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JP7756017B2 - Control device - Google Patents
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JP7756017B2 - Control device - Google Patents

Control device

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JP7756017B2 JP2022023450A JP2022023450A JP7756017B2 JP 7756017 B2 JP7756017 B2 JP 7756017B2 JP 2022023450 A JP2022023450 A JP 2022023450A JP 2022023450 A JP2022023450 A JP 2022023450A JP 7756017 B2 JP7756017 B2 JP 7756017B2
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Description

本発明は、制御装置に関する。 The present invention relates to a control device.

特許文献1には、BGA型素子が搭載されたプリント基板が開示されている。このプリント基板は、BGA型素子の隅部を通る対角線上に形成された円形状の円形貫通部を有している。 Patent Document 1 discloses a printed circuit board mounted with a BGA-type device. This printed circuit board has a circular through-hole formed on a diagonal line passing through the corner of the BGA-type device.

同様に、特許文献2には、BGA型素子が搭載されたプリント基板が開示されている。このプリント基板は、BGA型素子の隅部を通る対角線を横切るように隅部に沿ってL字状に連続するL字状貫通部を有している。 Similarly, Patent Document 2 discloses a printed circuit board mounted with a BGA-type device. This printed circuit board has an L-shaped through-hole that runs continuously along the corner of the BGA-type device, crossing a diagonal line that passes through the corner.

特開2001-119107号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-119107 特開2007-165469号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-165469

特許文献1,2のプリント基板は、例えば外部入力によりプリント基板が撓んだときに、BGA型素子の隅部における複数の接続端子に応力が過度に作用し、接続端子とプリント基板との間の電気的な断線が生じるという問題に対処するために設計された。 The printed circuit boards in Patent Documents 1 and 2 were designed to address the problem that, when the printed circuit board is bent due to, for example, an external input, excessive stress acts on the multiple connection terminals at the corners of the BGA-type device, causing electrical disconnections between the connection terminals and the printed circuit board.

より詳細には、特許文献1では、プリント基板の変形に伴う応力がBGA型素子の隅部に伝達されることを抑制するために、円形貫通部が、BGA型素子の隅部を通る対角線上に設けられている。しかし、円形貫通部に関しては、貫通部の面積に対する応力伝達の抑制効果が小さい虞がある。 More specifically, in Patent Document 1, circular through-holes are provided on diagonal lines passing through the corners of the BGA element to prevent stress caused by deformation of the printed circuit board from being transmitted to the corners of the BGA element. However, there is a risk that the circular through-holes may not be effective in suppressing stress transmission relative to the area of the through-hole.

一方、特許文献2のL字状貫通部は、特許文献1の円形貫通部よりも面積が大きく、貫通部の面積に対する応力伝達の抑制効果が高くなるが、BGA型素子の隅部における配線のレイアウトの自由度を確保することができない虞がある。 On the other hand, the L-shaped through-hole in Patent Document 2 has a larger area than the circular through-hole in Patent Document 1, and is more effective in suppressing stress transmission relative to the area of the through-hole, but there is a risk that it will be difficult to ensure freedom in wiring layout at the corners of the BGA-type device.

本発明は、従来の実情に鑑みて案出されたもので、BGA型素子の隅部における配線のレイアウトの自由度を確保しつつ、BGA型素子とプリント基板との間の電気的な断線を抑制することが可能な制御装置を提供することを一つの目的としている。 The present invention was devised in light of the current situation, and one of its objectives is to provide a control device that can prevent electrical disconnections between a BGA element and a printed circuit board while ensuring freedom in the layout of wiring in the corners of the BGA element.

本発明では、その一態様として、貫通部は、隅部を通るBGA型素子の対角線と交差する箇所を除いて隅部の接線方向に延びる。 In one aspect of the present invention, the through-hole extends in the tangential direction of the corner, except where it intersects with the diagonal of the BGA-type device that passes through the corner.

本発明によれば、BGA型素子の隅部における配線のレイアウトの自由度を確保しつつ、BGA型素子とプリント基板との間の電気的な断線を抑制することができる。 This invention makes it possible to prevent electrical disconnections between the BGA element and the printed circuit board while ensuring freedom in the layout of wiring at the corners of the BGA element.

第1の実施形態の制御装置の内部構成を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the internal configuration of the control device according to the first embodiment. 第1の実施形態のプリント基板に対する複数の半田の配置を示すプリント基板の平面図である。2 is a plan view of the printed circuit board showing the arrangement of a plurality of solders on the printed circuit board of the first embodiment. FIG. 従来技術のプリント基板における配線パターンを示したプリント基板の平面図である。FIG. 1 is a plan view of a printed circuit board showing a wiring pattern in a conventional printed circuit board. 第2の実施形態のプリント基板に対する複数の半田の配置を示すプリント基板の平面図である。FIG. 10 is a plan view of a printed circuit board showing the arrangement of a plurality of solders on the printed circuit board of the second embodiment. 第1および第2貫通孔部の角度に対する半田における応力の解析結果を示すグラフである。10 is a graph showing the analysis results of stress in solder versus the angle between the first and second through-hole portions. 第1および第2貫通孔部の幅に対する半田における応力の解析結果を示すグラフである。10 is a graph showing the analysis results of stress in solder versus the width of the first and second through-hole portions. 第1および第2貫通孔部の距離に対する半田における応力の解析結果を示すグラフである。10 is a graph showing the analysis results of stress in solder versus the distance between the first and second through-hole portions. 第1および第2貫通孔部の長さに対する半田における応力の解析結果を示すグラフである。10 is a graph showing the analysis results of stress in solder versus the length of the first and second through-hole portions.

