JP2000252658A - 制御機器の放熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で複数の電子部品のうちのパワー
素子からの発熱を効率良く吸収・発散すること。 【解決手段】 マザーボード６０に実装された複数の電
子部品は、袋構造からなるケース７０の各々に見合った
幅寸法の領域に収容されるため、各電子部品から発生さ
れる熱が熱容量の大きなケース７０に効率良く吸収・発
散される。また、ケース７０のマザーボード６０に対す
る略垂直方向の内壁面７２の近傍に放熱フィン４０が位
置するよう配設されるため、特に発熱性の高い駆動トラ
ンジスタ２１が実装されたセラミック基板１０が接合さ
れている放熱フィン４０側からの熱がケース７０側に効
率良く吸収・発散される。更に、放熱フィン４０とケー
ス７０の内壁面７２との隙間にシリコン系の熱伝導性樹
脂７３が充填されることで、発生される熱のケース７０
側への吸収・発散が促進される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電子部品を
実装する基板をマザーボードに実装してなる制御機器の
放熱装置に関するもので、特に、パワー素子からの熱を
効率良く放熱できる電子制御機器等の制御機器の放熱装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、制御機器の放熱装置に関連する先
行技術文献としては、特開平８−１１１５７５号公報に
て開示されたものが知られている。このものでは、金属
基板上に半導体チップそのものを直接実装する所謂、ベ
アチップ実装し、その基板に設けられた位置決めピンを
マザーボード上の穴に挿入して組付けると共に、パワー
素子からの熱を放熱するための技術が示されている。

【０００３】また、特開平８−２３１８４号公報にて開
示されたものが知られている。このものでは、ケースの
内外に一体的に設けた放熱フィンを利用してマザーボー
ド（配線板）に実装されたパワー素子（発熱体）からの
熱を放熱するための技術が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前者のもの
では、複数の電子部品が実装された基板は金属基板であ
るため、基板自身が放熱フィン（ヒートシンク）の機能
を備えてはいるが、自ずと基板の大きさには限界があ
り、基板に実装されたパワー素子からの熱を効率良く吸
収・発散させるに十分な熱容量が得られないという不具
合があった。

【０００５】また、後者のものでは、内側フィンの形状
がマザーボードに実装されるパワー素子に対応して形成
されることが必要となりケースは複雑な構造となり実用
的でないという不具合があった。

【０００６】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、複数の電子部品が実装された
基板をマザーボード上に実装し筐体に収容した制御機器
の放熱装置であって、簡単な構成で複数の電子部品のう
ちのパワー素子からの発熱を効率良く吸収・発散させる
ことが可能な制御機器の放熱装置の提供を課題としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の制御機器の放
熱装置によれば、袋構造からなる筐体に収容されるマザ
ーボードに実装された複数の電子部品のうち表面実装部
品等の背の低いものはマザーボードに対する略垂直方向
の幅寸法が小さな奥側の狭幅領域に収容され、背の高い
放熱部材等はマザーボードに対する略垂直方向の幅寸法
が大きな手前側の広幅領域に収容される。このため、マ
ザーボードに実装された複数の電子部品はそれぞれに見
合った筐体の幅寸法の領域に収容されることとなり、筐
体の内部空間が各電子部品に対して適切であるため各電
子部品から発生される熱を熱容量の大きな筐体に効率良
く吸収・発散させることができる。また、筐体の狭幅領
域と広幅領域との境界でマザーボードに対する略垂直方
向の内壁面の近傍に放熱部材が位置するよう配設され
る。このように、特に発熱性の高い電子部品が実装され
た基板が接合されている放熱部材が筐体の内壁面の近傍
に位置されることで、その熱を筐体側に効率良く吸収・
発散させることができる。

【０００８】請求項２の制御機器の放熱装置では、放熱
部材と筐体の内壁面との隙間に熱伝導性樹脂が介在され
ることで、放熱部材側から筐体側への熱の吸収・発散を
促進させることができる。

【０００９】請求項３の制御機器の放熱装置では、放熱
部材と筐体の内壁面との隙間に熱伝導性を有する弾性部
材が介在されることで、放熱部材側から筐体側への熱の
吸収・発散を促進させることができる。

