專利名稱：電子電路設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子電路設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，電子電路設(shè)備用于控制安裝于車輛等處的各種電氣裝置的操作。
圖7示出了發(fā)動機ECU 100作為常規(guī)型電子電路設(shè)備。發(fā)動機ECU 100具有上面安裝著電路元件(未示出)的電路板101。電路板101固定地容放于外殼102中。外殼102包括容放部分103和蓋104。在電路板101被保持于容放部分103中之后，蓋104附連于容放部分103上。因此，電路板101就被固定于容放部分103中。
用于使發(fā)動機ECU 100與外部電路電連接的連接器105附連于電路板101上。連接器105從設(shè)置于蓋104處的開口104a部分地露出至外殼102的外部，以便能夠與外部電路電連接，同時電路板101固定于外殼102中。
然而，在這種情況下，難以防止外來物質(zhì)如水進入外殼102。而且，在外殼102與電路板101之間存在微小的間隙。因此，當發(fā)動機ECU 100受到外部振動激勵時，電路板101將會在外殼102中振動從而引起異常聲音(噪聲)，或者電路元件將會偏離電路板101，等等。
此外，因為常規(guī)型電子電路設(shè)備的構(gòu)成構(gòu)件數(shù)量很大，所以安裝勞動量將會增加。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到以上缺點，本發(fā)明的一個目的是提供一種電子電路設(shè)備，其中限制了由于電子電路設(shè)備的振動激勵而對電路元件造成的噪聲和損害，而不會增加其構(gòu)成構(gòu)件的數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電子電路設(shè)備，其帶有上面安裝著多個電路元件的電路板、安裝于電路板處以便使電路板與外部電路相連接的連接器和由樹脂制成的外殼。外殼被模制成將連接器的一部分和電路板與電路元件的全部密封于樹脂中。
因此，通過執(zhí)行單個將電路板與電路元件的全部和連接器的一部分密封于樹脂中的過程，用于模制外殼的過程和用于將印刷電路板固定于外殼中的過程就可以完成。因此，就可以減少電子電路設(shè)備的構(gòu)成構(gòu)件數(shù)量和附連勞動量。
而且，因為電路板緊密接觸外殼，所以由于電子電路設(shè)備的振動所引起的噪聲(由于電路板與外殼之間的相對運動引起)和故障(例如電路元件偏離電路板)就會受到限制。
因此，本發(fā)明能夠提供如下的電子電路設(shè)備，其中限制了由于振動激勵而對電路元件造成的損害和產(chǎn)生的噪聲，而不會增加電子電路設(shè)備的構(gòu)成構(gòu)件的數(shù)量。
優(yōu)選地，外殼具有從外殼向外伸出的熱輻射部分。電路元件包括發(fā)熱的電子單元。熱輻射部分設(shè)置于與電子單元的位置相對應(yīng)的位置處。
例如，發(fā)熱的功率晶體管(為電子單元)可以安裝于電路板處。在這種情況下，為了將功率晶體管和分別與其相鄰的其它電路元件的溫度保持于其正常工作的預定溫度范圍內(nèi)，就需要將由功率晶體管之類產(chǎn)生的熱量輻射至外部。
在常規(guī)型電子電路設(shè)備中，由于電路元件的環(huán)境為空氣并且電路板被密封于具有箱體形狀的外殼中，所以難以將由電路元件產(chǎn)生的熱量輻射至外殼的外部以便將電路元件的溫度保持于適當?shù)闹?。而且，在這種情況下，當外殼帶有用于輻射熱量的通風口時，難以使外殼內(nèi)部保持清潔。
