電子モジュール
【課題】放熱性が向上するとともに、小型化の可能な電子モジュールを提供することにある。
【解決手段】金属基板３は、金属より成るベース３１の上面に樹脂による絶縁層３２を介して形成された導体配線３３を有する。モールドケース４は、金属基板３と電子部品を収容し、外部との電気的接続を行う為のバスバーやターミナル端子がインサートモールドされている。金属基板３は、導電性部材で構成された金属より成るベースが、車両の周囲にある接地されている導電性部材に対して非接触とし、絶縁部材で構成された接着部材によって、絶縁部材で構成された前記モールドケースに接着固定されており、前記金属基板のベースは電気的に非接地とした構造である。金属基板３は、モールドケース４の端面と接着固定されており、金属基板のベースの面は、モールドケース外側の大気中に露出している。
【解決手段】金属基板３は、金属より成るベース３１の上面に樹脂による絶縁層３２を介して形成された導体配線３３を有する。モールドケース４は、金属基板３と電子部品を収容し、外部との電気的接続を行う為のバスバーやターミナル端子がインサートモールドされている。金属基板３は、導電性部材で構成された金属より成るベースが、車両の周囲にある接地されている導電性部材に対して非接触とし、絶縁部材で構成された接着部材によって、絶縁部材で構成された前記モールドケースに接着固定されており、前記金属基板のベースは電気的に非接地とした構造である。金属基板３は、モールドケース４の端面と接着固定されており、金属基板のベースの面は、モールドケース外側の大気中に露出している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子モジュールに係り、特に、車載用電子モジュールとして好適な電子モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車では、環境対応や小型軽量化の為、多くの車載用部品の電子電動化が進んでいる。その中で、車載部品を制御する為の電子モジュールの需要も増加している。
【０００３】
電子モジュールの中で、例えば、モータを制御する為のモータ制御装置では、一般的にＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴ，トランジスタなどのスイッチング素子を車載制御ユニットなどからの指令によりスイッチング制御し、モータを駆動している。その際、通電される電流による発熱により、温度に弱い半導体素子や基板が耐熱温度を超えることが懸念される。
【０００４】
特にエンジンルーム内で使用されるモータ制御装置では、エンジンルーム内の狭小化や高密度化に伴い、周囲環境温度も上昇してきている。また、アクチュエータとして駆動するモータの負荷も増加しており、通流される電流も大きくなってきている。
【０００５】
その様な製品では、大電流を放熱する為に、銅のリードフレームに直接チップを実装したものや、セラミック基板、金属基板等の高放熱基板が使用されてきている。その中でも、近年では、非常に安価である金属基板が注目され多く使用されている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
【０００６】
金属基板は、金属からなるベースの上に、樹脂の絶縁層を介して導体配線を積層した構造であり、シンプルな構造であることから安価に製造できる基板ではあるが、その反面、外的な負荷要因や温度上昇の影響などにより、絶縁層へダメージが加わることで、導体配線がショートすることが懸念される。
【０００７】
これらに関しては、製品の信頼性を向上させると供に、万が一、基板内でショートしてしまっても、電流が流れない様なフェールセーフの対策が求められる。
【０００８】
また、車両のエンジンルーム内は、高密度化が進んでおり、製品の搭載スペースの制限により、製品のさらなる小型化が求められてきている。
【０００９】
モータ制御装置としては、スイッチング素子等の発熱部品の温度が、基板内に実装されている周囲の部品へ与える影響は大きく、単に、基板を高密度実装することで小型化を行うということが困難な現状がある。
【００１０】
その為、基板サイズは変えずに、モータ制御装置外形の製品サイズを小さくする構造が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２６７２３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
電子モジュールの一例としては、アイドリングストップスタータ用のモータ制御装置が挙げられる。
【００１３】
スタータでは、エンジンの始動を行う為、数百アンペアの大電流がスタータモータに通電される。スタータを駆動させるモータ制御装置では、内部に実装されているＭＯＳＦＥＴによってスタータモータへの通電をスイッチング制御している為、ＭＯＳＦＥＴのチップが発熱源となり、チップのジャンクション温度が保証温度１５０〜１７５℃を超え不具合が生じる恐れがある。
【００１４】
ＭＯＳＦＥＴの温度を抑える為、放熱性に優れた金属基板を用いているが、金属基板を用いる場合、上記特許文献にある様に、金属基板の保護や放熱の為、金属製のケースの中に基板を収納し、金属基板のベース面を金属の筐体に接触させ使用する場合が一般的である。この様な使用法とすると、金属基板のベース面は電気的に接地されている為、金属基板の絶縁層に欠陥や劣化、外的な損傷等のダメージが加わると、電位を持っている配線層と金属基板のベース面が導通し、ショート電流が流れることが懸念される。
【００１５】
その様な懸念に対しては、金属基板の絶縁層を厚く設定する等の対策を行うことで安全性を高めることが可能だが、絶縁層を厚くすると、基板の熱抵抗が増加する為、放熱性が悪化するという問題がある。
【００１６】
また、近年エンジンルーム内に搭載されている部品に関しては、エンジンルーム内の高密度化や狭小化に伴い、更なる小型化が求められてきている。
【００１７】
金属基板を収容するケースは、一般的に、特許文献１，２にある様に、金属基板全体をケースの中に収容している構造であり、この様な構造の場合、ケースの内径サイズを基板外径サイズより大きくする必要がある為、製品サイズが大きくなる。
【００１８】
さらに、金属基板の搭載方法としては、金属基板をケースに放熱グリス等を解して張り付けるが、金属基板とケース間の接触熱抵抗は大きく、放熱性も悪化するという問題がある。
【００１９】
本発明の目的は、放熱性が向上するとともに、小型化の可能な電子モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、金属より成るベースの上面に樹脂による絶縁層を介して形成された導体配線を有する金属基板と、該金属基板上に導電性接続部材を介して接続され、電気回路を形成している複数の電子部品と、前記金属基板と前記電子部品を収容し、外部との電気的接続を行う為のバスバーやターミナル端子がインサートモールドされているモールドケースを有する電子モジュールであって、前記金属基板は、導電性部材で構成された金属より成るベースが、車両の周囲にある接地されている導電性部材に対して非接触とし、絶縁部材で構成された接着部材によって、絶縁部材で構成された前記モールドケースに接着固定されており、前記金属基板のベースは電気的に非接地とした構造であって、前記モールドケースは、上下の開放された枠状の形状をしており、前記金属基板は、前記モールドケース端面と接着固定されており、前記金属基板のベースの面は、前記モールドケース外側の大気中に露出しているものである。
かかる構成により、放熱性が向上するとともに、小型化が可能となる。
【００２１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記電子モジュールは、アイドルストップスタータの制御に用いられるものであり、前記アイドルストップスタータは、スタータモータと、該スタータモータの出力軸に接続されたピニオンギヤを押し出すマグネットスイッチとを備え、前記電子モジュールは、前記スタータモータと前記マグネットスイッチを制御するものであり、前記金属基板のベースは、前記スタータモータに１回通電される際に発生する熱を蓄積可能な熱容量を有するものである。
