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CN108293305A - 电子控制装置 - Google Patents

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CN108293305A
CN108293305A CN201680061971.4A CN201680061971A CN108293305A CN 108293305 A CN108293305 A CN 108293305A CN 201680061971 A CN201680061971 A CN 201680061971A CN 108293305 A CN108293305 A CN 108293305A
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Abstract

本发明提供一种兼顾成本的降低和制造工艺的简化的高可靠性的电子控制装置。电子控制装置，包括：控制基板；连接器，其具有与该控制基板连接的端子；以及壳体，所述控制基板与所述连接器被固定在该壳体上，所述控制基板的一部分由密封树脂密封，所述连接器配置在与所述控制基板的其他部分相对的位置，所述连接器与所述密封树脂由所述控制基板和所述壳体间隔开。

Description

电子控制装置
技术领域
本发明涉及搭载在汽车上的发动机控制单元、自动变速器控制单元等电子控制装置，特别是涉及电子控制装置的结构。
背景技术
以环境问题、能源问题为背景，汽车的电子化正在加速，电子控制装置的搭载数量正在大幅增加。为此，电子控制装置的安装位置受到限制，不得已地将其安装在汽车中环境严酷的发动机室中。另一方面，随着用于提高汽车的舒适性的车厢空间的扩大，发动机室已经小型化。像这样，许多电子控制装置以及其线束被配置在小型化的发动机室中，因此布置困难、重量增加以及成本增加成为问题。因此，在电子控制装置中需要小型化、轻量化以及低成本化。除此之外，线束呈缩短的倾向。随此，例如，发动机控制装置被安装在更靠近发动机的位置，并且存在发动机的高温以及高振动影响发动机控制装置的担忧。
因此，需要提高电子控制装置的耐热性以及耐振动性，作为其对策，已知对安装有电子部件的控制基板进行树脂密封的结构。通过对控制基板进行树脂密封，能够减少对电子部件的热影响，并且能够抑制在振动环境中基板的振动。但是，在树脂密封的结构中，由于会发生树脂成型引起的弊端，因此需要这些弊端的对策(专利文献1)。
专利文献1中记载的电气电子模块具有搭载有电子电路的电子电路基板、用于搭载电子电路基板的金属基底以及连接器，在通过树脂来密封电子电路基板的结构中，在连接器内部中填充封装树脂或预成型树脂。由此，防止了由树脂成型压力引起的连接器壳体的变形。另外，作为不使用封装树脂的方法，通过将调整板固定到金属基底，从而防止密封树脂向连接器内部流入。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2007-273796号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在专利文献1中，由于使用填充在连接器内部的封装树脂而使得增加成本，生产工序数量也增加。另外，在使用调整板的情况下，调整板由于树脂成型压力而产生变形，由此连接器端子恐怕会变形，从而担心对可靠性造成影响。
本发明的目的是提供一种兼顾成本的降低和制造工艺的简化的高可靠性的电子控制装置。
解决问题的技术手段
本发明包括：控制基板；连接器，其具有与该控制基板连接的端子；以及壳体，所述控制基板与所述连接器被固定在该壳体上，所述控制基板的一部分由密封树脂密封，所述连接器配置在与所述控制基板的其他部分相对的位置，所述连接器与所述密封树脂由所述控制基板和所述壳体间隔开。
发明的效果
根据本发明，能够通过低成本且简单的制造工艺来制造高可靠性的电子控制装置。
附图说明
图1为本发明的第一实施例的电子控制装置的俯视图和截面图。
图2为表示本发明的第一实施例的电子控制装置的组装步骤的图。
图3为本发明的第二实施例的电子控制装置的俯视图和截面图。
图4为本发明的第三实施例的电子控制装置的俯视图和截面图。
图5为本发明的第四实施例的电子控制装置的俯视图和截面图。
具体实施方式
下面将利用附图对本发明的实施例进行说明。此外，在各图中，相同的构件由相同的符号来标记，并且适当地省略重复的说明。
实施例1
图1的(a)为本发明的第一实施例的电子控制装置的俯视图，图1的(b)为沿图1的A-A向视截面图，图1的(c)为沿图1的B-B向视截面图。图2为表示本发明的第一实施例的电子控制装置的组装步骤的图。
