CN105322719B

CN105322719B - 电子装置

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Publication number: CN105322719B
Application number: CN201510437215.4A
Authority: CN
Inventors: 山中隆广
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2018-12-21
Anticipated expiration: 2035-07-23
Also published as: DE102015214201A1; US20160037659A1; JP2016034203A; DE102015214201B4; US9949384B2; JP6146380B2; CN105322719A

Abstract

一种ECU(3)，包括基板(5)和底盘(7)。电子部件(31)安装在基板(5)的第一主表面(51)上。底盘(7)包括朝向与电子部件(31)所在位置不同的位置突出的突出部(76)。突出部(76)的高度(H3)大于电子部件(31)的高度(H1)并且小于基板(5)与散热器(7)之间的间隙(D1)。当在基板(5)中出现变形并且第一主表面(51)接近散热器(7)的相对表面(71)时，突出部(76)接触第一主表面(51)。因此，防止了电子部件(31)接触散热器(7)。此外，其他电子部件(32)可以安装在基板(5)的第二主表面(52)的整个区域上。

Description

电子装置

技术领域

本公开涉及一种电子装置，该电子装置具有底盘和基板，并且基板上安装有电子部件。

背景技术

通常，为了确保其上安装有电子部件的基板与底盘之间的间隙，已知的技术是利用螺钉将基板不仅在基板的拐角部分处而且在基板的中心部分处固定至底盘(例如见JP2013-251991A)。根据这种常规技术，防止了在基板出现变形(wraping)时电子部件接触底盘。

发明内容

然而，在通过JP 2013-251991A例示的常规技术中，对于基板的两个主表面而言，螺钉插入穿过基板的中心部分。因此，电子部件不能布置在这些位置处，并且存在可能难以使这种电子装置小型化的考虑。

鉴于上述各点，本公开的目的是提供一种可被小型化同时防止电子部件接触底盘的电子装置。

根据本公开的电子装置包括基板和底盘，其中，该基板具有主表面，在主表面上安装有电子部件；底盘包括相对表面、支承件和突出部。在此，相对表面设置有间隙，该间隙被沿着间隙方向限定在基板的主表面与相对表面之间，支承件构造成支承基板，并且突出部设置成从相对表面朝向基板的主表面上的位置突出，该位置与安装电子部件的位置不同。此外，突出部沿着相对表面设置在支承件的内侧。在此，在基板的主表面与底盘的相对表面之间的间隙的间隙方向上，突出部的高度大于电子部件的高度且小于间隙。

在上述构型中，间隙夹置在面向彼此的基板的主表面与底盘的相对表面之间。沿着该间隙方向，电子部件和突出部具有高度。由于突出部的高度大于电子部件的高度，因此即使基板中出现变形并且基板的主表面接近底盘的相对表面，基板的主表面仍将接触底盘的突出部。此时，基板的主表面将不会进一步地接近底盘的相对表面。因此，间隙可以被保持在电子部件与底盘的相对表面之间，并且电子部件不会接触底盘的相对表面。

由于上述构型，电子部件可以安装在基板的主表面上的除了面向突出部的区域之外的任何位置处，并且可以安装在主表面的相对侧上的另一主表面的整个区域上。换句话说，与常规技术相比，增大了用于电子部件的安装表面区域。因此，电子装置可以被小型化，同时防止电子部件接触底盘。

附图说明

本公开及其其他的目的、特征和优点将通过下面的描述、所附权利要求和附图而得到最佳地理解，在附图中：

图1为示出根据本公开的一个实施方式的驱动装置的示意图的截面图；

图2为示出图1的部分Ⅱ的放大视图；

图3为示出基板在从图1的方向Ⅲ观察时的平面图；

图4为示出散热器在从图1的方向Ⅳ观察时的平面图；

图5为示出处于变形状态的基板的示意图；以及

图6为示出散热器的用于说明突出部的替代位置的示例的平面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本公开的一个实施方式进行说明。

在驱动装置中使用根据本实施方式的电子装置。在下文中，将参照图1至图4来说明驱动装置1。驱动装置1例如可以用于电动转向单元。在这种情况下，驱动装置1输出转向助力扭矩，该转向助力扭矩经由减速齿轮被传递至转向柱或转向齿条。

(驱动装置的构型)

首先，将参照图1来对驱动装置1的构型进行概述。驱动装置1包括马达2和ECU(电子控制单元)3。马达2用作旋转电机，并且ECU3用作控制马达2的通电的电子装置。在此，ECU3设置在马达2的轴向方向上的一侧上。此外，马达2和ECU3被一体地形成。在下文中，在适当的情况下，马达2的轴向方向将被称为“轴向方向”，并且马达2的径向方向将被称为“径向方向”。