【００２２】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記金属基板は、スタータモータ、マグネットスイッチ、エンジンとは反対側の位置になる様に前記ギヤケースに取付けられているものである。
【００２３】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記モールドケースは、前記モールドケースと前記金属基板との接着部に設けられ、接着剤が充填される溝を備え、該溝のモールドケースの内側の壁は、その外側の壁より低いものである。
【００２４】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記外側の壁の端部が、前記金属基板の外周の配線禁止帯の箇所に突き当てられるものである。
【００２５】
（６）上記（４）において、好ましくは、前記外側の壁の最外周の箇所に設けられた突起部を備え、該突起部により、前記金属基板の端面を保持するようにしたものである。
【００２６】
（７）上記（４）において、好ましくは、前記内周の壁の端部が、前記金属基板の外周の配線禁止帯の箇所に突き当てられ、前記金属基板の側端面と前記外側の壁とが前記接着剤により接着されるようにしたものである。
【００２７】
（８）上記（１）において、好ましくは、前記モールドケースは、前記モールドケースと前記金属基板との接触部に設けられ、パッキンが挿入される溝を備え、該溝のモールドケースの内側の壁は、その外側の壁より低く、さらに、前記モールドケースの外周端部に設けられ、前記金属基板を保持するスナップフィット部を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電子モジュールの放熱性が向上するとともに、小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態による電子モジュールの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による電子モジュールの構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による電子モジュールの構成を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による電子モジュールに用いる金属基板の平面図である。
【図６】本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第１の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第２の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第３の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による電子モジュールを組み付けたスタータの要部断面構成を示す正面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による電子モジュールを組み付けたスタータの要部断面構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図１〜図１０を用いて、本発明の一実施形態による電子モジュールの構成について説明する。
最初に、図１〜図３を用いて、本実施形態による電子モジュールの全体構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による電子モジュールの構成を示す断面図である。図２は、本発明の一実施形態による電子モジュールの構成を示す分解斜視図である。図３は、本発明の一実施形態による電子モジュールの構成を示す平面図である。
【００３１】
ここでは、本発明を、特にアイドリングストップスタータを駆動する電子モジュールに適用した場合について、以下説明する。
【００３２】
図２に示すように、本実施形態の電子モジュール２は、金属基板３と、金属基板３の上に固定された電子部品６と、モールドケース４と、カバー５とから構成されている。金属基板３は、金属製のベース３１を備え、ベースの上に絶縁層が形成され、その上に配線層が形成されている。電子部品６は、配線層に固定されている。
【００３３】
図１に示すように、金属基板３は、ベース３１と、絶縁層３２と、導体配線３３と、レジスト３４とから構成される。ベース３１は、アルミニウム、銅、鉄、或いは前記材料を含む合金で構成されている。絶縁層３２は、エポキシ系やエラストマ系ポリマーなどの絶縁機能を持つ樹脂で構成されており、ベース３１に積層されている。導体配線３３は、銅で構成されており、絶縁層３２の上に積層されている。また、導体配線３３の上には、導体配線の絶縁や保護やはんだ塗布部分のエリアを規定する為のレジスト３４が被覆されている。
【００３４】
また、金属基板３の上には、はんだや銀ペースト等の導電性接続部材１４により電子部品６が複数搭載されている。ここで、電子部品６とは、ＭＯＳＦＥＴ、ドライバＩＣ、抵抗、コンデンサ、ダイオード、サーミスタ等である。
【００３５】
モールドケース４は、ケースの壁面を構成する枠形の形状となっている。モールドケース４は、上下の面が開放されている角柱状の枠形である。モールドケース４には、出力端子として銅からなる電極４４と、締結部として金属からなるカラー４３(図３）がインサート成型されている。電極４４は、スタータ等に接続される。また、モールドケース４は、外部の車載制御ユニット（図示せず）と通信を行う為のコネクタ４１を備えている。
【００３６】
モールドケース４は、ＰＰＳ（ポニフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの絶縁性を持つ樹脂で構成されている。
【００３７】
金属基板３は、モールドケース４の外側端面に、金属基板３の部品搭載面側の基板面とシリコン接着剤１３により接着固定されている。このとき、金属基板３のベース３１が、外部方向の大気中に露出される様に取り付けられる。電子部品６等は、モールドケース４の枠の内部に収納される。
【００３８】
金属基板３とモールドルケース４は、金属基板上に搭載されているボンディングパッド２０とモールドケース４にインサートされている電極４４とをアルミワイヤ１６でボンディングすることで電気的に接続されている。
【００３９】
また、モールドケース４の内部には、アルミワイヤボンディングエリアと電子部品実装エリアを仕分ける仕切板４５が、モールドケース４と一体成型で構成されている。この様な構造とすることで、第一注型樹脂１５と第二注型樹脂２１を充填するエリアを規定している。
【００４０】
電子部品を実装している部分に関しては、金属基板と電子部品の抵抗やコンデンサのセラミックとの線膨張係数がマッチングせず、電子部品を搭載しているはんだの熱疲労寿命が低下することが懸念される。そこで、熱疲労寿命を改善させる為、線膨張係数を金属基板にマッチングさせたエポキシ樹脂である第一注型樹脂１５で封止することで、はんだに生じる応力を緩和している。
【００４１】
アルミワイヤボンディングエリアでは、アルミワイヤ１６へ注型樹脂の線膨張係数差による影響が生じない様に、拘束力の弱いシリコーンゲル等の第二注型樹脂２１で絶縁のみを行っている。
【００４２】
また、モールドケース４の内部に異物が進入するの防止し、電子部品の保護する為、モールドケース４の上部の開口は、ＰＢＴやＰＰＳで構成された樹脂カバー５で蓋をしている。樹脂カバー５は、シリコン接着剤やエポキシ樹脂などで接着固定されている。
【００４３】
本実施形態では、金属基板３が、モールドケース４の外側端面に位置する様に接着固定されている。すなわち、金属基板３のベース３１が筐体（ケース）の一部となっている。そのため、従来、基板より大きく設定しなくてはならないケース内側のスペースを、基板サイズ外形より小さくすることが可能となる為、製品外形も小さくすることが可能となる。
