CN110662372A - 电子单元及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子单元及其制造方法，能够提高发热性电子部件的散热效率，并将散热部件可靠地固定于基板。在绝缘基板(2)的上表面(2a)安装有作为发热性电子部件的数字放大器IC(11)。数字放大器IC(11)被收纳在散热部件(20)的凹部(22)的内部，散热部件(20)的周壁部(23)的端面(24)设置在绝缘基板(2)的上表面(2a)。通过热熔成型而以覆盖绝缘基板(2)的上表面(2a)的方式成型热熔树脂层(30)，热熔树脂层(30)与周壁部(23)的外表面(23a)接触，利用热熔树脂层(30)保持散热部件(20)。在散热部件(20)的凹部(22)的内部不存在热熔树脂。

Description

电子单元及其制造方法
技术领域
本发明涉及在基板安装有发热性电子部件和散发上述发热性电子部件的热的散热部件的电子单元及其制造方法。
背景技术
专利文献1中记载有与车载用电子控制装置的制造方法相关的发明。
在该发明中，使用具有散热翅片的散热部件与电磁屏蔽部以及车辆固定部一体化了的外壳，在该外壳组装安装有电子部件的控制基板和连接器。如段落[0022]以后所记载的那样，关于车载用电子装置的制造方法，将连接器组件固定于外壳，并将连接器组件的端子和安装有电子部件的控制基板的导通孔接合而构成子组件。将该子组件安置于模具，并使热熔的封固树脂流入模具内。
根据上述制造方法，如专利文献1的图2(h)等所示，完成在外壳的内部安装有电子部件的控制基板由封固树脂固定的构造的车载用控制装置。
专利文献1：WO2017/056722号公报
通过专利文献1的制造方法制造的车载用控制装置形成为如下的构造：在一部分成为散热部件的外壳的内部填充有封固树脂，安装有电子部件的控制基板埋设在封固树脂的内部。关于该构造，由于来自电子部件的热经由封固树脂朝外壳传递，因此散热效率谈不上良好。并且，由于电子部件与热熔的封固树脂接触，因此，若存在电子部件的发热温度超过热熔的保证温度的情况，则会产生热熔的封固树脂劣化、热熔的粘接力降低等问题。
发明内容
本发明解决上述现有的课题，其目的在于提供一种电子单元及其制造方法，使得能够以在散热部件内不使发热性的电子部件与热熔树脂层接触的方式将散热部件用热熔树脂层保持于基板，从而使来自电子部件的散热性良好。
本发明的电子单元为，设置有：基板；发热性电子部件，安装于上述基板；以及散热部件，配置在上述发热性电子部件之上，上述电子单元的特征在于，
上述散热部件具有：散热部，位于上部；凹部，在下部开口；以及周壁部，包围上述凹部，上述散热部件以上述凹部覆盖上述发热性电子部件，上述周壁部的端面设置于上述基板的表面，
在上述基板之上形成有热熔树脂层，上述热熔树脂层覆盖上述基板的表面以及上述散热部件的上述周壁部的外表面的至少一部分，
上述发热性电子部件和上述热熔树脂层由上述周壁部隔绝。
关于本发明的电子单元，借助上述热熔树脂层的粘接力，上述散热部件被固定在上述基板的表面。
本发明的电子单元能够构成为：上述周壁部的上述端面经由粘接层而被设置在上述基板的上述表面，与上述粘接层将上述散热部件保持在上述基板的力相比，上述热熔树脂层将上述散热部件保持在上述基板的力更大。
关于本发明的电子单元，优选形成为，在上述基板形成有使上述散热部件的上述凹部的内部空间与上述基板的背侧连通的连通路。
其次，本发明的电子单元的制造方法的特征在于，使用基板和散热部件，在上述基板安装有发热性电子部件，上述散热部件具有位于上部的散热部、在下部开口的凹部、以及包围上述凹部的周壁部，(a)将上述散热部件和上述基板安放于模具，利用上述凹部覆盖上述发热性电子部件，并将上述散热部件的上述周壁部的端面设置于上述基板的表面，(b)朝在上述模具的内部形成的腔室内注射熔融的热熔树脂，形成覆盖上述基板的表面和上述散热部件的上述周壁部的外表面的至少一部分的热熔树脂层。
关于本发明的电子单元的制造方法，利用上述周壁部将上述发热性电子部件和上述热熔树脂层隔绝。
