-
Hintergrund der Erfindung
-
1. GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Elektroniksubstrat-Montagestruktur,
die durch eine auf dem Elektroniksubstrat montierte Heizkomponente erzeugte
Wärme zu einer Grundplatte überträgt
und die Wärme abführt.
-
2. BESCHREIBUNG DES STANDES
DER TECHNIK
-
Es
sind verschiedene Strukturen bezüglich einer Montagestruktur
eines Elektroniksubstrats zum Übertragen von durch eine
auf einem Elektroniksubstrat montierte Heizkomponente erzeugter
Wärme zu einer Grundplatte und zum Abführen der
Wärme vorgeschlagen worden.
-
Beispielsweise
ist eine Kühlvorrichtung einer Elektronikkomponente offenbart
worden, in der eine Heizkomponente an einer Seite eines Kupferfolienmusters
auf der Vorder- und Rückseite eines Schaltungssubstrats
befestigt ist, die durch eine Anzahl von Durchgangslochplattierungen
kommunizieren, und die Kupferfolienmuster der anderen Seite sind über
ein leitfähiges Plättchen in Kontakt mit einer Wärmesenke
befestigt (siehe Patentdokument 1).
-
Zudem
ist eine Gehäusestruktur einer Fahrzeugelektronikvorrichtung
offenbart, in der durch eine auf einem Elektroniksubstrat montierte
Heizkomponente erzeugte Wärme, das in Sandwichweise zwischen
einem gekrümmten Außenwandabschnitt einer Abdeckung
und einem wärmeübertragungsfähigen Grundplattenabschnitt
zu der Grundplatte über eine wärmeübertragungsfähige
Weichisolierschicht übertragen wird (siehe Patentdokument
2).
- Patentdokument 1: Japanische
ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 8-204072 (Seiten
2 und 3, 2)
- Patentdokument 2: Japanische
ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2004-166413 (Seite
5, 8)
-
In
der Kühlvorrichtung einer bekannten Elektronikkomponente,
wie sie in Patentdokument 1 gezeigt wird, ist es beschwerlich, das
Wärmeleitplättchen anliegend an die Elektronikkomponente
durch Anheften an der Wärmesenke zu befestigen; und demnach
gibt es ein Problem dahingehend, dass es zu einer Zunahme der Herstellungskosten
führt. Zudem gibt es, wenn die Dicke des Wärmeleitplättchens zu
dünn ist, ein Risiko des Erzeugens eines dielektrischen
Durchbruchs durch Lot, welches aus dem plattierten Abschnitt des
Durchgangslochs herausragt. Demnach gibt es, wenn das Wärmeleitplättchen
mit einer entsprechenden Dicke verwendet wird, ein derartiges Problem,
dass die Wärmeleitfähigkeit leicht verschlechtert
wird.
-
Zudem
wird in der Gehäusestruktur gemäß dem
Patentdokument 2 die Wärme über die wärmeübertragungsfähige
Weichisolierungsschicht übertragen; jedoch gibt es keine
Einrichtung zum Steuern der Dicke der Weichisolierungsschicht; und
demnach erhält die Weichisolierungsschicht bedingt durch
eine Herstellungsschwankung von jedweden Komponentendimensionen
eine ungewisse Dicke und es ist ein Problem, dass ein Fall auftreten
kann, bei dem eine Wärmeübertragungseigenschaft
nicht stabil ist.
-
RESÜMEE DER ERFINDUNG
-
Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer Montagestruktur
eines Elektroniksubstrats, bei der in einem in einem Gehäuse
enthaltenen und mit einer Heizkomponente montierten Elektroniksubstrat
durch die Heizkomponente erzeugte Wärme sicher und stabil
zu einem als Wärmeabstrahlkörper dienenden Grundplattenteil übertragen
werden kann, und deren Herstellung leicht ist.
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird eine Montagestruktur eines Elektroniksubstrats
bereitgestellt, in der ein mit einer Heizkomponente montiertes Elektroniksubstrat
innerhalb eines Gehäuses enthalten ist, welches sich aus
einer aus einem hoch wärmeleitfähigen Material
gebildeten Grundplattenteil und einem das Grundplattenteil abdeckenden
Abdeckungsteil zusammensetzt; und ein äußerer
Abschnitt des Elektroniksubstrats in Sandwichweise zwischen Außenwandabschnitten
des Grundplattenteils und des Abdeckungsteils gehalten wird und
darin aufbewahrt wird. Das Elektroniksubstrat ist mit einem ersten
Wärmetransfermuster auf einer Montageoberfläche
für die Heizkomponente ausgebildet, welches eine Lötverbindungsfläche
hat, an der eine Wärmeabstrahlelektrode der Heizkomponente
verlötet wird; und ist mit einem zweiten Wärmetransfermuster
auf einer Nicht-Montagefläche ausgebildet, welches in Wärme übertragender
Weise mit dem ersten Wärmetransfermuster durch eine Vielzahl
von Wärme übertragende Durchgangslöcher
verbunden ist. Das Grundplattenteil ist mit einem Wärmetransfersitzabschnitt
versehen, der eine gegenüberliegende Oberfläche
hat, auf der ein Trenn-Vorsprungsabschnitt, der in Kontakt kommt
mit der Nicht-Montagefläche, bei einer Position ausgebildet
ist, die dem zweiten Wärmetransfermuster gegenüberliegt.
Der Trennvorsprungsabschnitt bildet einen Spalt zwischen der gegenüberliegenden
Oberfläche und dem zweiten Wärmetransfermuster,
wobei der Spalt mit einem Wärme leitenden Adhäsivum
aufgefüllt ist. Dann haben das Abdeckungsteil und das Grundplattenteil
einen Verbindungsabschnitt, bei dem eine wasserdichte Dichtung eingefügt
ist und sind durch eine Verbindungsschraube in einem Zustand festgezogen,
in dem das Elektroniksubstrat in Sandwichweise gehalten wird.
