CN104144595B - 车辆的电子控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车的电子控制装置，本发明的电子控制装置的特征在于，包括：电子控制基板，其上部表面安装有发热元件，对车辆的各部分进行电气控制；散热器（Heat Sink），其位于所述电子控制基板的下部表面，吸收从所述发热元件产生的热并释放到外部；至少一个以上螺丝，其用于结合所述电子控制基板与所述散热器；以及散热垫，其插入所述电子控制基板的下部表面与所述散热器的接触面之间，把所述发热元件的热传递给所述散热器；所述散热器的接触面形成有具有预定深度的台阶，以便能够插入所述散热垫，所述台阶的深度形成得比所述散热垫的厚度小，从而所述散热垫能够被压缩插入所述电子控制基板与所述散热器之间。

Description

车辆的电子控制装置
技术领域
本发明涉及车辆的电子控制装置，更详细而言，涉及一种在诸如车辆发动机ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）等的电子控制装置中，发热元件的散热性能得到提高的电子控制装置。
背景技术
一般而言，在车辆中，搭载有对各种装置进行电子控制的ECU等电子控制装置。这种电子控制装置从安装于车辆各部分的传感器类或开关类获得信息。电子控制装置发挥的功能是对如此获得的信息进行处理，执行为谋求提高车辆的驾乘感及安全性，或向驾驶员及乘坐人提供各种便利的多种电子控制。
例如，诸如ECU的利用计算机对车辆的发动机或自动变速器、ABS（Anti-LockBrake System，防抱死制动系统）等的状态进行控制的电子控制装置，随着车辆与计算机性能的发展，甚至发挥自动变速器控制以及控制驱动系统、制动系统、转向系统等车辆所有部分的作用。
这种诸如ECU等的电子控制装置，以包括由上部的盖与下部的底座构成的外壳、收纳于所述外壳内部的PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）、为连接外部插口而结合于PCB前端的连接器等的结构构成。
而且，所述盖与底座构成覆盖PCB并组装在一起的结构，特别是在进行盖与底座间的组装时，介于其之间的连接器与盖侧及底座侧构成密封结构。
另外，在PCB的上部表面构成有发热元件，在PCB的下部表面附着有散热垫。而且，盖与底座以螺丝方式联结。
在PCB的上部表面安装有电容器、晶体管或各种IC等发热元件，随着运转而从元件发生热。此时，为了能够把产生的热释放到外部，在PCB下部表面附着有导热性优秀的散热垫。当这种发热元件的散热功能不佳时，可能发生因发热而导致的元件误工作，部件的耐久性可能下降，进而还可能发生电子控制装置运转异常。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的实施例旨在提供一种散热性能优秀的车辆的电子控制装置。另外，旨在提供一种组装性及耐久性优秀，能够使用只在一面具有粘接力的散热垫的车辆的电子控制装置。
解决问题的技术方案
根据本发明第一方面的电子控制装置的特征在于，包括：电子控制基板，其上部表面安装有发热元件，对车辆的各部分进行电气控制；散热器（Heat Sink），其位于所述电子控制基板的下部表面，吸收从所述发热元件产生的热并释放到外部；至少一个以上螺丝，其用于结合所述电子控制基板与所述散热器；以及散热垫，其插入所述电子控制基板的下部表面与所述散热器的接触面之间，把所述发热元件的热传递给所述散热器，所述散热器的接触面形成有具有预定深度的台阶，以便能够插入所述散热垫，所述台阶的深度形成得比所述散热垫的厚度小，从而所述散热垫能够被压缩插入所述电子控制基板与所述散热器之间。
本发明的特征在于，所述散热器形成有所述台阶，使得供所述散热垫所插入的接触面的高度比通过所述螺丝与所述电子控制基板结合的一侧面低。
本发明的特征在于，所述散热垫只在一面具有粘接力。
根据本发明第一方面的电子控制装置的特征在于，包括：电子控制基板，其上部表面安装有发热元件，对车辆的各部分进行电气控制；散热器（Heat Sink），其位于所述电子控制基板的下部表面，吸收从所述发热元件产生的热并释放到外部；至少一个以上结合部件，其用于结合所述电子控制基板与所述散热器；以及散热部件，其形成在所述电子控制基板的下部表面与所述散热器的接触面之间，与所述发热元件所在的电子控制基板的下部表面对置的所述散热器接触面上形成具有预定深度的台阶，以便能够包含所述散热部件，而且，所述台阶的高度形成得比所述散热部件的厚度小，以便所述散热部件能够在所述电子控制基板与所述散热器之间受到压应力并插入。
