特許第6051947号(P6051947)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6051947
(24)【登録日】2016年12月9日
(45)【発行日】2016年12月27日
(54)【発明の名称】電子部品及び電子制御装置
(51)【国際特許分類】
   H01H 85/02 20060101AFI20161219BHJP
   H01H 85/10 20060101ALI20161219BHJP
   H05K 1/18 20060101ALI20161219BHJP
【FI】
   H01H85/02 S
   H01H85/10
   H05K1/18 K
【請求項の数】7
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2013-38359(P2013-38359)
(22)【出願日】2013年2月28日
(65)【公開番号】特開2014-165165(P2014-165165A)
(43)【公開日】2014年9月8日
【審査請求日】2015年7月1日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(73)【特許権者】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100106149
【弁理士】
【氏名又は名称】矢作 和行
(74)【代理人】
【識別番号】100121991
【弁理士】
【氏名又は名称】野々部 泰平
(74)【代理人】
【識別番号】100145595
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 貴則
(72)【発明者】
【氏名】板橋 徹
(72)【発明者】
【氏名】三上 裕基
(72)【発明者】
【氏名】白石 亮一
(72)【発明者】
【氏名】柳沢 章裕
(72)【発明者】
【氏名】西山 茂紀
【審査官】 岡崎 克彦
(56)【参考文献】
【文献】 特開2006−024825(JP,A)
【文献】 特開2012−164759(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01H 37/76
H01H 69/02
H01H 85/00−87/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プリント基板(26)に実装される電子部品であって、
複数の電極(50)を有し、前記プリント基板の一面上に配置される本体部(46)と、
前記電極にそれぞれ接続されるとともに、前記本体部から突出し、前記プリント基板のランド(40a)に電気的に接続された状態で、前記本体部を前記一面上に浮いた状態で支持する複数の端子(48)と、を備え、
複数の前記端子の少なくとも1つはヒューズ端子(48a)とされ、
前記ヒューズ端子は、
前記電極と前記ランドとを電気的に接続する電気経路部(56)として、
前記ヒューズ端子の他の部分よりも幅が狭くされ、過電流による発熱に応じて溶断し、前記電極と前記ランドとを遮断する遮断部(58)と、
前記ランドに電気的に接続される部分(60a)を含み、前記ランドに接続された状態で、少なくとも一部が前記一面上に配置されるとともに、前記遮断部を前記一面上に浮いた状態で支持する拡幅部(60)と、を有し、
前記ヒューズ端子(48a)は、
前記ランド(40a)側の端部から前記電極(50)に向かう方向に、所定長さを有して形成されたスリット(66)と、
前記スリットにより分岐された複数の脚部(68)と、を有し、
前記プリント基板は、前記ランドとともに、ダミーランド(72)を有し、
複数の前記脚部のうちの1つが、前記電気経路部(56)の一部とされ、
残りの前記脚部は、前記ダミーランドと電気的に接続され、その全長において前記遮断部よりも幅が広い固定支持部(70)とされることを特徴とする電子部品。
【請求項2】
前記ヒューズ端子(48a)は、前記電極(50)に固定される部位であり、複数の脚部に共通に設けられた電極固定部(62)を有していることを特徴とする請求項1に記載の電子部品。
【請求項3】
前記固定支持部(70a,70b)は、前記電気経路部(56)の脚部(68)の部分を間に挟むようにそれぞれ配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品。
【請求項4】
前記本体部(46)は、誘電体層(52)と導体層(54)が交互に配置されてなることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載の電子部品。
【請求項5】
請求項1〜4いずれか1項に記載の電子部品(28a)と、
前記電子部品の端子(48)と電気的に接続されるランド(40a)を有するプリント基板(26)と、を備えることを特徴とする電子制御装置。
【請求項6】
前記電子部品(28a)は、前記ランド(40a)を介して電源配線(40b)と電気的に接続されることを特徴とする請求項5に記載の電子制御装置。
【請求項7】
