【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン制御等のために車載用電子制御装置（ＥＣＵ）が使用されており、ケース内において各種の電子部品を搭載した回路基板が収納されるとともに当該回路基板はコネクタにより外部機器と電気的に接続することができるようになっている。ここで、コネクタの外部接続用端子と回路基板の接続構造として、コネクタの外部接続用ピンと回路基板とをワイヤボンディングにて接続している（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特表２０００−５０４４７８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記技術は外部接続用ピンと回路基板との接続をワイヤボンディングで行っているため、ワイヤの占有面積が大きく、ＥＣＵの小形化を妨げる問題が生じている。
【０００５】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、新規な構成にて小型化を図ることができる電子制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、回路基板における一方の面に接続用電極を形成し、当該電極に外部接続用ピンの基端を接合するとともに、当該外部接続用ピンを、ケースに形成したピン取出用透孔を通してケースの外部に突出させたことを特徴としている。
【０００７】
これにより、ボンディングワイヤの占有面積をなくせるために、電子制御装置（ＥＣＵ）の小形化を図ることができる。
請求項２に記載の発明は、ピン取出用透孔において絶縁性接着剤を用いて外部接続用ピンをケースに固定したことを特徴としている。よって、ピンとケースの間に絶縁性接着剤を介在させることで電気的絶縁を保証することができる。また、外部接続用ピンをケースに固定した際においてピンに作用する外部応力が絶縁性接着剤により緩和され、外部応力に対する耐性を満たすことができ破壊を回避することができる。
【０００８】
請求項３に記載のように、絶縁性接着剤は低融点ガラス材料よりなるものとし、請求項４に記載のように低融点ガラス材料としてホウケイ酸ガラス材料を用いることができる。
【０００９】
請求項５に記載のように、外部接続用ピンにおけるケース外面よりも内方での部位に曲げ部を形成すると、ケース外部からピンに応力が加わった際に曲げ部において当該応力を吸収してピンや回路基板の破損を回避することができる。つまり、回路基板にピンを直接接続する構成であるためピンへの外部応力が直接回路基板に加わることとなるが、ピンに設けた曲げ部により外部応力を吸収してピンや回路基板の破損を回避することができる。
【００１０】
請求項６に記載のように回路基板としてセラミック基板を用いることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１には、本実施形態における車載用電子制御装置（ＥＣＵ）の縦断面図を示す。図２には、車載用電子制御装置（ＥＣＵ）の分解斜視図を示す。ただし、図２はケースの内部におけるＥＣＵの分解斜視図である。本ＥＣＵは、エンジン制御用ＥＣＵである。
【００１２】
図１において、ケース１はケース本体２とカバー３とからなる。ケース本体２はアルミよりなり、全体構成として上面が開口した箱型をなしている。ケース本体２の上面開口部はカバー（蓋）３にて塞がれている。
【００１３】
ケース１内においてケース本体２の底面には、回路基板１０が配置（収納）され、絶縁性接着剤４にて固定されている。回路基板１０はセラミック多層基板（広義にはセラミック基板）よりなる。図２に示すように、回路基板１０の上面には電子部品１１，１２，１３が搭載（実装）されている。電子部品１１はチップコンデンサであり、電子部品１２はフリップチップ型電子部品である。電子部品１３はインターポーザ（台座用フリップチップ型電子部品）１４を介して実装されたチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）である。詳しくは、回路基板１０の上面においてインターポーザ１４がハンダ付けされ、このインターポーザ１４の上にチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）１３がハンダにて接合されている。また、インターポーザ１４は配線用部材としても機能し、電子部品（ＣＳＰ）１３のバンプ（ハンダボール）と回路基板１０のパッドとを電気的に接続している。この電子部品（ＣＳＰ）１３は回路基板１０上に多数（図２では４つ）配置されている。
【００１４】
さらに、図１に示すように、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）１３の上面には回路基板２０が配置され、接着層２１にて固定されている。回路基板２０はセラミック多層基板よりなる。図２に示すように、回路基板２０の下面には電子部品２２，２３が搭載（実装）されている。電子部品２２はチップコンデンサである。電子部品２３はベアチップであり、図１の接着層２４にて固定されるとともにボンディングワイヤ２５にて回路基板２０と電気的に接続されている。
【００１５】
また、図１に示すように、回路基板１０と回路基板２０との間において電気接続部材３０が配置され、電気接続部材３０は四角枠状をなし、その内方に電子部品１１，１２，１３，２２，２３が位置している。電気接続部材３０は母体がセラミック材料（絶縁体）よりなり、その内部には多数の配線材（導体）３１が上下方向に延びている。電気接続部材３０の配線材（導体）３１は上下の回路基板１０，２０に対しハンダ付けされ、両基板１０，２０は電気接続部材３０を介して電気的に接続されている。
【００１６】
さらに、回路基板１０の裏面（下面）において右端部と左端部には、複数の電極（パッド）１５が形成されている。詳しくは、回路基板（セラミック多層基板）１０の表面の回路部と基板裏面の電極１５とはスルーホールやビアホールを用いて電気的に接続されている。
