。
【００１４】
回路基板３０４およびリジダイザ３０６は曲げられるか、あるいは折り曲げられる。図３および図４に示されるように、回路基板３０４は曲げられて、概ね「Ｌ」字形になる。しかしながら、本発明では、０°よりも大きく、１８０°よりも小さい任意の角度を用いることができる。回路基板３０４およびリジダイザ３０６は、米国特許第５，９９８，７３８号に記載されるようなＰｏｌｙｂｅｎｔ（商標）工程を用いて曲げられることが好ましく、その特許の本文は、参照により本明細書に援用される。Ｐｏｌｙｂｅｎｔ（商標）工程は基本的に、平坦な回路基板３０４およびリジダイザ３０６を取り込み、回路基板およびリジダイザを折り曲げる。本発明の一実施形態では、回路基板３０４およびリジダイザ３０６はＰｏｌｙｂｅｎｔ（商標）工程を用いて曲げられるが、回路基板およびリジダイザは当業者に知られている任意の技法を用いて曲げることができる。リジダイザは、リジダイザの第１の部分と屈曲領域との間にある、リジダイザにわたる主軸に沿った第１の接合部３１５において、あるいは屈曲領域と第２の部分との間にある、リジダイザにわたる別の主軸に沿った第２の接合部３１３において、あるいはその両方において曲げることができる。リジダイザは、屈曲領域が基板の第１および第２の部分の長い方と概ね同一平面上にあるように、リジダイザの第１の部分と屈曲領域との間の第１の接合部３１５において曲げられ、屈曲領域が約９０°の曲がりを含むことが好ましい。
【００１５】
リジダイザ３０６が曲げられるとき、リジダイザ３０６の第１の部分３１２は、リジダイザ３０６の第２の部分３０８に向かって、第１の接合部３１５に沿って折り曲げられ、内側表面３２２が１８０°未満の角度になる。リジダイザ３０６の第１の部分３１２、第２の部分３０８および曲がり部分３１０は、ＥＣＵ３００の内部領域３１８を画定するように構成される。リジダイザ３０６の屈曲領域３１０は、基板およびリジダイザが折り曲げられるときに、回路基板３０４を「Ｌ」字形に折り曲げるのを容易にする少なくとも１つのアパーチャ３１４と、屈曲領域３１０にわたってリジダイザ３０６の第１の部分３１２および第２の部分３０８を相互接続する２つのサイドブリッジ３１６とを含む。
【００１６】
アパーチャ３１４によって、折り曲げる過程において、回路基板３０４の撓曲領域３２０がリジダイザ３０６の内部領域３１８を越えて延在できるようになり、それにより従来技術のように電子モジュール１００のリジダイザ１０６の内部に厳しい半径のＳ字２０６ができるのではなく、回路基板３０４を大きな半径の「Ｌ」字形に折り曲げることができる。「Ｌ」字形に折り曲げることができることにより、アパーチャ３１４は、従来技術の同じような大きさの電子モジュール１００内の曲率半径２１０の曲がりに比べて、回路基板３０４のフレキシブル回路部の撓曲領域３２０において、大きな曲率半径４０４で曲がることができるようにする。より大きな曲率半径４０４、好ましくは３ミリメートル以上、さらに好ましくは５ミリメートル以上の曲率半径の曲がりは、回路基板３０４が曲げられるときに、撓曲領域３２０に割れおよび亀裂が生じる割合を大幅に低減する。さらに、リジダイザの屈曲領域を、リジダイザの第１の部分と第２の部分との間で１０ミリメートル幅にすることにより、ユニット３００を、より低いプロファイルで形成することができる。電子制御ユニット３００は、リジダイザ３０６の屈曲領域３１０、および折り曲げられたリジダイザ３０６の内部領域３１８を越えて延在するフレキシブル基板３０４の可曲性の部分３２０の上に固定されることができるエンドキャップ３２２も備えることができ
る。エンドキャップ３２２は、埃、水および他の化学物質のような成分が、アパーチャ３１４を介してリジダイザ３０６に入り、電子部品３０２に損傷を与えるのを防ぐ。
【００１７】