此外，关于本发明的电子单元的制造方法，能够借助上述热熔树脂层的粘接力而将上述散热部件固定在上述基板的表面。
关于本发明的电子单元的制造方法，通过在上述(a)的工序中使上述散热部件的上述散热部位于上述模具内的腔室的外部，在上述(b)的工序中，能够使注射到上述腔室内的上述热熔树脂不会附着于上述散热部而附着于上述周壁部的上述外表面。
本发明的电子单元的制造方法能够构成为：在上述(a)的工序中，将上述周壁部的上述端面经由粘接层设置在上述基板的上述表面，与上述粘接层将上述散热部件保持在上述基板的力相比，使上述热熔树脂层将上述散热部件保持在上述基板的力更大。
发明效果
关于本发明的电子单元，由于热熔树脂层并不与位于散热部件的凹部内的发热性电子部件接触，因此来自发热性电子部件的热被有效地朝散热部件传递从而能够提高散热效果。并且，不会发生因发热性电子部件的热而导致热熔树脂层劣化的情况。此外，由于能够利用热熔树脂层的粘接力而将散热部件固定在基板，因此不需要进行将散热部件固定在基板的表面的螺钉紧固作业或钎焊作业。
关于本发明的电子单元的制造方法，通过在将散热部件的周壁部的端面设置于基板的状态下将散热部件和基板安放于模具，并朝模具的腔室内注射热熔树脂，使热熔树脂与基板的表面以及周壁部的外表面接触，由此能够利用热熔树脂层的粘接层将散热部件保持于基板。即、能够实现通过热熔成型而能够将散热部件固定于基板、并且热熔树脂不会侵入散热部件的凹部的内部的构造。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的电子单元的立体图。
图2是将图1所示的电子单元分离成基板、散热部件、热熔树脂层、以及辅助金属板而示出的分解立体图。
图3示出图1所示的电子单元的放大器安装区域，是将图1在III－III线切断后的局部放大剖视图。
图4A示出图1所示的电子单元的制造方法，是示出在模具设置散热部件的工序的剖视图。
图4B示出图1所示的电子单元的制造方法，是示出在模具设置散热部件、并进一步设置安装有连接器和电子部件的绝缘基板的工序的剖视图。
图4C示出图1所示的电子单元的制造方法，是示出进一步在绝缘基板固定加强金属板的工序的剖视图。
图4D示出图1所示的电子单元的制造方法，是示出朝在模具中形成的腔室注射热熔树脂的工序的剖视图。
附图标记说明
1 电子单元
2 绝缘基板
4 电解电容
5 电子部件组
8 加强金属板
10 放大器安装区域
11 数字放大器IC(散热性电子部件)
13 夹设件(粘接层)
20 散热部件
21 散热部
22 凹部
23 周壁部
24 端面
26 硅脂
27 连通路
30 热熔树脂层
31 散热部件包覆部
41 第1模具
42 第2模具
43 散热部件收纳凹部
C 腔室
具体实施方式
图1示出本发明的实施方式的电子单元1。电子单元1为车载用，是具备数字放大器的音频放大器。
如图2的分解立体图所示，电子单元1具有绝缘基板2。绝缘基板2具有朝向图示上方的上表面2a和朝向图示下方的下表面2b。此处的上下方向是以电子单元1为基准的相对的方向。如图2所示，绝缘基板2的下表面2b与加强金属板8重叠，绝缘基板2与加强金属板8借助螺钉紧固等方式而相互被固定。
在绝缘基板2的上表面2a安装有多种电子部件。在绝缘基板2的上表面2a设定有放大器安装区域10。在放大器安装区域10安装有作为发热性电子部件的2个数字放大器IC11。如图3所示，从数字放大器IC11的各侧面延伸出多个端子11a，各个端子11a被钎焊在形成于绝缘基板2的上表面2a的导体部。并且，在放大器安装区域10，在数字放大器IC11的周围钎焊安装有放大器电路所需要的芯片部件组12。
在绝缘基板2的放大器安装区域10设置有散热部件20。散热部件由铝或铝合金等热传导率高的金属材料形成。如图3所示，在散热部件20的上部设置有散热部21。在散热部21隔开间隔地形成有多个散热翅片21a。在散热部件20上形成有朝与绝缘基板2对置的方向即下方开口的凹部22。凹部22作为收纳发热性电子部件即数字放大器IC11的收纳空间发挥功能。
