(57)【要約】【課題】電子制御装置の小型化を実現できる回路基板を提供すること。【解決手段】電子制御装置１の筐体８（カバー部５，ベース部６）内に収納され、複数の電子部品２が実装される回路基板３であって、複数の電子部品２のうち相対的に高さが低い電子部品２ａ，２ｃが回路基板３の部品実装面（表面３ａ，裏面３ｂ）の中央付近に各々実装されている。一方、前記複数の電子部品２のうち相対的に高さが高い電子部品２ｂ，２ｄが前記部品実装面（表面３ａ，裏面３ｂ）の周縁部付近に実装されている。【選択図】図１
2016063086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子制御装置の筐体内に収納され、複数の電子部品が実装される回路基板であって、
前記複数の電子部品のうち相対的に高さが低い電子部品が当該基板の部品実装面の中央付近に実装されたこと
を特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記複数の電子部品のうち相対的に高さが高い電子部品が前記部品実装面の周縁部付近に実装されたこと
を特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
複数の電子部品が実装される回路基板と、
この回路基板を収納する筐体と
を備え、
前記複数の電子部品のうち相対的に高さが低い電子部品が前記基板の部品実装面の中央付近に実装されたこと
を特徴とする電子制御装置。
【請求項４】
前記部品実装面の周縁部付近には前記複数の電子部品のうち相対的に高さが高い電子部品が実装され、この電子部品の位置に対応した前記筐体の外側周縁部における部位には当該電子部品から発生した熱を受ける放熱部が形成されたこと
を特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子制御装置に具備される回路基板における電子部品の実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路素子等の電子部品を備えた電子制御装置は、例えば、マイコン、ＦＥＴ、コンデンサ等の高さの異なる様々な電子部品を実装した回路基板と、この回路基板を収納する筐体とを備えた態様となっている（特許文献１等）。
【０００３】
前記筐体は、例えば、前記回路基板を収容するカバー部と、このカバー部を密閉するベース部とを備える。そして、このカバー部とベース部とは防水接着剤によって液密に接着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８７７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子制御装置は、高さの異なる様々な電子部品が同一の回路基板上に実装されるので、最高高さの電子部品の寸法に応じて筐体を設計する必要がある。
【０００６】
また、筐体のカバー部とベース部は防水接着剤によって液密に封止されているので、周辺環境の変化により外気と筐体内部の圧力差によって筐体が変形することがある。このことから、筐体の最大変形量、特に、筐体内が負圧となった場合の筐体の最大変形量を考慮し、筐体と電子部品との物理的な接触を回避するために、筐体寸法に余裕を確保する必要があり、電子制御装置の大型化を招いていた。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑み、電子制御装置の小型化を実現できる回路基板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明の回路基板は、電子制御装置の筐体内に収納され、複数の電子部品が実装される回路基板であって、前記複数の電子部品のうち相対的に高さが低い電子部品が当該基板の部品実装面の中央付近に実装されている。
【０００９】
また、本発明の電子制御装置は、複数の電子部品が実装される回路基板と、この回路基板を収納する筐体とを備え、前記複数の電子部品のうち相対的に高さが低い電子部品が前記基板の部品実装面の中央付近に実装されている。
【００１０】