马达2例如可以是三相无刷马达，并且马达2包括马达壳体21、定子22、绕组组件23、转子24以及轴25。马达壳体21包括两个底部部分211、212和圆筒形部分213。马达壳体21呈端部封闭的圆筒形形状并且由诸如铝之类的金属形成。定子22固定至马达壳体21的内侧。两组呈三相连接的绕组组件23绕定子22缠绕。马达导线26从绕组组件23延伸，用于每相。此外，马达导线插入孔214形成在马达壳体21的底部部分212中。马达导线26插入穿过马达导线插入孔214并在ECU3的侧部上离开。转子24在径向方向上设置在定子22内部，使得转子24与定子22同轴。

轴25紧固在转子24的轴向中心处。此外，轴25由设置在马达壳体21中的轴承(未示出)以可旋转的方式支承。轴25的一个端部251插入穿过形成在底部部分211中的轴孔215，该底部部分211位于马达壳体21的一个侧部上，并且轴25的这一端部251从马达壳体21伸出。输出端(未示出)形成在轴25的该一个端部251处。轴25的另一端部252插入穿过形成在底部部分212中的轴孔216，该底部部分212位于马达壳体21的另一侧部上。在此，轴25的另一端部252暴露在ECU3的侧部上。磁体(未示出)被保持在轴25的另一端部252上。

(ECU的构型)

接下来，将参照图2至图4来进一步地说明ECU3的详细构型。

ECU3包括基板5、散热器7和散热凝胶9。在基板5上安装有电子部件31、32。此外，散热器7用作底盘，并且散热凝胶9用作热传导材料。在本实施方式中，散热器7被构造为马达壳体21的底部部分212。在下面的说明中，在合适的情况下，马达壳体21的底部部分212将被称为散热器7。

基板5由螺钉28固定至底部部分212，并且基板5定位成相对于马达2的轴向方向垂直并且面向底部部分212。另外，马达导线插入部56形成在基板5中。马达导线26插入穿过马达导线插入部56以电连接至基板5。此外，旋转角度传感器44安装在基板5上。旋转角度传感器44面向保持在轴25的另一端部252上的磁体。

基板5例如可以是印刷电路板。此外，基板5具有两个主表面，所述两个主表面包括面向散热器7的第一主表面51以及在第一主表面51的相反侧上的第二主表面52。另外，布线59形成在基板5上以将马达导线26或电源端子(未示出)与电子部件31、32电连接。当布线59形成在第一主表面51上时，布线59被图案化以便定位在面向突出部76至78的区域之外。此外，在图3中，仅示出了形成在基板5的第一主表面51上的布线59的一部分，并且出于简单起见其他布线被从图中省略。在此，布线59用于将电子部件31、32电连接至外部连接件。

电子部件31例如可以是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)，并且电子部件31形成了与两组绕组组件23中的每一组绕组组件23对应的两组逆变器。此外，电子部件32包括电容器、电阻器等。电子部件31设置在基板5的第一主表面51上，并且电子部件32设置在基板5的第二主表面52上。在此，电子部件31具有轴向方向上的高度H1。

散热器7由诸如铝之类的热传导材料形成。在此，散热器7的面向基板5的第一主表面51的表面被称为相对表面71。散热器7的在相对表面71的相反侧上的表面被称为后部表面72。散热器7的相对表面71与基板5的第一主表面51之间限定了间隙D1。此外，散热器7的相对表面71与电子部件31之间限定了间隙D2。在本实施方式中，间隙D1和间隙D2沿其被限定的间隙方向与轴向方向大致相同。

基板支承件75(可以被共同地或单独地称为“支承件”)形成在散热器7的相对表面71上。基板支承件75朝向基板5突出并支承基板5。此外，基板支承件75由螺钉28固定至基板5。间隙D1为基板5的第一主表面51与散热器7的相对表面71之间的空间，该间隙D1与从相对表面71测得的基板支承件75的高度H2相等。

用作热传导材料的散热凝胶9填充基板5的第一主表面51与散热器7的相对表面71之间的空间。在此，散热凝胶9与电子部件31接触。散热凝胶9主要由诸如硅树脂之类的热传导材料构成，并且散热凝胶9允许将由电子部件31产生的热传递至散热器7。此外，散热凝胶9具有高电阻，并且因而大致为电绝缘体。

散热凝胶9没有填充基板5与散热器7之间的整个空间。相反，散热凝胶9填充达到使散热凝胶9可以接触电子部件31的程度的预定范围。在下文中，施用范围54指的是散热凝胶9施用在基板5的第一主表面51上的范围。此外，施用范围74指的是散热凝胶9施用在散热器7的相对表面71上的范围。在本实施方式中，基板5具有两个施用范围54，并且每个施用范围54中均包括若干电子部件31(在本实施方式中为六个)，用于每个逆变器。