【００１７】
また、ケース１（ケース本体２）における回路基板１０の電極１５を配した箇所の下の部位には、ピン取出用透孔５が設けられている。この各透孔５に外部接続用ピン４０が配置され、図３に示すように、ピン４０の上端面と電極１５とがハンダ５０により接合されている。このピン４０はケース１（ケース本体２）から突出している。また、ピン取出用透孔５において絶縁性接着剤４を用いて外部接続用ピン４０がケース１（ケース本体２）に固定されている。絶縁性接着剤４は低融点ガラス材料よりなり、具体的には、低融点ガラス材料としてホウケイ酸ガラス材料を用いている。
【００１８】
このようにして回路基板１０に電気的に接続された外部接続用ピン４０を用いて外部機器と接続される。詳しくは、ピン４０はコネクタを介してワイヤの端部と連結され、このワイヤにはバッテリー、各種センサ、エンジン制御用アクチュエータが接続される。そして、ＥＣＵはセンサ信号にてエンジンの運転状態を検知し各種の演算を実行してインジェクタやイグナイタといったアクチュエータを駆動してエンジンを最適な状態で運転させる。
【００１９】
このようにして、回路基板１０における裏面（広義には基板１０の一方の面）に接続用電極（パッド）１５を形成し、この電極１５に外部接続用ピン４０の基端をハンダ５０により接合する（外部接続用ピン４０を直接接続する）とともに、外部接続用ピン４０を、ケース１に形成したピン取出用透孔５を通してケース１の外部に突出させた。これにより、従来技術（特許文献１）に比べボンディングワイヤの占有面積をなくせるため、電子制御装置の小形化を図ることができる。
【００２０】
詳しくは、図３に示すように、接続用電極（パッド）１５と外部接続用ピン４０の接続にはハンダ５０を用いている。また、外部接続用ピン４０とＥＣＵケース１の間、及び、ケース１と回路基板１０の間に絶縁性接着剤４を配し、絶縁性接着剤４は、回路基板１０とケース１を接着／絶縁させる機能と、外部接続用ピン４０とケース１を接着／絶縁させる機能を持つ。これにより電子回路とケース１間の電気的絶縁を保つことができる。また、絶縁性接着剤４が外部接続用ピン４０に作用する外部応力を緩和するため、接続用電極（パッド）１５が回路基板１０から剥離したり、ハンダ５０が接続用電極（パッド）１５から剥離したり、外部接続用ピン４０がハンダ５０から剥離するといったことを防止することができる。
【００２１】
このように、ピン取出用透孔５において絶縁性接着剤４を用いて外部接続用ピン４０をケース１に固定したので、ピン４０とケース１の間に絶縁性接着剤４を介在させることで電気的絶縁を保証することができる。また、外部接続用ピン４０をケース１（ケース本体２）に固定した際においてピン４０に作用する外部応力が絶縁性接着剤４により緩和され、外部応力に対する耐性を満たすことができ破壊を回避することができる。
【００２２】
通常、回路基板（セラミック基板）１０の上下面のうちのケース１側の下面に印刷抵抗体が形成されている。この印刷抵抗体は吸湿すると抵抗値が変化するため、湿気から保護する目的で、回路基板（セラミック基板）１０の表面にオーバーコートガラスが形成される。ここで、本実施形態においては、絶縁性接着剤４として、金属との接着性に優れるホウケイ酸ガラス（低融点ガラス材料）を用いており、これにより、湿気保護用オーバーコートガラスを省くことが可能になり、コスト的に有利になる。ただし、絶縁性接着剤４は、ホウケイ酸ガラス材料に限定されるものではなく、接着／絶縁の機能と、外部応力に対する十分な強度を有する材料であれば他の材料でも構わない。
【００２３】
通常、前述の構成により破壊されることはないが、予想以上の外部応力が作用した場合、破壊される可能性が考えられる。そこで、図４に示すように、外部接続用ピン６０の一部に曲げ部６１を形成し、この曲げ部６１を絶縁性接着剤４中に位置させる。曲げ部６１は曲げ加工により形成すればよい。
【００２４】
このように、外部接続用ピン６０におけるケース外面１ａよりも内方での部位に曲げ部６１を形成することにより、ケース１の外部からピン６０に応力が加わった際に曲げ部６１において応力を吸収してピン６０や回路基板１０の破損を回避することができる。つまり、回路基板１０にピン６０を直接接続する構成であるためピン６０への外部応力が直接回路基板１０に加わることとなるが、ピン６０に設けた曲げ部６１により外部応力を吸収してピン６０や回路基板１０の破損を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における車載用電子制御装置（ＥＣＵ）の縦断面図。
【図２】車載用電子制御装置（ＥＣＵ）の分解斜視図。
【図３】ＥＣＵの一部を拡大した縦断面図。
【図４】別例でのＥＣＵの一部を拡大した縦断面図。
【符号の説明】
１…ケース、２…ケース本体、３…カバー、４…絶縁性接着剤、５…ピン取出用透孔、１０…回路基板、１１，１２，１３…電子部品、１５…接続用電極、４０…外部接続用ピン、６０…外部接続用ピン、６１…曲げ部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic control device.
[0002]
[Prior art]