【００４４】
また、モールドケース４と接着固定されている金属基板３を構成するベース３１は、モールドケース４とのみ接触しており、製品を構成するネジや周囲の車両のエンジン、ボディ、モータ、ハウジング等の導電性を持ち車体のＧＮＤへと接地されている部材と接触することなく取付けられている（この点については、図９及び図１０を用いて後述する）。また、それらの導電性部材との間に水滴等が入ってもショートしない様に一定以上の絶縁距離を設定している。
【００４５】
その為、金属基板のベース面は電気的にも接地していない為、金属基板に過大な負荷が加わった際に絶縁層が損傷した場合においても、導体配線３３とベース３１との間へショート電流が流れることを防止することが可能となる。
【００４６】
また、従来、外的な損傷や絶縁層の欠陥等を防止する対策として、絶縁層の厚みを厚く設定していた構造においても、本実施形態を適用することで、ショート電流の発生を抑制することができる為、絶縁層の厚みを薄くすることが可能となる。絶縁層を薄くすることで、従来、金属基板の構成部材で最も熱伝導率が悪く、放熱性能の大部分を規定している絶縁層部の熱抵抗を大幅に下げることが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態の構造とすることで、金属基板３のベース３１が異種金属と触れることで生じる電気的な腐食を防止することもできる。
【００４８】
本実施形態の構造では、金属基板の裏面と側面が大気中に露出している構造となっている。その為、基板裏面からだけではなく、基板と側面を足し合わせた分の放熱面積を確保することができる為、放熱性能を向上することができる。金属基板は厚みが１ｍｍ〜５ｍｍと非常に厚い基板である為、側面の放熱面積も広く、放熱効果は大きい。
【００４９】
次に、図４及び図５を用いて、本実施形態による電子モジュールにおける金属基板３とモールドケース４との接着部の構成について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成を示す要部拡大断面図である。図５は、本発明の一実施形態による電子モジュールに用いる金属基板の平面図である。
【００５０】
図４に示すように、モールドケース４の金属基板３との接着面には、接着剤受け溝４２が形成されており、その溝にシリコン接着剤１３が充填され接着されている。
【００５１】
金属基板上の接着面側は、導体配線が這いまわしてある為、基板の上面には、配線の凹凸が存在する。しかし、金属基板３は通常、一枚の大きな基材からプレスで複数個同時に製造する為、プレス時の配線層へのダメージを回避する為に、図５に示すように、中央の配線エリアＷＡに対して、その外周に、基板外形から導体配線までの距離を２ｍｍ以上とする配線禁止帯Ｎ−ＷＡを設けている。
【００５２】
この配線禁止帯Ｎ−ＷＡは、導体配線が無く平坦部となるので、モールドケース４との接着面としては最適である。その為、接着面を確保する為に、配線禁止帯を広くすることが考えられるが、配線禁止帯は、金属基板の配線設計上は無駄なスペースであり、製品サイズも大きくなることから、このスペースは必要最小限としたい。
【００５３】
しかし、モールドケースに基板を接着する構成とした場合、モールドケースと基板の接着面は接着力を確保する為にも３ｍｍ以上必要である為、配線層の凹凸部にモールドケース接着部が被ってしまい、接着面に隙間が生じることで接着剤が外部に漏れ出す恐れがある。
【００５４】
それらを回避する為、図４に示す様な構成としている。すなわち、モールドケース４の底面，すなわち、金属基板３と対向する面の中央に、接着剤受け溝４２を形成する。接着剤受け溝４２の幅は、３ｍｍ程度として、この溝に接着剤１３を入れた場合の接着面積を確保し、接着力を確保する。また、接着剤受け溝４２のケース内側の壁を、外側の壁に比べて低くしている。そのため、接着剤受け溝４２の外側の壁が、金属基板３の平坦な外周部（図５の配線禁止帯Ｎ−ＷＡの箇所）に接触する。接着剤受け溝４２の接着剤１３は、図５の配線禁止帯Ｎ−ＷＡの箇所、及びその内側の多少凹凸のある配線エリアＷＡと接触するが、その接触面の凹凸は問題とならず、金属基板３とモールドケース４を接着することができる。接着剤受け溝４２から溢れた接着剤１３は、接着剤受け溝４２の内周側の壁の先端と金属基板３の間の隙間から、図５の配線エリアＷＡの方に漏れ出るため、外部へシリコン接着剤が漏れ出さないようにできる。また、モールドケース４の外側の壁で金属基板３と突き当たっていることで高さ方向の寸法精度も出すことができる構造となる。
【００５５】
次に、図６を用いて、本実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第１の変形例について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第１の変形例を示す要部拡大断面図である。
【００５６】
図６に示す構造では、モールドケースの樹脂受け溝４２の最外周に基板保持用の最外壁１７を設けた構造である。なお、最外壁１７は、壁であり、紙面の手前から奥まで連続している構造であるが、壁構造に代えて、複数の突起部を設ける構造とすることもできる。
【００５７】
この様な構造とすることで、金属基板３にモールドケース４と並行方向の力が加わった場合でも、最外壁１７で金属基板側面を保持することができる為、基板の保持力が増し、製品の信頼性を向上させることができる。
【００５８】
次に、図７を用いて、本実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第２の変形例について説明する。
図７は、本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第２の変形例を示す要部拡大断面図である。
【００５９】
図７に示す構造では、モールドケース４の接着剤受け溝４２のケース内側の壁を金属基板３に突き当て位置決めし、外側の壁を金属基板３のベース３１の側面途中まで延ばした構造である。シリコン接着剤１３は、側面の露出している積層部材の接着界面を保護する様に金属基板３の角部に接着されている。
【００６０】
この様な構造とすることで、金属基板３の積層構造の界面からの水の浸入等を防止し、且つ、接着剤１３は、金属基板３の表面のレジスト膜３４と接着するだけでなく、金属基板３の側面との接着されるため、接着面積を増して、基板保持力も向上することができる。
【００６１】
次に、図８を用いて、本実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第３の変形例について説明する。
図８は、本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第３の変形例を示す要部拡大断面図である。
【００６２】
図８に示す構造では、モールドケース４の固定に接着剤を使用せず、モールドケース４の溝にゴム製のパッキン１９を挟み、モールドケース４と金属基板３をスナップフィット１８で固定した構造となる。この様に、モールドケース４と金属基板３の固定方法は接着剤による接着固定でなくても良い。
【００６３】
次に、図９及び図１０を用いて、本実施形態による電子モジュールをアイドルストップ用のスタータに組付けた際の構成について説明する。
図９は、本発明の一実施形態による電子モジュールを組み付けたスタータの要部断面構成を示す正面図である。図１０は、本発明の一実施形態による電子モジュールを組み付けたスタータの要部断面構成を示す平面図である。
【００６４】
図９及び図１０に示すように、アイドリングストップスタータ１は、電子モジュール２、バスバー７、マグネットスイッチ８、ギヤケース９、スタータモータ１０、回転センサ１１、ピニオンギヤ１２とから構成されている。
【００６５】