前記電源配線(40b)には、バッテリ(36)が接続されることを特徴とする請求項6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、プリント基板に実装される電子部品、及び、該電子部品を有する電子制御装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献1に記載のように、配線パターンの一部としてパターンヒューズを有するプリント基板が知られている。
【0003】
パターンヒューズは、他の配線パターンの部分よりも細く形成されている。したがって、例えば電子部品の内部で短絡が生じ、これにより過電流が流れると、発熱によりパターンヒューズが溶断され、電気経路が遮断されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2007−311467号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、パターンヒューズを用いる場合、電子部品の種類が異なったり、同じ種類の電子部品でも定格が異なると、パターンヒューズを個別に設計しなければならない。このため、異なる電子制御装置において、プリント基板の共通化(標準化)を図るのが困難である。例えばプリント基板を共通化し、電子部品のみを載せ換えてなるバリエーション製品に対応することができない。
【0006】
また、プリント基板上に、配線パターンの一部としてパターンヒューズを設けるため、プリント基板の体格、ひいては電子制御装置の体格を小型化することが困難である。
【0007】
さらには、過電流によりパターンヒューズに生じる熱が、パターンヒューズに隣接するプリント基板の絶縁基材に直接的に逃げたり、パターンヒューズに接続される配線パターンを介して絶縁基材に間接的に逃げる。このように、パターンヒューズの熱が絶縁基材に逃げるため、短絡してからパターンヒューズが溶断するまでに時間がかかるという問題がある。すなわち、応答性良く遮断することができない。また、応答性能もばらつくため、遮断性能の精度を確保することもできない。
【0008】
本発明は上記問題点に鑑み、電子部品が実装されるプリント基板の共通化及び体格の小型化を図るとともに、短絡から遮断までの応答性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、本発明は、プリント基板(26)に実装される電子部品であって、
複数の電極(50)を有し、プリント基板の一面上に配置される本体部(46)と、
電極にそれぞれ接続されるとともに、本体部から突出し、プリント基板のランド(40a)に電気的に接続された状態で、本体部を一面上に浮いた状態で支持する複数の端子(48)と、を備え、
複数の端子の少なくとも1つはヒューズ端子(48a)とされ、
ヒューズ端子は、
電極とランドとを電気的に接続する電気経路部(56)として、
ヒューズ端子の他の部分よりも幅が狭くされ、過電流による発熱に応じて溶断し、電極とランドとを遮断する遮断部(58)と、
ランドに電気的に接続される部分を含み、ランドに接続された状態で、少なくとも一部が一面上に配置されるとともに、遮断部を一面上に浮いた状態で支持する拡幅部(60)と、を有し、
ヒューズ端子(48a)は、
ランド(40a)側の端部から電極(50)に向かう方向に、所定長さを有して形成されたスリット(66)と、
スリットにより分岐された複数の脚部(68)と、を有し、
プリント基板は、ランドとともに、ダミーランド(72)を有し、
複数の脚部のうちの1つが、電気経路部(56)の一部とされ、
残りの脚部は、ダミーランドと電気的に接続され、その全長において遮断部よりも幅が広い固定支持部(70)とされることを特徴とする。
【0010】
これによれば、電子部品に端子(48)を設け、複数の端子(48)のうちの少なくとも1つを遮断部(58)を有するヒューズ端子(48a)としたので、例えば異なる電子制御装置において、プリント基板(26)を共通化することができる。また、パターンヒューズを有さない分、プリント基板(26)、ひいては電子制御装置の体格を小型化することができる。さらには、ランド(40a)に接続された状態で、遮断部(58)はプリント基板(26)の一面上に浮いた状態で保持される。したがって、遮断部(58)の熱が直接的にプリント基板(26)に逃げることはない。また、遮断部(58)を支持する拡幅部(60)も、少なくとも一部が一面上に配置されるため、遮断部(58)の熱が拡幅部(60)を介してプリント基板(26)に逃げにくい。したがって、短絡してから遮断部(58)が溶断するまでの時間を短縮、すなわち応答性を向上することができる。また、応答性能のばらつきを低減し、遮断性能の精度を向上することもできる。
【0011】
なお、パターンヒューズで応答性を向上するには、パターンヒューズを他の配線部分より厚くしたり、パターンヒューズを、他の配線部分よりも溶断しやすい材料で形成することが必要となる。したがって、製造コストが高くなる。これに対し、本発明によれば、上記の通り、遮断部(58)の熱がプリント基板(26)に逃げにくいので、応答性を向上しつつ製造コストを低減することができる。また、上記のように、プリント基板(26)が遮断部(58)の熱を受けにくいので、プリント基板(26)の耐熱設計を従来よりも緩和することができる。これによっても、製造コストを低減することができる。