在散热部件20的下部，凹部22由周壁部23包围。散热部件20的平面形状为矩形状(长方形状)，周壁部23在矩形状的4边的整周连续形成。周壁部23具有朝向各个边的外侧的外表面23a和朝向下方的端面24。端面24是无中断地包围凹部22的周围的整周而连续的平坦面。
散热部件20以利用凹部22覆盖2个数字放大器IC11和芯片部件组12、且使周壁部23的端面24的整面与上表面2a面抵接的状态设置在绝缘基板2上。由于端面24为平坦面、绝缘基板2的上表面2a也为平坦面，因此，通过使端面24的整面与上表面2a面抵接，能够将凹部22的内部从上表面2a上的比散热部件20靠外部的空间隔绝。但是，如图2所示，在实施方式的电子单元1中，在绝缘基板2的上表面2a与周壁部23的端面24之间夹设有夹设件13。夹设件13是通过粘贴双面胶带而形成的粘接层或者涂布粘接剂而成的粘接层。通过作为夹设件13使用粘接层，能够在绝缘基板2的上方对散热部件20进行定位并临时固定，并且能够填埋绝缘基板2的上表面2a与散热部件20的周壁部23的端面24之间的间隙。
夹设件13是为了进行散热部件20的定位以及临时固定和填埋间隙而使用的部件，其目的并不在于将绝缘基板2和散热部件20牢固地固定。因此，夹设件13也可以是不具有粘接性的发泡树脂片、纸片或者布片等。并且，能够在放大器安装区域10将绝缘基板2的上表面2a的平坦度形成得较高，只要能够使周壁部23的端面24与上表面2a无间隙地面抵接即可，也可以不设置夹设件13。
如图2所示，在绝缘基板2的上表面2a安装有作为发热性电子部件的数字放大器IC11以及配置在其周围的芯片部件组12以外的其他电子部件。其他电子部件包括2个电解电容4和电子部件组5。电解电容4具有金属壳，从金属壳的底部朝下延伸的端子贯通绝缘基板2的导通孔，形成在绝缘基板2的下表面2b的导电层和端子被钎焊在一起。电子部件组5包含IC或各种芯片型部件，IC或芯片型部件的各自的端子部或电极部与形成在绝缘基板2的上表面2a的导电层被钎焊在一起。在绝缘基板2的上表面2a安装有2个连接器6。在连接器6设置有从底面朝下方延伸的多个端子。这些端子贯通绝缘基板2的导通孔，并与形成在绝缘基板2的下表面2b的导电层被钎焊在一起。
如图1和图2所示，电子单元1具有热熔树脂层30。热熔树脂层30由作为粘接性的热塑性树脂的聚酯系的热熔树脂即热熔粘接剂形成。热熔树脂层30通过热熔成型而立体地形成。在图2中，为了说明的方便，成型后的热熔树脂层30以从绝缘基板2的表面离开的状态示出，但实际上如图1所示热熔树脂层30以覆盖绝缘基板2的上表面2a大致整面的方式紧贴形成。并且，如图3所示，热熔树脂层30的一部分30a延伸至绝缘基板2的下表面2b。
利用热熔树脂层30形成有散热部件包覆部31。如图1和图3所示，散热部件包覆部31以覆盖散热部件20的周壁部23的外表面23a的方式紧贴形成。散热部件包覆部31只要以覆盖周壁部23的外表面23a的至少一部分的方式紧贴即可，但优选在周壁部23的整周都紧贴于外表面23a。散热部件包覆部31与散热部件20的周壁部23的外表面23a紧贴，但并不与散热部21的散热翅片21a相接。并且，由于周壁部23的端面24与绝缘基板2的上表面2a面抵接，因此热熔树脂层30并未进入散热部件20的凹部22内，作为发热性电子部件的数字放大器IC11和热熔树脂层30不会接触。即、借助散热部件20的周壁部23，作为发热性电子部件的数字放大器IC11与热熔树脂层30被隔绝。
热熔树脂层30由热熔粘接剂形成，热熔树脂层30与绝缘基板2的上表面2a固接，与此相连续，在散热部件包覆部31，与散热部件20的周壁部23的外表面23a固接。因此，散热部件20借助热熔树脂层30的粘接力而被固定在绝缘基板2的上表面2a。
如图2所示，当夹设在绝缘基板2的上表面2a与散热部件20的周壁部23的端面24之间的夹设件13为双面胶带等的粘接层的情况下，与粘接层将散热部件20保持在绝缘基板2的上表面2a的力相比，热熔树脂层30将散热部件20保持在绝缘基板2的上表面2a的力足够大。即、与将仅利用粘接层临时固定的散热部件20从绝缘基板2的上表面2a朝上方垂直分离所需要的力相比，将不设置粘接层而仅利用热熔树脂层30固定的散热部件20从绝缘基板2的上表面2a朝上方垂直分离所需要的力足够大。
