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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Steuervorrichtung.
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Technischer Hintergrund
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Die elektronische Steuervorrichtung weist ein Metallgehäuse, einen Deckel und eine innerhalb des Gehäuses angebrachte Leiterplatte auf. Die Leiterplatte weist verschiedene elektronische Komponenten auf, welche im Allgemeinen für ihre jeweilige Funktion in der Art eines Stromversorgungssystems, eines Antriebssystems und eines Ein-/Ausgabesystems gemeinsam angebracht sind. Die elektronischen Komponenten erzeugen beim Betrieb Wärme. Wenn die Wärme nicht abgeführt wird, steigen die Temperaturen der elektronischen Komponenten an, was zu Fehlfunktionen und Abstürzen führt. Daher wurde bei einer Anordnung an einer Position, an der eine elektronische Komponente angebracht ist, die eine große Wärmemenge erzeugt, die Rückseite der Leiterplatte über einen leitfähigen Klebstoff oder dergleichen an das Gehäuse gebondet und die Wärme aus dem Gehäuse abgeführt. Bei einer Anordnung wird die abgeführte Wärme durch Ausführen einer Wärmebehandlung, um die Aufnahme und Abfuhr der Wärme an die Oberfläche des Gehäuses zu fördern, wirksam übertragen, so dass die Wärmeabfuhrwirkung verbessert wird.
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Die ungeprüfte
japanische Patentanmeldung 2011-192937 (Patentliteratur 1) offenbart eine Anordnung, bei der die von der elektronischen Komponente erzeugte Wärme durch die vorstehend beschriebene Gehäuseanordnung aus dem Gehäuse abgeführt wird.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: Ungeprüfte
japanische Patentanmeldung Nr. 2011-192937 -
Kurzfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei der Anordnung aus Patentliteratur 1 ist die Rückseite der Leiterplatte an einer Position, an der die eine große Wärmemenge erzeugende elektronische Komponente angebracht ist, jedoch durch einen leitfähigen Klebstoff oder dergleichen an das Gehäuse gebondet und wird die Wärme aus dem Gehäuse abgeführt. Wenn die eine große Wärmemenge erzeugende Komponente isoliert ist, wird die Wärme durch Bereitstellen eines Vorsprungs mit einer dem Teil entsprechenden Größe aus dem Gehäuse abgeführt. Wenn die elektronischen Komponenten für die jeweiligen Funktionen angebracht werden, werden sie jedoch in manchen Fällen zueinander benachbart angeordnet. In diesem Fall geschieht die Wärmeabfuhr mit einem großen Vorsprung oder dergleichen, während mehrere elektronische Komponenten, welche die Peripherie einschließen, gemeinsam aufgenommen werden. Dabei trat das Problem auf, dass Verformungen der Leiterplatte, wenn das Gehäuse durch einen leitfähigen Klebstoff oder dergleichen an die Rückseite der Leiterplatte gebondet wird, wo der große Vorsprung der Fläche entspricht, an der die elektronische Komponente angebracht ist, erheblich durch die Verformung des Gehäuses beeinflusst werden und an einem Lötverbindungsabschnitt eines Signalanschlusses der elektronischen Komponente erzeugte mechanische Spannungen zunehmen, wodurch die Zuverlässigkeit der Verbindung verringert wird. Es trat das Problem auf, dass der Herstellungsprozess durch Ausführen einer Oberflächenbehandlung zum Fördern der Aufnahme und Abfuhr der Wärme an das Gehäuse umfangreicher wird, wodurch die Kosten zunehmen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorstehend beschriebenen Probleme aus dem Stand der Technik zu lösen und die mechanischen Spannungen zu verringern, die auf ein am Substrat angebrachtes Heizelement einwirken, um die Zuverlässigkeit der Verbindung zu verbessern.
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Die vorstehend beschriebene und andere Aufgaben und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der Beschreibungen und anliegenden Zeichnungen klar werden.