-
In Übereinstimmung
mit der Montagestruktur des Elektroniksubstrats gemäß der
vorliegenden Erfindung ist in der Montagestruktur des mit der Heizkomponente
montierten Elektroniksubstrats das Elektroniksubstrat mit einem
ersten Wärmetransfermuster ausgebildet, an dem die Heizkomponente durch
Löten auf der Montageoberfläche verbunden ist;
und ist mit einem zweiten Wärmetransfermuster auf der Nicht-Montageoberfläche
ausgebildet, durch welches Wärme übertragen wird
und das mit dem ersten Wärmetransfermuster durch die Vielzahl
von Wärmetransfer-Durchgangslöchern verbunden
ist. Das Grundplattenteil ist mit dem Wärmetransfersitzabschnitt
versehen, der mit dem Trenn-Vorsprungsabschnitt ausgebildet ist;
und der Trenn-Vorsprungsabschnitt bildet den Spalt zwischen den
gegenüberliegenden Oberflächen des Wärmetransfersitzabschnitts
und des zweiten Wärmetransfermusters, wobei der Spalt mit
dem wärmeleitfähigen Adhäsivum aufgefüllt
ist. Dann haben das Abdeckungsteil und das Grundplattenteil den
Verbindungsabschnitt, bei dem eine wasserdichte Dichtung eingefügt
ist, und sind durch die Verbindungsschraube in dem Zustand festgehalten,
in dem das Elektroniksubstrat in Sandwichweise gehalten wird. Demgemäß kann
der Spalt zwischen dem zweiten Wärmetransfermuster und dem
Wärmetransfersitzabschnitt mit einer stabilen Abmessung
sichergestellt werden; und demnach kann der Spalt von einer kleinen
Spaltdimension sein und eine exzellente Wärmeübergangs-
und Wärmeverteileigenschaft können erhalten werden.
-
Zudem
wird das wärmeleitfähige Adhäsivum verwendet;
und demnach sind ein Wärmeübergangsplättchenteil
und seine Befestigungsarbeit nicht erforderlich und der Arbeitsablauf
wird verbessert.
-
Das
Vorangehende und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung
der vorliegenden Erfindung in größerem Maße
ersichtlich, wenn betrachtet im Zusammenhang mit den beiliegenden
Zeichnungen.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Es
zeigt:
-
1 eine
Draufsicht einer Montagestruktur eines Elektroniksubstrats gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung;
-
2 eine
Schnittansicht, betrachtet von der in 1 gezeigten
II-II-Linie;
-
3 eine
vergrößerte Schnittansicht eines in 2 gezeigten
Hauptabschnitts;
-
4 eine
Schnittansicht, betrachtet von der in 1 gezeigten
IV-IV-Linie;
-
5 eine
Querschnittsansicht eines Montageabschnitts für eine Heizkomponente,
die auf dem Elektroniksubstrat gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung zu montieren ist;
-
6 eine
Längsschnittansicht des Montageabschnitts für
die in 5 gezeigte Heizkomponente;
-
7a und 7B Konfigurationsansichten
von Substratflächen zum Montieren der in 5 gezeigten
Heizkomponente;
-
8 eine
Querschnittsansicht eines Montageabschnitts für eine Heizkomponente,
die auf einem Elektroniksubstrat gemäß Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung zu montieren ist;
-
9 eine
Längsschnittansicht eines Montageabschnitts für
die in 8 gezeigte Heizkomponente; und
-
10A und 10B Konfigurationsansichten von
Substratoberflächen zum Montieren der in 8 gezeigten
Heizkomponente.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Ausführungsform 1.
-
1 ist
eine Draufsicht zum Zeigen einer Montagestruktur eines Elektroniksubstrats
gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung. 2 ist eine Schnittansicht betrachtet
entlang der II-II-Linie, die in 1 gezeigt
ist; 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht
eines in 2 gezeigten Hauptabschnitts;
und 4 ist eine Schnittansicht betrachtet entlang der
in 1 gezeigten IV-IV-Linie.
-
In 1 wird
ein Grundplattenteil 1 aus einem hoch wärmeleitfähigen
Material, beispielsweise Aluminiumspritzguss erstellt, hat einen
Bodenflächenabschnitt 1a und einen gekrümmten
Außenwandabschnitt 1b; und ist mit Montage-Pads
(Montagezonen) 1c auf vier Seiten versehen. Das Grundplattenteil 1 ist
konfiguriert, um auf einer Wandfläche oder Ähnlichem
(nicht in der Zeichnung gezeigt) über die Montage-Pads 1c montiert
zu werden.
-
Ein
Abdeckungsteil 2, das kombiniert mit dem Grundplattenteil 1 ein
Gehäuse bildet, ist aus einem Kunststoffformprodukt erstellt;
und besteht aus einem Haubenabschnitt 2a, einem ringförmigen
Außenwandabschnitt 2b und einem Paar Verbindergehäusen 2c,
die einstückig mit dem Außenwandabschnitt 2b ausgebildet
sind. 1 ist in einem Zustand gezeigt, in dem die Innenseite
durch Wegbrechen einer oberen Hälfte des Abdeckungsabschnitts 2a zu
sehen ist.
-
Das
Grundplattenteil 1 hat vier Ecken, von denen jede mit einem
Stanzloch 1d ausgebildet ist, in das eine Verbindungsschraube 3 eingefügt
wird; und eingebettete Muttern bzw. Muttergewinde (in der Zeichnung
nicht gezeigt) sind auf der entsprechenden Seite des Abdeckungsteils 2 eingebettet.