本发明的特征在于，所述结合部件为螺丝或夹子。
另外，其特征在于，所述散热部件为散热膏或液态胶。
发明效果
根据本发明的实施例，散热垫在电子控制基板与散热器（Heat Sink）之间被压缩插入，从而具有提供散热性能优秀的车辆的电子控制装置的效果。
另外，散热垫被压缩插入，从而具有组装性及耐久性优秀，能够使用只在一面具有粘接力的散热垫的效果。
附图说明
图1是本发明一个实施例的汽车电子控制装置的结合立体图。
图2是本发明一个实施例的汽车电子控制装置的分解立体图。
图3a至图3d是表示本发明一个实施例的汽车的电子控制装置的剖视图。
图4是测量了本发明一个实施例的汽车的电子控制装置的性能的参考图。
图5是测量了本发明另一实施例的汽车的电子控制装置的性能的参考图。
符号说明
10－盖，20－底座，30－连接器，40－电子控制基板，41－发热元件，43、45－螺丝，50、70－散热垫，21、60－散热器，61－散热垫插入部，62－散热垫粘接部。
具体实施方式
下面参照附图，详细说明本发明的实施例。通过以下详细说明，将能够更明确理解本发明的构成及基于此的作用效果。在本发明的详细说明之前需要注意的是，针对相同的构成要素，即使表示于不同的图上，也尽可能以相同的附图标记表示，针对公知的构成，当判断认为可能混淆本发明要旨时，则省略具体的说明。
图1是本发明一个实施例的汽车电子控制装置的结合立体图。
如图所示，所述电子控制装置是搭载了对汽车的各部分进行电气控制的电子控制单元、例如PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）等的集成控制电路单元等的部件，需要用于防止外部湿气或异物进入的紧密的密封结构。
为此，具有在内部容纳PCB等基板等并上下相互组合的盖10与底座20，在如此组合的盖10与底座20的前面部，结合有连接器30。所述连接器30在盖10与底座20从上下方相互结合时，通过后端主体部，以插入其之间的形态结合在一起。
如图1所示，电子控制装置是搭载了对汽车的各部分进行电气控制的电子控制单元、例如PCB等的集成控制电路单元等的部件，需要具备把从安装于PCB的电容器等发热元件产生的热释放到外部的散热结构。
图2是本发明一个实施例的汽车电子控制装置的分解立体图。
如在前面参照图1所作的说明，在盖10与底座20之间，容纳有包括对汽车的各部分进行电气控制的电子控制单元的电子控制基板40。在电子控制基板40的上部表面安装有电容器、晶体管及IC等发热元件41。而且，为了释放所述发热元件41产生的热，在电子控制基板40的下部表面与底座20之间，插入有由传导性物质构成的散热垫50。因此，在发热元件41产生的热被传导到电子控制基板40及散热垫50，并传导到下部的底座20，从而形成散热机制。此时，散热垫50构成为两面均具有粘接力，贴紧固定于电子控制基板40的下部表面与底座的散热器（Heat Sink）21的粘接面。另外，散热垫50被压缩插入，从而能够提高导热性，可以通过图示的螺丝43、45调节扭矩，使得在电子控制基板40与散热器21之间具有预定的压力。但是，在如图2所示的结构中，就利用螺丝43、45形成散热垫50的压应力而言，存在结构性局限，存在的限制事项是，为了使散热垫在电子控制基板40与散热器21之间贴紧固定，两面必须均具有粘接力。另外，当构成图2所示结构的电子控制装置时，还要求应把散热垫50附着于准确位置的过程和另外的螺丝连接过程。进而，实质上无法在连接螺丝43、45时形成一定的扭矩，因此存在无法把设计者需要的导热性始终维持于一定的水平的缺点。
图3a至图3d是表示本发明一个实施例的汽车的电子控制装置的剖视图。
图3a是表示散热垫70插入的散热器60的剖面的图。如图所示，散热器60的接触面形成有散热垫插入部61，所述散热垫插入部61形成有高度比供电子控制基板40结合的一侧面低的台阶。所述台阶的高度t1构成得比散热垫70的厚度t2低，从而当电子控制基板40结合于散热器60时，由于通过台阶的结合结构而使得发生自然的压应力。
在形成有台阶t1的散热器60的接触面，如图3b所示地插入有散热垫70。此时，散热垫70的厚度t2优选构成为比在散热器60接触面上形成的台阶t1稍厚。
散热垫70两面均具有粘接力，从而能够结实地贴紧在散热器60的接触面与电子控制基板40的下部表面，但根据本实施例，由于发生压应力，因此即使在散热垫70上没有粘接力，也能够结实地贴紧在散热器60的接触面与电子控制基板40的下部表面。另外，优选地，也可以使得只在散热垫70的一面（散热垫粘合部62）具有粘接力，以便能够更结实地贴紧在电子控制基板40的下部表面。