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Lösung des Problems
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Nachfolgend wird eine repräsentative Ausführungsform der in dieser Anmeldung offenbarten vorliegenden Erfindung kurz beschrieben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine elektronische Steuervorrichtung zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme ein Heizelement, ein Substrat und ein Gehäuse auf. Das Heizelement weist eine elektronische Komponente auf. Das Heizelement ist am Substrat angebracht. Das Substrat ist über einen Substratbefestigungsabschnitt am Gehäuse befestigt. Das Gehäuse weist mehrere von einer Referenzfläche zur Substratseite vorstehende Abschnitte auf. Die mehreren vorstehenden Abschnitte weisen in Bezug auf die Referenzfläche voneinander verschiedene Höhen auf. Die Referenzfläche ist dem Substrat entgegengesetzt und bildet eine Referenz für die Höhe des Gehäuses. Der vorstehende Abschnitt, der von den mehreren vorstehenden Abschnitten die größte Höhe in Bezug auf die Referenzfläche aufweist, steht über ein Wärmeabfuhrelement in Kontakt mit einer Fläche des Substrats. Die Fläche des Substrats liegt auf der entgegengesetzten Seite einer Fläche, an der das Heizelement angebracht ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Eine durch die vorliegende Ausführungsform der in dieser Anmeldung offenbarten vorliegenden Erfindung bereitgestellte Wirkung wird nachstehend kurz beschrieben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können die auf das Heizelement, das am Substrat angebracht ist, einwirkenden mechanischen Spannungen verringert werden, um die Zuverlässigkeit von Verbindungen zu verbessern.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Entwicklungsdiagramm einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht der Rückseite der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
- 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
- 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils einer Leiterplatte der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
- 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils einer Leiterplatte einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
- 7 weist Darstellungen für eine Überprüfung verwendeter analytischer Modelle auf, wobei (a) eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Modells A ist, (b) eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Modells B ist und (c) eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Modells C ist.
- 8 zeigt Analyseergebnisse der analytischen Modelle.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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[Erste Ausführungsform]
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Die erste Ausführungsform einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben. 1 ist ein Entwicklungsdiagramm der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. In 1 weist die elektronische Steuervorrichtung ein Gehäuse 1, ein Dichtungsmaterial 6 und einen Deckel 7 auf. Das Gehäuse 1 ist als Aufnahmebehälter zur Aufnahme einer in etwa rechteckigen Leiterplatte 2 ausgebildet, und die Leiterplatte 2 ist am Gehäuse 1 angebracht. Die Oberseite der Leiterplatte 2 ist im Wesentlichen in ein Gebiet 2a zur Anordnung elektronischer Komponenten und ein Gebiet 2b zur Anordnung von Anschlussstiften unterteilt, und mehrere elektronische Komponenten 3 und dergleichen sind verteilt am Gebiet 2a zur Anordnung elektronischer Komponenten angebracht, während mehrere Komponenten in der Art eines Anschlussstifts 5 verteilt am Gebiet 2b zur Anordnung von Anschlussstiften angebracht sind. Die in der Zeichnung dargestellte elektronische Komponente 3 (ein Heizelement) weist von den angebrachten Komponenten eine hohe Wärmeerzeugung auf und erfordert eine aktive Wärmeabfuhr. Es erübrigt sich daher zu bemerken, dass eine große Anzahl nicht beschriebener verschiedener Komponenten an der Leiterplatte 2 angebracht ist. Typischerweise ist die Leiterplatte 2 in Bereiche für die jeweiligen Funktionen unterteilt. Daher wird, wie in 1 dargestellt ist, ein Teil erzeugt, an dem ähnliche Komponenten dicht angebracht sind. Auf der Rückseite des Gehäuses 1 sind mehrere Verbinder 4 zur Verwendung mit externen Vorrichtungen angebracht, wobei die jeweiligen Verbinder 4 Verbindungsanschlüsse (nicht dargestellt) aufweisen, die durch jeweilige Anschlussstifte 5 elektrisch mit der Leiterplatte 2 gekoppelt sind. Bei der elektronischen Steuervorrichtung muss eine Korrosion durch Wasser vermieden werden, und das Gehäuse 1 ist durch das im Wesentlichen rechteckige Dichtungsmaterial 6 am Deckel 7 befestigt. In dieser Hinsicht sind zur sicheren Befestigung des Deckels 7 am Gehäuse 1 an vier Ecken des Deckels 7 ausgebildete Befestigungsabschnitte 8b durch Schrauben (nicht dargestellt) an jeweiligen Befestigungsabschnitten 8a befestigt, die an vier Ecken des Gehäuses 1 ausgebildet sind.