如图1所示，电子控制装置1具有：安装有微型计算机等电子部件2的控制基板3；壳体4；以及连接器5，控制基板3通过密封树脂6而成型。
如图1的(b)所示，壳体4具有：用于将电子控制装置1固定在车辆上的车辆固定部4a；连接器搭载部4b；控制基板搭载部4c；以及包围连接器5的框体4d，并且这些部件与壳体4一体成型。作为壳体4的材料，优选为具有高导热性、屏蔽性以及刚性的金属材料，从量产性、轻量化、散热性以及成本的观点考虑，也可以是铝或铝合金。可以对壳体4进行粗糙化处理、铝阳极化处理等表面处理。由此，提高了壳体4与密封树脂6的粘合力，对于由于环境温度变化、振动等而发生的应力，密封树脂6变得难以脱落，提高了电子控制装置1的可靠性。
如图1的(b)所示，连接器5由连接器端子5a和连接器壳体5b构成，所述连接器端子5a用于连接车辆侧线束与控制基板3，所述连接器壳体5b用于使连接器端子5a以规定的间距来排列并保持。从导电性、小型化、成本的观点考虑，连接器端子5a的材料可以是铜或铜合金。从重量轻且耐热性良好的观点考虑，连接器壳体5b的材料可以使用PBT(Polybutylene Terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯)树脂、PA(Polyamide，聚酰胺)66树脂、PPS(Polyphenylene Sulfide，聚苯硫醚)树脂。
接着，参照图2对电子控制装置1的组装步骤进行说明。
首先，如图2的(c)所示，将连接器5插入壳体4并进行安装。此时，预先在壳体的连接器搭载部4b上涂敷具有粘接性的密封材料7，并将连接器5载置于其上，使密封材料7固化。由此，能够防止异物、水等从壳体4与连接器5的间隙中渗入到电子控制装置1的内部。另外，通过使用具有粘接性的密封材料7，能够将连接器5固定到壳体4上。此外，根据需要，可以使用螺丝固定。
接着，如图2的(d)所示，将微型计算机等电子部件2安装到控制基板3上。作为控制基板3，使用将玻璃环氧树脂等作为基底的树脂配线板，在将电子部件2安装到控制基板3时，使用Sn-Cu焊料，Sn-Ag-Cu焊料，Sn-Ag-Cu-Bi焊料等无铅焊料。
接着，如图2的(e)所示，将控制基板3安装到壳体4上，并且组装分组件10。此时，将控制基板3载置在壳体4的控制基板搭载部4c上，使用螺丝8将控制基板3固定在壳体4上。采用螺丝8固定的固定数量可以为3个以上。此时，在与控制基板3抵接的框体4d的下端面(抵接部)上涂敷具有粘接性的密封材料7，载置控制基板3并使密封材料7固化。由此，能够可靠地防止密封树脂渗入至由控制基板3、壳体4以及连接器5而划分形成的树脂未密封空间9中，并且通过将连接器5与密封树脂6隔离，能够抑制由树脂成型压力引起的连接器5的变形。而且，通过将控制基板3粘接固定在壳体4上，能够抑制由树脂成型压力引起的控制基板3的变形。另外，通过仅在现有的壳体4上设置框体4d，能够形成树脂未密封空间9而不使用盖等附加部件。
连接器5与控制基板3的连接通过以下方式来进行：将连接器端子5a插入到控制基板3的通孔3a中，并使用Sn-Cu焊料，Sn-Ag-Cu焊料，Sn-Ag-Cu-Bi焊料等无铅焊料来接合。此外，连接器5的类型可以是表面安装类型或压接类型。
接着，如图2的(f)所示，将分组件10放置到树脂密封用的模具11中。在本实施例中，将分组件10放置到作为可动模具的上模11a，使上模11a可动，并且将其放置到作为固定模具的下模11b上。未用密封树脂6成型的壳体4的上表面以及车辆固定部4a的表面做成由模具11直接按压的结构，以使得它们在树脂成型时不与树脂接触。
为了确保密封树脂6的流动性并使密封树脂6填充到模具11内的细节部分上，可以对模具11、分组件10以及密封树脂6进行预热。密封树脂6可以是热固性环氧树脂、不饱和聚酯树脂或热塑性树脂。作为密封方法，可以以传递模塑、压缩成型、注塑成型、热熔的方式，密封树脂6的物理性质可以是线膨胀系数为10～30×10-6/℃，热传导率为0.5～3W/mK。
在模具11中填充密封树脂6并使其固化之后，当从模具11中取出树脂成型品时，如
图2的(g)所示，完成具有树脂未密封空间9的电子控制装置1。