A vehicle-mounted electronic control unit (ECU) is used for engine control and the like. A circuit board on which various electronic components are mounted is housed in a case, and the circuit board is electrically connected to an external device by a connector. You can do it. Here, as a connection structure between the external connection terminal of the connector and the circuit board, the external connection pin of the connector and the circuit board are connected by wire bonding (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-504478 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above technology, since the connection between the external connection pins and the circuit board is performed by wire bonding, the area occupied by the wires is large, and there is a problem that the size of the ECU is prevented.
[0005]
The present invention has been made under such a background, and an object of the present invention is to provide an electronic control device that can be miniaturized with a novel configuration.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a connection electrode is formed on one surface of a circuit board, a base end of an external connection pin is joined to the electrode, and the external connection pin is formed on a case. It is characterized in that it protrudes to the outside of the case through the through hole for removal.
[0007]
Thus, the size of the electronic control unit (ECU) can be reduced in order to eliminate the area occupied by the bonding wires.
The invention according to claim 2 is characterized in that the external connection pins are fixed to the case using an insulating adhesive in the through holes for pin extraction. Therefore, electrical insulation can be ensured by interposing an insulating adhesive between the pin and the case. Further, when the external connection pin is fixed to the case, external stress acting on the pin is reduced by the insulating adhesive, so that the resistance to the external stress can be satisfied and breakage can be avoided.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, the insulating adhesive is made of a low-melting-point glass material, and as described in the fourth aspect, a borosilicate glass material can be used as the low-melting-point glass material.
[0009]
As described in claim 5, when the bent portion is formed in a portion inside the outer surface of the case in the external connection pin, the stress is absorbed in the bent portion when stress is applied to the pin from outside the case. Damage to the pins and the circuit board can be avoided. In other words, since the pins are directly connected to the circuit board, external stress on the pins is directly applied to the circuit board.However, the bent portions provided on the pins absorb the external stress and damage the pins and the circuit board. Can be avoided.