電子モジュール２は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）からのアイドリングストップ指令信号により、搭載している電子部品のＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御することで、マグネットスイッチ８やスタータモータ１０への電流を制御し駆動する。
【００６６】
マグネットスイッチ８は、アイドリングストップスタータ１のピニオンギヤ１２を押し出して、エンジンのリングギヤ（図示せず）と噛み合わせる。スタータモータ１０は、ピニオンギヤ１２を回転させることでエンジンを始動したり、エンジンのリングギヤとピニオンギヤの回転数を同期させる為の予回転を行う。
【００６７】
回転センサ１１は、リングギヤとピニオンギヤ１２の回転数を同期させる為、ピニオンギヤ１２の回転数をモニタリングするものである。
【００６８】
マグネットスイッチ８とスタータモータ１０は、ギヤケース９により外周部を挟持され固定されている。電子モジュール２は、ギヤケース９にネジ止め固定されると同時に、電子モジュール２を構成する回路のＧＮＤ配線も行っている。また、電子モジュール２は、マグネットスイッチ８のバッテリ端子８１、モータ端子８２、スイッチ端子８３と、接続バスバー７によりそれぞれ接続されていることで、電流の授受を行っている。
【００６９】
バッテリ端子８１は、車両のバッテリ（図示せず）と、モータ端子８２は、スタータモータ１０と、スイッチ端子８３はマグネットスイッチ８と接続され、電流の授受を行っている。
【００７０】
アイドリングストップスタータ１は、ギヤケース９によりエンジン（図示せず）へ取付けられている。
【００７１】
電子モジュール２は、マグネットスイッチ８とスタータモータ１０の側面のスペースを利用し取付けられている。
【００７２】
通常のスタータには、電子モジュール２は無い為、搭載スペースは限られており、新たに追加される電子モジュール２に対しては、小型化が求められる。
【００７３】
その為、本実施形態の構造である、枠状の形状をしたモールドケース４の端面に、金属基板を配置することで、製品を小型化することが可能であり、搭載スペース内での製品サイズでレイアウトすることができる。
【００７４】
また、金属基板３のベース３１は、アイドルストップスタータ１を構成するマグネットスイッチ８、ギヤケース９、スタータモータ１０、エンジン（図示せず）、取付けネジ（図示せず）などの導電性部材と接触することなく取付けられていることで、絶縁層３２が損傷した場合においても、ショート電流が流れ続けることを防止できるフェールセーフ対策となる。
また、モータ制御装置２の金属基板３は、発熱体であるマグネットスイッチ８、スタータモータ１０、エンジン（図示せず）とは反対側の外部方向へ、ベース３１を露出させて取付けてある。そうすることで、発熱体からの熱輻射の影響を受け難くし、金属基板３に実装している電子部品６を保護している。
【００７５】
また、外側に向けてベースを取付けることで、ラジエータファン（図示せず）などにより発生する冷却風や走行風を直接基板で受けることができるので、放熱効果を得ることができる。
【００７６】
次に、アイドルストップスタータ１の電子モジュールとして用いる場合の固有の構成について説明する。
【００７７】
アイドルストップスタータ１は、エンジンの停止後の再始動時に起動される。そのとき、スタータ１には２００Ａ程度の大電流が流れる。一方では、この大電流が流れる時間は、例えば、０．５秒程度と短時間である。そのため、スタータ１への通電時に大電流を流すことによって発生する熱は大きいものの短期間である。そこで、金属基板３のベース３１は、この熱を一時的に蓄えられるような熱容量とする。一方で、ベース３１に蓄えられた熱は、図９や図１０に示すように、ベース３１から大気中に放熱される。
【００７８】
そのため、例えば、ベース３１としてアルミニュウムを用いた場合、ベースの寸法を、５０ｍｍ×６０ｍｍで厚さ２ｍｍとすると、例えば、２００Ａの電流を０．５秒間流した場合でも、その熱をベース３１に蓄積でき、電子モジュールの回路部に対する影響を無くすることができる。
【００７９】
ここで、再度エンジンが停止し、スタータ１を用いたエンジンの再始動までの時間は、予め５秒以上というように設計値として決まっている。従って、この時間内に蓄積された熱が放熱されれば、再度エンジンの再始動要求があっても問題が生じないものである。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態では、金属基板のベースが電気的に接地されていないことで、絶縁層に欠陥が生じた場合のショート電流を防止できると共に、絶縁層を薄くし、放熱性を向上することができる。また、モールドケースの外側端面に金属基板を取付けることで、製品サイズの小型化が可能となる。
【符号の説明】
【００８１】
１…アイドリングストップスタータ
２…電子モジュール
３…金属基板
３１…ベース
３２…絶縁層
３３…導体配線
３４…レジスト
４…モールドケース
４１…コネクタ
４２…接着剤受け溝
４３…カラー
４４…電極
４５…仕切板
５…樹脂カバー
６…電子部品
７…接続バスバー
８…マグネットスイッチ
８１…バッテリ端子
８２…モータ端子
８３…スイッチ端子
９…ギヤケース
１０…スタータモータ
１１…回転センサ
１２…ピニオンギヤ
１３…接着剤
１４…導電性接続部材
１５…第一注型樹脂
１６…アルミワイヤ
１７…最外壁
１８…スナップフィット
１９…パッキン
２０…ボンディングパッド
２１…第二注型樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子モジュールに係り、特に、車載用電子モジュールとして好適な電子モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車では、環境対応や小型軽量化の為、多くの車載用部品の電子電動化が進んでいる。その中で、車載部品を制御する為の電子モジュールの需要も増加している。
【０００３】
電子モジュールの中で、例えば、モータを制御する為のモータ制御装置では、一般的にＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴ，トランジスタなどのスイッチング素子を車載制御ユニットなどからの指令によりスイッチング制御し、モータを駆動している。その際、通電される電流による発熱により、温度に弱い半導体素子や基板が耐熱温度を超えることが懸念される。
【０００４】
特にエンジンルーム内で使用されるモータ制御装置では、エンジンルーム内の狭小化や高密度化に伴い、周囲環境温度も上昇してきている。また、アクチュエータとして駆動するモータの負荷も増加しており、通流される電流も大きくなってきている。
【０００５】
その様な製品では、大電流を放熱する為に、銅のリードフレームに直接チップを実装したものや、セラミック基板、金属基板等の高放熱基板が使用されてきている。その中でも、近年では、非常に安価である金属基板が注目され多く使用されている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
【０００６】
金属基板は、金属からなるベースの上に、樹脂の絶縁層を介して導体配線を積層した構造であり、シンプルな構造であることから安価に製造できる基板ではあるが、その反面、外的な負荷要因や温度上昇の影響などにより、絶縁層へダメージが加わることで、導体配線がショートすることが懸念される。
【０００７】
これらに関しては、製品の信頼性を向上させると供に、万が一、基板内でショートしてしまっても、電流が流れない様なフェールセーフの対策が求められる。
【０００８】
また、車両のエンジンルーム内は、高密度化が進んでおり、製品の搭載スペースの制限により、製品のさらなる小型化が求められてきている。
【０００９】
モータ制御装置としては、スイッチング素子等の発熱部品の温度が、基板内に実装されている周囲の部品へ与える影響は大きく、単に、基板を高密度実装することで小型化を行うということが困難な現状がある。
【００１０】