根據(jù)本發(fā)明，外殼帶有熱輻射部分，其位置與發(fā)熱的電子元件相對應(yīng)并且從外殼伸出以便具有例如篩狀。在這種情況下，發(fā)熱的電子單元被密封于構(gòu)成外殼的樹脂中。即，除了其與電路板緊密接觸的表面之外，電子單元的所有表面都與樹脂接觸，而樹脂具有比空氣大得多的比熱。因此，由電子單元產(chǎn)生的熱量就被有效地傳遞至由樹脂制成的外殼，然后被傳遞至外殼內(nèi)部并且從形成于外殼處的熱輻射部分的表面輻射至空氣。
因此，由電子單元產(chǎn)生的熱量就能夠有效地傳至外殼外部，因此電子單元的溫度能夠基本上保持于電子單元能正常工作的預定范圍內(nèi)。
更優(yōu)選地，外殼具有至少一個用于將外殼固定于其它設(shè)備上的附連部分。
在常規(guī)型電子電路設(shè)備中，由金屬板構(gòu)成的托架被固定于外殼上。電子電路設(shè)備被通過托架附連于其它設(shè)備上。這樣，就增加了電子電路設(shè)備的構(gòu)成構(gòu)件數(shù)量。而且，在電子電路設(shè)備要附連于多種型號的車輛中的情況下，需要提供多種類型的托架與車輛的多種型號相對應(yīng)，因此成本就會增加。根據(jù)本發(fā)明，附連部分在用于通過樹脂模制外殼的過程中同時模制。因此，附連部分(例如托架)就能夠與外殼整體地模制。因此，就可以限制構(gòu)成構(gòu)件數(shù)量的增加。


通過閱讀參考附圖進行的以下詳細描述，將會更加清楚地了解本發(fā)明的以上及其它目的、特征和優(yōu)點，附圖中圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的發(fā)動機ECU的外部透視圖；圖2為沿著圖1中的直線II-II剖開的垂直剖面圖；圖3為沿著圖1中的直線III-III剖開的垂直剖面圖；圖4為沿著與圖1中的II-II對應(yīng)的直線剖開的垂直剖面圖，用于示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的發(fā)動機ECU；圖5為沿著圖4中的直線V-V剖開的垂直剖面圖；圖6為示出了根據(jù)第二實施例的熱輻射單元的外部透視圖；以及圖7為示出了根據(jù)有關(guān)技術(shù)的電子電路設(shè)備的外部透視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考附圖對實例實施例進行描述。
現(xiàn)在將參考圖1-3對根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電子電路設(shè)備進行描述。舉例來說，這種電子電路設(shè)備可適當?shù)赜米鬈囕v所用的發(fā)動機ECU 1(即電子控制單元)。
發(fā)動機ECU 1固定于車輛的發(fā)動機艙或車廂中，用于控制燃料的噴射量和噴射時間等等，以便保證發(fā)動機恒定地對車輛的駕駛情況做出最佳響應(yīng)。
參看圖2，發(fā)動機ECU 1具有外殼4、印刷電路板2和連接器5，印刷電路板2為容放于外殼4中的電路板，而連接器5用于將發(fā)動機ECU 1與外部電路相連接。
印刷電路板2可以由設(shè)置有布線圖的板構(gòu)成。例如，該板可由樹脂如玻璃環(huán)氧樹脂、陶瓷等等制成。
舉例來說，各種電路元件通過焊接而安裝于印刷電路板2上。這些電路元件包括電子構(gòu)件31和發(fā)熱的電子單元32(例如功率晶體管)。
舉例來說，電子構(gòu)件31可為電阻器、電容器、二極管、晶體管、各種集成電路等等。電子構(gòu)件31還可具有發(fā)熱部分，它們在發(fā)動機ECU 1工作期間，即在電流流過電子構(gòu)件31的狀態(tài)下發(fā)熱。然而，即使不帶有熱輻射單元，電子構(gòu)件31的溫升仍然很小。就是說，電子構(gòu)件31溫度基本上保持穩(wěn)定，其溫度遠低于電子構(gòu)件31保持正常工作可達的最高溫度。