此外，在存在未树脂密封的电子部件2a、2b的情况下，如图1的(c)所示，将该电子部件2a、2b预先安装到控制基板3上的露出于树脂未密封空间9的部分。关于高于壳体4的电子部件2b，电子部件2b配置在连接器5的正下方，并且使连接器壳体5b的形状与电子部件2b的形状相对应。由此，能够在抑制电子控制装置1的高度尺寸的同时，将高度尺寸比安装在其他部分上的电子部件2、2a大的电子部件2b安装到控制基板3上。作为配置在树脂未密封空间9中的电子部件2a、2b，例如为电解电容器等。在电解电容器中，通常内部电解液会气化并少量泄漏到外部。因此，如果树脂密封了电解电容器的话，则气化了的气体积聚在电解电容器的电极附近，有可能发生短路。另外，在电解电容器中，通常设置有在内部气体压力变高的情况下排出气体的防爆阀。但是，如果树脂密封了电解电容器的话，则防爆阀的功能将不起作用，从而变得无法排出气体。虽然也考虑到使用可树脂密封的钽电容器、陶瓷电容器等作为电解电容器的替代部件，但它们比电解电容器贵，因此导致电子控制装置1的成本增加。
根据本实施例的电子控制装置1，通过一体成型于壳体4的框体4d将连接器5与密封树脂6隔离，从而能够抑制由树脂成型压力引起的连接器5的变形，并且抑制端子的变形，因此能够确保电子控制装置1的可靠性。
另外，通过仅在现有的壳体4上设置框体4d，能够形成树脂未密封空间9，并且能够在该树脂未密封空间9中配置相对便宜的电解电容器，因此能够抑制电子控制装置1的成本。
实施例2
关于本发明的第二实施例的电子控制装置，以与第一实施例的不同点为中心来进行说明。图3的(a)是本实施例的电子控制装置的俯视图，图3的(b)是图3的(a)的A-A向视截面图，图3的(c)是图3的(a)的B-B向视截面图。
在图3中的电子控制单元1的壳体4中，在包围连接器5的框体4d的外侧上一体成型地设置有框体4e，所述框体4e在壳体4的与控制基板3相对的面上突出设置，并且包围配置在控制基板3上的未树脂密封的电子部件2c。在将控制基板3安装到壳体4时，在与控制基板3抵接的框体4e的下端面(抵接部)上涂敷密封材料7，载置控制基板3使密封材料7固化。由此，树脂未密封空间12形成在未树脂密封的电子部件2c的周围，在通过密封树脂6对控制基板整体进行铸型时，能够防止密封树脂渗入电子部件2c的周围。因此，本实施例的电子控制装置1适用于由于控制基板3上的部件布置的约束而不能将未树脂密封的电子部件2c配置到连接器5的正下方的情况。
根据本实施例的电子控制装置1，除了与第一实施例相同的效果之外，还能获得以下效果。
通过在包围连接器5的框体4d的外侧上设置框体4e，能够在连接器5的正下方以外形成密封树脂6不会渗入的树脂未密封空间12，因此提高了未树脂密封的电子部件2c的布置性。
实施例3
关于本发明的第三实施例的电子控制装置，以与第二实施例的不同点为中心来进行说明。图4的(a)是本实施例的电子控制装置的俯视图，图4的(b)是图4(a)的A-A向视截面图，图4的(c)是图4的(a)的B-B向视截面图。
在图4中，本实施方式的电子控制装置1将贯通孔4f设置到壳体4上，该贯通孔4f使得配置有电子部件2c树脂未密封空间12与外部空气连通，并且在那安装呼吸过滤组件13，所述呼吸过滤组件13让空气通过但不让水通过。因此，本实施例的电子控制装置1适用于由于控制基板3上的部件布置的约束而不能将未树脂密封的电子部件2c配置到连接器5的正下方，且需要将该电子部件2c的周围环境保持为与外部空气相同的气压的情况。
根据本实施例的电子控制装置1，除了与第二实施例相同的效果之外，还能获得以下效果。
配置有电子部件2c的树脂未密封空间12能够保持为与外部空气相同的气压，因此例如能够将测量外部空气的压力的传感器等安装到控制基板3上。
此外，在需要将周围环境保持为与外部气体相同的气压的电子部件2b配置在连接器5的正下方的情况下，如图4的(c)所示，只要将使框体4e的内部(树脂未密封空间9)与外部空气连接的贯通孔5c设置到连接器壳体5b上，并且通过粘接剂或热熔敷在那安装让空气通过但不让水通过的呼吸过滤膜14即可。
实施例4
关于本发明的第四实施例的电子控制装置，以与第一实施例的不同点为中心来进行说明。图5的(a)是本实施例的电子控制装置的俯视图，图5(b)是图5(a)的A-A向视截面图，图5的(c)是图5(a)的B-B向视截面图。
在图5中的本实施例的电子控制装置1中，框体4d未与壳体4一体成型，而是由其他构件(以下称为“密封树脂渗入抑制构件”)15构成。在将密封树脂渗入抑制构件15安装到壳体4时，将密封材料7涂敷于密封树脂渗入抑制构件15的上端面，并且与壳体4的下表面粘接使密封材料7固化。在将控制基板3安装到壳体4时，在与控制基板3抵接的密封树脂渗入抑制构件15的下端面(抵接部)上涂敷密封材料7，载置控制基板3并使密封材料7固化。
根据本实施例的电子控制装置1，除了与第三实施例相同的效果之外，还能获得以下效果。
框体4d未与壳体4一体成型，而是通过密封树脂渗入抑制构件15来构成，由此提高了框体4d的材料、形状的自由度，能够根据要求特性进行设计，因此能够期待电子控制装置1的可靠性的提高。
