(57)【要約】【課題】配線パターンやコネクタ部の接続端子の配置の邪魔になることなく、封止用樹脂の成形時に金型に対する位置を決める構造を有し、樹脂で封止されたプリント回路基板を備えるエンジンコントロールユニットを提供する。【解決手段】エンジンコントロールユニットは、樹脂で封止されるプリント回路基板１を有する。プリント回路基板１の一つの側縁部に複数の接続端子５が並んで設けられることによりこの側縁部がコネクタ部２とされている。コネクタ部２の両端部にそれぞれ半円状の切欠部８が設けられ、プリント回路基板１のコネクタ部２を除く部分全体が樹脂で封止されている。切欠部８が、プリント回路基板１を封止する樹脂を成形する際に、樹脂の成形に用いられる金型２２側の部材（係合部２６）に係止される。これにより、プリント回路基板が位置決めされるとともに樹脂の成形中に位置決めされた位置に保持される。【選択図】図７
2013251414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御用の電子部品が実装されたプリント回路基板を備えるエンジンコントロールユニットであって、
前記プリント回路基板の一つの側縁部に複数の接続端子が並んで設けられることにより前記側縁部がコネクタ部とされ、前記コネクタ部の両端部にそれぞれ被係止部が設けられ、前記プリント回路基板の前記コネクタ部を除く部分全体が樹脂で封止され、
前記被係止部が、前記プリント回路基板を封止する前記樹脂を成形する際に、前記樹脂の成形に用いられる金型側の部材に係止されることにより、前記プリント回路基板が位置決めされるとともに前記樹脂の成形中に位置決めされた位置に保持されることを特徴とするエンジンコントロールユニット。
【請求項２】
前記コネクタ部には、このコネクタ部の両端の中心に対して偏心した位置に、凹部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンコントロールユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂により封止されたプリント回路基板を備え、オートバイ等の車両や、エンジンを備える各種汎用機で使用可能なエンジンコントロールユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のＦＩ（フューエル インジェクション）システムでは、燃料噴射系の制御にエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと略す場合がある）が用いられる。近年、オートバイ（例えば自動二輪車、原動機付自転車）でもＥＣＵが用いられるようになっているとともに、より小型なオートバイでもＥＣＵが用いられるようになった。なお、ＥＣＵは、燃料噴射系の制御として、例えば、燃料噴射装置における燃料噴射タイミングの制御と、燃料の噴射量を制御するとともに、点火機構（点火プラグ）の点火時期の制御とアイドル回転数（アイドルスピードコントロール）の制御を行う。また、四輪自動車を含む車両の車種によって、燃料噴射を含む燃料系統の制御、点火機構の制御以外に、例えば、吸排気系統、動弁機構、始動制御、その他の制御を行う場合がある。
【０００３】
このような制御を行うＥＣＵは、例えば、マイクロコントローラ（マイコン）が実装されるとともに、一つの側縁部が複数の接続端子を有する雄型のコネクタ部とされたプリント回路基板と、このプリント回路基板のコネクタ部以外の部分を覆って収納するケースを備える（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ＥＣＵのプリント基板のコネクタ部は、車両側の雌型のコネクタに接続される。車両側のコネクタは、車両に設けられて信号を出力する各種センサや、制御される車両の装置（被制御装置）からの配線がまとめて接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３１６６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両に搭載されるＥＣＵ、特にオートバイに搭載されるＥＣＵにおいては、雨水の侵入、走行時の振動や衝撃、走行時等に接触する虞のある薬品の問題がある。雨水や薬品の侵入を防止するために密閉性の高いケースでＥＣＵを構成するプリント回路基板のコネクタ部以外の部分を覆う必要があり、ケースに高い寸法精度や、高いシール性が要求される。この場合に、ケースにかかるコストが高くなったり、プリント回路基板にケースを取り付ける作業が煩雑になる可能性がある。