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2 ist eine perspektivische Ansicht der Rückseite der elektronischen Steuervorrichtung. In 2 sind mehrere Verbinderanbringungsabschnitte 4a in einem Gebiet, das dem Gebiet 2b zur Anordnung von Anschlussstiften der Leiterplatte 2 (Gebiet auf der Rückseite des Gebiets 2b zur Anordnung von Anschlussstiften der Leiterplatte 2) auf der Rückseite des Gehäuses 1 entspricht, integral mit dem Gehäuse 1 ausgebildet und sind die jeweiligen Verbinder 4 an den Verbinderanbringungsabschnitten 4a angebracht. Mit den jeweiligen Verbindern 4 sind männliche Verbinder zur Verbindung der elektronischen Steuervorrichtung mit den externen Vorrichtungen gekoppelt. Zur Kühlung der elektronischen Steuervorrichtung sind mehrere Kühlrippen 9, die vom Gehäuse 1 vorstehen, in einem Gebiet, das dem Gebiet 2a zur Anordnung elektronischer Komponenten der Leiterplatte 2 (Gebiet auf der Rückseite des Gebiets 2a zur Anordnung elektronischer Komponenten der Leiterplatte 2) auf der Rückseite des Gehäuses 1 entspricht, integral mit dem Gehäuse 1 ausgebildet. Indem ein Gas zwischen den jeweiligen Kühlrippen 9 strömen gelassen wird, kann die von den jeweiligen elektronischen Komponenten 3 erzeugte Wärme abgeführt werden, um eine Temperaturerhöhung in ihnen zu verhindern. Das Kühlsystem umfasst ein Luftkühlsystem und ein Wasserkühlsystem, wobei in der Zeichnung ein Luftkühlsystem dargestellt ist. Wenn ein Wasserkühlsystem verwendet wird, muss natürlich eine Anordnung verwendet werden, bei der Kühlwasser nicht leckt.
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3 ist eine perspektivische Ansicht des Gehäuses der elektronischen Steuervorrichtung. In 3 sind auf der Vorderseite des Gehäuses 1 mehrere Substratbefestigungsabschnitte 10, die Vorsprünge zur Befestigung der Leiterplatte 2 sind und von einer Referenzfläche 11 zur Seite der Leiterplatte 2 vorstehen, verteilt an sieben Positionen angeordnet (vier Positionen innerhalb der Befestigungsabschnitte 8a und drei Zwischenpositionen). Die Leiterplatte 2 ist durch Schrauben an den jeweiligen Substratbefestigungsabschnitten 10 befestigt. Mehrere Verbinderanbringungsabschnitte 4a sind in einem Gebiet, das der Rückseite des Gebiets 2b zur Anordnung von Anschlussstiften der Leiterplatte 2 auf der Vorderseite des Gehäuses 1 entspricht, integral mit dem Gehäuse 1 ausgebildet. Mehrere vorstehende Abschnitte 12, 13, 14, die gegenüber der Referenzfläche 11 unterschiedliche Höhen aufweisen, sind in einem Gebiet, das der Rückseite des Gebiets 2a zur Anordnung elektronischer Komponenten der Leiterplatte 2 entspricht, integral mit dem Gehäuse 1 ausgebildet.