【0012】
また、パターンヒューズの場合、周辺の電子部品の動作により生じる熱、周辺のパターンヒューズの熱が、プリント基板の絶縁基材や配線パターンを介して伝達される。このように、パターンヒューズが周辺の熱の影響を受けるため、高密度実装とすると、例えば短絡が生じる前に溶断が生じる虞がある。これに対し、本発明によれば、遮断部(58)がプリント基板(26)の一面上に浮いた状態で保持されるため、他の電子部品などの熱の影響を受けにくい。したがって、高密度実装が可能であり、これによっても、プリント基板(26)の体格を小型化し、ひいては製造コストを低減することができる。
【0014】
これによれば、遮断部(58)の溶断後も、ヒューズ端子(48a)の固定支持部(70)とヒューズ端子(48a)を除く端子とにより、本体部(46)を確実にプリント基板(26)の一面上に浮いた状態で支持することができる。これにより、電極(50)とランド(40a)の再接続を防ぐことができる。また、遮断部(58)は他の部分より幅が狭いため、外力の印加により変形しやすい。しかしながら、本発明では、電気経路部(56)とは別の脚部(68)として固定支持部(70)を有している。したがって、電子部品製造後の搬送や、プリント基板(26)に実装する際に、例えば治具の接触により遮断部(58)に変形等が生じるのを抑制することができる。したがって、電子部品がプリント基板(26)に実装された状態で、遮断部(58)は、所望の遮断機能を発揮することができる。
【0015】
また、スリット(66)により、電気経路部(56)の脚部(68)の部分と固定支持部(70)が分離されている。例えばヒューズ端子(48a)の幅の最大値を同じとすると、拡幅部(60)の幅は、固定支持部(70)を有さない構成よりも、固定支持部(70)を有する構成のほうが狭くなる。したがって、遮断部(58)から電気経路部(56)の他の部分に熱が散逸するのを抑制することができる。また、電気経路部(56)の脚部(68)の部分と固定支持部(70)との間には、クリアランス(空隙)が存在するので、遮断部(58)の熱が固定支持部(70)に伝達されるのを抑制することができる。以上より、遮断部(58)の熱が、ヒューズ端子(48a)の遮断部以外の部分に散逸するのを抑制することができる。これにより、応答性をさらに向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】第1実施形態に係る電子制御装置の概略構成を示す斜視図である。
図2図1のII-II線に沿う断面図である。
図3】回路基板の一部分を拡大した平面図である。
図4図3のIV-IV線に沿う断面図である。
図5】電子部品の概略構成を示す斜視図である。
図6】ヒューズ端子の概略構成を示す展開図である。
図7】第2実施形態に係る電子制御装置において、ヒューズ端子の概略構成を示す展開図である。
図8】回路基板の一部分を拡大した平面図である。
図9】第1変形例において、ヒューズ端子の概略構成を示す展開図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。
【0018】
(第1実施形態)
図1及び図2に示す電子制御装置10は、要部として、回路基板12を備えている。さらには、回路基板12以外にも、該回路基板12を収容する筐体14とシール材16を備えている。本実施形態では、電子制御装置10が、車両のエンジンを制御する防水型の電子制御装置(ECU)として構成されている。
【0019】
先ず、電子制御装置10の構成の概略を説明する。
【0020】
筐体14は、アルミニウム、鉄等の金属材料や樹脂材料からなり、その内部に回路基板12を収容して、これを保護するものである。筐体14の構成部材の個数は特に限定されるものではなく、1つの部材から構成されても良いし、複数の部材から構成されても良い。
【0021】
本実施形態では、図2に示すように、筐体14が、一面が開口された底の浅い箱状のケース18と、ケース18の開口部位を閉塞するカバー20との2つの部材を有している。そして、ケース18とカバー20とがねじ22により組み付けられ、回路基板12を収容する内部空間を備えた筐体14となっている。なお、この組み付け状態で、回路基板12の一部が、ケース18とカバー20によって直接的、若しくは、間接的に挟持され、これにより、回路基板12が筐体14内の所定位置に保持されている。
【0022】
なお、筐体14を構成するケース18とカバー20の分割方向は特に限定されるものではない。本実施形態では、回路基板12の厚み方向において筐体14が2分割され、ケース18とカバー20となっている。
【0023】
ケース18における周縁部の4隅付近には、電子制御装置10を例えばエンジンブロックに固定するための、ねじ挿通用の固定孔24が設けられている。また、筐体14には、後述するコネクタ30の一部を外部に露出させるための開口部が設けられている。