這里，發(fā)熱的電子單元32指的是電子單元32在發(fā)動機ECU 1工作期間過度發(fā)熱，因此如果沒有提供熱輻射單元，電子單元32自身的溫度超過最高溫度(電子單元32保持正常工作可達的最高溫度)的可能性很高。發(fā)熱的電子單元32可能不僅具有功率晶體管，而且還有其它電子單元，例如電功率控制所用的各種半導體等等。
連接器5用于將印刷電路板2與外部電路例如車輛的側(cè)面的配線(未示出)相連接，連接器5安裝于印刷電路板2處。如圖2中所示，連接器5由殼體51和針腳52構(gòu)成，殼體51由樹脂等等制成，而針腳52由導電材料制成。針腳52的一端附連于印刷電路板2上(例如通過焊接)，而針腳52的另一端保持于殼體51中。
外殼4由樹脂等等制成，其被模制成將印刷電路板2、全部電路元件和連接器5的安裝于印刷電路板2處的一部分密封于樹脂中。電路元件包括電子構(gòu)件31和發(fā)熱的電子單元32(例如功率晶體管)。
就是說，已經(jīng)安裝著電子構(gòu)件31、功率晶體管32和連接器5的印刷電路板2被保持于用于模制外殼4的模具的空腔中的預定位置處，然后通過利用樹脂進行嵌入模制而構(gòu)造出外殼4。
在外殼4的模制完成之后，印刷電路板2和安裝于印刷電路板2處的電子構(gòu)件31和功率晶體管32被完全嵌入構(gòu)成了外殼4的樹脂中。連接器5的將要與安裝于車輛側(cè)面的配線處的連接器(未示出)接合的部分從外殼4中露出，而它的其它部分則完全嵌入樹脂中。這樣，殼體4中的電路就被完全(氣密地)密封，因此就使得發(fā)動機ECU 1能夠完全防水。
根據(jù)第一實施例，構(gòu)成外殼4的樹脂材料可為例如熱固性樹脂例如環(huán)氧樹脂等等。在外殼4由熱固性樹脂通過模具模制的情況下，模具的溫度要被設(shè)定成適合于熱固性樹脂的硬化反應(yīng)。外殼4在印刷電路板2被插入模具中的情況下進行模制，而連接器5、電子構(gòu)件31和功率晶體管32已經(jīng)安裝于印刷電路板2上。
因此，就要求樹脂材料的硬化反應(yīng)所需的溫度比用于將連接器5、電子構(gòu)件31和功率晶體管32安裝于印刷電路板2處的焊料的熔點低得足夠多。在本實施例中，使用具有滿足這個要求的硬化反應(yīng)所需溫度(硬化反應(yīng)溫度)的樹脂材料來構(gòu)造外殼4。由于焊料的熔點大約為240℃，所以使用具有大約170℃硬化反應(yīng)溫度的環(huán)氧樹脂來作為構(gòu)造外殼4的樹脂材料。
通常，發(fā)動機ECU 1安裝于車輛的發(fā)動機艙中。根據(jù)第一實施例，發(fā)動機ECU 1的外殼4由具有較高耐熱性和較高機械強度的環(huán)氧樹脂(為熱固性樹脂)構(gòu)造而成，因此發(fā)動機ECU 1的可靠性得以改進。
根據(jù)第一實施例，除了環(huán)氧樹脂之外，外殼4還可由其它熱固性樹脂構(gòu)造成，條件是熱固性樹脂的硬化反應(yīng)溫度低于焊料的熔點。
如圖1和2中所示，外殼4具有位置與功率晶體管32(發(fā)熱的電子單元)相對應(yīng)的熱輻射部分。舉例來說，熱輻射部分可以由多個熱輻射散熱片41構(gòu)造成，它們中每一個都伸出至外殼4的外部以便具有大致的薄板形狀。熱輻射散熱片41可以相對于與熱輻射散熱片41的表面垂直的方向彼此平行地設(shè)置。就是說，熱輻射部分可以具有例如大致篩狀。
熱輻射散熱片41與外殼4整體模制。由功率晶體管32產(chǎn)生的熱量被從功率晶體管32的與外殼4接觸的部分傳送至外殼4，然后從熱輻射散熱片41的外表面輻射至空氣。因此，由功率晶體管32產(chǎn)生的熱量可以高效率地輻射至外殼4的外部，因此功率晶體管32的溫度可以基本上保持于功率晶體管正常工作的預定范圍內(nèi)。
在這種情況下，設(shè)定熱輻射散熱片41的面積、厚度、數(shù)量等等，以便使得功率晶體管32的溫度基本上保持于預定范圍內(nèi)。