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Das heißt, dass in einem Gebiet des Gehäuses 1 direkt unterhalb der Leiterplatte 2, in dem die elektronischen Komponenten 3, welche eine große Wärmemenge erzeugen und eine Wärmeabfuhr benötigen, verteilt angeordnet sind, der vorstehende Abschnitt 12 angeordnet ist. Der vorstehende Abschnitt 12 ist ein Vorsprung, der zur Oberseite (Seite der Leiterplatte 2) in Bezug auf die Referenzfläche 11 vorsteht, welche am meisten Platz auf der Vorderseite des Gehäuses 1 einnimmt. In einem Gebiet des Gehäuses 1 direkt unterhalb der Leiterplatte 2, in dem die eine Wärmeabfuhr benötigenden elektronischen Komponenten 3 dicht angebracht sind, ist der vorstehende Abschnitt (erste vorstehende Abschnitt) 13 angeordnet. Der vorstehende Abschnitt 13 steht zur Oberseite der Referenzfläche 11 vor. Ferner sind in einem Gebiet des Gehäuses 1 direkt unterhalb der Leiterplatte 2 als Teil des vorstehenden Abschnitts (ersten vorstehenden Abschnitts) 13 und im Gebiet, in dem sich die eine Wärmeabfuhr erfordernden elektronischen Komponenten 3 befinden, mehrere Stücke von mehreren vorstehenden Abschnitten (zweiten vorstehenden Abschnitten) 14 verteilt angeordnet. Die von den elektronischen Komponenten 3 erzeugte abzuführende Wärme wird durch den vorstehenden Abschnitt 12 auf die Kühlrippen 9 übertragen und vom vorstehenden Abschnitt 14 über den vorstehenden Abschnitt 13 auf die Kühlrippen 9 übertragen und auf diese Weise aus der elektronischen Steuervorrichtung entfernt. Der vorstehende Abschnitt 13 ist an der Peripherie des Substratbefestigungsabschnitts 10 in der Mitte des Gehäuses 1 angeordnet, um die Verformung der Leiterplatte 2 zu verringern. Durch die Konfiguration, bei der der vorstehende Abschnitt 13 und der vorstehende Abschnitt 14 dort am Gehäuse 1 angeordnet sind, wo die elektronischen Komponenten 3, die eine große abzuführende Wärmemenge erzeugen, dicht angebracht sind, wird erreicht, dass beim Herstellungsprozess des Gehäuses 1 tiefe Rillen einer Form für das Formgießen verringert werden können und Abschnitte, welche die Fließfähigkeit der Schmelze behindern, verringert werden können, wodurch Herstellungsfehler in der Art eines Schrumpfhohlraums und eines Leerraums verringert werden können. Durch die Anordnung des Substratbefestigungsabschnitts 10 an der Peripherie des vorstehenden Abschnitts 13 wird eine Verringerung der Verformung der Leiterplatte 2 bereitgestellt.
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4 ist eine Schnittansicht der elektronischen Steuervorrichtung entsprechend der Position A-A aus 3 (Schnittansicht entlang der Linie A-A der elektronischen Steuervorrichtung). In 4 befindet sich die Leiterplatte 2 an der Oberseite des Gehäuses 1 und sind mehrere elektronische Komponenten 3 an der Leiterplatte 2 angebracht. Der Deckel ist durch das Dichtungsmaterial 6 an der Oberseite der Leiterplatte 2 angeordnet, und die Befestigungsabschnitte 8b an beiden Endseiten des Deckels 7 sind an den Befestigungsabschnitten 8a des Gehäuses 1 befestigt. Am Gehäuse 1 stehen die vorstehenden Abschnitte 12, 13 von der Referenzfläche 11 nach oben vor (Seite der Leiterplatte 2), wobei die Referenzfläche 11 eine Referenzhöhe bildet, und ist der vorstehende Abschnitt 14, der in Bezug auf die Referenzfläche 11 nach oben vorsteht, an einem Teil der Oberseite des vorstehenden