【０００７】
ケースの代用として小型の電子部品（各種集積回路等）と同様に、プリント回路基板のコネクタ部以外の部分を樹脂により封止することが考えらえる。従来、封止用の樹脂は、成形時に収縮してひずみが生じ、一般に樹脂に封止される電子部品よりもかなり大きなプリント回路基板の封止を行うと、成形時の収縮に基づいて生じる応力によって、反りが生じる問題があったが、封止用の樹脂として、収縮率が低く、反りが生じ難い樹脂を用いることが可能になり、ある程度までの大きさならばプリント回路基板を樹脂で封止することが可能になった。
【０００８】
樹脂による封止は、例えば、トランスファ成形により上下二つの金型を用いて行われる。二つの金型のうちの下側の金型は、例えば、移動しない固定金型で、上側の金型は上下動可能な可動金型となっている。これら二つの金型を合わせた状態で金型のキャビティ内に樹脂を注入し、樹脂が硬化した後に、例えば、可動金型を移動させて、成形された樹脂を離型して取り出すことになる。
【０００９】
また、略長方形状のプリント回路基板の一つの側縁部のコネクタ部を除く部分を封止するように樹脂を成形する必要があることから、例えば、固定金型にプリント回路基板をセットした状態で、可動金型を固定金型に合わせることになる。この際にコネクタ部は、樹脂に封止されないことから、金型のキャビティの外側に配置されることになる。すなわち、プリント回路基板のコネクタ部とその他の部分（配線パターンが設けられ、電子部品が実装される部分）である基板本体との境界までがキャビティ内で、コネクタ部がキャビティの外に配置される。
【００１０】
この場合に、樹脂に圧力をかけてキャビティに注入すると、プリント回路基板が位置ずれする可能性がある。例えば、プリント回路基板が傾いたり、プリント回路基板がキャビティから押し出されるように位置ずれしたりする可能性がある。この場合に、金型側とプリント回路基板とにそれぞれ互いに係合してプリント回路基板の位置を決めて保持する構造を設けることが考えられるが、成形時の反り防止のため、プリント回路基板をできるだけ小さくしたという要望があり、設計時にできるだけ最適なスペース効率となるように配置された配線パターンやコネクタ部の接続端子を避け、かつ、コネクタ部以外の部分全体を樹脂で封止した状態とするように、上述の位置を決めて保持する構造を配置することが困難であった。
【００１１】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたものであり、配線パターンやコネクタ部の接続端子の配置に影響を及ぼすことなく、封止用樹脂の成形時に金型に対する位置を決める構造を有し、樹脂で封止されたプリント回路基板を備えるエンジンコントロール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】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明のエンジンコントロールユニットは、制御用の電子部品が実装されたプリント回路基板を備えるエンジンコントロールユニットであって、
前記プリント回路基板の一つの側縁部に複数の接続端子が並んで設けられることにより前記側縁部がコネクタ部とされ、前記コネクタ部の両端部にそれぞれ被係止部が設けられ、前記プリント回路基板の前記コネクタ部を除く部分全体が樹脂で封止され、
前記被係止部が、前記プリント回路基板を封止する前記樹脂を成形する際に、前記樹脂の成形に用いられる金型側の部材に係止されることにより、前記プリント回路基板が位置決めされるとともに前記樹脂の成形中に位置決めされた位置に保持されることを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、プリント回路基板のコネクタ部を除く部分に封止用樹脂を成形する際に、コネクタ部が金型のキャビティの外側に出た状態となり、金型のキャビティ内に樹脂を注入した際に、プリント回路基板が傾いたり、コネクタ部側に押し出されたりする虞があるが、プリント回路基板のコネクタ部の左右端部の被係止部に金型側の部材が係止されることにより、プリント回路基板が位置決めされるとともに、位置決めされた位置に保持されるので、プリント回路基板に精度高く封止用の樹脂を成形することができる。