以下、本発明の制御装置の実施形態を図面に基づき説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の制御装置の内部構成を示す平面図、より詳細には、BGAマイコン2が搭載されたプリント基板1の平面図である。図2は、第1の実施形態のプリント基板1に対する複数の半田4の配置を示すプリント基板1の平面図である。なお、図2では、BGAマイコン2の正方形状の外形は、破線で示してある。また、図2では、図を簡潔にするために、1つの第1貫通孔部5の周囲のみの配線パターンを示してある。
Hereinafter, an embodiment of a control device of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
Fig. 1 is a plan view showing the internal configuration of the control device of the first embodiment, and more specifically, a plan view of a printed circuit board 1 on which a BGA microcomputer 2 is mounted. Fig. 2 is a plan view of the printed circuit board 1 showing the arrangement of multiple solder joints 4 on the printed circuit board 1 of the first embodiment. Note that in Fig. 2, the square outline of the BGA microcomputer 2 is shown by a dashed line. Also, in Fig. 2, for simplicity of illustration, the wiring pattern around only one first through-hole portion 5 is shown.

制御装置は、車両に用いられるオートマチックトランスミッションの変速を制御するための電子制御装置である。この電子制御装置は、プリント基板1と、該プリント基板1に搭載されたBGA(Ball Grid Array)型素子であるBGAマイコン2と、プリント基板1およびBGAマイコン2を収容する図示せぬハウジングとを備えている。 The control device is an electronic control device for controlling gear changes in an automatic transmission used in a vehicle. This electronic control device includes a printed circuit board 1, a BGA (Ball Grid Array) microcomputer 2, which is a BGA type element mounted on the printed circuit board 1, and a housing (not shown) that houses the printed circuit board 1 and the BGA microcomputer 2.

プリント基板1は、合成樹脂材料により、矩形、本実施形態では正方形の板状に形成されており、図示せぬ固定部材、例えばねじ部材を介して図示せぬハウジングに取付固定されている。プリント基板1は、4つの角部1bの各々の付近に設けられた貫通部3を有している。 The printed circuit board 1 is made of synthetic resin and is formed into a rectangular, or in this embodiment, square, plate shape. It is attached and fixed to a housing (not shown) via fixing members (not shown), such as screws. The printed circuit board 1 has through holes 3 provided near each of the four corners 1b.

BGAマイコン2は、図1に示すように、プリント基板1よりも小さい正方形の外形を有する概ね板状に形成されている。BGAマイコン2は、該BGAマイコン2の各辺2aがプリント基板1の各辺1aと対向するようにプリント基板1の中央部に配置されている。BGAマイコン2は、プリント基板1と対向する面に設けられた複数の接続端子である半田4を有しており、この半田4を溶融することでプリント基板1の面1cに電気的かつ機械的に接続される。図2に示すように、BGAマイコン2の中央部では、半田4は、4×4のマトリックスM1を構成するように等間隔に配置されている。一方、図2に示すように、BGAマイコン2の周囲部では、半田4は、BGAマイコン2の各辺2aの長さ方向中央部では4列で等間隔に配置されており、上記長さ方向中央部を挟んで両側に位置する残りの部分である隅部2bでは3列で等間隔に配置されている。より詳細には、各辺2aの長さ方向中央部では、半田4は、4×8のマトリックスM2を構成するように等間隔に配置されている。一方、BGAマイコン2の各隅部2bでは、半田4は、BGAマイコン2の対角線(該対角線の延長線を含み、プリント基板1の対角線に対応する)Xに対して左右対称となるL字状に3列で27個の半田4を並べることで等間隔に配置されている。図2に示すように、各隅部2bでは、3個の半田4がBGAマイコン2の対角線X上に配置されている。 As shown in FIG. 1, the BGA microcontroller 2 is formed in a generally square plate shape that is smaller than the printed circuit board 1. The BGA microcontroller 2 is positioned in the center of the printed circuit board 1 so that each side 2a of the BGA microcontroller 2 faces each side 1a of the printed circuit board 1. The BGA microcontroller 2 has multiple solder joints 4, which are connection terminals, provided on the surface facing the printed circuit board 1. By melting these solder joints 4, the BGA microcontroller 2 is electrically and mechanically connected to the surface 1c of the printed circuit board 1. As shown in FIG. 2, in the center of the BGA microcontroller 2, the solder joints 4 are equally spaced to form a 4x4 matrix M1. Meanwhile, as shown in FIG. 2, in the peripheral portion of the BGA microcontroller 2, the solder joints 4 are equally spaced in four rows at the longitudinal center of each side 2a of the BGA microcontroller 2, and are equally spaced in three rows at the corners 2b, which are the remaining portions located on both sides of the longitudinal center. More specifically, in the longitudinal center of each side 2a, the solder 4 is arranged at equal intervals to form a 4x8 matrix M2. Meanwhile, in each corner 2b of the BGA microcomputer 2, the solder 4 is arranged at equal intervals by arranging 27 solder 4 in three rows in an L-shape that is symmetrical with respect to the diagonal X of the BGA microcomputer 2 (including the extension of that diagonal, which corresponds to the diagonal X of the printed circuit board 1). As shown in Figure 2, in each corner 2b, three solder 4 are arranged on the diagonal X of the BGA microcomputer 2.

