CN111279807A - 电子控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的电子控制装置包括：包括电子部件的发热体；用于搭载所述发热体的基板；和能够经由基板固定部固定所述基板的壳体，壳体具有多个凸部，该多个凸部从与基板相对的、壳体的作为高度的基准的基准面突出至基板一侧，且从基准面起的高度不同，多个凸部中的从基准面起的高度最高的凸部经由散热部件与和基板的搭载发热体的面相反一侧的面相接触。

Description

电子控制装置
技术领域
本发明涉及电子控制装置。
背景技术
电子控制装置由金属制的壳体、盖、搭载在壳体内的电路基板构成。在电路基板上搭载有各种电子部件，通常按照电源系统、驱动系统、输入输出系统等每种功能搭载电子部件。电子部件因工作而发热。如果不散除该热，则电子部件的温度上升，成为误动作或故障的原因。因此，搭载有发热量大的电子部件的位置的电路基板的背面侧成为经由导电性粘接剂等与壳体粘接，强制地向壳体外部散热的结构。另外，成为如下结构：通过在壳体的表面实施促进热的吸收和辐射的表面处理，通过有效地传递辐射热，提高散热性。
作为通过上述那种壳体的结构将由电子部件产生的热向壳体的外侧散热的结构，有日本特开2011－192937号公报(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011－192937公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在专利文献1的结构中，搭载有发热量大的电子部件的位置的电路基板的背面侧成为经由导电性粘接剂等与壳体粘接，强制地向壳体外部散热的结构。在发热量大的零件独立的情况下，设置与该部分对应的大小的突起而从壳体进行散热，但当按照每个功能搭载电子部件时，有时发热量大的零件距离近。该情况下，还包含其周边在内通过汇集了多个电子部件的大的突起等进行散热。壳体经由导电性粘接剂等与大的突起与搭载有电子部件的面对应的电路基板的背面粘接时，存在电路基板的变形大幅受到壳体的变形的影响，在电子部件的信号端子的焊剂接合部产生的变形变大，连接可靠性降低的问题。另外，对壳体实施促进热的吸收和辐射的表面处理因为制造工序增加，所以存在成本提高的问题。
本发明的目的在于，解决上述记载的现有技术的问题，降低对搭载于基板的发热体作用的变形，实现连接可靠性的提高。
本发明的所述的目的和其它目的以及新的特征从本说明书的记述和附图中得以明确。
用于解决问题的技术方案
以下简单说明本申请公开的发明中的代表性的内容的概要。
在本发明中，为了解决上述问题，提供一种电子控制装置，其特征在于，包括：包括电子部件的发热体；用于搭载所述发热体的基板；和能够经由基板固定部固定所述基板的壳体，所述壳体具有多个凸部，所述多个凸部从与所述基板相对的、所述壳体的作为高度的基准的基准面突出至所述基板一侧，且从所述基准面起的高度不同，所述多个凸部中的从所述基准面起的高度最高的凸部经由散热部件与和所述基板的搭载所述发热体的面相反一侧的面相接触。
发明效果
以下简单说明通过本申请公开的发明中的代表性的内容得到的效果。
根据本发明，能够降低对搭载于基板的发热体作用的变形，实现连接可靠性的提高。
附图说明
图1是第一实施方式的电子控制装置的展开图。
图2是第一实施方式的电子控制装置的背面立体图。
图3是第一实施方式的电子控制装置的壳体的立体图。
图4是第一实施方式的电子控制装置的A－A剖视图。
图5是第一实施方式的电子控制装置的电路基板的主要部位放大剖视图。
图6是第二实施方式的电子控制装置的电路基板的主要部位放大剖视图。
图7是用于验证的解析模型的图，(a)是模型A的主要部位剖视图，(b)是模型B的主要部位剖视图，(c)是模型C的主要部位剖视图。
图8是表示解析模型的解析结果的图。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