如图3所示，在作为发热性电子部件的数字放大器IC11的上表面与散热部件20的凹部22的上内面22a之间形成有稍许的间隙。在该间隙涂布有硅脂26，来自数字放大器IC11的热容易经由硅脂26传递至散热部件20。如图2和图3所示，在放大器安装区域10，利用将绝缘基板2上下贯通的贯通孔形成有连通路27。散热部件20的凹部22的内部空间与绝缘基板2的下表面2b和加强金属板8之间的空间经由连通路27连通。因此，能够防止因数字放大器IC11的发热而导致凹部22的内部空间的温度异常升高。并且，也能够抑制因凹部22的内部空间的温度上升而导致凹部22的内部压力异常升高。
如图1和图2所示，在热熔树脂层30形成有覆盖连接器6的基部的周围部的连接器包覆部32。并且，在热熔树脂层30形成有覆盖2个电解电容4的表面的整个区域的电解电容包覆部34、和覆盖电子部件组5的表面的整个区域的电子部件组包覆部35。即、作为发热性电子部件的数字放大器IC11以及配置在其周围的芯片部件组12以外的、安装在绝缘基板2的上表面2a的其他电子部件由热熔树脂层30覆盖。
图1所示的电子单元1作为车载用的音频放大器使用。关于电子单元1，绝缘基板2的上表面2a和电解电容4的表面整个区域以及电子部件组5的表面的整个区域由热熔树脂层30覆盖。并且，如图3所示，在放大器安装区域10中，数字放大器IC11及其周围的芯片部件组12被收纳在散热部件20的凹部22的内部，连接器6的基部周围也由热熔树脂层30覆盖。因此，在绝缘基板2的上表面2a的整个区域，能够确保防水性，不需要将其收纳在框体内。关于该电子单元1，能够在保持未被收纳在框体的内部的图1的外观的状态下，设置在汽车的仪表盘的内部、车门的内部、座椅的下方等狭小空间。
下面，参照图4A至图4D，对电子单元1的制造方法进行说明。
电子单元1的热熔树脂层30通过热熔成型形成。
如图4D所示，在热熔成型中使用模具40。模具40被分离成第1模具(下部模具)41和第2模具(上部模具)42。
如图4A所示，在第1模具41形成有散热部件收纳凹部43和连接器收纳凹部44。此外，在第1模具41，也形成有收纳电解电容4的凹部、收纳电子部件组5的凹部。
在图4A所示的工序中，在散热部件收纳凹部43设置散热部件20。在将散热部件20安放在第1模具41时，将具有散热翅片21a的散热部21插入散热部件收纳凹部43的内部，使散热部件20的周壁部23的上端面23b抵靠在第1模具41的散热部件收纳凹部43周边的平面部，使周壁部23的端面24朝上。
在绝缘基板2的上表面2a，钎焊安装有数字放大器IC11及其周边的芯片部件组12，还钎焊安装有电子部件组5。并且，在上表面2a安装2个电解电容4，还安装2个连接器6。在图4B的工序中，将安装有各电子部件的绝缘基板2安放在第1模具41。此时，使绝缘基板2的上表面2a朝向第1模具41，在放大器安装区域10中，将作为发热性电子部件的数字放大器IC11和芯片部件组12收纳在散热部件20的凹部22的内部。并且，将绝缘基板2的上表面2a经由夹设件13定位并临时固定在散热部件20的周壁部23的端面24。此时，在第1模具41的连接器收纳凹部44收纳连接器6，将电解电容4和电子部件组5配置在形成于第1模具41的凹部内。
其次，在图4C的工序中，在安放于第1模具41的绝缘基板2的下表面2b固定加强金属板8。或者，也可以将绝缘基板2与加强金属板8预先固定，并将固定后的绝缘基板2和加强金属板8双方如图4C所示安放在第1模具41。
在图4D的工序中，将第1模具41和第2模具42合模。通过该合模，在绝缘基板2的上表面2a与第1模具41之间形成有腔室C，在绝缘基板2与加强金属板8的对接部的周围部分也形成有腔室。此外，在第1模具41与第2模具42的对接部形成有浇口G。在模具40内，以散热部件20的散热部21并不露出至腔室C内、并且连接器6也不露出至腔室C内、散热部21与连接器6位于腔室C的外部的方式，安放绝缘基板2。将加热后的熔融状态的粘接性的热熔树脂从浇口G以低压注入腔室C内，并使其冷却固化，由此形成图1和图2所示的立体形状的热熔树脂层30。