Das Grundplattenteil 1 und das Abdeckungsteil 2 werden durch
das Anziehen von vier Verbindungsschrauben 3 geklemmt,
die in die Stanzlöcher 1d von der Rückseite
der Zeichnung in die eingebetteten Muttern eingefügt sind.
-
Ein
Elektroniksubstrat 2, an dem eine Heizkomponente 4 montiert
ist, ist mit einer Montageoberfläche für die Heizkomponente 4 versehen
(nachstehend bloß als "Montagefläche" abgekürzt,
und eine gegenüberliegende Fläche der Montagefläche
wird mit "Nicht-Montagefläche" abgekürzt), die
sich auf der Seite des Abdeckungsteils 2 befindet. Dann
wird ein äußerer Randabschnitt des Elektroniksubstrats 5 in
Sandwichweise zwischen den Außenwandabschnitten des Grundplattenteils 1 und
des Abdeckungsteils 2 gehalten und wird aufbewahrt und fixiert.
-
Zudem
ist eine Vielzahl von Ausschnittabschnitten 5a in dem Außenrandabschnitt
des Elektroniksubstrats 5 vorgesehen. Deren Anwendung wird später
beschrieben.
-
Ein
Montageabschnitt des Elektroniksubstrats 5 wird auf der
Grundlage der 2 und 3 beschrieben. 2 ist
eine Schnittansicht der II-II-Linie, die in 1 gezeigt
ist; und 3 ist die vergrößerte
Ansicht des durch eine strichpunktierte Linie in 2 gezeigten
III-Abschnitts. Diesbezüglich wurde jedoch darauf verzichtet,
das Abdeckungsteil 2 in 2 zu zeigen.
-
Wie
in 2 gezeigt, hat das Grundplattenteil 1 an
der inneren Randseite des Außenwandabschnitts 1b einen Stufenabschnitt
ausgebildet und das Elektroniksubstrat 5 wird in einer
Regalhaltestruktur an dem Stufenabschnitt gestützt; und ein
Wärmetransfersitz 6, der durch die auf dem Elektroniksubstrat 5 montierte
Heizkomponente 4 erzeugte wärme überträgt,
ist in Entsprechung zu einer Montageposition der Heizkomponente 4 vorgesehen.
-
Wie
in 3 gezeigt, ist eine Wärmeabstrahlelektrode 9 auf
der Substratoberflächenseite der Heizkomponente 4 vorgesehen.
Dann ist ein erstes Wärmetransfermuster 13 auf
der Montageoberfläche des Elektroniksubstrats 5,
auf der die Heizkomponente 4 montiert ist, ausgebildet;
und ein zweites Wärmetransfermuster 14 ist auf
der Nicht-Montageoberfläche ausgebildet. Das Detail der
Wärmetransfermuster wird später beschrieben.
-
Andererseits
ist der Wärmetransfersitzabschnitt 6 an einem
Bereich gegenüber dem zweiten Wärmetransfermuster 14 vorgesehen;
und eine größere Zahl von Trenn-Vorsprungsabschnitten 6a,
die mit der Nicht-Montagefläche des Elektroniksubstrats 5 in
Kontakt kommen, sind auf der dem zweiten Wärmetransfermuster 14 gegenüberliegenden
Oberfläche ausgebildet. In dem Fall, in dem das Grundplattenteil 1 aus
Aluminiumformguss hergestellt wird, kann der die Trenn-Vorsprungsabschnitte 6a einschließende
Wärmetransfersitzabschnitt 6 einstückig mit
dem Grundplattenteil 1 hergestellt werden.
-
Der
Trenn-Vorsprungsabschnitt ist beispielsweise näherungsweise
0,3 mm hoch. Ein kleiner Spalt 7 (nachstehend bloß als
"Spalt 7" abgekürzt) wird zwischen der gegenüberliegenden
Oberfläche des Wärmetransfersitzabschnitts 6 und
des zweiten Wärmetransfermusters 14 ausgebildet
durch Vorsehen der Trenn-Vorsprungsabschnitte 6a. Ein wärmeleitfähiges
Adhäsivum 8 ist in den Spalt 7 eingefüllt.
-
Mit
einer solchen Konfiguration wird eine durch die Heizkomponente 4 erzeugte
Wärme zu der Wärmetransfersitzabschnittsseite über
einen nachstehend zu beschreibenden Pfad übertragen.
-
Zudem
ist ein Verbindungsabschnitt des Grundplattenteils 1 und
des Abdeckungsteils 2 mit einem in Eingriff kommenden konvexen
Abschnitt über den gesamten Rand an dem Endabschnitt des
Außenwandabschnitts 1b auf der Seite des Grundplattenteils 1 vorgesehen,
und ist mit einem in Eingriff kommenden konkaven Abschnitt versehen,
um zu dem konvexen Abschnitt an dem Endabschnitt des Außenwandabschnitts 2b des
Abdeckungsteils 2 zu passen. Dann wird eine wasserdichte
Dichtung 10 auf/in den zusammengebauten Abschnitt der beiden in
Eingriff stehenden konvexen und konkaven Abschnitte eingefügt
und durch die zuvor beschriebenen Verbindungsschrauben 3 abgedichtet
und befestigt. Zu dieser Zeit sieht die Konfiguration vor, dass das
Elektroniksubstrat 5 in der Regalhaltestruktur durch den
Außenwandabschnitt 1b des Grundplattenteils 1 gehalten
wird und in Sandwichweise durch den Außenwandabschnitt
des Abdeckungsteils 2 gehalten und fixiert wird.