在此，突出部76至78(可以被共同地或单独地称为“突出部”)形成在散热器7的相对表面71上，并且突出部76至78朝向基板5突出。在径向方向上，突出部76至78设置在基板支承件75的的内侧，并且突出部76至78相比于基板支承件75定位成更靠近基板5的中心部分。换句话说，突出部76至78沿着相对表面71设置在基板支承件75的内侧。此外，突出部76至78朝向与电子部件31在基板5的第一主表面51上安装的位置不同的位置突出。

如图2中所示，如果突出部76至78的在轴向方向上的高度被限定为H3，那么突出部76至78的高度H3大于电子部件31的高度H1。此外，突出部76至78的高度H3小于散热器7的相对表面71与基板5的第一主表面51之间的间隙D1。另外，突出部76至78的高度H3还大于散热器7的相对表面71与电子部件31之间的间隙D2。因此，在径向方向上，突出部76至78设置成与电子部件31部分地重叠。

如图3和图4所示，突出部76至78设置在散热器7的相对表面71上相应的不同位置处。此外，在图3中，基板5的第一主表面51的面向突出部76至78的区域用双点划线示出并且用与突出部76至78相同的附图标记表示。具体地，用作轴孔突出部的突出部76定位成面向基板5的第一主表面51的中心部分。在此，突出部76以沿着轴孔216的边缘呈环形形状设置，其中，轴25插入穿过轴孔216。此外，突出部76靠近施用范围74的边界设置并接触散热凝胶9。

突出部77设置为两个线性形状，其中，施用范围74置于所述两个线性形状之间。此外，突出部78设置成围绕散热器7的马达导线插入孔214——除了与施用范围74相反的侧部敞开之外——以形成U形。另外，施用范围74夹置于突出部78与突出部76之间。在此，突出部76和78沿着下述方向(图4中的x方向)围绕施用范围74：该方向正交于突出部77围绕施用范围74所沿着的方向(图4中的y方向)。换句话说，突出部76至78复合地(multiply)设置成使得散热凝胶9被置于其间。

(效果)

由于温度的变化，基板5中可能发生变形。如图5中所示，当基板5朝向散热器7变形时，基板5的第一主表面51接近散热器7的相对表面71。在本实施方式中，在基板5的主表面51的所有区域中，中心部分变得最靠近于散热器7的相对表面71。此外，在基板5的主表面51的所有区域中，中心部分在由基板支承件75支承的区域的内部。在此，基板5的第一主表面51的中心部分面向突出部76至78。而且，突出部76的高度H3大于电子部件31的高度H1。因此，突出部76至78保持电子部件31与散热器7之间的间隙。

特别地，在本实施方式中，在突出部76至78中，突出部76面向基板5的最中心的部分。在这种情况下，突出部76接触基板5的第一主表面51。因此，基板5的第一主表面51没有进一步地接近散热器7的相对表面71。因此，防止了电子部件31接触散热器7的相对表面71。

在本实施方式中，如图1中所示，电子部件31、32可以安装在基板5的第一主表面51上的除了面向突出部76至78的区域之外的任何位置，并且电子部件31、32可以安装在基板5的第二主表面52的整个区域上。因此，当与利用螺钉来紧固基板5的中心部分的常规技术相比，可以增大用于电子部件31、32相对于基板5的安装表面区域。因而，在本实施方式中，ECU3可以被小型化，而同时防止了电子部件31接触散热器7。

此外，如果在电动转向单元中使用驱动装置1，则用于定位驱动装置1的安装空间受限。在此，使ECU3小型化的优点在于有助于使整个驱动装置1小型化。

此外，在本实施方式中，基板5的布线59设置在除了面向突出部76至78的那些区域之外的区域上。因此，即使突出部76至78接触基板5，也不会发生诸如连接断开或短路之类的问题。

另外，在本实施方式中，散热凝胶9填充基板5的第一主表面51与散热器7的相对表面71之间的空间。因此，突出部76至78进一步地提供了防止散热凝胶9移动的功能。也就是说，在形成有突出部76至78的位置处，基板5与散热器7之间限定有窄间隙。因此，散热凝胶9难以移动以及越过突出部76至78漏出。

特别地，在本实施方式中，突出部76至78以及电子部件31定位成在径向方向上重叠。因此，对于散热凝胶9而言，突出部76至78以及电子部件31在径向方向上存在于相同位置处，并且可以进一步地抑制散热凝胶9的移动。