その為、基板サイズは変えずに、モータ制御装置外形の製品サイズを小さくする構造が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２６７２３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
電子モジュールの一例としては、アイドリングストップスタータ用のモータ制御装置が挙げられる。
【００１３】
スタータでは、エンジンの始動を行う為、数百アンペアの大電流がスタータモータに通電される。スタータを駆動させるモータ制御装置では、内部に実装されているＭＯＳＦＥＴによってスタータモータへの通電をスイッチング制御している為、ＭＯＳＦＥＴのチップが発熱源となり、チップのジャンクション温度が保証温度１５０〜１７５℃を超え不具合が生じる恐れがある。
【００１４】
ＭＯＳＦＥＴの温度を抑える為、放熱性に優れた金属基板を用いているが、金属基板を用いる場合、上記特許文献にある様に、金属基板の保護や放熱の為、金属製のケースの中に基板を収納し、金属基板のベース面を金属の筐体に接触させ使用する場合が一般的である。この様な使用法とすると、金属基板のベース面は電気的に接地されている為、金属基板の絶縁層に欠陥や劣化、外的な損傷等のダメージが加わると、電位を持っている配線層と金属基板のベース面が導通し、ショート電流が流れることが懸念される。
【００１５】
その様な懸念に対しては、金属基板の絶縁層を厚く設定する等の対策を行うことで安全性を高めることが可能だが、絶縁層を厚くすると、基板の熱抵抗が増加する為、放熱性が悪化するという問題がある。
【００１６】
また、近年エンジンルーム内に搭載されている部品に関しては、エンジンルーム内の高密度化や狭小化に伴い、更なる小型化が求められてきている。
【００１７】
金属基板を収容するケースは、一般的に、特許文献１，２にある様に、金属基板全体をケースの中に収容している構造であり、この様な構造の場合、ケースの内径サイズを基板外径サイズより大きくする必要がある為、製品サイズが大きくなる。
【００１８】
さらに、金属基板の搭載方法としては、金属基板をケースに放熱グリス等を解して張り付けるが、金属基板とケース間の接触熱抵抗は大きく、放熱性も悪化するという問題がある。
【００１９】
本発明の目的は、放熱性が向上するとともに、小型化の可能な電子モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、金属より成るベースの上面に樹脂による絶縁層を介して形成された導体配線を有する金属基板と、該金属基板上に導電性接続部材を介して接続され、電気回路を形成している複数の電子部品と、前記金属基板と前記電子部品を収容し、外部との電気的接続を行う為のバスバーやターミナル端子がインサートモールドされているモールドケースを有する電子モジュールであって、前記金属基板は、導電性部材で構成された金属より成るベースが、車両の周囲にある接地されている導電性部材に対して非接触とし、絶縁部材で構成された接着部材によって、絶縁部材で構成された前記モールドケースに接着固定されており、前記金属基板のベースは電気的に非接地とした構造であって、前記モールドケースは、上下の開放された枠状の形状をしており、前記金属基板は、前記モールドケース端面と接着固定されており、前記金属基板のベースの面は、前記モールドケース外側の大気中に露出しているものである。
かかる構成により、放熱性が向上するとともに、小型化が可能となる。
【００２１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記電子モジュールは、アイドルストップスタータの制御に用いられるものであり、前記アイドルストップスタータは、スタータモータと、該スタータモータの出力軸に接続されたピニオンギヤを押し出すマグネットスイッチとを備え、前記電子モジュールは、前記スタータモータと前記マグネットスイッチを制御するものであり、前記金属基板のベースは、前記スタータモータに１回通電される際に発生する熱を蓄積可能な熱容量を有するものである。
【００２２】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記金属基板は、スタータモータ、マグネットスイッチ、エンジンとは反対側の位置になる様に前記ギヤケースに取付けられているものである。
【００２３】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記モールドケースは、前記モールドケースと前記金属基板との接着部に設けられ、接着剤が充填される溝を備え、該溝のモールドケースの内側の壁は、その外側の壁より低いものである。
【００２４】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記外側の壁の端部が、前記金属基板の外周の配線禁止帯の箇所に突き当てられるものである。
【００２５】
（６）上記（４）において、好ましくは、前記外側の壁の最外周の箇所に設けられた突起部を備え、該突起部により、前記金属基板の端面を保持するようにしたものである。
【００２６】
（７）上記（４）において、好ましくは、前記内周の壁の端部が、前記金属基板の外周の配線禁止帯の箇所に突き当てられ、前記金属基板の側端面と前記外側の壁とが前記接着剤により接着されるようにしたものである。
【００２７】
（８）上記（１）において、好ましくは、前記モールドケースは、前記モールドケースと前記金属基板との接触部に設けられ、パッキンが挿入される溝を備え、該溝のモールドケースの内側の壁は、その外側の壁より低く、さらに、前記モールドケースの外周端部に設けられ、前記金属基板を保持するスナップフィット部を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電子モジュールの放熱性が向上するとともに、小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態による電子モジュールの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による電子モジュールの構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による電子モジュールの構成を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による電子モジュールに用いる金属基板の平面図である。
【図６】本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第１の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第２の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第３の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による電子モジュールを組み付けたスタータの要部断面構成を示す正面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による電子モジュールを組み付けたスタータの要部断面構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図１〜図１０を用いて、本発明の一実施形態による電子モジュールの構成について説明する。
最初に、図１〜図３を用いて、本実施形態による電子モジュールの全体構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による電子モジュールの構成を示す断面図である。図２は、本発明の一実施形態による電子モジュールの構成を示す分解斜視図である。図３は、本発明の一実施形態による電子モジュールの構成を示す平面図である。
【００３１】
ここでは、本発明を、特にアイドリングストップスタータを駆動する電子モジュールに適用した場合について、以下説明する。
【００３２】