-
Als
Nächstes wird der Verbinder-Gehäuseabschnitt 2c durch
die in 4 gezeigte Querschnittansicht beschrieben. Wie
in der Zeichnung gezeigt, sind die einen Enden einer Anzahl von
L-artigen Verbindungsstiften 11 durch Presspassung zu dem
Paar von Verbinder-Gehäusen 2c montiert, die auf
einer Oberfläche des Außenwandabschnitts 2b des
Abdeckungsteils 2 vorgesehen sind; und die anderen Enden
der L-artigen Verbindungsstifte 11 sind mit dem Elektroniksubstrat 5 verlötet.
-
Als
Nächstes werden die Details der Heizkomponente 4 und
der Substratoberfläche des Elektroniksubstrats 5,
auf der die Heizkomponente 4 montiert ist, beschrieben.
-
5 und 6 zeigen
den Fall, in dem eine Oberflächenmontagekomponente 4a als
Heizkomponente 4 verwendet wird. 5 ist eine
Querschnittansicht eines Montageabschnitts der Oberflächenmontagekomponente;
und 6 ist ein Längsschnittabschnitt. Zudem
zeigt 7A eine Konfigurationsansicht
der Substratoberfläche auf der Montageoberflächenseite;
und 7B zeigt eine Konfigurationsansicht
der Substratoberfläche auf der Nicht-Montageoberflächenseite.
-
Wie
in 5 gezeigt, hat die Oberflächenmontagekomponente 4a,
die als Heizkomponente 4 dient, eine Wärmeabstrahlelektrode 9a und
eine Oberflächenverbindungselektrode 12, und ist
auf dem Elektroniksubstrat 5 montiert. Die Nicht-Montageflächenseite
des Elektroniksubstrats 5 kommt in Kontakt mit den Trennvorsprungsabschnitten 6a an dem
Wärmetransfersitzabschnitt 6, der auf dem Grundplattenteil 1 vorgesehen
ist, und liegt gegenüber der gegenüberliegenden
Fläche des Wärmetransfersitzabschnitts 6 über
den Spalt 7, der durch die Höhendimension der
Trenn-Vorsprungsabschnitte 6a gesteuert wird. Dann wird
wie zuvor beschrieben das wärmeleitfähige Adhäsivum 8 in
den Spalt 7 eingefüllt.
-
Zudem
ist das erste Wärmetransfermuster auf der Montageoberfläche
des Elektroniksubstrats 5 ausgebildet, auf dem die Oberflächenmontagekomponente 4a montiert
ist; und das zweite Wärmetransfermuster 14 ist
auf der Nicht-Montageoberfläche ausgebildet.
-
Wie
in 6 gezeigt, sind eine Vielzahl von Wärme übertragenden
Durchgangslöchern 15 (nur ein Loch ist in der
Zeichnung gezeigt), die durch ein Kunstharzsubstrat des Elektroniksubstrats 5 verlaufen,
zwischen dem ersten Wärmetransfermuster 13 und
dem zweiten Wärmetransfermuster 14 vorgesehen,
und eine metallplattierte Schicht 16 ist auf einer Innenumfangsfläche
des Wärmetransfer-Durchgangslochs 15 vorgesehen.
-
Zudem
dient das Wärmetransfer-Durchgangsloch 15 dem
Zweck der Wärmeübertragung zwischen den beiden
Wärmetransfermustern 13 und 14 und ist
im Wesentlichen elektrisch leitfähig.
-
Konfigurationen
der Substratoberfläche, die die Wärmetransfermuster
einschließen, werden durch 7A und 7B beschrieben. 7A zeigt
die Montageflächenseite und 7B zeigt
die Nicht-Montageflächenseite. In 7A ist
das erste Wärmetransfermuster 13 aus einem Kupferfolienmuster
gebildet, das auf dem Elektroniksubstrat 5 der Montageoberflächen
vorgesehen ist, und der Hauptteil davon ist eine Lotverbindungsoberfläche 17,
auf der Lotpaste aufgebracht ist auf das Kupferfolienmuster. Die
Wärmeabstrahlelektrode 9a der Oberflächenmontagekomponente 4a ist
durch Löten mit der Lötverbindungsfläche 17 verbunden.
-
Die
Vielzahl von Wärmeübertragungs-Durchgangslöchern 15 sind
in Bereichen vorgesehen, die sich in dem ersten Wärmetransfermuster 13 befinden
und außerhalb der Lötverbindungsfläche 17,
und auf denen keine Lotpaste aufgebracht ist. Dann wird auf den
Bereichen eine Lötabdecklackschicht 18 aufgebracht
(siehe 5 und 6).
-
Zudem
sind Signalelektrodenlötflächen 19 außerhalb
des ersten Wärmetransfermusters 13 vorgesehen
und die Lotpaste wird auch auf die Signalelektrodenlötflächen 19 aufgebracht,
wo die Oberflächenverbindungselektroden 12 der
Oberflächenmontagekomponente 4a verlötet
werden.
-
In 7B ist das zweite Wärmetransfermuster 14 aus
einem Kupferfolienmuster gebildet, welches das Elektroniksubstrat 5 bildet,
und ist in Wärme übertragender Weise mit dem ersten
Wärmetransfermuster 13, das auf der Montageoberfläche
angeordnet ist, durch die oben beschriebene Vielzahl von Wärmetransfer-Durchgangslöchern 15 verbunden.
-
Zudem
sind eine Vielzahl von Fensteröffnungen 20 in
dem zweiten Wärmetransfermuster 14 an Positionen
vorgesehen, die der Vielzahl von Trennvorsprungsabschnitten 6a des
zuvor beschriebenen Wärmetransfersitzabschnittes 6 entsprechen
und in Kontakt kommen mit den Trenn-Vorsprungsabschnitten 6a.