在本实施方式中，散热器7包括轴孔216和马达导线插入孔214，其中，轴25插入穿过轴孔216，马达导线26插入穿过马达导线插入孔214。突出部76围绕轴25所插入穿过的轴孔216。因此，抑制了散热凝胶9向下落入到轴孔216中。此外，突出部78定位在马达导线插入孔214与施用范围74之间。因此，抑制了散热凝胶9向下落入到马达导线插入孔214中。

此外，如图4所示，突出部76至78作为整体设置成围绕施用范围74的周缘。因此，突出部76至78抑制散热凝胶9在相对表面71上移动。特别地，由于突出部76接触散热凝胶9，因此突出部76可以有效地抑制散热凝胶9移动。

另外，如果在电动转向单元中使用驱动装置1，则来自车辆的振动被传递至驱动装置1。因此，突出部76至78可以抑制散热凝胶9由于这些振动的影响而落出。

(其他实施方式)

在本实施方式的第一修改方面中，突出部76和77的没有面向施用范围74的部分可被分成多个部段。例如，在本实施方式的该修改方面中，两个突出部761可以沿着轴孔216的边缘设置成面向施用范围74。此外，两组突出部771可以以两段直线的方式设置，施用范围74沿y方向夹置于所述两组突出部771之间。参见图6。

在上述的本实施方式中，多个突出部76至78设置在散热器7上。然而，在本实施方式的第二修改方面中，可以设置突出部76至78中的至少一者。例如，如在本实施方式中，通过设置至少突出部76，可以有效地防止电子部件31接触散热器7。

在上述的本实施方式中，仅突出部76与散热凝胶9接触。然而，在本实施方式的第三修改方面中，76至78中所有的突出部均可以设置成接触散热凝胶9。在这种情况下，可以更有效地抑制散热凝胶9移动。

在本实施方式的第四修改方面中，基板5的布线59可以仅设置在第二主表面52上。替代性地，如果不发生诸如连接断开或短路之类的问题，则基板5的布线59还可以设置在第一主表面51的面向突出部76至78的区域上。例如，如在本实施方式中，如果突出部77、78接触基板5的可能性很小，那么基板5的布线59还可以设置在面向突出部77、78的区域上。

在本实施方式的第五修改方面中，ECU3可以不设置有任何散热凝胶9。替代性地，代替散热凝胶9，可以提供散热润滑脂等作为热传导材料。

在本实施方式的第六修改方面中，驱动装置1可以用于除了电动转向单元之外的应用中。此外，本公开的电子装置不限于驱动装置1的ECU3而是可以是其他类型的电子装置。

本公开不限于上述实施方式，并且本公开在不背离其主旨的情况下包括各种改型。

Claims

1.一种电子装置，包括基板(5)和底盘(7)，所述基板(5)具有主表面(51)，并且在所述主表面(51)上安装有电子部件(31)，其特征在于，

所述底盘(7)包括相对表面(71)、支承件(75)和突出部(76，77，78)，其中，

所述相对表面设置有沿着间隙方向限定在所述相对表面与所述基板的所述主表面之间的间隙(D1)，

所述支承件构造成支承所述基板，

所述突出部设置成从所述相对表面朝向所述基板的所述主表面上的位置突出，所述位置与安装所述电子部件的位置不同，

所述突出部沿着所述相对表面设置在所述支承件的内侧，并且

在所述间隙方向上，所述突出部的高度(H3)大于所述电子部件的高度(H1)且小于所述间隙。

2.根据权利要求1所述的电子装置，还包括：

热传导材料(9)，所述热传导材料(9)填充所述基板的所述主表面与所述底盘的所述相对表面之间的空间且填充成与所述电子部件接触，所述热传导材料(9)构造成将由所述电子部件产生的热传导至所述底盘。

3.根据权利要求2所述的电子装置，其中，

在所述间隙方向上，所述突出部的所述高度大于所述底盘的所述相对表面与所述电子部件之间的间隙(D2)。

4.根据权利要求2或3所述的电子装置，其中，

所述突出部复合地设置成使得所述热传导材料夹置于所述突出部之间。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的电子装置，其中，

在所述基板的所述主表面的除了所述基板的所述主表面上的面向所述突出部的位置之外的区域上设置有布线(59)，所述布线用于将所述电子部件电连接至外部连接件。

6.一种驱动装置，所述驱动装置以可旋转的方式驱动负载，所述驱动装置包括：

根据权利要求1至3中的任一项所述的电子装置；以及

旋转电机(2)，所述电子装置控制所述旋转电机的通电。

7.根据权利要求6所述的驱动装置，其中，

所述旋转电机包括轴(25)，所述轴的一个端部面向所述基板，

所述底盘包括轴孔(216)，所述轴插入穿过所述轴孔(216)，并且

所述突出部包括轴孔突出部(76)，所述轴孔突出部沿着所述轴孔的边缘设置。