プリント基板1には、該プリント基板1の各角部1bとBGAマイコン2の隅部2bとの間における隅部2b寄りの位置に、BGAマイコン2の対角線Xを挟んで直線状に延びる細長い貫通部3が貫通形成されている。つまり、プリント基板1には、隅部2bを通るBGAマイコン2の対角線Xと交差する箇所を除いて、対角線Xと直交する方向に延びる細長い貫通部3が貫通形成されている。ここで、BGAマイコン2の対角線Xと直交する方向とは、各隅部2bの頂点Pを通る接線Yに沿った方向である。 Elongated through-holes 3 extending linearly across the diagonal line X of the BGA microcomputer 2 are formed through the printed circuit board 1 at positions between each corner 1b of the printed circuit board 1 and the corner 2b of the BGA microcomputer 2, near the corner 2b. In other words, the printed circuit board 1 is formed with elongated through-holes 3 extending in a direction perpendicular to the diagonal line X, except for the locations where they intersect with the diagonal line X of the BGA microcomputer 2 that passes through the corner 2b. Here, the direction perpendicular to the diagonal line X of the BGA microcomputer 2 is the direction along the tangent line Y that passes through the vertex P of each corner 2b.

貫通部3は、同様の形状に形成された細長い第1貫通孔部5および第2貫通孔部6を有している。第1貫通孔部5および第2貫通孔部6は、BGAマイコン2の対角線Xに対して対称となるように互いに離間して設けられている。換言すれば、第1貫通孔部5および第2貫通孔部6は、BGAマイコン2の対角線Xと交差する箇所を挟んで直線状に延びている。 The through-hole 3 has a first through-hole 5 and a second through-hole 6 that are elongated and formed in the same shape. The first through-hole 5 and the second through-hole 6 are spaced apart and symmetrical with respect to the diagonal line X of the BGA microcomputer 2. In other words, the first through-hole 5 and the second through-hole 6 extend in straight lines, sandwiching the point where they intersect with the diagonal line X of the BGA microcomputer 2.

第1貫通孔部5は、図1および図2に示すようにプリント基板1と直交する方向から見たときに対角線Xに対して一方の側に配置されている。第1貫通孔部5は、BGAマイコン2の頂点Pを通る接線Yに沿った方向(接線方向)に延びている。つまり、第1貫通孔部5は、図1に示すように辺2aと平行な線Zと第1貫通孔部5とによって形成される角度αが45度となるように延びている。第1貫通孔部5は、概ね長方形の形状をなしており、接線Yの方向における一端に円弧状に形成された内側円弧状部5aと、接線Yの方向における他端に円弧状に形成された外側円弧状部5bと、を有している。第1貫通孔部5の内側円弧状部5aは、第2貫通孔部6の内側円弧状部6aと対向している。外側円弧状部5bは、図2に示すようにBGAマイコン2の隅部2bの頂点Pから辺2aの方向に沿って3番目に位置する半田4よりも頂点P側に位置するように設けられている。また、図1に示すように、接線Yの方向に沿った第1貫通孔部5の長さAは、BGAマイコン2の対角線Xに沿った第1貫通孔部5の幅Bよりも長くなっている。また、BGAマイコン2の隅部2bの頂点Pから第1貫通孔部5の内側円弧状部5aまでの距離(最短距離)Cは、第1貫通孔部5の内側円弧状部5aと第2貫通孔部6の内側円弧状部6aとの間の距離Dよりも短くなっている。 As shown in Figures 1 and 2, the first through-hole portion 5 is located on one side of the diagonal line X when viewed from a direction perpendicular to the printed circuit board 1. The first through-hole portion 5 extends in a direction (tangential direction) along the tangent line Y passing through the vertex P of the BGA microcomputer 2. In other words, as shown in Figure 1, the first through-hole portion 5 extends so that the angle α formed by the first through-hole portion 5 and a line Z parallel to the side 2a is 45 degrees. The first through-hole portion 5 has a roughly rectangular shape and has an inner arc-shaped portion 5a formed in an arc shape at one end in the direction of the tangent line Y and an outer arc-shaped portion 5b formed in an arc shape at the other end in the direction of the tangent line Y. The inner arc-shaped portion 5a of the first through-hole portion 5 faces the inner arc-shaped portion 6a of the second through-hole portion 6. As shown in FIG. 2, the outer arc-shaped portion 5b is positioned closer to the vertex P of the corner 2b of the BGA microcomputer 2 than the third piece of solder 4 along the direction of the side 2a from the vertex P. Also, as shown in FIG. 1, the length A of the first through-hole portion 5 along the tangent Y is longer than the width B of the first through-hole portion 5 along the diagonal X of the BGA microcomputer 2. Also, the distance C (shortest distance) from the vertex P of the corner 2b of the BGA microcomputer 2 to the inner arc-shaped portion 5a of the first through-hole portion 5 is shorter than the distance D between the inner arc-shaped portion 5a of the first through-hole portion 5 and the inner arc-shaped portion 6a of the second through-hole portion 6.