Abschnitts 13 ausgebildet. Der vorstehende Abschnitt 14 über ein Wärmeabfuhrelement 16 steht in Kontakt mit der Rückseite (Rückseite des Gebiets, in dem sich die elektronische Komponente 3 befindet) der Leiterplatte 2. Auf der Unterseite des Gehäuses 1 sind mehrere Kühlrippen 9 aneinander angrenzend ausgebildet. Zwischen den jeweiligen Kühlrippen 9 sind Rillen 15a, 15b und 15c ausgebildet. Die Rille 15a ist auf der Rückseite des vorstehenden Abschnitts 13, der den vorstehenden Abschnitt 14 aufweist, ausgebildet, und die Rille 15a weist eine Tiefe (Länge) auf, die jene anderer Rillen übersteigt, beispielsweise der Rille 15c, die auf der Rückseite der Referenzfläche 11 ausgebildet ist. Das heißt, dass die auf der Rückseite des vorstehenden Abschnitts 13, der den vorstehenden Abschnitt 14 aufweist, ausgebildete Kühlrippe (erste Kühlrippe) 9 länger ist als die Kühlrippe (zweite Kühlrippe) 9 an einem anderen Abschnitt (Rückseite der Referenzfläche 11), um die Wärme der elektronischen Komponente 3 mit einem geringeren Wärmewiderstand abzuführen. Dementsprechend kann der Wärmewiderstand am vorstehenden Abschnitt 13 des Gehäuses 1 verringert werden, so dass die Wirksamkeit der Wärmeabfuhr verbessert wird.
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5 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils der Leiterplatte der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. In 5 sind an der oberen Fläche der Leiterplatte 2 mehrere Kontaktflecke 17a, 17b, 17c und 17d ausgebildet. Die Kontaktflecke 17a und 17d, die sich an beiden Seiten der elektronischen Komponente 3 befinden, sind durch Lötstellen 18 mit Anschlüssen (Signalanschlüssen) 19 der elektronischen Komponente 3 gekoppelt, und die Kontaktflecke 17b und 17c, die sich an Zwischenpositionen an der Unterseite der elektronischen Komponente 3 befinden, sind durch Lötstellen 18 mit einem Kühlkörper (nicht dargestellt) am unteren Abschnitt der elektronischen Komponente 3 gekoppelt. Der vorstehende Abschnitt 14 des Gehäuses 1 steht über das Wärmeabfuhrelement 16 in Kontakt mit einem Gebiet unterhalb der Kontaktflecke 17b und 17c auf der unteren Fläche (Rückseite) der Leiterplatte 2. In dieser Hinsicht ist der vorstehende Abschnitt 14 so angeordnet, dass die obere Fläche in einem Gebiet außerhalb der Gebiete unterhalb der Kontaktflecke 17a und 17d angeordnet ist. Durch Anordnen des vorstehenden Abschnitts 14, so dass seine obere Fläche im Gebiet außerhalb der Gebiete unterhalb der Kontaktflecke 17a und 17d angeordnet ist, lässt sich die Leiterplatte 2 selbst dann leicht verformen, wenn infolge einer Temperaturänderung mechanische Spannungen an der Lötstelle 18 auftreten. Daher können Beanspruchungen infolge der mechanischen Spannungen der Lötstelle 18 auch auf die Seite der Leiterplatte 2 übertragen werden, wodurch eine Verringerung des Einwirkens der Beanspruchungen infolge der mechanischen Spannungen des Lötmaterials 18 am Anschluss 19 der elektronischen Komponente 3 gewährleistet wird. Die Größe der Fläche gegenüber der Leiterplatte 2 des vorstehenden Abschnitts 14 ist kleiner als die Anbringungsfläche der elektronischen Komponente (des Heizelements) 3 an der Leiterplatte 2, und es kann die Größe der Fläche verringert werden, an der das Gehäuse 1 in Kontakt mit der Leiterplatte 2 steht. Daher kann die Größe des Wärmeabfuhrelements 16 verringert werden.