參看圖1，其為示出了發(fā)動機ECU 1的外部透視圖，外殼4具有至少一個附連構(gòu)件42(例如，在圖1中總共為兩個)，附連構(gòu)件42用于將外殼4固定于其它設(shè)備例如車輛的發(fā)動機艙(未示出)上。附連構(gòu)件42可由與外殼4整體模制的托架構(gòu)成。
參看圖1和3，托架42帶有基本上為圓筒形的墊圈43，該墊圈43通過嵌入模制而與托架43形成一體。墊圈43可由管構(gòu)成，該管由金屬例如鐵制成。外殼4利用螺栓(未示出)等等通過螺釘緊固方式而固定于發(fā)動機艙(未示出)上，該螺栓穿過由墊圈43限定的穿孔43a插入。在這種情況下，由于螺釘緊固方式而產(chǎn)生的螺釘軸向力大部分都施加于由鐵制成的墊圈43上，因此可以防止過多的力施加于由樹脂制成的外殼4上。
如上所述，根據(jù)第一實施例，發(fā)動機ECU 1的外殼4被模制成將印刷電路板2、整個電路構(gòu)件31和功率晶體管32以及連接器5的安裝于印刷電路板2處的一部分密封于樹脂中。就是說，在已經(jīng)安裝著電子構(gòu)件31、功率晶體管32和連接器5的印刷電路板2被保持于用于模制外殼4的模具中的預定位置處的情況下，外殼4通過樹脂嵌入模制。
因此，通過執(zhí)行單個嵌入模制過程，用于模制外殼4的過程和用于將印刷電路板2安裝于外殼4中的過程就可以同時完成，在這種嵌入模制過程中，在印刷電路板2(已經(jīng)安裝著電子構(gòu)件31、功率晶體管32和連接器5)被插入用于模制外殼4的模具中的情況下，通過樹脂模制外殼4。因此，就可以大大減少發(fā)動機ECU 1的構(gòu)成構(gòu)件數(shù)量和裝配勞動量。
而且，根據(jù)第一實施例，印刷電路板2和安裝于印刷電路板2處的電子構(gòu)件31與功率晶體管32就被完全嵌入于構(gòu)成外殼4的樹脂材料中。因此，外殼4中的電子電路就被完全密封，因此就能夠防止外來物質(zhì)如水和灰塵進入發(fā)動機ECU 1。因此，就能夠限制發(fā)動機ECU1的故障(失效)等等。
而且，因為印刷電路板2(電路板)被密封于外殼4的樹脂材料中，所以就能夠限制印刷電路板2與外殼4之間的相對運動。當發(fā)動機ECU 1由于例如傳遞至其的發(fā)動機振動而受激振動時，就可能引起相對運動。因此，由于相對運動等等引起的異常聲音(噪聲)就同時受到顯著限制。相反，在常規(guī)型電子電路設(shè)備中，當電子電路設(shè)備受激振動時，由于電路板與外殼之間的相對運動將會產(chǎn)生噪聲。
根據(jù)本發(fā)明，第一實施例可以提供如下這種發(fā)動機ECU 1，其中能夠限制由于發(fā)動機ECU 1的振動而對電路元件造成的損害和產(chǎn)生的噪聲，而不會增加發(fā)動機ECU 1的構(gòu)成構(gòu)件數(shù)量。
考慮到噪聲電阻性能、調(diào)節(jié)操作性能等等，通常將發(fā)動機ECU 1設(shè)置于盡可能地靠近發(fā)動機的位置處，例如發(fā)動機艙中，這里溫度很高并且發(fā)動機ECU 1的振動像電子電路設(shè)備一樣嚴重。
根據(jù)第一實施例，發(fā)動機ECU 1帶有由環(huán)氧樹脂(為熱固性樹脂)構(gòu)成的外殼4，因此外殼4的耐熱性能和機械強度就能夠得到提高。因此，發(fā)動機ECU 1的可靠性能夠得到改進。
而且，根據(jù)第一實施例，發(fā)動機ECU 1帶有由熱輻射散熱片41構(gòu)造成的熱輻射部分，熱輻射散熱片41中每一個都伸出至外殼4的外部以便具有大致的薄板形狀之類。熱輻射部分與外殼4整體模制，并且設(shè)置于與功率晶體管32的位置相對應(yīng)的位置處，因此由功率晶體管32產(chǎn)生的熱量就能夠高效率地輻射至外殼4的外部。因此，功率晶體管32的溫度可以基本上保持于功率晶體管32能夠正常工作的預定范圍內(nèi)。
現(xiàn)在將參考圖4-6對本發(fā)明的第二實施例進行描述。在這種情況下，外殼4帶有至少一個熱輻射單元6，而非如第一實施例中所述的與外殼4整體模制的熱輻射散熱片41。