以上の発明によれば、複数の電子部品のうち相対的に高さが低い電子部品が回路基板の中央付近に実装されているので、この回路基板を収納した筐体が変形しても、最も変形量の大きい筐体天板部の中央部と筐体内の電子部品との物理的な接触が回避される。したって、電子制御装置の筐体とこの筐体に収納される回路基板の電子部品とのクリアランスを最小限に抑えることできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電子制御装置の筐体とこの筐体に収納される回路基板の電子部品とのクリアランスを最小限に抑えることできるので、電子制御装置の小型化が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における電子制御装置の筐体に収納される回路基板における電子部品の実装形態の一例を示した概略断面図。
【図２】同回路基板における電子部品の実装形態の一例を示した斜視図。
【図３】同回路基板を備えた電子制御装置の一態様を示した分解斜視図。
【図４】同実施形態における筐体のカバー部の変形度合い例を示した斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図３に示された本実施形態の電子制御装置１は、例えば、自動車に搭載されてエンジン、トランスミッション及びブレーキ等の制御に適用される制御装置である。
【００１５】
電子制御装置１は、表面３ａ，裏面３ｂに電子部品２が実装された回路基板３と、この回路基板３上に設けられて図示省略の外部機器と回路基板３上の電子部品２とを電気的に接続するコネクタ４と、回路基板３を収容するカバー部５と、このカバー部５を密閉するベース部６とを備える。
【００１６】
回路基板３に実装される電子部品２としては、ＩＣ、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、ＭＯＳＦＥＴ（酸化膜半導体電界効果トランジスタ）、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ等に例示される高さや発熱性の異なる様々な電子部品が挙げられる。
【００１７】
カバー部５とベース部６は、電子制御装置１の筐体を構成する筐体８を構成するものである。カバー部５は略矩形の皿形状を呈し、ベース部６は略矩形板状を呈している。カバー部５とベース部６との接合部分は防水接着部材７によって液密にシールされている。
【００１８】
カバー部５は、アルミや鉄等の放熱性に優れた金属材料によって形成されており、略矩形板状の底壁９と、この底壁９の外周縁に立設された側壁１０と、この側壁１０の先端側に全周に沿って設けられた鍔状のフランジ部１１と、を有している。
【００１９】
底壁９には、窓部１２が貫通形成されており、カバー部５とベース部６とを組み付けた際にコネクタ４の一端が窓部１２から外部に突出される。この窓部１２の周囲には、シール部材１３が配置されており、窓部１２とコネクタ４との間が液密にシールされている。
【００２０】
また、カバー部５の底壁９の内面には、回路基板３の表面３ａ，裏面３ｂの周縁部付近に実装された電子部品２ｂ，２ｄで発生した熱を受ける図示省略の放熱用台座が突設されている。この放熱用台座は、回路基板３が組み付けられた際に、この回路基板３の裏面３ｂの電子部品２ｄと対向するように設けられている。
【００２１】
回路基板３上の電子部品２ｄと前記放熱用台座との間には、図示省略の放熱シートが適宜に挟み込まれる。この放熱シートは、例えば放熱グリス等でもよく、いわゆる熱伝導材であれば、シート状のものに限定されるものではない。
【００２２】
さらに、カバー部５の底壁９の外側面のうち前記放熱用台座と対応した部位には、放熱フィン１４が設けられている。放熱フィン１４は、前記放熱用台座から受けた熱を効率よく気中に放散するために設けられたものである。本実施形態では、放熱フィン１４は、底壁９の長手方向に沿うように設けられている。
【００２３】
そして、カバー部５には、電子制御装置１の車体（図示外）への取り付けのため一対のブラケット１５、１６が一体に設けられている。本実施形態では、ブラケット１５に設けられた側方に開口する切欠溝１５ａと、ブラケット１６に設けられた上下方向に貫通する貫通穴１６ａとにより、電子制御装置１の前記車体への取り付けが行われる。
【００２４】