Die Fensteröffnung 20 ist ein frei gelassenes Fenster,
das durch Ausschneiden des Kupferfolienmusters und durch freilegen
des Abdecklacksubstrats gebildet wird. Dann wird die Lötabdecklackschicht 18 auf
die gesamte Oberfläche des zweiten Wärmetransfermusters 14 einschließlich
der Fensteröffnungen 20 aufgebracht und die Trenn-Vorsprungsabschnitte 6a kommen
in Kontakt mit dem Kunstharzsubstrat über die Lötabdecklackschicht 18 (siehe 5 und 6).
Hierbei sind das zweite Wärmetransfermuster 14 und
der Wärmetransfersitzabschnitt 6 elektrisch isoliert.
-
Ein
Montageverfahren der Montagestruktur des wie in 1 bis 6, 7A und 7B gezeigt konfigurierten
Elektroniksubstrat wird in einfacher Weise beschrieben.
-
Zuerst
wird das mit einer Anzahl von Elektronikkomponenten (in der Zeichnung
nicht gezeigt) und der Heizkomponente 4 darauf montierte
Elektroniksubstrat 5 temporär an dem Öffnungsende
des Abdeckungsteils 2 befestigt und die L-artigen Verbindungsstifte 11 werden
verlötet; daraufhin wird dasselbe in eine Spannvorrichtung
mit einem Haubenabschnitt 2a des Abdeckungsteils 2 nach
unten eingesetzt; die wasserdichte Abdichtung 10 wird in
den in Eingriff kommenden konkaven Abschnitt des Außenwandabschnitts 5b des
Abdeckungsteils 2 eingegeben; und das wärmeleitfähige
Adhäsivum 8 wird auf einen gegenüber
dem Wärmetransfersitzabschnitt 6 liegenden Bereich
auf dem zweiten Wärmetransfermuster 14 des Elektroniksubstrats 5 aufgebracht.
-
Darauffolgend
wird der in Eingriff kommende konvexe Abschnitt, der auf dem Außenwandabschnitt 1b des
Grundplattenteils 1 vorgesehen ist, angebracht, um mit
dem in Eingriff kommenden konkaven Abschnitt der Seite des Abdeckungsteils 2 zusammenzupassen,
und vier Ecken werden durch Klemmen mit Verbindungsschrauben 3 befestigt.
-
Gemäß der
derart konfigurierten Elektroniksubstratstruktur wird ein Wärmeübergang
von durch die oberflächenmontierte Komponente 4a,
die als Heizkomponente dient, erzeugter Wärme zu der Wärmeabstrahlelektrode 9a – dem
ersten Wärmetransfermuster 13 – dem Wärme übertragenden Durchgangsloch 15 – dem
zweiten Wärmetransfermuster 14 – dem
wärmeleitfähigen Adhäsivum 8 – dem
Wärmetransfersitzabschnitt 6 – und dem
Grundplattenteil 1 vorgenommen; und die Wärme
wird abgestrahlt.
-
Der
Spalt (Trennungs-Abmessung) zwischen dem zweiten Wärmetransfermuster 14 des
Elektroniksubstrats 5 und der gegenüberliegenden
Oberfläche der Wärmetransfersitzposition 6 kann
durch das Vorsehen der Trenn-Vorsprungsabschnitte 6a konstant
beibehalten werden. Eine Höhe der Trenn-Vorsprungsabschnitte 6a wird
in geeigneter Weise ausgewählt; und demgemäß ist
es möglich, einen Spalt zu haben, der kleiner ist als eine
Dickendimension eines gewöhnlich verwendeten leitenden
plattförmigen Teils, und die Dicke des wärmeleitfähigen
Adhäsivums 8 kann minimiert werden.
-
Zudem
kann in dem Fall, dass die Heizkomponente 4 einen nicht
so großen Betrag an Wärmeerzeugung pro Einheitsbereich
beiträgt, die wasserdichte Dichtung 10 und das
wärmeleitfähige Adhäsivum 8 dasselbe
kalt aushärtende Flüssigsilikonharzmaterial verwenden.
-
Zudem
ist, da die wasserdichte Dichtung 10 nicht zum Befestigen
des Grundplattenteils 1 und des Abdeckungsteils 2 dient,
keine starke Klebeleistung erforderlich; und die Wasserdichtungseigenschaft kann
stabil aufrecht erhalten werden durch Verwenden des kalt aushärtenden
Flüssigsilikonharzmaterials.
-
Zudem
ist das wärmeleitfähige Adhäsivum 8 auch
nicht mit einer starken Klebeleistung erforderlich, sondern das
kalt aushärtende Flüssigsilikonharzmaterial derselben
Qualität wie für die wasserdichte Dichtung 10 kann
verwendet werden.
-
Vorzugsweise
ist es effizienter, wenn man einen isolierenden Füllstoff
mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet.
-
Zudem
wird in dem Fall, in dem das Elektroniksubstrat 5 demontiert
werden muss und herausgenommen werden muss, nachdem das Elektroniksubstrat 5 in
das Gehäuse, welches aus dem Grundplattenteil 1 und
dem Abdeckungsteil 2 gebildet wird, eingebaut worden ist,
das Abdeckungsteil 2 entfernt und das Elektroniksubstrat 5 wird
freigelegt; danach wird ein Werkzeug, beispielsweise eine Klingenkante
eines Schraubenziehers oder Ähnliches in den Ausnehmungsabschnitt 5a des
Elektroniksubstrats 5 eingeführt und dasselbe
wird gelockert; und demgemäß wird es möglich,
das Elektroniksubstrat 5 auf leichte Weise von dem Grundplattenteil 1 abzuschälen
und zu trennen.
-
Bisher
berücksichtigt die Beschreibung, dass die Wärmeabstrahlelektrode 9a der
Heizkomponente 4 (Oberflächenmontagekomponente 4a)
nicht elektrisch leitend ist zu dem Wärmetransfersitzabschnitt 6.