参照图1～图5对本发明的电子控制装置的第一实施方式进行说明。图1是第一实施方式的电子控制装置的展开图。图1中，电子控制装置包括壳体1、密封件6和盖7。壳体1为用于收纳大致长方形形状的电路基板2的容器，在壳体1搭载有电路基板2。电路基板2主要被分割为电子部件配置区域2a和连接引脚配置区域2b，在电子部件配置区域2a分散地搭载有多个电子部件3等，在连接引脚配置区域2b分散地搭载有多个连接引脚5等零件。图中记载的电子部件3是在搭载的零件中发热大且需要积极地散热的零件(作为发热体的零件)。因此，不用说在电路基板2搭载有多个未记载的各种零件。电路基板2通常大多按照功能分割区域进行设计。因此，如图1所示，产生密集地搭载有同样的零件的位置。在壳体1的背面搭载有多个用于与外部装置连接的连接器4，各连接器4的连接端子(未图示)通过各连接引脚5与电路基板2电连接。电子控制装置需要防止水分引起的腐蚀，壳体1经由大致长方形形状的密封件6与盖7粘接。此时，为了将壳体1和盖7牢固地固定，将形成于壳体1的四角的各固定部8a和形成于盖7的四角的各固定部8b由螺钉(未图示)固定。
图2是电子控制装置的背面立体图。图2中，在壳体1的背面侧中的与电路基板2的连接引脚配置区域2b对应的区域(电路基板2的连接引脚配置区域2b的背面侧的区域)，多个连接器安装部4a与壳体1一体地形成，在各连接器安装部4a分别搭载有连接器4。将电子控制装置与外部装置连接的阳型连接器与各连接器4连接。另外，在壳体1的背面侧中的与电路基板2的电子部件配置区域2a对应的区域(电路基板2的电子部件配置区域2a的背面侧的区域)，为了冷却电子控制装置，与壳体1一体地形成有从壳体1突出的多个散热片9。通过在各散热片9之间流通过气体，能够将由各电子部件3产生的热散热，能够防止各电子部件3的温度上升。作为冷却方法，有空冷和水冷方式，图所示的结构是空冷方式。不用说在采用水冷方式的情况下，需要冷却水不漏水的结构。
图3是电子控制装置的壳体的立体图。图3中，在壳体1的表面侧分散成7个部位(在比固定部8a靠内侧为4个部位，中间为3个部位)设置有从基准面11向电路基板2侧突出的多个基板固定部10，该固定部是用于固定电路基板2的突起。在各基板固定部10使用螺钉固定电路基板2。另外，在壳体1的表面侧中的与电路基板2的连接引脚配置区域2b的背面侧对应的区域，与壳体1一体地形成有多个连接器安装部4a，在与电路基板2的电子部件配置区域2a的背面侧对应的区域，与壳体1一体地形成有从基准面11起的高度不同的多个凸部12、13、14。
即，在发热量大而成为需要散热的电子部件3散布的区域的电路基板2的正下的壳体1上，设置有成为比在壳体1的表面具有最大的面积的基准面11靠上侧(电路基板2侧)突出的突起的凸部12。另外，在成为需要散热的电子部件3密集的区域的电路基板2的正下的壳体1上，设置有成为比基准面11向上侧突出的突起的凸部(第一凸部)13。另外，在凸部(第一凸部)13的一部分的区域、即成为需要散热的电子部件3存在的区域的电路基板2的正下的壳体1上分散设置有多个凸部(第二凸部)14。由需要散热的电子部件3产生的热经由凸部12传导至散热片9，并且，从凸部14经由凸部13传导至散热片9，向电子控制装置外散发。为了降低电路基板2的变形，凸部13成为配置于壳体1的中间的基板固定部10的周边的结构。另外，通过在壳体1中发热量大，且需要散热的电子部件3密集的部位配置凸部13和凸部14，具有在壳体1的制造工序中，能够降低压铸的模型的深槽，并且能够降低阻碍熔液流的部位，能够降低缩孔或中空等的制造不良的效果。另外，通过在凸部13的周边配置基板固定部10，具有能够降低电路基板2的变形的效果。