図２に示すように、本実施形態の電子モジュール２は、金属基板３と、金属基板３の上に固定された電子部品６と、モールドケース４と、カバー５とから構成されている。金属基板３は、金属製のベース３１を備え、ベースの上に絶縁層が形成され、その上に配線層が形成されている。電子部品６は、配線層に固定されている。
【００３３】
図１に示すように、金属基板３は、ベース３１と、絶縁層３２と、導体配線３３と、レジスト３４とから構成される。ベース３１は、アルミニウム、銅、鉄、或いは前記材料を含む合金で構成されている。絶縁層３２は、エポキシ系やエラストマ系ポリマーなどの絶縁機能を持つ樹脂で構成されており、ベース３１に積層されている。導体配線３３は、銅で構成されており、絶縁層３２の上に積層されている。また、導体配線３３の上には、導体配線の絶縁や保護やはんだ塗布部分のエリアを規定する為のレジスト３４が被覆されている。
【００３４】
また、金属基板３の上には、はんだや銀ペースト等の導電性接続部材１４により電子部品６が複数搭載されている。ここで、電子部品６とは、ＭＯＳＦＥＴ、ドライバＩＣ、抵抗、コンデンサ、ダイオード、サーミスタ等である。
【００３５】
モールドケース４は、ケースの壁面を構成する枠形の形状となっている。モールドケース４は、上下の面が開放されている角柱状の枠形である。モールドケース４には、出力端子として銅からなる電極４４と、締結部として金属からなるカラー４３(図３）がインサート成型されている。電極４４は、スタータ等に接続される。また、モールドケース４は、外部の車載制御ユニット（図示せず）と通信を行う為のコネクタ４１を備えている。
【００３６】
モールドケース４は、ＰＰＳ（ポニフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの絶縁性を持つ樹脂で構成されている。
【００３７】
金属基板３は、モールドケース４の外側端面に、金属基板３の部品搭載面側の基板面とシリコン接着剤１３により接着固定されている。このとき、金属基板３のベース３１が、外部方向の大気中に露出される様に取り付けられる。電子部品６等は、モールドケース４の枠の内部に収納される。
【００３８】
金属基板３とモールドルケース４は、金属基板上に搭載されているボンディングパッド２０とモールドケース４にインサートされている電極４４とをアルミワイヤ１６でボンディングすることで電気的に接続されている。
【００３９】
また、モールドケース４の内部には、アルミワイヤボンディングエリアと電子部品実装エリアを仕分ける仕切板４５が、モールドケース４と一体成型で構成されている。この様な構造とすることで、第一注型樹脂１５と第二注型樹脂２１を充填するエリアを規定している。
【００４０】
電子部品を実装している部分に関しては、金属基板と電子部品の抵抗やコンデンサのセラミックとの線膨張係数がマッチングせず、電子部品を搭載しているはんだの熱疲労寿命が低下することが懸念される。そこで、熱疲労寿命を改善させる為、線膨張係数を金属基板にマッチングさせたエポキシ樹脂である第一注型樹脂１５で封止することで、はんだに生じる応力を緩和している。
【００４１】
アルミワイヤボンディングエリアでは、アルミワイヤ１６へ注型樹脂の線膨張係数差による影響が生じない様に、拘束力の弱いシリコーンゲル等の第二注型樹脂２１で絶縁のみを行っている。
【００４２】
また、モールドケース４の内部に異物が進入するの防止し、電子部品の保護する為、モールドケース４の上部の開口は、ＰＢＴやＰＰＳで構成された樹脂カバー５で蓋をしている。樹脂カバー５は、シリコン接着剤やエポキシ樹脂などで接着固定されている。
【００４３】
本実施形態では、金属基板３が、モールドケース４の外側端面に位置する様に接着固定されている。すなわち、金属基板３のベース３１が筐体（ケース）の一部となっている。そのため、従来、基板より大きく設定しなくてはならないケース内側のスペースを、基板サイズ外形より小さくすることが可能となる為、製品外形も小さくすることが可能となる。
【００４４】
また、モールドケース４と接着固定されている金属基板３を構成するベース３１は、モールドケース４とのみ接触しており、製品を構成するネジや周囲の車両のエンジン、ボディ、モータ、ハウジング等の導電性を持ち車体のＧＮＤへと接地されている部材と接触することなく取付けられている（この点については、図９及び図１０を用いて後述する）。また、それらの導電性部材との間に水滴等が入ってもショートしない様に一定以上の絶縁距離を設定している。
【００４５】
その為、金属基板のベース面は電気的にも接地していない為、金属基板に過大な負荷が加わった際に絶縁層が損傷した場合においても、導体配線３３とベース３１との間へショート電流が流れることを防止することが可能となる。
【００４６】
また、従来、外的な損傷や絶縁層の欠陥等を防止する対策として、絶縁層の厚みを厚く設定していた構造においても、本実施形態を適用することで、ショート電流の発生を抑制することができる為、絶縁層の厚みを薄くすることが可能となる。絶縁層を薄くすることで、従来、金属基板の構成部材で最も熱伝導率が悪く、放熱性能の大部分を規定している絶縁層部の熱抵抗を大幅に下げることが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態の構造とすることで、金属基板３のベース３１が異種金属と触れることで生じる電気的な腐食を防止することもできる。
【００４８】
本実施形態の構造では、金属基板の裏面と側面が大気中に露出している構造となっている。その為、基板裏面からだけではなく、基板と側面を足し合わせた分の放熱面積を確保することができる為、放熱性能を向上することができる。金属基板は厚みが１ｍｍ〜５ｍｍと非常に厚い基板である為、側面の放熱面積も広く、放熱効果は大きい。
【００４９】
次に、図４及び図５を用いて、本実施形態による電子モジュールにおける金属基板３とモールドケース４との接着部の構成について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成を示す要部拡大断面図である。図５は、本発明の一実施形態による電子モジュールに用いる金属基板の平面図である。
【００５０】
図４に示すように、モールドケース４の金属基板３との接着面には、接着剤受け溝４２が形成されており、その溝にシリコン接着剤１３が充填され接着されている。
【００５１】
金属基板上の接着面側は、導体配線が這いまわしてある為、基板の上面には、配線の凹凸が存在する。しかし、金属基板３は通常、一枚の大きな基材からプレスで複数個同時に製造する為、プレス時の配線層へのダメージを回避する為に、図５に示すように、中央の配線エリアＷＡに対して、その外周に、基板外形から導体配線までの距離を２ｍｍ以上とする配線禁止帯Ｎ−ＷＡを設けている。
【００５２】
この配線禁止帯Ｎ−ＷＡは、導体配線が無く平坦部となるので、モールドケース４との接着面としては最適である。その為、接着面を確保する為に、配線禁止帯を広くすることが考えられるが、配線禁止帯は、金属基板の配線設計上は無駄なスペースであり、製品サイズも大きくなることから、このスペースは必要最小限としたい。
【００５３】
しかし、モールドケースに基板を接着する構成とした場合、モールドケースと基板の接着面は接着力を確保する為にも３ｍｍ以上必要である為、配線層の凹凸部にモールドケース接着部が被ってしまい、接着面に隙間が生じることで接着剤が外部に漏れ出す恐れがある。
【００５４】
それらを回避する為、図４に示す様な構成としている。すなわち、モールドケース４の底面，すなわち、金属基板３と対向する面の中央に、接着剤受け溝４２を形成する。接着剤受け溝４２の幅は、３ｍｍ程度として、この溝に接着剤１３を入れた場合の接着面積を確保し、接着力を確保する。また、接着剤受け溝４２のケース内側の壁を、外側の壁に比べて低くしている。そのため、接着剤受け溝４２の外側の壁が、金属基板３の平坦な外周部（図５の配線禁止帯Ｎ−ＷＡの箇所）に接触する。接着剤受け溝４２の接着剤１３は、図５の配線禁止帯Ｎ−ＷＡの箇所、及びその内側の多少凹凸のある配線エリアＷＡと接触するが、その接触面の凹凸は問題とならず、金属基板３とモールドケース４を接着することができる。接着剤受け溝４２から溢れた接着剤１３は、接着剤受け溝４２の内周側の壁の先端と金属基板３の間の隙間から、図５の配線エリアＷＡの方に漏れ出るため、外部へシリコン接着剤が漏れ出さないようにできる。また、モールドケース４の外側の壁で金属基板３と突き当たっていることで高さ方向の寸法精度も出すことができる構造となる。