[0010]
As described in claim 6, a ceramic substrate can be used as a circuit substrate.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of an on-vehicle electronic control unit (ECU) according to the present embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the vehicle electronic control unit (ECU). However, FIG. 2 is an exploded perspective view of the ECU inside the case. This ECU is an engine control ECU.
[0012]
In FIG. 1, a case 1 includes a case body 2 and a cover 3. The case body 2 is made of aluminum, and has a box shape with an open upper surface as a whole configuration. The upper opening of the case body 2 is closed by a cover (lid) 3.
[0013]
A circuit board 10 is disposed (stored) on the bottom surface of the case main body 2 in the case 1 and fixed with an insulating adhesive 4. The circuit board 10 is formed of a ceramic multilayer substrate (a ceramic substrate in a broad sense). As shown in FIG. 2, electronic components 11, 12, and 13 are mounted (mounted) on the upper surface of the circuit board 10. The electronic component 11 is a chip capacitor, and the electronic component 12 is a flip-chip type electronic component. The electronic component 13 is a chip size package (CSP) mounted via an interposer (flip-chip type electronic component for pedestal) 14. Specifically, an interposer 14 is soldered on the upper surface of the circuit board 10, and a chip size package (CSP) 13 is joined on the interposer 14 by soldering. The interposer 14 also functions as a wiring member, and electrically connects the bumps (solder balls) of the electronic component (CSP) 13 to the pads of the circuit board 10. A large number (four in FIG. 2) of the electronic components (CSP) 13 are arranged on the circuit board 10.
[0014]
Further, as shown in FIG. 1, a circuit board 20 is arranged on an upper surface of the chip size package (CSP) 13 and fixed by an adhesive layer 21. The circuit board 20 is made of a ceramic multilayer board. As shown in FIG. 2, electronic components 22 and 23 are mounted (mounted) on the lower surface of the circuit board 20. The electronic component 22 is a chip capacitor. The electronic component 23 is a bare chip, which is fixed by the adhesive layer 24 in FIG. 1 and is electrically connected to the circuit board 20 by bonding wires 25.
[0015]
As shown in FIG. 1, an electric connection member 30 is disposed between the circuit board 10 and the circuit board 20, and the electric connection member 30 has a rectangular frame shape, and the electronic components 11, 12, 13 , 22, 23 are located. The base of the electric connection member 30 is made of a ceramic material (insulator), and a large number of wiring members (conductors) 31 extend in the inside thereof in the vertical direction. The wiring member (conductor) 31 of the electric connection member 30 is soldered to the upper and lower circuit boards 10 and 20, and both boards 10 and 20 are electrically connected via the electric connection member 30.
[0016]
Further, a plurality of electrodes (pads) 15 are formed on the right and left ends of the back surface (lower surface) of the circuit board 10. Specifically, the circuit portion on the front surface of the circuit board (ceramic multilayer substrate) 10 and the electrode 15 on the back surface of the board are electrically connected by using through holes and via holes.
[0017]
Further, in a portion of the case 1 (case main body 2) below the portion where the electrodes 15 of the circuit board 10 are arranged, a pin extraction through hole 5 is provided. An external connection pin 40 is arranged in each through hole 5, and the upper end surface of the pin 40 and the electrode 15 are joined by solder 50 as shown in FIG. The pin 40 protrudes from the case 1 (case body 2). Further, the external connection pins 40 are fixed to the case 1 (the case main body 2) using the insulating adhesive 4 in the pin extraction through holes 5. The insulating adhesive 4 is made of a low melting point glass material, and specifically, a borosilicate glass material is used as the low melting point glass material.
[0018]
In this manner, the external device is connected to the external device by using the external connection pins 40 electrically connected to the circuit board 10. Specifically, the pin 40 is connected to an end of a wire via a connector, and a battery, various sensors, and an actuator for engine control are connected to the wire. The ECU detects the operating state of the engine based on the sensor signal, executes various calculations, and drives an actuator such as an injector or an igniter to operate the engine in an optimal state.