Jedoch in dem Fall, in dem die Wärmeabstrahlelektrode 9a eine
Masseelektrode der Heizkomponente 4 ist und die Wärmeabstrahlelektrode 9a in
Kontakt kommen kann mit dem Wärmetransfersitzabschnitt 6,
sind demnach die Fensteröffnung 20, die in dem zweiten
Wärmetransfermuster 14 vorgesehen ist, und der
Lötabdecklackfilm 18 auf seiner Oberfläche nicht
erforderlich. Die Masseelektroden sind über den Metall-Wärmetransfersitzabschnitt
und den Grundplattenabschnitt mit Masse verbunden. Um die Leitfähigkeit
zu unterstützen, wird es effizient, wenn das wärmeleitfähige
Adhäsivum 8 mit Leitfähigkeit verwendet
wird.
-
Diesbezüglich
können jedoch, selbst wenn die Wärmeabstrahlelektrode 4 die
Masseelektrode ist, die Fensteröffnung 20 und
der Lötabdecklackfilm 18 in dem Fall vorgesehen
sein, in dem es nicht vorzuziehen ist, mit dem Wärmetransfersitzabschnitt 6 in
Kontakt zu kommen.
-
Wie
oben beschrieben, wird gemäß Ausführungsform
1 in der Montagestruktur des Elektroniksubstrats, in dem die Heizkomponente
in Sandwichweise zwischen dem Grundplattenteil und dem Abdeckungsteil
gehalten wird, das Elektroniksubstrat auf der Montageoberfläche
für die Heizkomponente mit dem ersten Wärmetransfermuster
ausgebildet, welches die Lotverbindungsoberfläche hat,
zu der die Wärmeabstrahlelektrode der Heizkomponente verlötet
ist; und ist auf der Nicht-Montageoberfläche mit dem zweiten
Wärmetransfermuster versehen, welches in Wärme übertragender
Weise mit dem ersten Wärmetransfermuster durch die Vielzahl
von Wärme übertragenen Durchgangslöchern
verbunden wird. Das Grundplattenteil ist mit dem Wärmetransfersitzabschnitt
versehen, der die gegenüberliegende Oberfläche
hat, wo der Trenn-Vorsprungsabschnitt, der mit der Nicht-Montagefläche
in Kontakt kommt, ausgebildet ist bei der Position gegenüber
dem zweite Wärmetransfermuster. Der Trenn-Vorsprungsabschnitt
bildet den Spalt zwischen der gegenüberliegenden Oberfläche
und dem zweiten Wärmetransfermuster, wobei der Spalt mit
dem wärmeleitfähigen Adhäsivum versehen
ist. Dann haben das Abdeckungsteil und das Grundplattenteil den
Verbindungsabschnitt, bei dem eine wasserdichte Dichtung eingefügt
ist, und werden durch die Verbindungsschraube in dem Zustand angezogen,
in dem das Elektroniksubstrat in Sandwichweise gehalten wird. Demgemäß kann
der Spalt zwischen dem zweiten Wärmetransfermuster und
dem Wärmetransfersitzabschnitt mit einer stabilen Abmessung
durch den Trenn-Vorsprungsabschnitt festgelegt werden, und der Spalt
kann eine kleine Spaltabmessung haben; und demnach können
exzellente Wärmeübergangs- und Wärmeverteilungseigenschaften
erhalten werden.
-
Zudem
wird das wärmeleitfähige Adhäsivum verwendet;
und daher sind kein blattartiges Wärmetransferteil und
die Befestigungsarbeit dafür erforderlich, und die Verarbeitbarkeit
wird verbessert.
-
Darüber
hinaus hat das Wärmeübergangs-Durchgangsloch die
innere Struktur, bei der eine Wärme übertragende
plattierte Schicht aufgebracht ist; und die durch das Loch übertragene
Wärme wird auf der Außenseite der Lotverbindungsoberfläche
in Bereichen der ersten und zweiten Wärmetransfermuster
bereitgestellt. Demgemäß wird es möglich,
Wärme zu übertragen und eine Verbindung zwischen
den ersten und zweiten Wärmetransfermustern durch einfache
Mittel herzustellen; es wird möglich, zu vermeiden, dass
Lot in das Wärme übertragende Durchgangsloch einströmt
und ein Vorsprung gebildet wird, um in Kontakt mit dem Wärmetransfersitzabschnitt
zu leiten, und um zu vermeiden, dass ein kleiner Spalt nicht aufrecht
erhalten werden könnte, und ein stabiler Spaltabschnitt
kann sichergestellt werden.
-
Noch
weiterhin wird das zweite Wärmetransfermuster mit der Fensteröffnung
ausgebildet, in der das Muster an der Position gegenüber
dem Trenn-Vorsprungsabschnitt weggelassen ist, und das zweite Wärmetransfermuster
elektrisch von dem Trenn-Vorsprungsabschnitt isoliert ist. Demgemäß kann
in dem Fall, in dem die Wärmeabstrahlelektrode der Heizkomponente
nicht die Masseelektrode ist, oder in dem Fall, in dem es nicht
erforderlich ist, zu dem Grundplattenteil hin leitfähig
zu sein, selbst wenn die Wärmeabstrahlelektrode die Masseelektrode
ist, ein Isolierprozess auf sichere Weise zusätzlich zu
der obigen Wirkung vorgenommen werden.
-
Noch
weiterhin kann gegebenenfalls die Wärmeabstrahlelektrode
der Heizkomponente die Masseelektrode sein; der Wärmetransfersitzabschnitt
und das Grundplattenteil können aus einem leitfähigen
Metallmaterial erstellt sein; und das zweite Wärmetransfermuster
kann elektrisch mit dem Trenn-Vorsprungsabschnitt verbunden sein.