【0024】
シール材16は、筐体14の内部空間に水分が侵入するのを防止する機能を果たすものである。このシール材16は、図2に示すように、ケース18の周縁部位とカバー20の周縁部位のうち、互いに対向する部位間に配置されている。また、筐体14とコネクタ30との対向部位間にも配置されている。
【0025】
回路基板12は、プリント基板26に、マイコン、パワートランジスタ、抵抗、コンデンサ等の電子部品28が実装されて、回路が構成されたものである。電子部品28は、プリント基板26の表面26a及び該表面26aと反対の裏面26bの少なくとも一方に配置されていれば良い。本実施形態では、図2に示すように、プリント基板26の両面26a,26bに電子部品28が実装されている。また、一例として、プリント基板26の表面26aに、後述するヒューズ端子48aを備えた電子部品28aが複数実装されている。この電子部品28aは、従来ヒューズパターンを必要とした電子部品である。便宜上、上記した電子部品28a以外の電子部品28を電子部品28bと示す。なお、表面26aが、特許請求の範囲に記載のプリント基板26の一面に相当する。
【0026】
プリント基板26には、上記した電子部品28以外にも、回路基板12に構成された回路と外部機器などとを電気的に中継するコネクタ30が実装されている。なお、図2では、コネクタ30のピン30aがプリント基板26に挿入実装される例を示しているが、実装構造としては上記例に限定されるものではなく、表面実装構造を採用することもできる。
【0027】
なお、図2に示す符号32は、一部の電子部品28bとケース18に接して配置され、電子部品28bの熱をケース18に伝達する放熱ゲルである。
【0028】
このように構成される電子制御装置10には、コネクタ30のピン30aに図示しない外部コネクタが嵌合され、ワイヤハーネスと電気的に接続されている。そして、過電流保護用のヒューズ34を介して、バッテリ36(直流電源)と電気的に接続されている。このバッテリ36には、図示しない他の電子制御装置、例えばブレーキECU、ステアリングECU、ボディECU、ナビゲーション装置なども接続されている。
【0029】
ヒューズ34としては、電子制御装置10を含む各種電子制御装置等に対して作動に必要な電力を供給する経路に設けられるため、例えば15A用や20A用の大型ヒューズが採用される。ヒューズ34は、電子制御装置10を含む各種電子制御装置のいずれかに不具合が生じ、所定の電流値を超える過電流が発生すると、この過電流により溶断する。これにより、ヒューズ34を介した電力の供給が遮断され、他の電子制御装置への悪影響が抑制される。
【0030】
次に、図3図6を用いて、回路基板12、特に電子部品28aを、詳細に説明する。図3及び図4は、回路基板12のうち、電子部品28aの実装領域周辺を示している。また、図3では、レジスト42を省略して図示している。
【0031】
プリント基板26は、樹脂やセラミックスを主原料とする絶縁基材38と、銅などの導電材料からなり、前記絶縁基材38に配置された配線パターン40と、を有している。本実施形態では、絶縁基材38に配線パターン40が多層に配置されており、絶縁基材38の両表面に、配線パターン40がそれぞれ配置されている。
【0032】
プリント基板26の表面26aに対応する絶縁基材38の表面上には、配線パターン40を覆うように、レジスト42が配置されている。このレジスト42は、所定の位置に開口部42aを有しており、この開口部42aから露出する配線パターン40の部分が、はんだ44を介して、電子部品28が接続されるランド40aとなっている。なお、裏面26bに対応する絶縁基材38の表面にも、レジスト42が配置され、開口部42aからランド40aが露出している。
【0033】
電子部品28aは、本体部46と端子48を有している。本体部46は、その外面に複数の電極50を有しており、プリント基板26の表面26a上に配置される。本実施形態では、回路基板12が複数の電子部品28aを有しており、そのうちの少なくとも1つとして、図4に示すセラミック積層コンデンサを有している。図4に示す電子部品28a(セラミック積層コンデンサ)の本体部46は、例えばチタン酸バリウム系の高誘電セラミックスからなる誘電層52と、導体層54が交互に配置されて構成されている。そして、導体層54に対して電極50が電気的に接続されている。
【0034】
なお、換言すれば、導体層54は内部電極、電極50は外部電極である。また、各電子部品28aは複数の電極50を有している。図3及び図4に示す電子部品28aにおいて、本体部46の表面26aに沿う外形輪郭は略長方形とされ、その長手方向両端にそれぞれ電極50が設けられている。また、各電極50は、本体部46における表面26aとの対向面、該対向面と反対の裏面、及び側面にわたって形成されている。そして、これら電極50には、図示しないはんだを介して、端子48が接続されている。このはんだは、はんだ44よりも融点が高く、はんだ44のリフロー時に溶融しない材料からなる。
【0035】