图4是与图3的A－A的位置对应的电子控制装置的剖视图(电子控制装置的A－A剖视图)。图4中，在壳体1的上侧配置有电路基板2，在电路基板2上搭载有多个电子部件3。在电路基板2的上方经由密封件6配置有盖7，盖7的两端侧的固定部8b固定于壳体1的固定部8a。在壳体1上形成有将基准面11作为基准高度，比基准面11向上方(电路基板2侧)突出的凸部12、13，并且，在凸部13的上侧的一部分形成有比基准面11向上方突出的凸部14。凸部14经由散热部件16与电路基板2的背面(电子部件3所在的区域的背面)相接触地配置。在壳体1的下侧相邻地形成有多个散热片9。在各散热片9之间形成有槽15a、15b、15c。槽15a形成于包含凸部14的凸部13的背面，该槽15a形成为其深度(长度)比其它槽、例如形成于基准面11的背面的槽15c深(长)。即，就形成于包含凸部14的凸部13的背面的散热片(第一散热片)9而言，为了将电子部件3的热以更少的热阻进行散热，比其它部位(基准面11的背面侧)的散热片(第二散热片)9长。由此，能够降低壳体1中凸部13的部分的热阻，能够提高散热效率。
图5是第一实施方式的电子控制装置的电路基板的主要部位放大剖视图。图5中，在电路基板2的上表面形成有多个焊盘17a、17b、17c、17d。位于电子部件3的两端侧的焊盘17a、17d经由焊剂18与电子部件3的端子(信号端子)19连接，位于电子部件3的底部侧中间的焊盘17b、17c经由焊剂18与电子部件3底部的放热器(未图示)连接。壳体1的凸部14经由散热部件16与电路基板2的下表面(背面)中的焊盘17b、17c下方的区域相接触。此时，凸部14配置为其上表面位于离开焊盘17a、17d的下方的区域的区域。通过将凸部14配置为其上表面位于离开焊盘17a、17d的下方的区域的区域，即使焊剂18由于温度变化而产生变形，电路基板2也容易变形，能够使电路基板2侧分担焊剂18的变形引起的应力，能够降低焊剂18的变形引起的应力作用于电子部件3的端子19。另外，凸部14的与电路基板2相对的面的面积比搭载于电路基板2的电子部件(发热体)3的搭载面积小，能够减小壳体1和电路基板2相接的面积，因此，也能够减少散热部件16的量。
根据本实施方式，电子部件3周围的电路基板2因为仅凸部14的上表面经由散热部件16相接，所以不能阻碍电路基板2的变形，能够降低电子部件3的端子(信号端子)19的焊剂接合部的焊剂18的变形，能够提高连接可靠性。
〔第二实施方式〕
参照图6对本发明的电子控制装置的第二实施方式进行说明。图6是第二实施方式的电子控制装置的电路基板的主要部位放大剖视图。图6中，在本实施方式中，与图5同样，在电路基板2的上表面形成有多个焊盘17a、17b、17c、17d，焊盘17a、17d经由焊剂18与电子部件3的端子(信号端子)19连接，焊盘17b、17c经由焊剂18与电子部件3底部的吸热设备连接。另一方面，配置于电路基板2的下表面(背面)侧的壳体1的凸部14与图5不同，其上部侧被分割成3个支承部14a、14b、14c。在支承部14a和支承部14b之间形成有成为与电路基板2之间的空间部的凹部20a，在支承部14b和支承部14c之间形成有成为与电路基板2之间的空间部的凹部20b。凸部14的各支承部14a、14b、14c分别经由散热部件16与电路基板2的下表面相接。
此时，凸部14的支承部14a、14b、14c形成为其整体的表面积比与端子19连接的焊盘17a、17d整体的表面积大。凸部14的支承部14a配置为位于离开焊盘17a的下方的区域的区域，凸部14的支承部14b配置为位于焊盘17b、17c的下方的区域，凸部14的支承部14c配置为位于离开焊盘17d的下方的区域的区域。即，凸部14的凹部20a、20b位于与电子部件3的各端子19连接的焊盘17a、17d的下方的区域。另外，凸部14的支承部14a、14c经由电路基板2支承电子部件3的两端侧。通过采用这种结构，即使由于温度变化而在焊剂18产生变形，电路基板2在凹部20a、20b侧也容易变形，能够使电路基板2侧分担焊剂18的变形引起的应力，能够将焊剂18的变形引起的应力作用于电子部件3的端子19。