ベース部６は、金属材料または樹脂材料によって形成されており、カバー部５内に収容固された回路基板３を覆うようにこのカバー部５に組み付けられる。また、このベース部６の外周縁には、カバー部５のフランジ部１１に形成されたシール溝と嵌合する突条１７がカバー部５の外周縁の全周に亙って連続するよう形成されている。そして、ベース部６はその４隅が締結具１８によって締結されることによりカバー部５に固定される。尚、ベース部６に形成された貫通穴１９には、筐体８内部と外部との圧力差を調整する呼吸フィルタ２０が取り付けられている。
【００２５】
回路基板３は、例えば、ガラスエポキシ樹脂等からなり、カバー部５に対する取り付け面となる裏面３ｂには、外部から導入されたハーネスが接続される接続口４ａ〜４ｃを有するコネクタ４が取り付けられている。
【００２６】
また、回路基板３は、その外周縁の複数箇所が、締結具１８によってカバー部５に固定される。尚、回路基板３をカバー部５に対して接着材で固定することも可能である。
【００２７】
図１，２に示したように、回路基板３の表面３ａに実装された複数の電子部品２のうち、相対的に高さが低い電子部品２ａが表面３ａの中央付近に実装される一方で、相対的に高さが高い電子部品２ｂが表面３ａの周縁部付近に実装されている。
【００２８】
同様に、図１，３に示したように。回路基板３の裏面３ｂに実装された複数の電子部品２のうち相対的に高さが低い電子部品２ｃが裏面３ｂの中央付近に実装される一方で、相対的に高さが高い電子部品２ｄが裏面３ｂの周縁部付近に実装されている。
【００２９】
電子部品２ｃは、例えば、電子部品２ａよりも発熱性が低い電子部品であって、回路基板３の表面３ａ上の電子部品２ａの実装位置に対応した回路基板３の裏面３ｂの所定部位において実装されている。
【００３０】
電子部品２ｄも、例えば、電子部品２ｂよりも発熱性が低い電子部品であって、回路基板３の表面３ａ上の電子部品２ｂの実装位置に対応した回路基板３の裏面３ｂの所定部位において実装されている。
【００３１】
つまり、回路基板３において、電子部品２ａ，２ｂの実装位置に対応した部位に電子部品２ａ，２ｂよりも発熱性の低い電子部品２ｃ，２ｄが各々実装することにより、この電子部品２ｃ，２ｄがヒートシンクとして利用されている。
【００３２】
上記のことから電子部品２ａ，２ｂとしては、例えば、ＣＰＵやＩＣ等の集積回路や、その他本制御装置の稼働時に発熱性の高い電子部品が適用される。
【００３３】
一方、電子部品２ｃ，２ｄとしては、電子部品２ａ，２ｂで用いる集積回路よりも低稼働（発熱性の低い）の集積回路や、熱容量に対し、電子制御装置１の稼働時に発熱性の低い各種の電子部品が適用される。
【００３４】
また、電子部品２ａで発生した熱を電子部品２ｃに効率よく伝導するために、図１に示したように、電子部品２ａ，２ｃ間の回路基板３の内部には、電子部品２ａ，２ｃ間を導通させる周知形態の導電パターンを備えたサーマルビア３０が適宜に形成されている。同様に、電子部品２ｂ，２ｄ間の回路基板３の内部においても、電子部品２ｂ，２ｄ間を導通させる周知形態の導電パターンを備えたサーマルビア３０が適宜に形成されている。
【００３５】
本実施形態のサーマルビア３０は、回路基板３の表面３ａで発生した電子部品２ａ，２ｂの熱を回路基板３の裏面３ｂの電子部品２ｃ，２ｄに各々伝導するために、回路基板３を貫通するように形成されている。
【００３６】
また、前記導体パターンは、電子部品２の端子が半田等によって電気的に接続された電子回路構成用の導体パターンと、主として電子部品２ａ，２ｂから発生する熱を電子部品２ｃ，２ｄのそれぞれに伝導するための放熱用の導体パターンに大別される。尚、放熱用の導体パターンは、放熱用として設置するのみでなく、電子回路構成用の導体パターン、特にＧＮＤパターンの一部として設置することもできる。
【００３７】
以上説明したように本実施形態の回路基板３は、回路基板３の表面３ａ，裏面３ｂに実装された複数の電子部品２のうち相対的に高さの低い電子部品２ａ，２ｃがそれぞれ表面３ａ，裏面３ｂの中央付近に実装されているので、この回路基板３を収納した筐体８が変形しても、最も変形量の大きいカバー部５，ベース部６の中央部と、電子部品２ａ，２ｃとの物理的な接触が回避される。
【００３８】
より具体的には、周囲の環境変化により電子制御装置１の筐体８の外圧と内圧の差が生じ、筐体８の内圧が負圧状態になると、筐体８本体はこの筐体８の内側に変形する。
【００３９】