在实施方式的电子单元1的制造方法中，热熔树脂层30通过热熔成型而成型，因此能够通过一次工序而利用热熔树脂层30覆盖电解电容4的表面和电子部件组5的表面以及连接器6的基部周围部。此外，粘接性的热熔树脂与由夹设件13临时固定的散热部件20的周壁部23的外表面23a以及绝缘基板2的上表面2a紧贴，因此能够利用热熔树脂层30将散热部件20可靠地固定，作为整体能够构成耐水性优异的电子单元1。并且，能够利用散热部件20的周壁部23将数字放大器IC11和热熔树脂层30相互隔绝而防止二者接触。
关于通过实施方式的制造方法制造的电子单元1，如图3所示，作为发热性电子部件的数字放大器IC11位于散热部件20的凹部22的内部，热熔树脂层30不与数字放大器IC11接触。由此能够将来自数字放大器IC11的热朝散热部件20有效地传递，并且不会从数字放大器IC11朝热熔树脂层30直接传递，因此不会出现热熔树脂层30因热而劣化的情况。此外，凹部22内的热借助在绝缘基板2形成的连通路27逃逸，因此也不会出现凹部22的内压异常升高的情况。

Claims (9)

1.一种电子单元，设置有：基板；发热性电子部件，安装于上述基板；以及散热部件，配置在上述发热性电子部件之上，其特征在于，
上述散热部件具有：散热部，位于上部；凹部，在下部开口；以及周壁部，包围上述凹部，上述散热部件以上述凹部覆盖上述发热性电子部件，上述周壁部的端面设置于上述基板的表面，
在上述基板之上形成有热熔树脂层，上述热熔树脂层覆盖上述基板的表面以及上述散热部件的上述周壁部的外表面的至少一部分，
上述发热性电子部件和上述热熔树脂层由上述周壁部隔绝。
2.根据权利要求1所述的电子单元，其特征在于，
借助上述热熔树脂层的粘接力，上述散热部件被固定在上述基板的表面。
3.根据权利要求2所述的电子单元，其特征在于，
上述周壁部的上述端面经由粘接层而被设置在上述基板的上述表面，与上述粘接层将上述散热部件保持在上述基板的力相比，上述热熔树脂层将上述散热部件保持在上述基板的力更大。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电子单元，其特征在于，
在上述基板形成有使上述散热部件的上述凹部的内部空间与上述基板的背侧连通的连通路。
5.一种电子单元的制造方法，其特征在于，
使用基板和散热部件，在上述基板安装有发热性电子部件，上述散热部件具有位于上部的散热部、在下部开口的凹部、以及包围上述凹部的周壁部，
(a)将上述散热部件和上述基板安放于模具，利用上述凹部覆盖上述发热性电子部件，并将上述散热部件的上述周壁部的端面设置于上述基板的表面，(b)朝在上述模具的内部形成的腔室内注射溶融的热熔树脂，形成覆盖上述基板的表面和上述散热部件的上述周壁部的外表面的至少一部分的热熔树脂层。
6.根据权利要求5所述的电子单元的制造方法，其特征在于，
利用上述周壁部将上述发热性电子部件和上述热熔树脂层隔绝。
7.根据权利要求5或6所述的电子单元的制造方法，其特征在于，
借助上述热熔树脂层的粘接力而将上述散热部件固定在上述基板的表面。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的电子单元的制造方法，其特征在于，
在上述(a)的工序中，使上述散热部件的上述散热部位于上述模具内的腔室的外部，
在上述(b)的工序中，使注射到上述腔室内的上述热熔树脂不会附着于上述散热部而附着于上述周壁部的上述外表面。
9.根据权利要求5～8中任一项所述的电子单元的制造方法，其特征在于，
在上述(a)的工序中，将上述周壁部的上述端面经由粘接层设置在上述基板的上述表面，
与上述粘接层将上述散热部件保持在上述基板的力相比，使上述热熔树脂层将上述散热部件保持在上述基板的力更大。
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