【００１４】
また、プリント回路基板を位置決するとともに位置決めされた位置に保持するための構造としての被係止部がプリント回路基板の樹脂によって封止されることがないコネクタ部の端部に形成されることから、被係止部がプリント回路基板の配線パターンや電子部品の配置の邪魔にならず、被係止部の配置を考慮することなく、配線パターンおよび電子部品の配置をできるだけスペース効率が良くなるように設計することができる。
【００１５】
また、コネクタ部においても、両端部の被係止部として例えば凹部（または凸部）が設けられるだけなので、形成可能な接続端子の数や接続端子の配置にほとんど影響がない。また、被係止部が樹脂に封止されないコネクタ部に設けられているので、被係止部を係止する金型側の部材がキャビティの外側に配置されることになり、被係止部を係止する金型側の部材が樹脂の成形の邪魔になることがない。
【００１６】
本発明の上記構成において前記コネクタ部には、このコネクタ部の両端の中心に対して偏心した位置に、凹部が設けられていることが好ましい。
【００１７】
このような構成によれば、金型側に前記凹部に係合する部材を設けることで、金型にプリント回路基板をセットする際に、プリント回路基板の表裏を間違えるのを防止できる。
すなわち、表裏を間違えると、金型側の凹部に係合する部材が邪魔になってプリント回路基板をセットできない。また、凹部は、プリント回路基板を封止する樹脂を成形する際に、プリント回路基板の位置決めと、位置決めされたプリント回路基板の位置の保持に用いることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、エンジンコントロールユニットのプリント回路基板のコネクタ部を除く部分を樹脂で封止する場合に、金型に設置されるプリント回路基板のコネクタ部の両端部に被係止部を設けたことにより、金型に対するプリント回路基板の位置ずれを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態のＥＣＵのプリント回路基板を示す平面図である。
【図２】前記ＥＣＵを示す斜視図である。
【図３】前記ＥＣＵを示す上面図である。
【図４】前記ＥＣＵを示す底面図である。
【図５】前記ＥＣＵを示す正面図である。
【図６】前記ＥＣＵを示す側面図である。
【図７】前記プリント回路基板を封止する樹脂を成形する一対の金型のうちの固定金型にプリント回路基板がセットされている状態を示す概略平面図である。
【図８】前記プリント回路基板を封止する樹脂を成形する一対の金型を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
この実施形態はＥＣＵは、例えば、エンジンを備えるエンジン装置としての車両のＦＩシステムで燃料噴射装置の燃料噴射タイミングおよび燃料の噴射量と、点火機構の点火時期とアイドル回転数（アイドルスピードコントロ−ルバルブ）を制御するＥＣＵである。このＥＣＵには、例えば、燃料噴射装置、燃料ポンプ、アイドルスピードコントロ−ルバルブの駆動装置、イグニッションコイルの駆動回路等の被制御装置が接続され、これらの制御のために、例えば、クランク角センサ、吸気温度センサ、吸気圧センサ、エンジン温度センサ、スロットルセンサ等のセンサが接続されている。
【００２１】
このようなＥＣＵは、図１に示すプリント回路基板１を備え、図２〜図６に示すように、このプリント回路基板１には、後述のコネクタ部２を除く部分を覆って封止するモールド樹脂３がトランスファ成形により設けられている。なお、図１には、図示されていないが、プリント回路基板１が、二つの側面を有し、各側面に回路パターンが形成されているとともに、電子部品が実装されている。なお、ここでは、プリント回路基板１の一方の側面を表面とし、他方の側面を裏面とする。なお、表面と裏面とを入れ替えてもよい。また、ＥＣＵもプリント回路基板と同様に表面と裏面とを有する。ＥＣＵにおいても、表面と裏面を入れ替えてもよい。