リジダイザ内の穴を通して回路基板３０４に電気的に接続するために、コネクタ（図示せず）をリジダイザ３０６の外側表面上のどこかに実装することができることは理解されたい。たとえば、ここで図５を参照すると、リジダイザ３０６の内部領域３１８を越えて延在する回路基板３０４の撓曲領域３２０に、エンドキャップ３２２の代わりに、コネクタ５０２を接続することができる。コネクタ５０２は、多数の導電性ピン５０４および多数の嵌合する穴５０６を含むことができる。さらに、回路基板３０４の撓曲領域３２０は、コネクタ５０２の多数のピン５０４を差し込むための多数の接続穴５０８を含むことができる。リジダイザ３０６は、コネクタ５０２の多数の嵌合穴と位置合わせされる多数の嵌合穴５１０も含むことができる。多数の接続穴５０８はそれぞれ、電子制御ユニット１００の組立が完了し、それによりコネクタ５０２を介して、回路基板３０４と外部電子回路との間に電気的インターフェースを設けるときに、多数のピン５０４のうちの１つのピンを差し込まれる。さらに、コネクタ５０２内の多数の嵌合穴５０６はそれぞれ、コネクタをリジダイザおよび回路基板に保持することができる留め具を差し込むために、リジダイザ３０６の多数の嵌合穴５１０のうちの１つに位置合わせされる。
【００１８】
図６は、本発明の一実施形態による、曲げられる前に、リジダイザ３０６の表面３２２に接着剤４０２を塗布されている、リジダイザ３０６の平面図である。図６に示されるように、リジダイザ３０６の第２の部分３０８は、屈曲領域３１０に含まれるブリッジ３１６によって第１の部分３１２に相互接続される。図６はさらに、基板およびリジダイザが曲げられるときに、回路基板３０４を「Ｌ」字形に折り曲げるのを容易にする、屈曲領域３１０のアパーチャ（１つあるいは複数）３１４を示す。
【００１９】
図７は、本発明の一実施形態による、接着剤４０２上に、それゆえリジダイザ３０６上に回路基板３０４が平らに取り付けられ、基板上にはんだペースト７０２がスクリーン印刷された後の電子制御ユニット３００の平面図である。部品３０２は、回路基板３０４上に自動的に配置することができる面実装部品であることが好ましい。部品３０２は面実装できる必要はないことは当業者には理解されよう。たとえば、部品３０２には、回路基板３０４上に手作業で配置することができるスルーホール部品を用いることができる。しかしながら、リジダイザ３０６上にスクリーン印刷される液体接着剤４０２を使用し、さらに、面実装部品３０２を使用することにより、電子制御ユニット３００を組み立てる工程を完全に自動化することができる。
【００２０】
図７に示されるように、回路基板３０４は、リジダイザ３０６の第２の部分３０８に固定される第２の部分７０８と、リジダイザ３０６の屈曲領域３１０に隣接して配置される（が結合されない）フレキシブル回路７１０の撓曲領域と、リジダイザ３０６の第３の部分３１２に固定される第１の部分７１２とを含む。それぞれがリジダイザ３０６の多数のアパーチャ３１４のうちの１つを覆う多数の部分７１４、７１６および７１８に分割された、撓曲領域の区画７１０が示されており、区画７１０はさらに、リジダイザ３０６の多数のブリッジ３１６をそれぞれ覆う多数の切取り部分７２０を含む。しかしながら、それよりも少ないか、あるいはさらに多くの撓曲領域、アパーチャおよび切取り部分を設けることができることは理解されたい。
【００２１】
ここで図３、図４および図７を参照すると、回路基板３０４およびリジダイザ３０６が折り曲げられるとき、回路基板３０４の撓曲領域７１０の３つの部分７１４、７１６、７１８それぞれの少なくとも一部がアパーチャ３１４の中に、あるいはアパーチャ３１４を越えて延在し、それにより、リジダイザ３０６の内部領域３１８を越えて延在する。回路基板３０４およびリジダイザ３０６が折り曲げられるときに、回路基板３０４が内部領域
３１８を越えて延在できるようにすることにより、アパーチャ３１４は、回路基板３０４が「Ｌ」字形に折れ曲がるのを容易にする。「Ｌ」字形に折れ曲がる結果として、折り曲げられた回路基板３０４が、従来技術の電子制御モジュール１００の従来技術のＳ字形のフレキシブル回路２０６の曲率半径２１０よりも大きな曲率半径４０４で曲がるようになり、それにより、従来技術のモジュール１００のフレキシブル回路２０６が曲げられるときに生じる亀裂および割れが少なくなる。
【００２２】
ここで図８および図９を参照すると、本発明の好ましい実施形態による、フレキシブル回路基板を収容するための電子制御ユニット８００が示される。図８は、電子制御ユニット８００を端から見た等角図である。図９は、電子制御ユニット８００の側断面図である。電子制御ユニット３００と同じように、電子制御ユニット８００は、リジダイザ８０２に取り付けられる回路基板３０４と、回路基板３０４に実装される多数の部品３０２とを含む。また制御ユニット３００と同じように、電子制御ユニット８００を折り曲げる結果として、リジダイザ８０２の第２の部分８０４が、第１の接合部８１５に沿って、リジダイザ８０２の第１の部分８０８に向かって折れ曲がるようになる。第１の部分８０８および第２の部分８０４は、第１の部分８０８および第３の部分８０４とともにリジダイザ８０２の内部領域８１０を画定する、リジダイザ８０２の屈曲領域８０６によって相互接続される。