【００５５】
次に、図６を用いて、本実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第１の変形例について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第１の変形例を示す要部拡大断面図である。
【００５６】
図６に示す構造では、モールドケースの樹脂受け溝４２の最外周に基板保持用の最外壁１７を設けた構造である。なお、最外壁１７は、壁であり、紙面の手前から奥まで連続している構造であるが、壁構造に代えて、複数の突起部を設ける構造とすることもできる。
【００５７】
この様な構造とすることで、金属基板３にモールドケース４と並行方向の力が加わった場合でも、最外壁１７で金属基板側面を保持することができる為、基板の保持力が増し、製品の信頼性を向上させることができる。
【００５８】
次に、図７を用いて、本実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第２の変形例について説明する。
図７は、本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第２の変形例を示す要部拡大断面図である。
【００５９】
図７に示す構造では、モールドケース４の接着剤受け溝４２のケース内側の壁を金属基板３に突き当て位置決めし、外側の壁を金属基板３のベース３１の側面途中まで延ばした構造である。シリコン接着剤１３は、側面の露出している積層部材の接着界面を保護する様に金属基板３の角部に接着されている。
【００６０】
この様な構造とすることで、金属基板３の積層構造の界面からの水の浸入等を防止し、且つ、接着剤１３は、金属基板３の表面のレジスト膜３４と接着するだけでなく、金属基板３の側面との接着されるため、接着面積を増して、基板保持力も向上することができる。
【００６１】
次に、図８を用いて、本実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第３の変形例について説明する。
図８は、本発明の一実施形態による電子モジュールにおける金属基板とモールドケースとの接着部の構成の第３の変形例を示す要部拡大断面図である。
【００６２】
図８に示す構造では、モールドケース４の固定に接着剤を使用せず、モールドケース４の溝にゴム製のパッキン１９を挟み、モールドケース４と金属基板３をスナップフィット１８で固定した構造となる。この様に、モールドケース４と金属基板３の固定方法は接着剤による接着固定でなくても良い。
【００６３】
次に、図９及び図１０を用いて、本実施形態による電子モジュールをアイドルストップ用のスタータに組付けた際の構成について説明する。
図９は、本発明の一実施形態による電子モジュールを組み付けたスタータの要部断面構成を示す正面図である。図１０は、本発明の一実施形態による電子モジュールを組み付けたスタータの要部断面構成を示す平面図である。
【００６４】
図９及び図１０に示すように、アイドリングストップスタータ１は、電子モジュール２、バスバー７、マグネットスイッチ８、ギヤケース９、スタータモータ１０、回転センサ１１、ピニオンギヤ１２とから構成されている。
【００６５】
電子モジュール２は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）からのアイドリングストップ指令信号により、搭載している電子部品のＭＯＳＦＥＴをスイッチング制御することで、マグネットスイッチ８やスタータモータ１０への電流を制御し駆動する。
【００６６】
マグネットスイッチ８は、アイドリングストップスタータ１のピニオンギヤ１２を押し出して、エンジンのリングギヤ（図示せず）と噛み合わせる。スタータモータ１０は、ピニオンギヤ１２を回転させることでエンジンを始動したり、エンジンのリングギヤとピニオンギヤの回転数を同期させる為の予回転を行う。
【００６７】
回転センサ１１は、リングギヤとピニオンギヤ１２の回転数を同期させる為、ピニオンギヤ１２の回転数をモニタリングするものである。
【００６８】
マグネットスイッチ８とスタータモータ１０は、ギヤケース９により外周部を挟持され固定されている。電子モジュール２は、ギヤケース９にネジ止め固定されると同時に、電子モジュール２を構成する回路のＧＮＤ配線も行っている。また、電子モジュール２は、マグネットスイッチ８のバッテリ端子８１、モータ端子８２、スイッチ端子８３と、接続バスバー７によりそれぞれ接続されていることで、電流の授受を行っている。
【００６９】
バッテリ端子８１は、車両のバッテリ（図示せず）と、モータ端子８２は、スタータモータ１０と、スイッチ端子８３はマグネットスイッチ８と接続され、電流の授受を行っている。
【００７０】
アイドリングストップスタータ１は、ギヤケース９によりエンジン（図示せず）へ取付けられている。
【００７１】
電子モジュール２は、マグネットスイッチ８とスタータモータ１０の側面のスペースを利用し取付けられている。
【００７２】
通常のスタータには、電子モジュール２は無い為、搭載スペースは限られており、新たに追加される電子モジュール２に対しては、小型化が求められる。
【００７３】
その為、本実施形態の構造である、枠状の形状をしたモールドケース４の端面に、金属基板を配置することで、製品を小型化することが可能であり、搭載スペース内での製品サイズでレイアウトすることができる。
【００７４】
また、金属基板３のベース３１は、アイドルストップスタータ１を構成するマグネットスイッチ８、ギヤケース９、スタータモータ１０、エンジン（図示せず）、取付けネジ（図示せず）などの導電性部材と接触することなく取付けられていることで、絶縁層３２が損傷した場合においても、ショート電流が流れ続けることを防止できるフェールセーフ対策となる。
また、モータ制御装置２の金属基板３は、発熱体であるマグネットスイッチ８、スタータモータ１０、エンジン（図示せず）とは反対側の外部方向へ、ベース３１を露出させて取付けてある。そうすることで、発熱体からの熱輻射の影響を受け難くし、金属基板３に実装している電子部品６を保護している。
【００７５】
また、外側に向けてベースを取付けることで、ラジエータファン（図示せず）などにより発生する冷却風や走行風を直接基板で受けることができるので、放熱効果を得ることができる。
【００７６】
次に、アイドルストップスタータ１の電子モジュールとして用いる場合の固有の構成について説明する。
【００７７】
アイドルストップスタータ１は、エンジンの停止後の再始動時に起動される。そのとき、スタータ１には２００Ａ程度の大電流が流れる。一方では、この大電流が流れる時間は、例えば、０．５秒程度と短時間である。そのため、スタータ１への通電時に大電流を流すことによって発生する熱は大きいものの短期間である。そこで、金属基板３のベース３１は、この熱を一時的に蓄えられるような熱容量とする。一方で、ベース３１に蓄えられた熱は、図９や図１０に示すように、ベース３１から大気中に放熱される。
【００７８】
そのため、例えば、ベース３１としてアルミニュウムを用いた場合、ベースの寸法を、５０ｍｍ×６０ｍｍで厚さ２ｍｍとすると、例えば、２００Ａの電流を０．５秒間流した場合でも、その熱をベース３１に蓄積でき、電子モジュールの回路部に対する影響を無くすることができる。
【００７９】
ここで、再度エンジンが停止し、スタータ１を用いたエンジンの再始動までの時間は、予め５秒以上というように設計値として決まっている。従って、この時間内に蓄積された熱が放熱されれば、再度エンジンの再始動要求があっても問題が生じないものである。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態では、金属基板のベースが電気的に接地されていないことで、絶縁層に欠陥が生じた場合のショート電流を防止できると共に、絶縁層を薄くし、放熱性を向上することができる。また、モールドケースの外側端面に金属基板を取付けることで、製品サイズの小型化が可能となる。