端子48は、電子部品28aの各電極50にそれぞれ接続されている。詳しくは、電極50のうち、本体部46の長手方向両端に位置する側面の部分に、それぞれ端子48が接続されている。また、端子48は、本体部46から突出し、プリント基板26のランド40aに電気的に接続された状態で、本体部46を表面26a上に浮いた状態で支持するように設けられている。本実施形態では、端子48が、図4図6に示すように、厚さ一定の金属板を所定形状に打ち抜き、板厚方向に一箇所折曲することで、断面略L字形状をなすように形成されている。
【0036】
そして、複数の端子48の少なくとも1つがヒューズ端子48aとなっている。本実施形態では、異なるランド40a間を電気的に接続する端子48の少なくとも1つが、ヒューズ端子48aとなっている。便宜上、ヒューズ端子48a以外の端子48をノーマル端子48bと示す。本実施形態では、1つの電極50に1本の端子48のみが接続されている。したがって、ヒューズ端子48aが接続される電極50には、端子48として、1本のヒューズ端子48aのみが接続されている。また、ヒューズ端子48aが接続される電極50以外の電極50についても、ノーマル端子48bが1本のみ接続されている。
【0037】
ヒューズ端子48aは、電極50とランド40aとを電気的に接続する電気経路部56を有している。本実施形態では、ヒューズ端子48a全体が電気経路部56となっている。そして、電気経路部56は、遮断部58と拡幅部60を有している。
【0038】
遮断部58は、ヒューズ端子48aの他の部分よりも幅が狭くされ、過電流による発熱に応じて溶断し、電極50とランド40aとを遮断する部分である。なお、幅とは、ヒューズ端子48aにおける電流の流れ方向及びヒューズ端子48aの板厚方向の両方向に直交する方向における長さである。本実施形態では、プリント基板26の表面26aに沿いつつ、本体部46の長手方向に直交する方向の長さとも言える。この遮断部58は、ヒューズ端子48aがランド40aにはんだ付けされた状態で、プリント基板26の表面26a上に浮いた状態で支持される。
【0039】
一方、拡幅部60は、電気経路部56において、遮断部58からランド40a側の部分であり、ヒューズ端子48aにおいてランド40aにはんだ付けされる実装部60aを含んでいる。また、ランド40aに接続された状態で、少なくとも一部が表面26a上に配置されるとともに、遮断部58を表面26a上に浮いた状態で支持する。本実施形態では、図6に示すように、拡幅部60のうち、遮断部58から所定範囲の部分が、遮断部58から実装部60aに近づくほど幅が広くなるテーパ部60bとなっている。一方、テーパ部60bよりも実装部60a側の部分は、テーパ部60bの幅の最大値よりも広い幅を有する平面矩形の部位となっている。そして、この矩形部位の途中で略90度の角度をもって折曲され、ヒューズ端子48aの端部側が実装部60aとなっている。この矩形部位の幅は、ヒューズ端子48aで最大となっている。
【0040】
ヒューズ端子48aは、上記以外にも、電極50にはんだを介して接続される電極固定部62を有している。また、電極固定部62と遮断部58とを繋ぐ繋ぎ部64を有している。本実施形態において、繋ぎ部64は、遮断部58から電極固定部62に近づくほど幅が広いテーパ状をなしている。そして、電極固定部62は、繋ぎ部64の幅の最大値よりも広い幅を有する平面矩形の部位となっており、その幅は、拡幅部60の実装部60aと等しい幅となっている。
【0041】
このように、略L字形状をなすヒューズ端子48bのうち、短手部分が、表面26aに略平行とされ、ランド40aに接続される実装部60aとなっている。また、表面26aに略垂直とされる長手部分に、実装部60aを除く拡幅部60、遮断部58、繋ぎ部64、電極固定部62が構成されている。すなわち、実装部60aと電極固定部62を連結する部分は、電極固定部62と同じ面内において、電極固定部62から表面26aに垂直な方向に延設されている。
【0042】
ノーマル端子48は、その全長において、ヒューズ端子48bの遮断部58よりも断面積が大きくなるように形成されている。本実施形態では、平面矩形状をなす厚さ一定の金属板を、板厚方向に一箇所折曲することで、図5に示すように断面略L字形状をなしている。すなわち、遮断部58を有していない。本実施形態では、ノーマル端子48bの板厚がヒューズ端子48bの板厚と等しくされ、ノーマル端子48bの幅が、ヒューズ端子48aの拡幅部60や電極固定部62の幅と等しくなっている。
【0043】
このように構成される電子部品28aのヒューズ端子48aは、図3に示すように、ランド40a及び接続配線40cを介して、電源配線40bと電気的に接続されている。電源配線40bは、複数の電子部品28(電子部品28a含む)により共用される配線パターン40となっている。そして、この電源配線40bは、上記したコネクタ30のピン30aを介してバッテリ36と電気的に接続されている。
【0044】
次に、上記した電子部品28a及び電子制御装置10の特徴部分の作用効果について説明する。
【0045】