【００２２】
プリント回路基板１は、４層基板であり、例えば、２つの露出する側面である２つの層と、内部の２層とを備え、露出している２つの層には、配線パターンが設けられるとともに電子部品が実装されている。内部の２層は、それぞれ電源およびグラウンド用のパターンを備える層となっている。
【００２３】
プリント回路基板１は、略長方形（矩形）であり、短い辺に対して長い辺が例えば１．１倍以上となっており、この実施形態では、１．８倍程度（１．６倍から２倍程度）となっているが、それ以上の倍率であってもよい。
【００２４】
この略長方形のプリント回路基板１の長手方向に沿った側縁部（長い方の側縁部）の一つがコネクタ部２となっている。コネクタ部２には、その両面に、プリント回路基板１の長手方向に沿って複数の接続端子５が等間隔に並んで設けられている。また、プリント回路基板１のコネクタ部２の左右には、半円状の切欠部８（凹部：被係止部）が設けられ、この切欠部８からプリント回路基板１のコネクタ部２側の側縁までがコネクタ部２とされ、モールド樹脂３から露出するようになっている。なお、この切欠部８は、後述するようにモールド樹脂３の成形時に用いられる。
【００２５】
また、コネクタ部２には、プリント回路基板１の長手方向の中央部の近傍で、中央から少しずれた位置に、コネクタ部２の側縁側に開放し、プリント回路基板１の長手方向と直交する方向に沿って長いスリット（凹部）６が設けられている。なお、スリット６の長手方向は、コネクタ部２を車両側コネクタに接続する際のＥＣＵの移動方向に沿っている。スリット６のプリント回路基板１の長手方向に沿った幅は、接続端子５が一つ配置可能な長さとなっているが、スリット６があるので、接続端子５が配置されず、このスリット６を挟んで配置される接続端子５どうしの間隔は、他の部分より長くなっている。また、コネクタ部２はプリント回路基板１の一部として板状の部材であり、コネクタ部２の両面（表裏面）にそれぞれ設けられる接続端子５は、例えば、銅メッキ等の金属の薄膜であり、コネクタ部２の表裏面に固定されている。
【００２６】
なお、スリット６は、プリント回路基板１へのモールド樹脂３の成形時や、プリント回路基板１のコネクタ部２の車両側コネクタへの接続時に、プリント回路基板１の表裏面を判別できるように、コネクタ部２のプリント回路基板１の長手方向の中央に対して少しずれた位置にオフセットして配置されている。すなわち、スリット６は、コネクタ部２の切欠部８を有する両端部の中心となる位置に対して偏心して設けられている。
【００２７】
コネクタ部２以外の部分は、図２〜図６に示すように、モールド樹脂３で覆われている。プリント回路基板１のコネクタ部２以外の部分といての基板本体９は、その表裏面に配線パターンが形成されているとともに、電子部品が実装されている。この基板本体９がモールド樹脂３により覆われて封止されている。
【００２８】
モールド樹脂３内部は、基本的にできるだけ空隙がないように成形され、すなわち、中実に成形されている。モールド樹脂３は、プリント回路基板１のコネクタ部２を除く部分の表裏面とコネクタ部２を除く、三つの側縁部を覆うように形成されている。
【００２９】
モールド樹脂３は、肉厚の板状に成形されるとともに、プリント回路基板の短い側の側縁部の側面が略半円柱状に湾曲した形状とされている。したがって、モールド樹脂３をプリント回路基板１のコネクタ部２が露出する正面側から見ると、左右の側面が半円状になっている。
また、モールド樹脂３の厚さの略半分となる位置にプリント回路基板が配置されている。
【００３０】
また、モールド樹脂３の表面（上面）には、ＥＣＵのコネクタ部２が接続される車両側コネクタ（図示略）に設けられ、ＥＣＵのモールド樹脂３の外周を覆う筒状のカバーの係止孔に係止される係止用凸部７が設けられている。これにより、ＥＣＵのコネクタ部２が車両側コネクタから外れないようにされている。
【００３１】