同様に、第2貫通孔部6は、図1および図2に示すようにプリント基板1と直交する方向から見たときに対角線Xに対して他方の側に配置されている。第2貫通孔部6は、BGAマイコン2の隅部2bの頂点Pを通る接線Yの方向に延びている。つまり、第2貫通孔部6は、BGAマイコン2の辺2aと平行な線Zと第2貫通孔部6とによって形成される角度αが45度となるように延びている。第2貫通孔部6は、概ね長方形の形状をなしており、接線Yの方向における一端に円弧状に形成された内側円弧状部6aと、接線Yの方向における他端に円弧状に形成された外側円弧状部6bと、を有している。第2貫通孔部6の内側円弧状部6aは、第1貫通孔部5の内側円弧状部5aと対向している。外側円弧状部6bは、BGAマイコン2の隅部2bの頂点Pから辺2aの方向に沿って3番目に位置する半田4よりも頂点P側に位置するように設けられている。また、接線Yの方向に沿った第2貫通孔部6の長さAは、BGAマイコン2の対角線Xに沿った第2貫通孔部6の幅Bよりも長くなっている。また、BGAマイコン2の隅部2bの頂点Pから第2貫通孔部6の内側円弧状部6aまでの距離(最短距離)Cは、第1貫通孔部5の内側円弧状部5aと第2貫通孔部6の内側円弧状部6aとの間の距離Dよりも短くなっている。 Similarly, the second through-hole portion 6 is located on the other side of the diagonal line X when viewed from a direction perpendicular to the printed circuit board 1, as shown in Figures 1 and 2. The second through-hole portion 6 extends in the direction of a tangent line Y passing through the vertex P of the corner portion 2b of the BGA microcomputer 2. In other words, the second through-hole portion 6 extends so that the angle α formed by the second through-hole portion 6 and a line Z parallel to the side 2a of the BGA microcomputer 2 is 45 degrees. The second through-hole portion 6 is generally rectangular in shape and has an inner arc-shaped portion 6a formed in an arc shape at one end in the direction of the tangent line Y and an outer arc-shaped portion 6b formed in an arc shape at the other end in the direction of the tangent line Y. The inner arc-shaped portion 6a of the second through-hole portion 6 faces the inner arc-shaped portion 5a of the first through-hole portion 5. The outer arc-shaped portion 6b is positioned closer to the vertex P of the corner 2b of the BGA microcomputer 2 than the third piece of solder 4 along the direction of the side 2a from the vertex P. The length A of the second through-hole portion 6 along the direction of the tangent Y is longer than the width B of the second through-hole portion 6 along the diagonal X of the BGA microcomputer 2. The distance C (shortest distance) from the vertex P of the corner 2b of the BGA microcomputer 2 to the inner arc-shaped portion 6a of the second through-hole portion 6 is shorter than the distance D between the inner arc-shaped portion 5a of the first through-hole portion 5 and the inner arc-shaped portion 6a of the second through-hole portion 6.

プリント基板1のうち第1貫通孔部5とBGAマイコン2の辺2aとの間に位置する第1領域R1は、プリント基板1の角部1bと比べて比較的剛性の高い部位となっている。第1領域R1の剛性が比較的高いのは、プリント基板1の角部1bが自由端であるのに対し、第1領域R1は、隅部2bの最外部にある複数の半田4によって支持されており、変形し難いからである。 The first region R1 of the printed circuit board 1, located between the first through-hole portion 5 and the side 2a of the BGA microcomputer 2, is a portion with relatively higher rigidity than the corner 1b of the printed circuit board 1. The relatively higher rigidity of the first region R1 is due to the fact that, while the corner 1b of the printed circuit board 1 is a free end, the first region R1 is supported by multiple solder joints 4 at the outermost edge of the corner 2b, making it less susceptible to deformation.

同様の理由により、プリント基板1のうち第2貫通孔部6とBGAマイコン2の辺2aとの間に位置する第2領域R2は、プリント基板1の角部1bと比べて比較的剛性の高い部位となっている。 For the same reason, the second region R2 of the printed circuit board 1, which is located between the second through-hole portion 6 and the side 2a of the BGA microcomputer 2, is a portion that is relatively more rigid than the corner portion 1b of the printed circuit board 1.

次に、BGAマイコン2の隅部2bに設けられた半田4からプリント基板1の面1cに引き出された配線Lの配線パターンについて説明する。 Next, we will explain the wiring pattern of the wiring L that is drawn from the solder 4 provided in the corner 2b of the BGA microcomputer 2 to the surface 1c of the printed circuit board 1.

まず、説明の都合上、隅部2bの頂点Pに最も近い半田4から第1貫通孔部5と対向する辺2aの長さ方向に沿って6番目までの半田4を、頂点P側から順に「半田4a」、「半田4b」、「半田4c」、「半田4d」、「半田4e」、「半田4f」と定義する。さらに、半田4a~4fに隣接する列の5つの半田4を、頂点P側から順に「半田4g」、「半田4h」、「半田4i」、「半田4j」、「半田4k」と定義する。 First, for convenience of explanation, the solder 4 closest to the vertex P of the corner 2b through to the sixth solder 4 along the length of the side 2a facing the first through-hole portion 5 will be defined as "solder 4a," "solder 4b," "solder 4c," "solder 4d," "solder 4e," and "solder 4f," in order from the vertex P side. Furthermore, the five solders 4 in the row adjacent to solders 4a through 4f will be defined as "solder 4g," "solder 4h," "solder 4i," "solder 4j," and "solder 4k," in order from the vertex P side.