根據(jù)第二實施例，如圖4中所示，熱輻射單元6由板材料構(gòu)成，該板材料由金屬例如鋁等等制成以便具有優(yōu)良的導熱性。舉例來說，通過壓制方法，熱輻射單元6具有圖6中所示的形狀。
熱輻射單元6包括至少一個用于輻射熱量的熱輻射散熱片61(例如圖4和6中總共為兩個)、以及一對用于將熱輻射單元6固定于功率晶體管32上的夾緊部分62。夾緊部分62夾緊功率晶體管32以便使得熱輻射單元6被固定附連于功率晶體管32上，而功率晶體管安裝于印刷電路板2處。
熱輻射散熱片61與外殼4的模制過程分開制造，即為不同于外殼4的元件。相反，第一實施例中的熱輻射散熱片41在模制外殼4時與外殼4整體地模制。
在這種情況下，優(yōu)選地，熱輻射單元6與功率晶體管32緊密接觸以便使得由功率晶體管32產(chǎn)生的熱量能夠被高效率地傳遞至熱輻射單元6。熱輻射凝膠、熱輻射油脂等等可以設(shè)置于功率晶體管32與熱輻射單元6之間，以便提高從功率晶體管32向熱輻射單元6的熱傳遞。
在第二實施例中，在電子構(gòu)件31、功率晶體管32和連接器5安裝于印刷電路板2處并且熱輻射單元6固定于功率晶體管32上之后，在印刷電路板2被插入用于模制外殼4的模具中的情況下模制外殼4。在模制了外殼4之后，熱輻射單元6的一部分，特別而言熱輻射散熱片61的大部分露出于外殼4的外部。
因此，根據(jù)第二實施例，發(fā)動機ECU 1能夠帶有類似于第一實施例中所述的那些效果。就是說，發(fā)動機ECU 1的構(gòu)成構(gòu)件數(shù)量和安裝勞動量能夠大大減少，并且能夠限制由于發(fā)動機ECU 1的振動而對電路元件造成的損害和產(chǎn)生的噪聲。
而且，因為發(fā)動機ECU 1帶有熱輻射單元6，所以就能夠進一步改進對由功率晶體管32產(chǎn)生的熱量的輻射作用。因此，功率晶體管32的溫度可以基本上保持于功率晶體管能夠正常工作的預定范圍內(nèi)。
舉例來說，發(fā)動機ECU 1(電子電路設(shè)備)可以既帶有與外殼4整體模制的熱輻射散熱片41，又帶有作為不同于外殼4的元件的熱輻射散熱片61。
而且，除了熱固性樹脂(例如環(huán)氧樹脂)之外，外殼4還可由符合例如電子電路設(shè)備的使用環(huán)境條件的其它樹脂制成。例如，外殼4可由熱塑性樹脂制成。在這種情況下，在模制外殼4的過程中為軟化樹脂所設(shè)定的溫度(樹脂軟化溫度)要比用于將連接器5、電子構(gòu)件31和功率晶體管32安裝于印刷電路板2處的焊料的熔點低。
此外，本發(fā)明還可適用于除了發(fā)動機ECU 1之外的電子電路設(shè)備。電子電路設(shè)備還可以安裝于除了車輛之外的其它裝置上。
權(quán)利要求
1.一種電子電路設(shè)備(1)，包括安裝著至少一個電路元件(31、32)的電路板(2)；安裝于電路板(2)處以便使電路板(2)與外部電路相連接的連接器(5)；以及由樹脂制成的外殼(4)，其特征在于外殼(4)被模制成將連接器(5)的一部分和電路板(2)與電路元件(31、32)的全部密封于樹脂中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電路設(shè)備(1)，其中電路元件(31、32)包括發(fā)熱的電子單元(32)；以及外殼(4)具有熱輻射部分(41)，其從外殼(4)向外伸出并且設(shè)置于與電子單元(32)的位置相對應(yīng)的位置處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電路設(shè)備(1)，還包括熱輻射單元(6)，其中電路元件(31、32)包括發(fā)熱的電子單元(32)；以及熱輻射單元(6)附連于電路板(2)上以便使得熱量可從電子單元(32)傳遞至熱輻射單元(6)；以及熱輻射單元(6)的一部分露出至外殼(4)的外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