根据本发明的另一实施例，也可以使用具有导热性的液态胶（glue）或散热膏取代所述散热垫70。优选地，液态胶具有较高的导热性和粘接性。在使用液态胶的情况下，在散热器60的散热垫插入部61表面涂敷预定厚度t2，从而像散热垫70一样，散热器60的台阶高度t1构成得比散热垫70的厚度t2低，从而使得当电子控制基板40结合于散热器60时产生压应力。
通过如上所述的台阶形成压应力，从而使得散热垫或液态胶具有更高的导热性。
散热垫70插入散热器60接触面后，如图3c所示，散热器60与电子控制基板40通过螺丝43或诸如夹子的连结部件相互连接，从而形成对散热垫70的压应力。
此时，散热垫70的导热率因压应力的程度而异。因此，可以事先设计散热器60的台阶t1，使得能够形成与散热垫70的最佳导热率相符的压应力。另外，通过散热垫70一面的粘接剂及压应力，散热垫70可以配置于散热器60与电子控制基板40之间，因而可以省略以往螺丝连接工序，具有可以减少电子控制装置中使用的螺丝个数的优点。
图4是测量了本发明一个实施例的汽车的电子控制装置的性能的参考图。
本项性能评价时使用的散热垫为间隙垫：“Gap Pad1500R”，可知变形（Deflection）厚度从“-10%”逐渐减少为“-20%”及“-30%”时，热阻抗（Thermal Impedance）值从1.07逐渐降低为0.88及0.82。因此可知，当散热垫的厚度减小时，热阻抗值也减小，导热率升高。但是，即使散热垫的厚度缩小，导热率也并非急剧提高，如图4的性能测量结果所示，可以确认发生某种程度的饱和（saturation）区间。因此，可以设计散热器的台阶，以便具有最佳导热率的压缩厚度。
图5是测量了本发明另一实施例的汽车的电子控制装置的性能的参考图。
在本实施例中使用液态的散热胶，测量了不同压应力下的导热率，本项性能评价中使用的液态散热胶是将“LB2000.025”及“DOW1-4173.020”分别以3个样本，测量了不同压应力下的热阻抗。
如图所示，分为10psi、25psi、50psi、100psi及200psi等5种情形，逐渐增大压应力并进行了测量，其结果，可知随着压应力增加，热阻抗值（C/watt）逐渐减小。因此可知，当施加于液态散热胶的压力增加时，热阻抗值也减小，而导热率升高。因此，与使用散热垫的情形相同，可以设计散热器的台阶，以便具有最佳导热率的压缩厚度。
以上的说明只不过示例性地说明了本发明，可由本发明所属技术领域的技术人员在不超出本发明的技术思想的范围内多样的变形。因此，本发明的说明书中公开的实施例并非限定本发明。本发明的范围应根据以下权利要求书进行解释，处于与之均等范围内的所有技术也应解释为包括于本发明的范围。

Claims (5)

1.一种电子控制装置，其特征在于，包括：
电子控制基板，其上部表面安装有发热元件，对车辆的各部分进行电气控制；
散热器，其位于所述电子控制基板的下部表面，吸收从所述发热元件产生的热并释放到外部；
多个螺丝，其用于结合所述电子控制基板与所述散热器；以及
散热垫，其插入所述电子控制基板的下部表面与所述散热器的接触面之间，把所述发热元件的热传递给所述散热器，
所述散热器的接触面形成有具有预定深度的台阶，以便能够插入所述散热垫，所述台阶的深度形成得比所述散热垫的厚度小，从而所述散热垫能够被压缩插入所述电子控制基板与所述散热器之间，
所述散热器形成有所述台阶，使得供所述散热垫所插入的接触面的高度比通过所述螺丝与所述电子控制基板结合的一侧面低。
2.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，
所述散热垫只在一面具有粘接力。
3.一种电子控制装置，其特征在于，包括：
电子控制基板，其上部表面安装有发热元件，对车辆的各部分进行电气控制；
散热器，其位于所述电子控制基板的下部表面，吸收从所述发热元件产生的热并释放到外部；
多个结合部件，其用于结合所述电子控制基板与所述散热器；以及
散热部件，其形成在所述电子控制基板的下部表面与所述散热器的接触面之间，
与所述发热元件所在的电子控制基板的下部表面对置的所述散热器接触面上形成有具有预定深度的台阶，以便能够包含所述散热部件，并且，所述台阶的高度形成得比所述散热部件的厚度小，以便所述散热部件能够在所述电子控制基板与所述散热器之间受到压应力并插入。
4.根据权利要求3所述的电子控制装置，其特征在于，
所述结合部件为螺丝或夹子。
5.根据权利要求3所述的电子控制装置，其特征在于，
所述散热部件为散热膏或液态胶。
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