図2に示すように、半田4a,4b,4gから引き出された配線La,Lb,Lgは、BGAマイコン2の対角線Xの方向に沿って第1および第2貫通孔部5,6の間を通って延び、関連する電子部品に電気的に接続されている。また、半田4c,4d,4e,4fから引き出された配線Lc,Ld,LeおよびLfは、辺2aと直交するようにBGAマイコン2の外側へと延び、関連する他の電子部品に電気的に接続されている。また、半田4h,4i,4j,4kから引き出された配線Lh,Li,Lj,Lkは、半田4b,4c,4d,4eを迂回してから辺2aと直交するようにBGAマイコン2の外側へと延び、関連する他の電子部品に電気的に接続されている。
(第1の実施形態の効果)
図3は、従来技術(特許文献2)のプリント基板1における配線パターンを示したプリント基板1の平面図である。なお、特許文献2には、実際に配線パターンが示されているわけではないが、当業者がBGAマイコン2において設計し得る配線パターンの一例を示してある。
2, the wiring La, Lb, and Lg drawn from the solders 4a, 4b, and 4g extend between the first and second through-holes 5 and 6 along the diagonal line X of the BGA microcomputer 2 and are electrically connected to related electronic components. The wiring Lc, Ld, Le, and Lf drawn from the solders 4c, 4d, 4e, and 4f extend to the outside of the BGA microcomputer 2 perpendicular to the side 2a and are electrically connected to other related electronic components. The wiring Lh, Li, Lj, and Lk drawn from the solders 4h, 4i, 4j, and 4k bypass the solders 4b, 4c, 4d, and 4e and then extend to the outside of the BGA microcomputer 2 perpendicular to the side 2a and are electrically connected to other related electronic components.
(Effects of the First Embodiment)
3 is a plan view of a printed circuit board 1 showing a wiring pattern on the printed circuit board 1 of the prior art (Patent Document 2). Note that Patent Document 2 does not actually show a wiring pattern, but shows an example of a wiring pattern that a person skilled in the art can design in a BGA microcomputer 2.

図3に示すように、従来技術では、半田4a,4bから引き出された配線La,Lbが、辺2aと直交する方向に延びてから、L字状貫通孔部7との干渉を避けるように頂点Pから離間する方向に傾斜し、そして、辺2aと直交するように延びている。また、半田4c,4dから引き出された配線Lc,Ldは、配線La,Lbの経路の影響を受けて、配線La,Lbと同様に頂点Pから離間する方向に傾斜してから辺2aと直交するように延びている。また、半田4g,4h,4i,4jから引き出された配線Lg,Lh,Li,Ljは、半田4a,4b,4c,4dを迂回してから辺2aと直交する方向に延び、そして、配線La,Lbの間、配線Lb,Lcの間、配線Lc,Ldの間、配線Ld,Leの間をそれぞれ通って配線La,Lb,Lc,Ldと同様に延びている。ここで、配線La,Lb,Lc,Ld,Lg,Lh,Li,Ljは、図3に示すように、L字状貫通孔部7の回避に伴う傾斜領域Wにおいて隣接する配線との距離が互いに狭くなっている。この距離は、辺2aの長さ方向中央部に向かうほど狭くなる。図3に示す従来技術では、図3に示すように、傾斜領域Wにおける配線Ldと配線Ljとの間の距離が最も狭くなっており、配線Ldと配線Ljとが、傾斜領域Wにおいて配線のメッキ工程で繋がってしまう虞があった。 As shown in Figure 3, in the prior art, wires La and Lb drawn from solder 4a and 4b extend in a direction perpendicular to side 2a, then tilt away from vertex P to avoid interference with L-shaped through-hole 7, and then extend perpendicular to side 2a. Similarly, wires Lc and Ld drawn from solder 4c and 4d are influenced by the paths of wires La and Lb, and similarly tilt away from vertex P before extending perpendicular to side 2a. Wires Lg, Lh, Li, and Lj drawn from solder 4g, 4h, 4i, and 4j bypass solders 4a, 4b, 4c, and 4d before extending perpendicular to side 2a, and then extend between wires La and Lb, between wires Lb and Lc, between wires Lc and Ld, and between wires Ld and Le, respectively, in the same way as wires La, Lb, Lc, and Ld. As shown in Figure 3, the distance between adjacent wires La, Lb, Lc, Ld, Lg, Lh, Li, and Lj is narrower in the inclined region W that avoids the L-shaped through-hole 7. This distance narrows toward the center of the length of the side 2a. In the conventional technology shown in Figure 3, the distance between wires Ld and Lj is narrowest in the inclined region W, which raises the risk of wires Ld and Lj becoming connected in the inclined region W during the wiring plating process.