本実施形態では、電子部品28aの電極50を、はんだ44を介してランド40aに接続するのではなく、電極50とランド40aとの間に端子48を設けている。また、複数の端子48の少なくとも1つを、遮断部58を備えたヒューズ端子48aとしている。したがって、例えば電子部品28aが短絡し、過電流(短絡電流)が生じても、幅の狭い、すなわち断面積の小さい遮断部58が過電流に応じて発熱する。そして、この発熱により所定温度以上となると遮断部58が溶断し、ヒューズ端子48aにより接続される電極50とランド40aが電気的に遮断される。このように、ヒューズ端子48aに過電流が流れる際には、ヒューズ端子48aにより接続される電極50とランド40aを速やかに遮断することができる。
【0046】
また、電子部品28aの短絡故障により生じる過電流(短絡電流)を遮断する遮断機能を、プリント基板26のパターンヒューズに代えて、電子部品28aのヒューズ端子48aに持たせている。したがって、複数種類の電子制御装置10において、プリント基板26を共通化(標準化)することができる。例えばプリント基板26を共通化し、電子部品28aのみを載せ換えてなるバリエーション製品に対応することができる。
【0047】
また、パターンヒューズを有さない分、プリント基板26、ひいては電子制御装置10の体格を小型化することができる。さらには、ランド40aに接続された状態で、遮断部58はプリント基板26の表面26a上に浮いた状態で保持される。したがって、遮断部58の熱が直接的にプリント基板26に逃げることはない。また、遮断部58を支持する拡幅部60も、少なくとも一部が一面上に配置されるため、遮断部58の熱が拡幅部60を介してプリント基板26に逃げにくい。したがって、短絡してから遮断部58が溶断するまでの時間を短縮、すなわち応答性を向上することができる。また、応答性能のばらつきも低減することができるため、これにより、遮断性能の精度を向上することもできる。
【0048】
なお、パターンヒューズで応答性を向上するには、パターンヒューズを他の配線部分より厚くしたり、パターンヒューズを、他の配線部分よりも溶断しやすい材料で形成することが必要となる。したがって、製造コストが高くなる。これに対し、本実施形態では、上記の通り、遮断部58の熱がプリント基板26に逃げにくいので、応答性を向上しつつ製造コストを低減することができる。また、上記のように、プリント基板26が遮断部58の熱を受けにくいので、プリント基板26の耐熱設計を従来よりも緩和することができる。これによっても、製造コストを低減することができる。
【0049】
また、パターンヒューズの場合、周辺の電子部品の動作により生じる熱、周辺のパターンヒューズの熱が、プリント基板の絶縁基材や配線パターンを介して伝達される。このように、パターンヒューズが周辺の熱の影響を受けるため、高密度実装とすると、例えば短絡が生じる前に溶断が生じる虞がある。これに対し、本実施形態では、遮断部58がプリント基板26の表面上に浮いた状態で保持されるため、他の電子部品28などの熱の影響を受けにくい。したがって、高密度実装が可能であり、これによっても、プリント基板26の体格を小型化し、ひいては製造コストを低減することができる。
【0050】
また、ヒューズ端子48aを有する電子部品28aの少なくとも一部は、ランド40a及び接続配線40cを介して、電源配線40bに接続されている。しかしながら、上記したように、電子部品28aが短絡故障し、ヒューズ端子48aに過電流が流れる際には、ヒューズ端子48aにより接続される電極50とランド40aを、速やかに遮断することができる。したがって、電源配線40bに接続される他の電子部品28を上記した過電流から保護することができる。また、遮断部58を遮断する際の過電流は、ヒューズ34を遮断する程は大きくないので、過電流が、他の電子制御装置への電力供給に影響を及ぼすのを抑制することができる。
【0051】
また、本実施形態では、電子部品28aとしてセラミック積層コンデンサを含んでいる。このような積層構造の電子部品28aを採用すると、電子部品28aを小型化でき、回路基板12を高密度実装とすることができる。その反面、積層構造の電子部品28aでは、車両振動や熱応力などにより、多層に配置された導体層54同士が短絡しやすいという問題がある。本実施形態では、このような電子部品28aを採用し、万が一短絡が生じても、ヒューズ端子48aにより接続される電極50とランド40aを、速やかに遮断することができる。
【0052】
また、例えばリチウム系のバッテリ36などは、電流供給能力が鉛バッテリに較べて電力供給能力に優れが、定格を超える電流を供給するなどで急速に劣化が促進されるという問題がある。しかしながら、本実施形態では、電子部品28aに短絡が生じても、ヒューズ端子48aにより接続される電極50とランド40aを速やかに遮断し、バッテリ36への影響を最小限に留めることができる。
【0053】
(第2実施形態)
本実施形態において、上記実施形態に示した電子部品28a及び電子制御装置10と共通する部分についての説明は割愛する。
【0054】