また、モールド樹脂３の左右側面には、それぞれ、前記カバーの内周面に設けられ、カバー内へのＥＣＵの挿入をガイドするためのガイド部にガイドされるリブ状のガイド凸部１２が設けられている。また、モールド樹脂３の表面に一対の凸部１０が設けられ、モールド樹脂３の裏面に一対の凸部１１が設けられ、これら凸部１０，１１と上述のガイド凸部１２は、カバーの内周面に略当接した状態とされている。これら凸部１０，１１．と、ガイド凸部１２と、係止用凸部７とにより、カバー内のＥＣＵの移動（振れ）が規制されている。
【００３２】
このようなＥＣＵにおいて、プリント回路基板１の基板本体９を封止する樹脂の成形方法を説明する。
【００３３】
図７はプリント回路基板１がセットされた下側の固定金型２２の概略を示し、図８は、プリント回路基板１をセットした状態で、下の固定金型２２と上の可動金型２１とを合わせ、これら金型２１．２２のキャビティ２３，２４内に樹脂を注入した状態の概略を示している。
【００３４】
図８に示すように、プリント回路基板１のコネクタ部２を除く基板本体９を樹脂により封止する際に、一対の金型２１，２２を用いて周知のトランスファ成形を行う。これにより、プリント回路基板１にモールド樹脂３が形成される。ここでは、下側の金型２２が移動しない固定の金型２２であり、上側の金型２１が、成形された樹脂を離型する際に下側の金型２２に被せられた状態から上方に移動することにより、金型からプリント回路基板１にモールド樹脂３を形成したＥＣＵを取り出すことができる。
【００３５】
また、例えば、図７に示すように下側の金型２２にプリント回路基板１をセットして、上側の金型２１と下側の金型２２を合わせた状態で、上側の金型２１のキャビティ２３と下側の金型２２のキャビティ２４が合わさり、モールド樹脂３と同じ形状の空間が形成される。この空間にモールド樹脂３となる樹脂を注入することでモールド樹脂３を成形することができる。
【００３６】
図７に示すように、プリント回路基板１のモールド樹脂３から露出した状態になるコネクタ部２の両端部には切欠部８が設けられている。また、コネクタ部２の一対の前記切欠部８どうしの略中央には、スリット６が設けられている。スリット６は、上述のようにコネクタ部２の切欠部８が設けられた両端部の中心に対して偏心した位置に配置されている。
【００３７】
このようなプリント回路基板１に対して、下側の固定の金型２２には、コネクタ部２が配置され、キャビティ２４の外側となる側に、コネクタ部２の切欠部８に対応する部分に、半円状の切欠部８と略同様の径を有する係合部２６が設けられ、この係合部２６が半円状の切欠部８内に挿入された状態となることで、コネクタ部２の位置が決められる。
【００３８】
また、コネクタ部２のスリット６の位置には、スリット６の基端側（基板本体９側）の部分に樹脂が充填され、かつ、この部分から樹脂が漏出しないように塞ぐとともに、スリット６に係合する係合部２８が設けられている。このように、例えば、下側の金型２２の上で、左右それぞれの切欠部８に対応して金型２２に左右それぞれの係合部２６が配置され、スリット６に対応して金型２２に係合部２８が配置されるようにすることにより、金型２２上にプリント回路基板１を位置決めして配置することができる。
【００３９】
この状態では、プリント回路基板１のコネクタ部２の反対側となる側縁部側を支持する部材が無いので、プリント回路基板１のコネクタ部２の反対側が自重で下がってプリント回路基板１が斜めになる虞がある。
【００４０】
しかし、二つの金型２１，２２を合わせた状態で、プリント回路基板１のコネクタ部２がキャビティ２３，２４の外側に出る状態なので、コネクタ部２の少なくとも基端側が二つの金型２１，２２に挟まれた状態となり、プリント回路基板１が水平な状態に保持される。
【００４１】
このようにプリント回路基板１を金型２２にセットした状態で上下の金型２１，２２を合わせ、キャビティ２３，２４内にプランジャから例えば、スプルー、ランナー、ゲートを介して樹脂を注入する。この際に、プリント回路基板１に樹脂からの圧力が作用するが、プリント回路基板１のコネクタ部２の左右両端部の切欠部８に金型２２の係合部２６が係合し、コネクタ部２の略中央部のスリット６に係合部２８が係合し、さらに、コネクタ部２が上下の金型２１，２２に挟まれた状態なので、プリント回路基板１は、上述のように位置決めされた状態で保持される。
【００４２】