しかし、本実施形態では、貫通部3がBGAマイコン2の対角線Xと交差する箇所を除いてBGAマイコン2の隅部2bの接線Yに沿った方向に延びている。より詳細には、貫通部3は、BGAマイコン2の隅部2bの接線Yに沿った方向に延びる細長い第1貫通孔部5および第2貫通孔部6を有しており、第1および第2貫通孔部5,6は互いに離間している。 However, in this embodiment, the through portion 3 extends in a direction along the tangent line Y of the corner 2b of the BGA microcomputer 2, except for the point where it intersects with the diagonal line X of the BGA microcomputer 2. More specifically, the through portion 3 has elongated first and second through hole portions 5 and 6 that extend in a direction along the tangent line Y of the corner 2b of the BGA microcomputer 2, and the first and second through hole portions 5 and 6 are spaced apart from each other.

このため、BGAマイコン2の隅部2bの頂点Pに近い半田4a,4b,4gから引き出された配線La,Lb,Lgは、互いに所定の距離だけ離間した状態で第1および第2貫通孔部5,6の間の領域を通って平行に延びてから、関連する電子部品に接続される。また、残りの半田4c,4d,4e,4f,4h,4i,4j,4kから引き出された配線Lc,Ld,Le,Lf,Lh,Li,Lj,Lkは、互いに所定の距離だけ離間した状態で辺2aと直交する方向に延びてから、関連する他の電子部品に電気的に接続される。従って、上述した従来技術の配線のメッキ工程での問題を抑制しつつ、配線La~Lk、特に配線La,Lb,Lgのレイアウトの自由度を確保することができる。 As a result, the wiring lines La, Lb, and Lg drawn from the solder lines 4a, 4b, and 4g near the apex P of the corner 2b of the BGA microcomputer 2 run parallel to each other through the region between the first and second through-holes 5 and 6, spaced a predetermined distance from each other, before being connected to the associated electronic components. Furthermore, the wiring lines Lc, Ld, Le, Lf, Lh, Li, Lj, and Lk drawn from the remaining solder lines 4c, 4d, 4e, 4f, 4h, 4i, 4j, and 4k run perpendicular to the edge 2a, spaced a predetermined distance from each other, before being electrically connected to other associated electronic components. This ensures flexibility in the layout of the wiring lines La-Lk, particularly the wiring lines La, Lb, and Lg, while minimizing the problems associated with the wiring plating process of the prior art.

また、トランスミッションの振動がハウジングを介してプリント基板1に伝達され、このプリント基板1がその厚み方向に撓むときには、プリント基板1の撓みが、第1および第2貫通孔部5,6の間を介して第1および第2領域R1,R2に到達する。第1領域R1は、隅部2bの最外部にある半田4a,4bによって支持され、一方、第2領域R2は、半田4a,4gによって支持されているため、プリント基板1の角部1bに比べて比較的剛性が高い部位となっている。よって、プリント基板1の撓みの一部が第1および第2領域R1,R2で吸収されるので、プリント基板1の撓みに伴う応力が隅部2bの半田4、特に半田4a,4b,4gに過度に作用することが抑制される。従って、半田4の損傷を低減し、BGAマイコン2とプリント基板1との間の電気的な断線を抑制することができる。 Furthermore, when transmission vibrations are transmitted to the printed circuit board 1 through the housing and the printed circuit board 1 bends in its thickness direction, the bending of the printed circuit board 1 reaches the first and second regions R1, R2 through the first and second through-holes 5, 6. The first region R1 is supported by the solder 4a, 4b at the outermost part of the corner 2b, while the second region R2 is supported by the solder 4a, 4g, making it a region with relatively higher rigidity than the corner 1b of the printed circuit board 1. Therefore, a portion of the bending of the printed circuit board 1 is absorbed by the first and second regions R1, R2, preventing excessive stress caused by the bending of the printed circuit board 1 from acting on the solder 4 at the corner 2b, particularly the solder 4a, 4b, and 4g. This reduces damage to the solder 4 and prevents electrical disconnections between the BGA microcomputer 2 and the printed circuit board 1.

以上により、本実施形態により、配線La~Lk、特に配線La,Lb,Lgのレイアウトの自由度を確保しつつ、BGAマイコン2とプリント基板1との間の電気的な断線を抑制することができる。
(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態のプリント基板1に対する複数の半田4の配置を示すプリント基板の平面図である。
As described above, this embodiment can prevent electrical disconnections between the BGA microcomputer 2 and the printed circuit board 1 while ensuring freedom in the layout of the wiring La to Lk, especially the wiring La, Lb, and Lg.
Second Embodiment
FIG. 4 is a plan view of the printed circuit board 1 according to the second embodiment, showing the arrangement of a plurality of solders 4 on the printed circuit board 1. In FIG.