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Gemäß der Ausführungsform steht die Leiterplatte 2 an der Peripherie der elektronischen Komponente 3 über das Wärmeabfuhrelement 16 nur in Kontakt mit der oberen Fläche des vorstehenden Abschnitts 14. Daher wird die Verformung der Leiterplatte 2 nicht behindert, und die am Lötverbindungsabschnitt des Anschlusses (Signalanschlusses) 19 der elektronischen Komponente 3 auf die Lötstelle 18 angewendeten mechanischen Spannungen können verringert werden, wodurch eine Verbesserung der Zuverlässigkeit der Verbindung gewährleistet wird.
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[Zweite Ausführungsform]
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Die zweite Ausführungsform der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 6 beschrieben. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils der Leiterplatte der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform. In 6 sind gemäß dieser Ausführungsform ähnlich 5 an der oberen Fläche der Leiterplatte 2 mehrere Kontaktflecke 17a, 17b, 17c und 17d ausgebildet. Die Kontaktflecke 17a und 17d sind durch die Lötstellen 18 mit den Anschlüssen (Signalanschlüssen) 19 der elektronischen Komponente 3 gekoppelt, und die Kontaktflecke 17b und 17c sind durch die Lötstellen 18 mit dem Kühlkörper am unteren Abschnitt der elektronischen Komponente 3 gekoppelt. Demgegenüber weist der vorstehende Abschnitt 14 des Gehäuses 1 auf der Unterseite (Rückseite) der Leiterplatte 2 anders als in 5 eine Oberseite auf, die in drei Stützabschnitte 14a, 14b und 14c unterteilt ist. Zwischen dem Stützabschnitt 14a und dem Stützabschnitt 14b ist ein eingesenkter Abschnitt 20a bereitgestellt, der mit der Leiterplatte 2 einen Raum bildet, und zwischen dem Stützabschnitt 14b und dem Stützabschnitt 14c ist ein eingesenkter Abschnitt 20b bereitgestellt, der einen Raum mit der Leiterplatte 2 bildet. Der vorstehende Abschnitt 14 weist die Stützabschnitte 14a, 14b und 14c auf, die über das Wärmeabfuhrelement 16 jeweils in Kontakt mit der unteren Fläche der Leiterplatte 2 stehen.
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In dieser Hinsicht sind die Stützabschnitte 14a, 14b und 14c des vorstehenden Abschnitts 14 so ausgebildet, dass ihre Gesamtflächengröße jene der mit den Anschlüssen 19 gekoppelten Kontaktflecke 17a und 17d übersteigt. Der Stützabschnitt 14a des vorstehenden Abschnitts 14 befindet sich in einem Gebiet außerhalb des unter dem Kontaktfleck 17a liegenden Gebiets, der Stützabschnitt 14b des vorstehenden Abschnitts 14 befindet sich in einem Gebiet unterhalb der Kontaktflecke 17b und 17c, und der Stützabschnitt 14c des vorstehenden Abschnitts 14 befindet sich in einem Gebiet außerhalb des unter dem Kontaktfleck 17d liegenden Gebiets. Das heißt, dass sich die eingesenkten Abschnitte 20a und 20b des vorstehenden Abschnitts 14 in den Gebieten unterhalb der Kontaktflecke 17a und 17b befinden, die mit den jeweiligen Anschlüssen 19 der elektronischen Komponente 3 gekoppelt sind. Die Stützabschnitte 14a und 14c des vorstehenden Abschnitts 14 stützen über die Leiterplatte 2 beide Endseiten der elektronischen Komponente 3. Durch die Verwendung dieses Aufbaus verformt sich die Leiterplatte 2 leicht zu den Seiten der eingesenkten Abschnitte 20a und 20b, selbst wenn infolge einer Temperaturänderung mechanische Spannungen an den Lötstellen 18 auftreten. Daher können Beanspruchungen infolge der mechanischen Spannungen der Lötstelle 18 auch auf der Seite der Leiterplatte 2 übertragen werden, wodurch eine Verringerung des Einwirkens der Beanspruchungen infolge der mechanischen Spannungen des Lötmaterials 18 am Anschluss 19 der elektronischen Komponente 3 gewährleistet wird.