【００２３】
しかしながら、図３〜図７のリジダイザ３０６のアパーチャ（１つあるいは複数）３１４の代わりに、リジダイザ８０２は、リジダイザ８０２および基板３０４が曲げられるときに、回路基板３０４の「Ｌ」字形に折り曲げられた部分を収容するために、屈曲領域８０６内に形成される少なくとも１つの凹部８１２を含む。凹部は、リジダイザの内側表面から外側に向かって延在する５ミリメートルの深さを有することが好ましい。電子制御ユニット８００が曲げられるとき、回路基板３０４の撓曲領域７１０は変形して、凹部８１２内に延在し、Ｓ字状に曲がる場合よりも大きな半径の「Ｌ」字形が形成される。さらに、リジダイザの屈曲領域を、リジダイザの第１の部分と第２の部分との間で１０ミリメートル幅にすることにより、そのユニットは、より低いプロファイルで形成することができる。さらに、アパーチャ（１つあるいは複数）３１４の代わりに、リジダイザ８０２内に凹部（１つあるいは複数）８１２を設けることにより、回路基板３０４は曲げられた後にリジダイザ８０２内に完全に収容され、ハウジング（図示せず）に結合することができる。回路基板３０４を完全に収容することにより、リジダイザ８０２は、図３のエンドキャップ３２２のようなエンドキャップを必要とすることなく、回路基板３０４および部品３０２を埃、水および他の化学物質から保護することができる。上記のように、当該技術分野において知られている技法を用いて、回路基板に接続するために、ユニットの外側表面上のどこかに、リジダイザあるいはハウジングを貫通して延在するコネクタ（図示せず）を設けることができる。
【００２４】
図１０は、本発明の実施形態のうちの任意のものによる、リジダイザおよびフレキシブル回路基板を含む電子制御アセンブリを組み立てる工程の論理流れ図１０００である。論理流れ図１０００は、屈曲領域によって分離される第１の部分および第２の部分を有する概ね硬質の基板と、曲げることが可能な撓曲領域によって分離される第１の部分および第２の部分を有するフレキシブル回路基板とを配設すること（１００２）によって開始する。配設するステップ１００２は、電気部品を回路基板に固定し、かつ電気部品を相互接続するための導電性トレース、導電性バイアおよび導電性パッドを形成された、エポキシ樹脂を染み込ませたガラス繊維の多数の層から構成される多層回路基板を配設することを含み、さらに、部品を回路基板にはんだリフローによって実装するステップを含むことが好ましい。配設するステップ１００２は、リジダイザの第１の部分と第２の部分との間に１０ミリメートルの幅を有する屈曲領域を配設することを含むことがさらに好ましい。論理フローは、回路基板の第１および第２の部分を基板のそれぞれの第１および第２の部分に
固定すること（１００４）によって続けられる。これは、リジダイザに接着剤を塗布することと、接着剤上に、それゆえリジダイザの内側表面上に回路基板を平らに取り付けることとを含むことができる。その後、フレキシブル回路基板およびリジダイザは、基板の第１の部分および屈曲領域の接合部において、折り曲げられるか、あるいは曲げられる（１００６）。リジダイザおよび回路が曲げられて、回路基板および基板の第１および第２の部分が、内側表面から測った場合に互いに対して１８０°未満に曲げられるようにすることが好ましい。リジダイザおよび回路が曲げられて、回路基板および基板の第１および第２の部分が、内側表面から測った場合に互いに対して９０°未満に曲げられるようにすることがさらに好ましい。フレキシブル回路基板およびリジダイザを折り曲げるのに応じて、折り曲げられたフレキシブル回路基板の撓曲領域は「Ｌ」字形を達成する。
【００２５】