第2の実施形態では、第1および第2貫通孔部5,6は、BGAマイコン2の対角線Xと直交するように直線状に延びていない。つまり、本実施形態では、第1および第2貫通孔部5,6は、辺2aと平行な線Zと第1および第2貫通孔部5,6のそれぞれとによって形成される角度αが30度となるように延びている。
(第2の実施形態の効果)
従って、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、配線La,Lb,Lgが第1貫通孔部5と第2貫通孔部6との間の領域を通して電子部品に電気的に接続され、さらに、プリント基板1の撓みの一部が剛性の比較的高い第1および第2領域R1,R2で吸収される。よって、配線La~Lk、特に配線La,Lb,Lgのレイアウトの自由度を確保しつつ、BGAマイコン2とプリント基板1との間の電気的な断線を抑制することができる。
(その他の実施形態)
図5は、第1および第2貫通孔部5,6の角度αに対する半田4aにおける応力の解析結果を示すグラフである。なお、図5では、隅部2bに位置する半田4の代表として、隅部2bの頂点に最も近くにあり、プリント基板1の撓みに伴う応力の影響を最も受けやすい半田4aに作用する応力を示してある。また、第1および第2貫通孔部5,6の角度αとは、図1および図4に示すように、BGAマイコン2の辺2aと平行な線Zと第1および第2貫通孔部5,6のそれぞれとによって形成される角度αである。
In the second embodiment, the first and second through-hole portions 5, 6 do not extend linearly so as to be perpendicular to the diagonal line X of the BGA microcomputer 2. In other words, in this embodiment, the first and second through-hole portions 5, 6 extend so that the angle α formed by each of the first and second through-hole portions 5, 6 and a line Z parallel to the side 2 a is 30 degrees.
(Effects of the second embodiment)
Therefore, in the second embodiment, as in the first embodiment, the wirings La, Lb, and Lg are electrically connected to the electronic components through the region between the first through-hole portion 5 and the second through-hole portion 6, and further, part of the flexure of the printed circuit board 1 is absorbed by the first and second regions R1 and R2, which have relatively high rigidity. Thus, electrical disconnection between the BGA microcomputer 2 and the printed circuit board 1 can be suppressed while ensuring freedom in the layout of the wirings La to Lk, especially the wirings La, Lb, and Lg.
(Other embodiments)
Fig. 5 is a graph showing the analysis results of the stress in the solder 4a versus the angle α of the first and second through-hole portions 5, 6. Note that Fig. 5 shows the stress acting on the solder 4a, which is closest to the apex of the corner 2b and is most susceptible to the influence of the stress associated with the bending of the printed circuit board 1, as a representative of the solder 4 located at the corner 2b. The angle α of the first and second through-hole portions 5, 6 is the angle α formed by the line Z parallel to the side 2a of the BGA microcomputer 2 and each of the first and second through-hole portions 5, 6, as shown in Figs. 1 and 4.

図5に示すように、半田4aに作用する応力(最大応力)は、角度αが0度のときに最も高くなり、角度αが10度になるまで減少する。そして、この応力は、角度αが10~40度の範囲で多少の増減はあるものの、角度αが45度のときに最小となる。また、この応力は、角度αが45度よりも大きく90度以下の範囲では直線的に増加する。 As shown in Figure 5, the stress (maximum stress) acting on the solder 4a is highest when the angle α is 0 degrees and decreases until the angle α is 10 degrees. This stress increases or decreases slightly as the angle α ranges from 10 to 40 degrees, but is at its lowest when the angle α is 45 degrees. This stress also increases linearly when the angle α is greater than 45 degrees and less than or equal to 90 degrees.

なお、第1および第2貫通孔部5,6がプリント基板1に設けられていない場合に半田4aに作用する応力を、グラフの横軸に平行である太い直線Qによって示している。図5に示すように、直線Qは、角度αが0度であるときに半田4aに作用する応力よりも大幅に大きい値となっている。 The stress acting on the solder 4a when the first and second through-holes 5, 6 are not provided in the printed circuit board 1 is shown by the thick line Q parallel to the horizontal axis of the graph. As shown in Figure 5, the line Q has a value that is significantly greater than the stress acting on the solder 4a when the angle α is 0 degrees.

図6は、第1および第2貫通孔部5,6の幅Bに対する半田4aにおける応力の解析結果を示すグラフである。なお、図6では、図1に示すように直線状に延びる第1および第2貫通孔部5,6の幅Bに対する半田4aにおける応力を示してある。 Figure 6 is a graph showing the analysis results of the stress in the solder 4a versus the width B of the first and second through-hole portions 5, 6. Note that Figure 6 shows the stress in the solder 4a versus the width B of the first and second through-hole portions 5, 6, which extend linearly as shown in Figure 1.

図6に示すように、半田4aに作用する応力(最大応力)は、幅Bが1~2mmの間では、所定の減少率で減少しており、幅Bが2~3mmの間では、幅Bが1~2mmの間よりも小さい減少率で低下している。 As shown in Figure 6, the stress (maximum stress) acting on the solder 4a decreases at a predetermined rate when the width B is between 1 and 2 mm, and decreases at a smaller rate when the width B is between 2 and 3 mm than when the width B is between 1 and 2 mm.

図7は、第1および第2貫通孔部5,6の距離Cに対する半田4aにおける応力の解析結果を示すグラフである。なお、図7では、図1に示すように直線状に延びる第1および第2貫通孔部5,6の距離Cに対する半田4aにおける応力を示してある。 Figure 7 is a graph showing the analysis results of the stress in the solder 4a versus the distance C between the first and second through-hole portions 5, 6. Note that Figure 7 shows the stress in the solder 4a versus the distance C between the first and second through-hole portions 5, 6, which extend linearly as shown in Figure 1.