したがって、成形されたモールド樹脂３に対して、プリント回路基板１の位置がずれるのを防止することができる。また、プリント回路基板１を位置決めしているのが、配線パターンが形成されるとともに電子部品が実装されるプリント回路基板１の基板本体９ではなく、コネクタ部２の左右端部の切欠部８とコネクタ部２の略中央部のスリット６であり、これら切欠部８およびスリット６に係合する金型２２側の係合部２６、２８も、キャビティ２３，２４の外側に配置される。
【００４３】
したがって、プリント回路基板１を金型２１，２２に対して位置決めする構造がプリント回路基板１の基板本体９の配線パターンや電子部品の実装位置に影響を与えることがなく、できるだけ最適な配置となるように、配線パターンや電子部品の配置を決めることができる。
【００４４】
また、コネクタ部２の中央から偏心した位置にあるスリット６を係合部２８に係合する際には、プリント回路基板１の表と裏の配置が合っている必要がある。すなわち、金型２２にプリント回路基板１をセットする際に、表裏が逆になっていると、スリット６に挿入された状態となる係合部２８の位置がスリット６と合わず、プリント回路基板１をセットできない。
【００４５】
スリット６は、その基端側がキャビティ２３，２４に入り込んでいるが、スリット６に係合する係合部２８はキャビティ２３，２４の外にあり、モールド樹脂３の成形に際し、スリット６の基端部に樹脂が入り込むようになっている。これにより、モールド樹脂３からプリント回路基板１がコネクタ部２側に移動するのが規制される。すなわち、モールド樹脂３は、略長方形のプリント回路基板１のコネクタ部２となる側縁部を除く３つの側縁部を覆うように形成されているのに対して、コネクタ部２となる側縁部が露出しているので、例えば、モールド樹脂３に対して、プリント回路基板１をコネクタ側に引き出すような力がかかると、プリント回路基板１上に実装された電子部品に余計な力（例えばせん断力）が作用してしまう恐れがある。
【００４６】
この実施形態では、プリント回路基板１のコネクタ部２のスリット６の基端側の部分でプリント回路基板１の表面を覆う樹脂と、裏面を覆う樹脂とが一体に接合された状態となっており、このスリット６内で硬化した樹脂により、上述のようなプリント回路基板１を引き出すような力を受けた場合に、この力をスリット６内のモールド樹脂部分から表裏のモールド樹脂３に伝達することができる。したがって、プリント回路基板１に実装された部品に応力が作用するのを抑制することができる。
【００４７】
なお、図７において係合部２６を円柱状に描いたが、係合部２６は必ずしも円柱状の必要はなく、半円状の切欠部８内に入り込んで、プリント回路基板１の位置決めと、移動防止を行うことが可能な構成になっていればよい。
また、一対の金型２１，２２を上下に配置し、下側の金型２２を固定で上側の金型を可動としたが、上下を逆にしてもよいし、固定と可動とを入れ替えてもよい。
【００４８】
また、一対の金型２１，２２を上下ではなく、左右に配置し、一方の金型２１，２２を固定とし、他方の金型２１，２２を可動としてもよい。この場合に金型２２にプリント回路基板１をセットする際に、コネクタ部２側を上とすれば、セット時にプリント回路基板１が自重により傾くのを防止できる。
【００４９】
この発明のＥＣＵは、車両で用いられる以外に、例えば、草刈り機、チェーンソー、農薬散布機、自家発電機等の各種汎用機でエンジン制御に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１      プリント回路基板
２      コネクタ部
３      モールド樹脂（封止樹脂）
５      接続端子
６      スリット（凹部）
８      切欠部（被係止部）
２１    金型（上側）
２２    金型（下側）
２６    係合部（金型側の切欠部を係止する部材）
【図１】
2013251414.tif 000003
【図２】
2013251414.tif 000004
【図３】
2013251414.tif 000005
【図４】
2013251414.tif 000006
【図５】
2013251414.tif 000007
【図６】
2013251414.tif 000008
【図７】
2013251414.tif 000009
【図８】
2013251414.tif 000010