本発明の一実施形態では、さらなるステップが、リジダイザの屈曲領域内に少なくとも１つのアパーチャを形成すること（１００８）を含み、さらに、屈曲領域にわたってリジダイザの第１の部分および第２の部分を相互接続する複数のブリッジを含む。この場合、曲げるステップ（１００６）において、回路基板の撓曲領域が変形して、基板のアパーチャ（１つあるいは複数）の中に入り、アパーチャ（１つあるいは複数）を介してリジダイザの内部領域を越えて延在し、それにより、フレキシブル回路基板の撓曲領域が「Ｌ」字形に折れ曲がるのを容易にするように、アパーチャは回路基板の撓曲領域を収容するほどの大きさにされる。この実施形態はさらに、アパーチャ（１つあるいは複数）およびアパーチャ（１つあるいは複数）の外側に延在するフレキシブル回路基板の部分にわたって、リジダイザ上にエンドキャップを取り付けることを必要とする場合もある。本発明のさらに別の実施形態では、多数のピンを含むコネクタが、リジダイザに取り付けられ、その中を通って回路基板に電気的に接続する。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態では、さらなるステップが、リジダイザの屈曲領域内に、リジダイザの内側表面からその外側表面に外側に向かって延在する少なくとも１つの凹部を形成すること（１０１０）を含む。この場合、曲げるステップ（１００６）において、回路基板の撓曲領域が変形して、基板の凹部の中に入り、凹部を介してリジダイザの内部領域を越えて延在し、それにより、フレキシブル回路基板の撓曲領域が「Ｌ」字形に折れ曲がるのを容易にするように、凹部は、回路基板の撓曲領域を収容するほどの大きさにされる。凹部は、リジダイザの内側表面から外側に向かって延在する５ミリメートルの深さを有することが好ましい。
【００２７】
従来技術の電子制御ユニット１００の回路基板１０４をＳ字形に折り曲げるのと比べて、回路基板３０４を「Ｌ」字形に折り曲げるのを容易にすることにより、本発明の電子制御ユニット３００、８００は、回路基板３０４のフレキシブル回路部分において、同じような大きさの電子モジュール１００の曲がりの曲率半径と比べて大きな曲率半径で曲げることができる。曲がりの曲率半径を大きくすることにより、回路基板３０４が曲げられるときに、フレキシブル回路部分に割れおよび亀裂が生じる割合が大幅に少なくなる。さらに、より大きな半径は、わずか１０ミリメートル幅のリジダイザの屈曲領域を配設することにより、より低い全体プロファイルの電子制御ユニット３００、８００を用いることができるようにする。
【００２８】
本発明がその好ましい実施形態を参照しながら詳細に図示および説明されてきたが、本発明の広範な範囲から逸脱することなく、種々の変更がなされ、それらの構成要素の代わりに等価物を用いることができることは当業者には理解されよう。さらに、その基本的な範囲から逸脱することなく、或る特定の状況あるいは材料を本発明の教示に適合させるために、数多くの変更がなされることができる。それゆえ、本発明は、本明細書に開示される特定の実施形態には限定されず、本発明は添付の特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を含むことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来技術の電子制御ユニットを端から見た斜視図。
【図２】図１の電子制御ユニットの側部断面図。
【図３】本発明の一実施形態による電子制御ユニットを端から見た斜視図。
【図４】本発明の一実施形態による図３の電子制御ユニットの側断面図。
【図５】本発明の別の実施形態による電子制御ユニットを端から見た斜視図。
【図６】本発明の一実施形態による、曲げられる前に、リジダイザに接着剤が塗布されている、図３のリジダイザの平面図。
【図７】本発明の一実施形態による、曲げられる前に、回路基板がリジダイザに取り付けられ、はんだペーストが回路基板上にスクリーン印刷された後の図３の電子制御ユニットの平面図。
【図８】本発明の別の実施形態による、電子制御ユニットを端から見た斜視図。
【図９】本発明の別の実施形態による、図８の電子制御ユニットの側断面図。
【図１０】本発明の一実施形態による、リジダイザおよびフレキシブル回路基板を含む電子制御アセンブリを組み立てる工程の論理流れ図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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