本実施形態では、図7に示すように、ヒューズ端子48aが、ランド40a側の端部から電極50に向かう方向に、所定長さを有して形成されたスリット66を有している。また、このスリット66により分岐された複数の脚部68を有している。
【0055】
図7に示す例では、ヒューズ端子48aが2本のスリット66と3本の脚部68を有している。そして、3本のうち、真ん中の脚部68が電気経路部56の一部となっている。また、両サイドに位置する脚部68がそれぞれ固定支持部70となっている。
【0056】
一方、プリント基板26は図8に示すように、上記ランド40aとともに、ダミーランド72を有している。ランド40aは、電気的な接続機能を提供する配線パターン40の一部であり、回路基板12において回路の一部を構成している。一方、ダミーランド72は、図8において、電気的な接続機能を提供せず、すなわち回路を構成せず、電気的に独立して設けられている。このダミーランド72は、ランド40aと同一材料を用いて形成されており、ランド40a同様、レジスト42の開口部42aから外部に露出されている。
【0057】
固定支持部70は、本体部46をプリント基板26の表面26a上に浮いた状態で支持する機能を補強するためのものであり、はんだ44を介してダミーランド72と電気的に接続される。また、固定支持部70は、その全長において、遮断部58よりも幅が広くなっている。また、一方の固定支持部70aと、他方の固定支持部70bは、互いに同じであって、一定の幅を有している。本実施形態では、遮断部58の板厚方向において、遮断部58と同じ位置に、固定支持部70aにおけるダミーランド72との実装部を除く部分と、固定支持部70bにおけるダミーランド72との実装部を除く部分が位置している。また、図示しないが、固定支持部70a,70bにおけるダミーランド72との実装ぶは、脚部68の実装部60aと同じ方向に折曲されている。このように、固定支持部70a,70bは、脚部68を間に挟むように配置されている。また、脚部68と固定支持部70a,70bとは、同一面内に位置している。
【0058】
なお、図7に示す符号74は、ヒューズ端子48aにおいて、スリット66よりも電極固定部62側の基部である。この基部74の一部が電極50に接続された電極固定部62となっている。基部74は、遮断部58、拡幅部60、繋ぎ部64とともに、電気経路部56をなしている。繋ぎ部64及び拡幅部60は、互いに同じであって、一定の幅を有している。また、固定支持部70の幅は、繋ぎ部64及び拡幅部60の幅よりも広くなっている。
【0059】
次に、上記した電子部品28a及び電子制御装置10の特徴部分の作用効果について説明する。本実施形態では、上記実施形態に記載の効果に加え、さらに以下の効果も奏することができる。
【0060】
本実施形態では、遮断部58の溶断後も、ヒューズ端子48aの固定支持部70とノーマル端子48bとにより、本体部46をより確実にプリント基板26の表面26a上に浮いた状態で支持することができる。これにより、電極50とランド40aの再接続を防ぐことができる。
【0061】
また、遮断部58は、ヒューズ端子48aの他の部分より幅が狭いため、外力の印加により変形しやすい。しかしながら、本実施形態では、電気経路部56とは別の脚部68として固定支持部70を有している。したがって、電子部品28aの製造後の搬送や、プリント基板26に電子部品28aを実装する際に、例えば治具の接触により遮断部58に変形等が生じるのを抑制することができる。このため、電子部品28aがプリント基板26に実装された状態で、遮断部58は、所望の遮断機能を発揮することができる。
【0062】
また、スリット66により、電気経路部56の脚部68の部分と固定支持部70が、空間的に分離されている。例えばヒューズ端子48aの幅の最大値を同じとすると、拡幅部60及び繋ぎ部64の幅は、固定支持部70を有さない構成よりも、固定支持部70を有する構成のほうが狭くなる。したがって、遮断部58から電気経路部56の他の部分に熱が散逸するのを抑制することができる。また、電気経路部56の脚部68の部分と固定支持部70との間には、クリアランス(空隙)が存在するので、遮断部58の熱が固定支持部70に伝達されるのを抑制することができる。以上より、遮断部58の熱が、ヒューズ端子48aの遮断部58以外の部分に散逸するのを抑制することができる。これにより、応答性をさらに向上することができる。
【0063】
また、固定支持部70a,70bは、電気経路部56における脚部68の部分を間に挟むようにそれぞれ配置される。本実施形態では、電気経路部56における脚部68と固定支持部70a,70bが同一面内に位置する。したがって、遮断部58が溶断した場合には、2本の固定支持部70a,70bとノーマル端子48bにより、本体部46を支持することができる。このように、より安定して本体部46を支持することができる。また、電気経路部56における脚部68の部分の両サイドに固定支持部70a,70bが存在するため、例えば治具の接触により遮断部58に変形等が生じるのを、より効果的に抑制することができる。
【0064】