Demgemäß kann eine stabile Wärmetransfer-Charakteristik erhalten
werden und die Masseelektrode kann elektrisch mit dem Grundplattenteil
auf einfache Weise verbunden sein.
-
Zudem
wird der äußere Randabschnitt des Elektroniksubstrats
mit dem weggelassenen Abschnitt, in den ein Werkzeug zum Trennen
des Elektroniksubstrats von dem Grundplattenteil eingeführt werden
kann, ausgebildet sein. Demgemäß wird es in dem
Fall, in dem es nötig wird, dass das Elektroniksubstrat
von dem Grundplattenteil getrennt wird, möglich, das Werkzeug
wie z. B. einen Schraubenzieher oder Ähnliches in den Ausnehmungsabschnitt einzuführen
und ein leichtes Trennen vorzunehmen.
-
Noch
weiterhin sind eine wasserdichte Dichtung und das wärmeleitfähige
Adhäsivum ein kalt aushärtendes Flüssigsilikonharzmaterial
derselben oder ähnlichen Qualität. Demgemäß wird
es in einem Montageprozess des Elektroniksubstrats möglich, denselben
Prozess effizient anzuwenden.
-
Ausführungsform 2
-
Eine
Montagestruktur eines Elektroniksubstrats gemäß Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung wird nachstehend auf der Grundlage
der Zeichnungen beschrieben. Die Gesamtkonfiguration ist äquivalent
den 1 bis 4, die in Ausführungsform
1 beschrieben worden sind; und demnach wird die diagrammartige Darstellung
und die Beschreibung jeweils weggelassen. 8 ist eine Querschnittsansicht
zum Zeigen eines Details einer Heizkomponente in der Montagestruktur
des Elektroniksubstrats der Ausführungsform 2; und 9 ist eine
Längsschnittansicht davon. Zudem ist 10A eine
Konfigurationsansicht einer Substratoberfläche auf der
Seite der Montageoberfläche, in der ein erstes Wärmetransfermuster
ein Hauptbestandteil ist; und 10B zeigt
eine Konfigurationsansicht der Substratoberfläche auf der
Nicht-Montageoberflächenseite, in welcher ein zweites Wärmetransfermuster
als Hauptbestandteil vorliegt. In 8, 9, 10A und 10B sind äquivalenten
Abschnitten in den 5, 6, 7A und 7B dieselben
Bezugszeichen verliehen worden; und ihre detaillierte Beschreibung wird
weggelassen.
-
Ein
abweichender Punkt von Ausführungsform 1 ist, dass eine
Lötkomponente 4b mit einem Lötanschluss 22,
der mit einem verbindenden Durchgangsloch 21 eines Elektroniksubstrats 5 durchgangsverbunden
ist, als Heizkomponente 4 verwendet wird.
-
Wie
in 8 gezeigt, sind eine Wärmeabstrahlelektrode 9b und
die Lötkomponente 4b mit dem Lötanschluss 22 auf
einer Montageoberfläche des Elektroniksubstrats 5 montiert.
Eine Nicht-Montageoberfläche liegt gegenüber eines
auf einem Grundplattenteil 1 vorgesehenen Wärmetransferabschnitts 6,
und die Nicht-Montageoberfläche kommt in Kontakt mit mehreren
Trenn-Vorsprungsabschnitten 6a, die auf dem Wärmetransfersitzabschnitt 6 vorgesehen
sind. Dann wird ein kleiner Spalt 7, der durch eine Höhenabmesung
der Trenn-Vorsprungsabschnitte 6a gesteuert wird, zwischen
der Nicht-Montageoberfläche und einer gegenüberliegenden
Oberfläche des Wärmetransfersitzabschnitts 6 ausgebildet.
-
Ein
erstes Wärmetransfermuster 23 ist auf der Montageoberflächenseite
des Elektroniksubstrats 5, auf dem die Lötkomponente 4b montiert
ist, ausgebildet; und ein zweites Wärmetransfermuster 24 ist
auf seiner Nicht-Montageoberflächenseite ausgebildet. Das
Detail der Wärmetransfermuster 23 und 24 wird
später beschrieben. Zudem wird in Wärme leitendes
Adhäsivum 8 in den Spalt 7 eingefüllt.
-
In 9 ist
ein Wärme übertragendes Durchgangsloch 15,
welches sich durch ein Kunstharzsubstrat des Elektroniksubstrats 5 erstreckt,
zwischen den ersten und zweiten Wärmetransfermustern 23 und 24 vorgesehen,
und eine metallplattierte Schicht 16 ist auf einer Innenumfangsfläche
des Wärme übertragenden Durchgangslochs 15 ausgebildet. Das
Wärme übertragende Durchgangsloch 15 dient dem
Zweck der Wärmeübertragung zwischen den beiden
Wärmetransfermustern 23 und 24 und ist
im Wesentlichen elektrisch leitfähig.
-
Zudem
ist eine Vielzahl von Verbindungsdurchgangslöchern 21 auf
der Substratoberfläche vorgesehen; und die plattierte Schicht 16 ist
in ähnlicher Weise in der Innenumfangsfläche des
Verbindungsdurchgangslochs ausgebildet. Dann wird der Lötanschluss 22 der
Lötkomponente 4b in das Verbindungsdurchgangsloch 21 hindurch
eingefügt und verlötet.
-
Als
Nächstes wird eine Konfiguration der Substratoberfläche
jedes der Wärmetransfermusterabschnitte beschrieben.