【符号の説明】
【００８１】
１…アイドリングストップスタータ
２…電子モジュール
３…金属基板
３１…ベース
３２…絶縁層
３３…導体配線
３４…レジスト
４…モールドケース
４１…コネクタ
４２…接着剤受け溝
４３…カラー
４４…電極
４５…仕切板
５…樹脂カバー
６…電子部品
７…接続バスバー
８…マグネットスイッチ
８１…バッテリ端子
８２…モータ端子
８３…スイッチ端子
９…ギヤケース
１０…スタータモータ
１１…回転センサ
１２…ピニオンギヤ
１３…接着剤
１４…導電性接続部材
１５…第一注型樹脂
１６…アルミワイヤ
１７…最外壁
１８…スナップフィット
１９…パッキン
２０…ボンディングパッド
２１…第二注型樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属より成るベースの上面に樹脂による絶縁層を介して形成された導体配線を有する金属基板と、
該金属基板上に導電性接続部材を介して接続され、電気回路を形成している複数の電子部品と、
前記金属基板と前記電子部品を収容し、外部との電気的接続を行う為のバスバーやターミナル端子がインサートモールドされているモールドケースを有する電子モジュールであって、
前記金属基板は、導電性部材で構成された金属より成るベースが、車両の周囲にある接地されている導電性部材に対して非接触とし、絶縁部材で構成された接着部材によって、絶縁部材で構成された前記モールドケースに接着固定されており、前記金属基板のベースは電気的に非接地とした構造であって、
前記モールドケースは、上下の開放された枠状の形状をしており、
前記金属基板は、前記モールドケース端面と接着固定されており、
前記金属基板のベースの面は、前記モールドケース外側の大気中に露出していることを特徴とする電子モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の電子モジュールにおいて、
前記電子モジュールは、アイドルストップスタータの制御に用いられるものであり、
前記アイドルストップスタータは、スタータモータと、該スタータモータの出力軸に接続されたピニオンギヤを押し出すマグネットスイッチとを備え、
前記電子モジュールは、前記スタータモータと前記マグネットスイッチを制御するものであり、
前記金属基板のベースは、前記スタータモータに１回通電される際に発生する熱を蓄積可能な熱容量を有することを特徴とする電子モジュール。
【請求項３】
請求項２記載の電子モジュールにおいて、
前記金属基板は、スタータモータ、マグネットスイッチ、エンジンとは反対側の位置になる様に前記ギヤケースに取付けられていることを特徴とする電子モジュール。
【請求項４】
請求項１記載の電子モジュールにおいて、
前記モールドケースは、前記モールドケースと前記金属基板との接着部に設けられ、接着剤が充填される溝を備え、
該溝のモールドケースの内側の壁は、その外側の壁より低いことを特徴とする電子モジュール。
【請求項５】
請求項４記載の電子モジュールにおいて、
前記外側の壁の端部が、前記金属基板の外周の配線禁止帯の箇所に突き当てられることを特徴とする電子モジュール。
【請求項６】
請求項４記載の電子モジュールにおいて、
前記外側の壁の最外周の箇所に設けられた突起部を備え、
該突起部により、前記金属基板の端面を保持することを特徴とする電子モジュール。
【請求項７】
請求項４記載の電子モジュールにおいて、
前記内周の壁の端部が、前記金属基板の外周の配線禁止帯の箇所に突き当てられ、
前記金属基板の側端面と前記外側の壁とが前記接着剤により接着されることを特徴とする電子モジュール。
【請求項８】
請求項１記載の電子モジュールにおいて、
前記モールドケースは、前記モールドケースと前記金属基板との接触部に設けられ、パッキンが挿入される溝を備え、
該溝のモールドケースの内側の壁は、その外側の壁より低く、
さらに、前記モールドケースの外周端部に設けられ、前記金属基板を保持するスナップフィット部を備えることを特徴とする電子モジュール。
【請求項１】
金属より成るベースの上面に樹脂による絶縁層を介して形成された導体配線を有する金属基板と、
該金属基板上に導電性接続部材を介して接続され、電気回路を形成している複数の電子部品と、
前記金属基板と前記電子部品を収容し、外部との電気的接続を行う為のバスバーやターミナル端子がインサートモールドされているモールドケースを有する電子モジュールであって、
前記金属基板は、導電性部材で構成された金属より成るベースが、車両の周囲にある接地されている導電性部材に対して非接触とし、絶縁部材で構成された接着部材によって、絶縁部材で構成された前記モールドケースに接着固定されており、前記金属基板のベースは電気的に非接地とした構造であって、
前記モールドケースは、上下の開放された枠状の形状をしており、
前記金属基板は、前記モールドケース端面と接着固定されており、
前記金属基板のベースの面は、前記モールドケース外側の大気中に露出していることを特徴とする電子モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の電子モジュールにおいて、
前記電子モジュールは、アイドルストップスタータの制御に用いられるものであり、
前記アイドルストップスタータは、スタータモータと、該スタータモータの出力軸に接続されたピニオンギヤを押し出すマグネットスイッチとを備え、
前記電子モジュールは、前記スタータモータと前記マグネットスイッチを制御するものであり、
前記金属基板のベースは、前記スタータモータに１回通電される際に発生する熱を蓄積可能な熱容量を有することを特徴とする電子モジュール。
【請求項３】
請求項２記載の電子モジュールにおいて、
前記金属基板は、スタータモータ、マグネットスイッチ、エンジンとは反対側の位置になる様に前記ギヤケースに取付けられていることを特徴とする電子モジュール。
【請求項４】
請求項１記載の電子モジュールにおいて、
前記モールドケースは、前記モールドケースと前記金属基板との接着部に設けられ、接着剤が充填される溝を備え、
該溝のモールドケースの内側の壁は、その外側の壁より低いことを特徴とする電子モジュール。
【請求項５】
請求項４記載の電子モジュールにおいて、
前記外側の壁の端部が、前記金属基板の外周の配線禁止帯の箇所に突き当てられることを特徴とする電子モジュール。
【請求項６】
請求項４記載の電子モジュールにおいて、
前記外側の壁の最外周の箇所に設けられた突起部を備え、
該突起部により、前記金属基板の端面を保持することを特徴とする電子モジュール。
【請求項７】
請求項４記載の電子モジュールにおいて、
前記内周の壁の端部が、前記金属基板の外周の配線禁止帯の箇所に突き当てられ、
前記金属基板の側端面と前記外側の壁とが前記接着剤により接着されることを特徴とする電子モジュール。
【請求項８】
請求項１記載の電子モジュールにおいて、
前記モールドケースは、前記モールドケースと前記金属基板との接触部に設けられ、パッキンが挿入される溝を備え、
該溝のモールドケースの内側の壁は、その外側の壁より低く、
さらに、前記モールドケースの外周端部に設けられ、前記金属基板を保持するスナップフィット部を備えることを特徴とする電子モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１１５２７６（Ｐ２０１３−１１５２７６Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０９４０（Ｐ２０１１−２６０９４０）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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