的電子電路設(shè)備(1)，其中外殼(4)具有至少一個用于將外殼(4)固定于其它設(shè)備上的附連部分(42)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子電路設(shè)備(1)，其中熱輻射部分包括至少一個熱輻射散熱片(41)，其具有基本上為扁平板的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子電路設(shè)備(1)，其中熱輻射散熱片(41)相對于與熱輻射散熱片(41)的表面垂直的方向彼此平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子電路設(shè)備(1)，其中熱輻射單元(6)包括至少一個用于輻射熱量的熱輻射散熱片(61)和一對夾緊部分(62)，所述夾緊部分(62)夾緊電子單元(32)以便將熱輻射單元(6)固定附連于電子單元(32)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子電路設(shè)備(1)，其中熱輻射單元(6)由金屬制成的板材料構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子電路設(shè)備(1)，其中熱輻射單元(6)由鋁制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子電路設(shè)備(1)，其中附連部分為與外殼(4)整體模制的托架(42)；以及托架(42)具有墊圈(43)，所述墊圈(43)由金屬制成并且嵌入模制于托架(42)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-3和5-10中任一項所述的電子電路設(shè)備(1)，其中外殼(4)由具有低于焊料熔點的硬化反應(yīng)溫度的熱固性樹脂制成，電路元件(31、32)和連接器(5)通過焊料安裝于電路板(2)處。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子電路設(shè)備(1)，其中外殼(4)由環(huán)氧樹脂制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-3和5-10中任一項所述的電子電路設(shè)備(1)，其中外殼(4)由具有低于焊料熔點的樹脂軟化溫度的熱塑性樹脂制成，電路元件(31、32)和連接器(5)通過焊料安裝于電路板(2)處。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-3、5-10和12中任一項所述的電子電路設(shè)備(1)，其中在已經(jīng)安裝著電路元件(31、32)和連接器(5)的電路板(2)被保持于用于模制外殼(4)的模具的預定位置處的情況下，外殼(4)通過樹脂嵌入模制而成。
全文摘要
電子電路設(shè)備(1)具有外殼(4)、安裝著電子構(gòu)件(31)和功率晶體管(32)的電路板(2)以及用于使電路板(2)與外部電路相連接的連接器(5)。在已經(jīng)安裝著電子構(gòu)件(31)、功率晶體管(32)和連接器(5)的電路板(2)被保持于用于通過樹脂模制外殼(4)的模具的預定位置處的情況下，外殼(4)通過樹脂嵌入模制而成。因此，在電子電路設(shè)備(1)中，就能夠限制由于振動激勵而對電路元件(31、32)造成的損害和噪聲，而不會增加電子電路設(shè)備(1)的構(gòu)成構(gòu)件的數(shù)量。
文檔編號H05K5/06GK1856229SQ20061007379
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月19日
發(fā)明者杉本圭一, 中川充 申請人:株式會社電裝