-
In 10A ist das erste Wärmetransfermuster 23 aus
einem Kupferfolienmuster ausgebildet, das auf der Montageoberfläche
des Elektroniksubstrats 5 vorgesehen ist; eine Lötverbindungsfläche 25, auf
die Lotpaste an einer Position gegenüber der Wärmeabstrahlelektrode 9b der
Lötkomponente 4b aufgebracht wird, ist darin vorgesehen;
und die Wärmeabstrahlelektrode 9b der Lötkomponente 2b ist durch
Verlöten an dieser Position verbunden.
-
In
einem Außenbereich der Lötverbindungsfläche 25 in
dem ersten Wärmetransfermuster 23 ist eine Anzahl
Wärme übertragender Durchgangslöcher 15 vorgesehen;
ferner wird eine Lötabdecklackschicht 18 auf diesen
Bereich aufgetragen, d. h., in einem Bereich, der von der Lötverbindungsfläche 25 des
erste Wärmetransfermusters 23 abweicht (siehe 8 und 9).
-
Zudem
ist das Verbindungsdurchgangsloch 21, an dem der Lötanschluss 22 der
Lötkomponente 4b verbunden ist, auf der Außenseite
eines Bereichs des ersten Wärmetransfermusters 23 vorgesehen. Es
wird verstanden werden, dass das Verbindungsdurchgangsloch 21 auch
auf der Außenseite eines Bereichs des zweiten Wärmetransfermusters 24 vorgesehen
ist.
-
10B zeigt die Nicht-Montageoberflächenseite;
und das zweite Wärmetransfermuster 24 ist aus
dem Kupferfolienmuster des Elektroniksubstrats 5 ausgebildet
und überträgt Wärme zu dem und ist verbunden
mit dem ersten Wärmetransfermuster 24 durch eine
Anzahl von Wärme übertragenden Durchgangslöchern 15.
-
Eine
Vielzahl von Fensteröffnungen 20 entsprechen den
Positionen, mit denen die Trenn-Vorsprungsabschnitte 6a in
Kontakt kommen, und jede der Fensteröffnungen 20 ist
ein frei gelassenes Fenster, das durch Ausschneiden des Kupferfolienmusters
und durch Freilegen des Kunstharzsubstrats gebildet wird. Die Lötabdecklackschicht 18 wird
auf die gesamte Oberfläche des zweiten Wärmetransfermusters 24 einschließlich
der Fensteröffnungen 20 aufgebracht und die Trennvorsprungsabschnitte 6a kommen
mit dem Kunstharzsubstrat über die Lötabdecklackschicht 18 in
Kontakt (siehe 8 und 9).
-
Die
bisherige Beschreibung berücksichtigt, dass die Wärmeabstrahlelektrode 9b der
Lötkomponente 4b nicht elektrisch zu dem Wärmetransfersitzabschnitt 6 geführt
wird. Jedoch sind die in dem zweiten Wärmetransfermuster 24 vorgesehenen
Fensteröffnungen 20 wie in der Ausführungsform
1, in dem Fall, in dem die Wärmeabstrahlelektrode 9b eine Masseelektrode
der Lötkomponente 4b ist, und die Wärmeabstrahlelektrode 9b in
Kontakt kommen kann mit dem Wärmetransfersitzabschnitt 6,
nicht erforderlich sein, und die Lötabdecklackschicht 18 auf seiner
Oberfläche ebenfalls nicht erforderlich sein.
-
Diesbezüglich
können jedoch selbst wenn die Wärmeabstrahlelektrode 9b die
Masseelektrode ist, in dem Fall, in dem es nicht vorzuziehen ist,
mit dem Wärmetransfersitzabschnitt 6 in Kontakt
zu kommen, die Fensteröffnung 20 und die Lötabdecklackschicht 18 vorgesehen
sein.
-
Zudem
ist in Ausführungsform 1 und in Ausführungsform
2 das Abdeckungsteil 2 derart konfiguriert, dass der Kuppelabschnitt 2a und
der Peripheriewandabschnitt 2b einstückig ausgebildet
sind. Jedoch kann es eine Gehäusestruktur sein, bei der
der Kuppelabschnitt 2a ein von dem Außenwandabschnitt 2b abweichendes
Teil sein kann; der Außenwandabschnitt 2b des
Abdeckungsteils 2 und das Grundplattenteil 1 geklemmt
und befestigt sind, und danach der Kuppelabschnitt 2a auf
dem Außenwandabschnitt 2b montiert wird.
-
Zudem
ist in der obigen Beschreibung der Grundplattenteil 1 ein
aus Aluminiumguss gebildetes Gussformprodukt; jedoch kann auch ein
durch Pressen ausgebildetes Blechteil verwendet werden; und in diesem
Fall kann der Trenn-Vorsprungsabschnitt durch einen Hohlstift gebildet
werden, der von einer Stanznadel von der Rückseite des
Metallblechs durchgestanzt worden ist.
-
Wie
oben beschrieben, ist gemäß der Ausführungsform
2 in der Konfiguration ähnlich der Ausführungsform
1 die Heizkomponente die Lötkomponente mit der Vielzahl
von Lötanschlüssen; das Elektroniksubstrat ist
mit dem Verbindungsdurchgangsloch in dem Außenbereich der
ersten und zweiten Wärmetransfermuster vorgesehen; und
der Lötanschluss wird in das Verbindungsdurchgangsloch
eingefügt und verlötet. Demgemäß wird
es möglich, zu verhindern, dass die Lötanschlüsse
der Lötkomponente und ihre Lotverbindungsabschnitte in
Kontakt kommen mit dem Wärmetransfersitzabschnitt und zu diesem
hin leitend werden.
-
Während
die derzeit bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, ist zu verstehen,
dass jene Offenbarungen nur zum Zwecke der Erläuterung
dienen und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen
vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung
abzuweichen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen festgelegt
ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 8-204072 [0004]
- - JP 2004-166413 [0004]