[0019]
In this way, the connection electrode (pad) 15 is formed on the back surface (one surface of the substrate 10 in a broad sense) of the circuit board 10, and the base end of the external connection pin 40 is joined to this electrode 15 by the solder 50. (The external connection pins 40 are directly connected), and the external connection pins 40 are projected outside the case 1 through the pin extraction through holes 5 formed in the case 1. As a result, the area occupied by the bonding wires can be reduced as compared with the related art (Patent Document 1), so that the electronic control device can be downsized.
[0020]
More specifically, as shown in FIG. 3, a solder 50 is used to connect the connection electrode (pad) 15 to the external connection pin 40. Further, an insulating adhesive 4 is disposed between the external connection pins 40 and the ECU case 1 and between the case 1 and the circuit board 10. The insulating adhesive 4 bonds the circuit board 10 and the case 1 to each other. It has a function of insulating and a function of bonding / insulating the external connection pins 40 and the case 1. Thus, electrical insulation between the electronic circuit and the case 1 can be maintained. Further, in order to reduce the external stress acting on the external connection pins 40 by the insulating adhesive 4, the connection electrodes (pads) 15 are separated from the circuit board 10, and the solder 50 is separated from the connection electrodes (pads) 15. Peeling or peeling of the external connection pins 40 from the solder 50 can be prevented.
[0021]
As described above, since the external connection pins 40 are fixed to the case 1 using the insulating adhesive 4 in the pin extraction through holes 5, the insulating adhesive 4 is interposed between the pins 40 and the case 1. Electrical insulation can be guaranteed. Further, when the external connection pins 40 are fixed to the case 1 (the case main body 2), the external stress acting on the pins 40 is reduced by the insulating adhesive 4, so that the resistance to the external stress can be satisfied and the destruction can be avoided. be able to.
[0022]
Usually, a printed resistor is formed on the lower surface on the case 1 side of the upper and lower surfaces of the circuit board (ceramic substrate) 10. Since the resistance of the printed resistor changes when it absorbs moisture, an overcoat glass is formed on the surface of the circuit board (ceramic substrate) 10 for protection from moisture. Here, in the present embodiment, borosilicate glass (a low-melting glass material) having excellent adhesiveness to metal is used as the insulating adhesive 4, so that the overcoat glass for moisture protection can be omitted. It becomes possible, which is advantageous in cost. However, the insulating adhesive 4 is not limited to a borosilicate glass material, but may be another material as long as it has a bonding / insulating function and a sufficient strength against external stress.
[0023]
Normally, the structure is not destroyed by the above-described structure, but may be broken when an unexpected external stress is applied. Therefore, as shown in FIG. 4, a bent portion 61 is formed in a part of the external connection pin 60, and the bent portion 61 is located in the insulating adhesive 4. The bent portion 61 may be formed by bending.
[0024]
As described above, by forming the bent portion 61 at a position inside the case outer surface 1 a of the external connection pin 60, when stress is applied to the pin 60 from outside the case 1, the stress is reduced at the bent portion 61. It is possible to prevent the pins 60 and the circuit board 10 from being damaged by the absorption. That is, since the pin 60 is directly connected to the circuit board 10, external stress on the pin 60 is directly applied to the circuit board 10. However, the external stress is absorbed by the bent portion 61 provided on the pin 60 and 60 and the circuit board 10 can be prevented from being damaged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an in-vehicle electronic control unit (ECU) according to an embodiment.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a vehicle electronic control unit (ECU).
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of a part of an ECU.
FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view of a part of an ECU in another example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Case, 2 ... Case main body, 3 ... Cover, 4 ... Insulating adhesive, 5 ... Pin extraction through hole, 10 ... Circuit board, 11, 12, 13 ... Electronic components, 15 ... Connection electrode, 40 ... External connection pins, 60 ... External connection pins, 61 ... Bent parts.