根据本实施方式，电子部件3周围的电路基板2因为仅凸部14的上表面的支承部14a、14b、14c经由散热部件16相接，所以即使由于温度变化而在焊剂18产生变形，电路基板2在凹部20a、20b侧也容易变形，能够进一步降低电子部件3的端子(信号端子)19的焊剂接合部的焊剂18的变形，能够提高连接可靠性。
(第一、第二实施方式的效果的验证)
参照图7、图8对第一、第二实施方式的效果进行说明。图7是用于说明电子控制装置的1/4模型的分析模型的图，图7的(a)是模型A的主要部位剖视图，图7的(b)是模型B的主要部位剖视图，图7的(c)是模型C的主要部位剖视图。模型A是模拟壳体1的凸部14与端子19的下方的区域的电路基板2连接时的模型。模型B是模拟第二实施方式的模型。模型C是模拟第一实施方式的模型。使用该模型A、B、C进行热应力分析，得到图8所示的分析结果。
图8是表示各模型的变形振幅比的特性图。图8中，各模型A、B、C的变形振幅比是对各模型A、B、C进行模拟热冲击的热应力解析，从最低温度时的等效塑性变形和最高温度的等效塑性变形求出两者的变形振幅的比来作为评价焊剂的寿命的指标。此时，求出将模型A的变形振幅设为1时的模型B、C的变形振幅。其结果，在模型B(第二实施方式)中，确认为5％，在模型C(第一实施方式)中确认为20％强的效果。
此外，本发明不限定于上述的实施例，包含各种变形例。例如，上述实施例是为了容易理解本发明进行说明而详细地说明的例子，并不一定限定于具有所说明的所有结构。另外，能够将某实施例的结构的一部分替换成为其它实施例的结构，另外，也能够在某实施例的结构中添加其它实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分能够进行其它结构的追加、删除、替换。
附图标记说明
1壳体、2电路基板、3电子部件、7盖、10基板固定部、11基准面、12、13、14凸部、16散热部件、20凹部。

Claims (8)

1.一种电子控制装置，其特征在于，包括：
包括电子部件的发热体；
用于搭载所述发热体的基板；和
能够经由基板固定部固定所述基板的壳体，
所述壳体具有多个凸部，所述多个凸部从与所述基板相对的、所述壳体的作为高度的基准的基准面突出至所述基板一侧，且从所述基准面起的高度不同，
所述多个凸部中的从所述基准面起的高度最高的凸部经由散热部件与和所述基板的搭载所述发热体的面相反一侧的面相接触。
2.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于：
所述多个凸部包括形成在所述基准面上的第一凸部和形成在所述第一凸部上的第二凸部，
所述第二凸部经由所述散热部件与和所述基板的搭载所述发热体的面相反一侧的面相接触。
3.根据权利要求2所述的电子控制装置，其特征在于：
所述第二凸部隔着所述基板配置于在所述基板的上侧存在所述发热体的区域。
4.根据权利要求2或3所述的电子控制装置，其特征在于：
所述壳体的与所述基准面相反一侧的面上具有多个散热片。
5.根据权利要求4所述的电子控制装置，其特征在于：
所述多个散热片包括以所述基准面为基准形成于与所述第一凸部相反一侧的第一散热片和与所述第一散热片相邻地形成的第二散热片，
所述第一散热片形成为其槽的深度比所述第二散热片的槽的深度深。
6.根据权利要求2、3、4、5中任一项所述的电子控制装置，其特征在于：
在所述第二凸部的与所述基板相对的面上形成有构成与所述基板之间的空间部的多个凹部。
7.根据权利要求6所述的电子控制装置，其特征在于：
所述多个凹部形成在与所述发热体的所述电子部件的端子对应的区域。
8.根据权利要求2～7中任一项所述的电子控制装置，其特征在于：
所述第二凸部的与所述基板相对的面的面积小于搭载于所述基板的所述发热体的搭载面积。
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