なお、ダミーランド72を有すると、本実施形態の場合、例えばダミーランド72とノーマル端子48bが接続されるランド40aとにプローブを接触させ、電子部品28aが短絡しているか否か、すなわち遮断部58が溶断しているか否かを検査することもできる。しかしながら、遮断部58による遮断状態をモニタするために、ダミーランド72を、回路基板12の回路に組み込むこともできる。この場合、ランド40aは、該ランド40aに接続された電子部品28aを機能させるためのランドであり、ダミーランド72は、遮断状態をモニタするためのランドである。
【0065】
(第1変形例)
第2実施形態では、固定支持部70として、電気経路部56における脚部68の部分の両サイドに、2本の固定支持部70a,70bを有する例を示した。しかしながら、固定支持部70の本数は2本に限定されるものではない。また、その配置も上記例に限定されるものではない。例えば図9に示すように、固定支持部70を1本のみ有する、すなわち、スリット66を1つ、脚部68を2本有するヒューズ端子48aを採用しても良い。また、3本の脚部68を有しつつ、固定支持部70a,70bが隣り合って配置される構成としても良い。さらには、4本以上の脚部68を有するヒューズ端子48aを採用することもできる。
【0066】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【0067】
上記実施形態では、複数の端子48のうち、1本のみをヒューズ端子48aとする例を示した。しかしながら、1つの電子部品28aにおいて、ヒューズ端子48aの本数は1本に限定されるものではない。例えばすべての端子48をヒューズ端子48aとしても良い。
【0068】
上記実施形態では、1つの電極50に対して1本の端子48が接続される例を示した。しかしながら、電極50に接続される端子48の本数は上記例に限定されるものではない。例えば、1つの電極50に対して、複数本のヒューズ端子48aが接続される構成としても良い。また、1つの電極50に対して、複数本のノーマル端子48bが接続される構成としても良い。
【0069】
上記実施形態では、ヒューズ端子48aが、遮断部58を1箇所のみ有する例を示した。しかしながら、遮断部58の個数は上記例に限定されるものではない。1本のヒューズ端子48aが複数の遮断部58を有する構成としても良い。例えば、図7に示すヒューズ端子48aにおいて、真ん中の脚部68を固定支持部70とし、両サイドの脚部68を遮断部58を有する電気経路部56としても良い。
【0070】
上記実施形態では、電子部品28aの例として、セラミック積層コンデンサを示した。しかしながら、上記した構成は、それ以外の電子部品にも採用することができる。例えば、積層構造の電子部品としては、積層インダクタも採用することができる。また、積層構造に限定されず、その他の電子部品、ダイオード、トランジスタ、抵抗などにも採用することができる。すなわち、電極50を3つ以上有する電子部品を採用することもできる。
【0071】
また、異なるランド40a間を電気的に接続する端子48の少なくとも1つが、ヒューズ端子48aとされる例を示した。例えばIGBTの場合、エミッタ電極とコレクタ電極に接続される端子48の少なくとも1つが、ヒューズ端子48aとされることとなる。しかしながら、ゲート電極に接続される端子48をヒューズ端子48aとしても良い。
【0072】
上記実施形態では、ヒューズ端子48aを含む端子48が、プリント基板26に表面実装される例を示した。しかしながら、プリント基板26に挿入実装される構成にも適用することができる。
【0073】
上記実施形態では、バッテリ36と電気的に接続される電源配線40bに対して、ヒューズ端子48aを有する電子部品28aが、ランド40a及び接続配線40cを介して電気的に接続される例を示した。しかしながら、ヒューズ端子48aを有する電子部品28aが接続される配線は、電源配線40bに限定されるものではない。
【符号の説明】
【0074】
10・・・電子制御装置、12・・・回路基板、14・・・筐体、16・・・シール材、18・・・ケース、20・・・カバー、22・・・ねじ、24・・・固定孔、26・・・プリント基板、26a・・・表面、26b・・・裏面、28,28a,28b・・・電子部品、30・・・コネクタ、30a・・・ピン、32・・・放熱ゲル、34・・・ヒューズ、36・・・バッテリ、38・・・絶縁基材、40・・・配線パターン、40a・・・ランド、40b・・・電源配線、40c・・・接続配線、42・・・レジスト、42a・・・開口部、44・・・はんだ、46・・・本体部、48・・・端子、48a・・・ヒューズ端子、48b・・・ノーマル端子、50・・・電極、52・・・誘電体層、54・・・導体層、56・・・電気経路部、58・・・遮断部、60・・・拡幅部、60a・・・実装部、60b・・・テーパ部、62・・・電極固定部、64・・・繋ぎ部、66・・・スリット、68・・・脚部、70,70a,70b・・・固定支持部、72・・・ダミーランド、74・・・基部、
図1
図2
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