另外，框体4d能够独立于壳体4地进行制造，因此即使在电子部件2的布置不同的产品机型中，也能够共用而无需专门制造壳体4，并且能够仅通过密封树脂渗入抑制构件15的布置变更来应对机型的变更。由此，能够期待电子控制装置1的成本降低。
以上虽然对于本发明的实施例进行了详细说明，但是本发明并不限定于上述的实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了将本发明易于理解地说明的实施例，但本发明未必被限定为包括所说明的全部结构。另外，也可以在某个实施例的结构上加入其他实施例的结构的一部分，也能够删除某个实施例的结构的一部分或者置换为其他实施例的一部分。
符号说明
1：电子控制装置，2、2a、2b、2c：电子部件，3：控制基板，3a：通孔，4：壳体，4a：车辆固定部，4b：连接器搭载部，4c：控制基板搭载部，4d：框体(第一框体)，4e：框体(第二框体)，4f：贯通孔(第一贯通孔)，5：连接器，5a：连接器端子，5b：连接器壳体，5c：贯通孔(第二贯通孔)，6：密封树脂，7：密封材料，8：螺丝，9：树脂未密封空间(第一树脂未密封空间)，10：分组件，11：模具，11a：上模，11b：下模，12：树脂未密封空间(第二树脂未密封空间)，13：呼吸过滤组件，14：呼吸过滤膜，15：密封树脂渗入抑制构件。

Claims (14)

1.一种电子控制装置，其特征在于，包括：
控制基板；
连接器，其具有与该控制基板连接的端子；以及
壳体，所述控制基板与所述连接器被固定在该壳体上，
所述控制基板的一部分由密封树脂密封，
所述连接器配置在与所述控制基板的其他部分相对的位置，
所述连接器与所述密封树脂由所述控制基板和所述壳体间隔开。
2.一种电子控制装置，其特征在于，包括：
控制基板；
连接器，其具有与该控制基板连接的端子；以及
壳体，所述控制基板与所述连接器被固定在该壳体上，
所述控制基板的一部分由密封树脂密封，
由所述控制基板的其他部分、所述壳体以及所述连接器而形成不被树脂密封的树脂未密封空间。
3.根据权利要求2所述的电子控制装置，其特征在于，
所述电子部件的一部分被安装在所述树脂未密封空间中。
4.一种电子控制装置，其在壳体内固定控制基板，通过端子连接所述控制基板和连接器，并与外部进行信号的收发，所述电子控制装置的特征在于，包括：
连接器保持部，其在所述连接器与所述控制基板之间设置间隙并且将所述连接器保持在所述壳体上；以及
树脂渗入抑制部，其与所述控制基板协作以抑制树脂向所述间隙渗入。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电子控制装置，其特征在于，
所述壳体包括第一框体，所述第一框体包围所述连接器且与所述控制基板抵接。
6.根据权利要求5所述的电子控制装置，其特征在于，
所述第一框体由与所述壳体不同的构件构成。
7.根据权利要求4所述的电子控制装置，其特征在于，
所述壳体包括第二框体，所述第二框体在所述第一框体的外侧上与所述控制基板抵接，
在所述壳体、所述第二框体以及所述控制基板之间形成所述密封树脂不渗入的第二树脂未密封空间。
8.根据权利要求7所述的电子控制装置，其特征在于，
所述电子部件的其他一部分被安装在所述第二树脂未密封空间中。
9.根据权利要求7所述的电子控制装置，其特征在于，
具有粘接性的密封材料被配置于所述第一框体以及所述第二框体与所述控制基板的抵接部。
10.根据权利要求6所述的电子控制装置，其特征在于，
在所述壳体上设置有将所述第二树脂未密封空间与外部空气连接的第一贯通孔，
在所述第一贯通孔上安装有呼吸过滤组件，所述呼吸过滤组件让空气通过但不让水通过。
11.根据权利要求8所述的电子控制装置，其特征在于，
在所述连接器的连接器壳体上设置有将所述树脂未密封空间与外部空气连接的第二贯通孔，
在所述第二贯通孔上安装有呼吸过滤膜，所述呼吸过滤膜让空气通过但不让水通过。
12.根据权利要求8所述的电子控制装置，其特征在于，
安装在所述树脂未密封空间中的所述一部分的电子部件的高度大于安装在所述第二树脂未密封空间中的所述其他一部分的电子部件的高度。
13.根据权利要求11所述的电子控制装置，其特征在于，
所述连接器的连接器壳体的形状与配置在所述第一树脂未密封空间中的电子部件的形状相对应。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的电子控制装置，其特征在于，
所述密封树脂是具有热固性的树脂。
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