図7に示すように、半田4aに作用する応力(最大応力)は、距離Cが1~2mmのときに所定の増加率で増加し、距離Cが2~3mmのときには1~2mmのときよりも大きい増加率で増加する。 As shown in Figure 7, the stress (maximum stress) acting on the solder 4a increases at a predetermined rate when the distance C is 1 to 2 mm, and increases at a greater rate when the distance C is 2 to 3 mm than when the distance C is 1 to 2 mm.

図8は、第1および第2貫通孔部5,6の長さAに対する半田4aにおける応力の解析結果を示すグラフである。なお、図8では、図1に示すように直線状に延びる第1および第2貫通孔部5,6の長さAに対する半田4aにおける応力を示してある。 Figure 8 is a graph showing the analysis results of the stress in the solder 4a versus the length A of the first and second through-hole portions 5, 6. Note that Figure 8 shows the stress in the solder 4a versus the length A of the first and second through-hole portions 5, 6, which extend linearly as shown in Figure 1.

図8に示すように、半田4aに作用する応力(最大応力)は、第1および第2貫通孔部5,6の長さAが3.5~4.75mmのときには緩やかに減少しているが、長さAが4.75~6mmのときには急激に減少している。第1および第2貫通孔部5,6の長さAが4.75~6mmと比較的長くなると、BGAマイコン2の隅部2bに隣接する剛性が比較的高い第1および第2領域R1,R2(図1参照)の面積が増加するから、トランスミッションの振動に伴いプリント基板1が撓むときに、この撓みが広い第1および第2領域R1,R2によって吸収され易くなる。これにより、プリント基板1の撓みに伴う応力が隅部2bの半田4、特に半田4aに作用し難くなる。従って、第1および第2貫通孔部5,6の長さAが大きいほど、半田4aに作用する応力が小さくなる。 As shown in Figure 8, the stress (maximum stress) acting on the solder 4a decreases gradually when the length A of the first and second through-hole portions 5, 6 is between 3.5 and 4.75 mm, but decreases sharply when the length A is between 4.75 and 6 mm. When the length A of the first and second through-hole portions 5, 6 is relatively long, between 4.75 and 6 mm, the area of the relatively rigid first and second regions R1, R2 (see Figure 1) adjacent to the corner 2b of the BGA microcomputer 2 increases. Therefore, when the printed circuit board 1 flexes due to transmission vibration, this flexure is more easily absorbed by the wider first and second regions R1, R2. This makes it less likely that the stress associated with the flexure of the printed circuit board 1 will act on the solder 4 at the corner 2b, particularly the solder 4a. Therefore, the greater the length A of the first and second through-hole portions 5, 6, the smaller the stress acting on the solder 4a.

なお、上記各実施形態では、プリント基板1が第1および第2貫通孔部5,6を有する例を開示したが、プリント基板1が第1貫通孔部5または第2貫通孔部6のみを有する例を本発明に適用しても良い。 In the above embodiments, examples have been disclosed in which the printed circuit board 1 has first and second through-hole portions 5, 6. However, examples in which the printed circuit board 1 has only the first through-hole portion 5 or the second through-hole portion 6 may also be applied to the present invention.

1・・・プリント基板、1b・・・角部、2・・・BGAマイコン、2b・・・隅部、3・・・貫通部、4・・・半田、X・・・対角線、5・・・第1貫通孔部、6・・・第2貫通孔部、Y・・・接線、La~Lk・・・配線 1: Printed circuit board, 1b: Corner, 2: BGA microcomputer, 2b: Corner, 3: Through-hole, 4: Solder, X: Diagonal, 5: First through-hole, 6: Second through-hole, Y: Tangent, La-Lk: Wiring

Claims (3)

BGA型素子が搭載されたプリント基板を内蔵する制御装置であって、前記プリント基板は、前記BGA型素子の隅部よりも外側の位置に設けられた貫通部を有し、前記貫通部は、前記隅部を通る前記BGA型素子の対角線と交差する箇所を除いて前記BGA型素子の対角線とほぼ直交するように延びることを特徴とする制御装置。 A control device incorporating a printed circuit board on which a BGA type element is mounted, characterized in that the printed circuit board has a through-hole provided at a position outside the corner of the BGA type element, and the through-hole extends approximately perpendicular to the diagonal of the BGA type element except for the point where it intersects with the diagonal of the BGA type element passing through the corner. 請求項1に記載の制御装置において、
前記貫通部は、前記BGA型素子の対角線と交差する箇所を挟んで直線状に延びる第1貫通孔部および第2貫通孔部を有することを特徴とする制御装置。
2. The control device according to claim 1,
The control device is characterized in that the through portion has a first through-hole portion and a second through-hole portion extending linearly on either side of a point where the through-hole portion intersects with a diagonal line of the BGA type element.
請求項2に記載の制御装置において、
前記第1貫通孔部と、前記第1貫通孔部と対向する前記BGA型素子の辺と平行な線との間に形成される角度は、10~90度であり、
前記第2貫通孔部と、前記第2貫通孔部と対向する前記BGA型素子の辺と平行な線との間に形成される角度は、10~90度であることを特徴とする制御装置。
3. The control device according to claim 2,
an angle formed between the first through-hole portion and a line parallel to a side of the BGA element facing the first through-hole portion is 10 to 90 degrees;
A control device characterized in that the angle formed between the second through-hole portion and a line parallel to the side of the BGA type element facing the second through-hole portion is 10 to 90 degrees.
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