特に、図４に例示されたように、カバー部５の変形度合いはカバー部５の底壁９の中央部に近づくにつれて大きくなり、略中央部においてカバー部５の変形量が最大となる。一方、カバー部５の外周縁部に近づくにつれて変形量が小さくなり、当該外周縁部においてカバー部５の変形量が最小となる。
【００４０】
同様に、ベース部６においても、ベース部６の変形度合いはカバー部５の底壁の中央部に近づくにつれて大きくなり、略中央部においてベース部６の変形量が最大となる。一方、ベース部６の外周縁部に近づくにつれて変形量が小さくなり、当該外周縁部においてベース部６の変形量が最小となる。
【００４１】
本実施形態においては、回路基板３上に実装された複数の電子部品２のうち相対的に高さの低い電子部品２ａ，２ｃが回路基板３の表面３ａ，裏面３ｂの中央付近にそれぞれ実装されているので、最も変形量の大きいカバー部５，ベース部６の中央部と電子部品２ｃ，２ａとの物理的な接触が回避される。
【００４２】
以上のように、回路基板３上の電子部品２（特に、電子部品２ｂ，２ｄ）とカバー部５，ベース部６の内面とのクリアランス（隙間）を最小限に抑えることができるので、カバー部５とベース部６から成る筐体８の小型化が実現する。したがって、電子制御装置１の小型化が実現する。
【００４３】
特に、前記複数の電子部品２のうち相対的に高さの高い電子部品２ｂ，２ｄはそれぞれ回路基板３の表面３ａ，裏面３ｂの周縁部付近に実装されている。筐体８（カバー部５，ベース部６）が上述のように筐体８の内側に変形しても、回路基板３の周縁部に対応した筐体８の周縁部の変形量は最小であるので、回路基板３の表面３ａ，裏面３ｂの周縁部付近に実装された電子部品２ｂ，２ｄと筐体８と物理的接触が回避される。したがって、電子部品２ｂ，２ｄの物理的損傷を回避できる。
【００４４】
また、回路基板３の表面３ａ，裏面３ｂの周縁部付近に相対的に高さの高い電子部品２ｂ，２ｄが実装されたことより、この電子部品２ｄの位置に対応した筐体８（カバー部５）の外側周縁部の所定部位において表面積を最大限に確保した放熱フィン１４を形成できる。この態様により、回路基板３上に実装された複数の電子部品２のうちで相対的に高さが高く且つ発熱性の高い電子部品２ｂ，２ｄの放熱効率が高くなる。
【００４５】
さらに、本実施形態においては、電子部品２ａ，２ｂの実装位置に対応する回路基板３の裏面３ｂの所定部位に、電子部品２ａ，２ｂよりも発熱性の低い電子部品２ｃ，２ｄが各々実装されたことにより、この電子部品２ｃ，２ｄをヒートシンクとして利用することができる。したがって、回路基板３の表面３ａ側で発生した電子部品２ａ，ｂの熱を放熱させるための構成を、回路基板３の裏面３ｂ側に別途設けることなく、電子部品２ａ，２ｂで発生した熱の放熱性能を向上させることができる。
【００４６】
また、発熱性のある電子部品２ａ，２ｂの実装位置に対応した回路基板３の裏面３ｂの所定部位に電子部品２ｃ，２ｄが各々実装されることにより、回路基板３の実質的な部品実装面積が拡大するので、回路基板３の小型化をさらに図ることができる。したがって、電子制御装置１の小型化をさらに図ることができる。
【００４７】
さらに、回路基板３は、電子部品２ａ，２ｂが実装される位置に、複数のサーマルビア３０が貫通形成させることにより、回路基板３の表面３ａで発生した熱を、回路基板３の裏面３ｂまでサーマルビア３０で伝導することができる。これにより、回路基板３の裏面３ｂに実装された電子部品２ｂ，２ｄを介して電子部品２ａ，２ｂをさらに効率的に放熱できる。
【００４８】
そして、電子部品２ｃ，２ｄの熱容量を電子部品２ａ，２ｂの熱容量よりも大きく設定すれば、電子部品２ａ，２ｂで発生した熱を電子部品２ｃ，２ｄが一層確実に吸収することができる。特に、サーマルビア３０に放熱材等を充填すると、回路基板３の表面３ａと裏面３ｂとの間の熱伝導性が高まり、電子部品２ａ，２ｂの放熱性をさらに向上させることができる。
【００４９】
以上説明した本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１…電子制御装置
２，２ａ〜２ｄ…電子部品
３…回路基板、３ａ…表面（部品実装面）、３ｂ…裏面（部品実装面）
５…カバー部
６…ベース部
８…筐体
１４…放熱フィン（放熱部）
【図１】
2016063086.tif 000003
【図２】
2016063086.tif 000004
【図３】
2016063086.tif 000005
【図４】
2016063086.tif 000006