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Gemäß der Ausführungsform steht die Leiterplatte 2 an der Peripherie der elektronischen Komponente 3 über das Wärmeabfuhrelement 16 nur in Kontakt mit den Stützabschnitten 14a, 14b und 14c an der oberen Fläche des vorstehenden Abschnitts 14. Selbst wenn infolge einer Temperaturänderung mechanische Spannungen an den Lötstellen 18 auftreten, verformt sich die Leiterplatte 2 daher leicht zu den Seiten der eingesenkten Abschnitte 20a und 20b und können die am Lötverbindungsabschnitt des Anschlusses (Signalanschlusses) 19 der elektronischen Komponente 3 auf die Lötstelle 18 ausgeübten mechanischen Spannungen weiter verringert werden, wodurch die Verbesserung der Zuverlässigkeit der Verbindungen gewährleistet wird.
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(Überprüfung der Wirkung der ersten und der zweiten Ausführungsform)
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Die Wirkungen der ersten und der zweiten Ausführungsform werden mit Bezug auf die 7 und 8 beschrieben. 7 weist Darstellungen zur Beschreibung analytischer Modelle von Abschnitten der elektronischen Steuervorrichtung auf. 7(a) ist eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Modells A, 7(b) ist eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Modells B, und 7(c) ist eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Modells C. Modell A simuliert einen Fall, in dem der vorstehende Abschnitt 14 des Gehäuses 1 in einem Gebiet unterhalb des Anschlusses 19 mit der Leiterplatte 2 gekoppelt ist. Modell B simuliert die zweite Ausführungsform. Modell C simuliert die erste Ausführungsform. Die Modelle A, B und C wurden zur Ausführung einer Analyse thermischer Spannungen verwendet, wobei die erhaltenen Analyseergebnisse in 8 dargestellt sind.
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8 ist ein charakteristisches Diagramm, das Verhältnisse der Amplituden mechanischer Spannungen der jeweiligen Modelle zeigt. In 8 sind die Verhältnisse der Amplituden der mechanischen Spannungen der jeweiligen Modelle A, B und C Indizes für die Beurteilung der Lebensdauer des Lötmaterials, wobei die Analyse thermischer Spannungen, welche einen Wärmeschock simuliert, für jedes der Modelle A, B und C ausgeführt wurde, wobei eine äquivalente plastische Verformung bei einer minimalen Temperatur und eine äquivalente plastische Verformung bei einer maximalen Temperatur verwendet wurden, um das Verhältnis der Amplituden mechanischer Spannungen von beiden zu erhalten. Dabei wurden die Amplituden mechanischer Spannungen der Modelle B und C unter der Annahme erhalten, dass die Amplitude mechanischer Spannungen des Modells A 1 betrug. Folglich wurden die Wirkungen von 5 % für das Modell B (zweite Ausführungsform) und mehr als 20 % für das Modell C (erste Ausführungsform) bestätigt.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es sind verschiedene Modifikationen enthalten. Beispielsweise wurden die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen detailliert beschrieben, um die vorliegende Erfindung leicht verständlich zu machen, wobei sie nicht notwendigerweise darauf eingeschränkt ist, dass sie alle beschriebenen Konfigurationen aufweist. Ein Teil der Konfigurationen einer Ausführungsform kann durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden, und eine Konfiguration einer Ausführungsform kann zu einer Konfiguration einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Zu einem Teil der Konfigurationen in den jeweiligen Ausführungsformen kann eine andere Konfiguration hinzugefügt werden, daraus entnommen werden oder diesen ersetzen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Leiterplatte
- 3
- elektronische Komponente
- 7
- Deckel
- 10
- Substratbefestigungsabschnitt
- 11
- Referenzfläche
- 12, 13, 14
- vorstehender Abschnitt
- 16
- Wärmeabfuhrelement
- 20
- eingesenkter Abschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011192937 [0003, 0004]