【００１０】請求項４の制御機器の放熱装置では、筐体
の蓋部材が筐体の内壁面に対して放熱部材を位置決めす
る突起部を有するものである。このため、筐体に蓋部材
が被せられねじ止め固定されると、筐体の蓋部材の突起
部が放熱部材に当接状態となり位置決めされるため、筐
体の内壁面と放熱部材との隙間が所定寸法に保証され
る。これにより、放熱部材に接合された基板の発熱性を
有する電子部品からの熱の筐体の内壁面への吸収・発散
を適切に実行させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。

【００１２】図１は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる制御機器の放熱装置が適用された電子制御機器の全
体構成を示す斜視図である。また、図２は図１の電子制
御機器の中央縦断面図であり、図３は図２の要部構成を
示す部分拡大断面図である。

【００１３】図１、図２及び図３において、本実施例の
電子制御機器１００では、厚膜用基板として放熱性が高
い複数のセラミック基板１０が用いられている。これら
複数のセラミック基板１０には、発熱性を有するパワー
素子としての駆動トランジスタ（パワートランジスタ）
２１やその他の電子部品２２が実装されている。これら
複数のセラミック基板１０は、更に駆動トランジスタ２
１で発生する熱を吸収・発散させるためアルミニウム材
料等で形成された放熱フィン４０に熱伝導性が高い接合
剤として、例えば、シリコン系の塗布剤４５を介して接
合されている。

【００１４】セラミック基板１０からのリード端子３１
は、マザーボード６０に穿設された所定の穴６０ａに挿
入され、はんだ付けされ電気的に接続されている。ま
た、セラミック基板１０の複数が所望の位置に熱伝導性
の高いシリコン系の塗布剤４５によってそれぞれ接合さ
れた放熱フィン４０は、マザーボード６０にビス４９を
用いてねじ止め固定されている。更に、マザーボード６
０の１辺の周縁近傍には、外部の相手側コネクタと電気
的に接続するためのコネクタ５０がビス５９を用いてね
じ止め固定されると共に、コネクタ５０のリード端子５
１がはんだ付けされて電気的に接続されている。

【００１５】このように構成されたマザーボード６０
は、熱伝導性が高い例えば、アルミニウム材料等で形成
された袋構造からなるケース７０に収容される。このの
ち、ケース７０の開口部７１にアルミニウム材料等で形
成されたカバー８０が被せられ、コネクタ５０の接続端
子側がカバー８０の開口部８１から外部に露出された状
態でビス８９を用いてねじ止め固定されることで電子制
御機器１００が組付完了とされる。なお、ケース７０内
は、図２に示すように、放熱フィン４０やコネクタ５０
が配設される手前側でマザーボード６０に対する略垂直
方向の幅寸法が大きな広幅領域ＷＡ、マイクロコンピュ
ータ等の表面実装部品が配設される奥側でマザーボード
６０に対する略垂直方向の幅寸法が小さな狭幅領域ＮＡ
とされ、その境界には略垂直方向の内壁面７２が形成さ
れている。

【００１６】このとき、図３に示すように、放熱フィン
４０に接合されたセラミック基板１０に実装された駆動
トランジスタ２１等とケース７０の略垂直方向の内壁面
７２との隙間には例えば、シリコン系の熱伝導性樹脂７
３が予め充填される。この熱伝導性樹脂７３は最初、流
動性を有するゲル状であるためケース７０の内壁面７２
の中央に所定量だけ注入される。次に、カバー８０がケ
ース７０に被せられると、カバー８０の左右でケース７
０の内部に向けて形成された突起部８２が、ケース７０
に収容されたマザーボード６０にねじ止め固定された放
熱フィン４０のセラミック基板１０が接合された反対側
の上周縁面に当接される。すると、セラミック基板１０
が接合された放熱フィン４０がカバー８０の突起部８２
にてケース７０の内壁面７２側に押付けられ位置決めさ
れることとなる。

【００１７】これにより、熱伝導性樹脂７３は電子部品
２１，２２、セラミック基板１０及び放熱フィン４０等
の周囲に充填状態となり熱硬化される。なお、ケース７
０の内壁面７２に形成された突出部７２ａは、熱伝導性
樹脂７３が熱硬化前に流出しないようにするための堰で
ある。このため、駆動トランジスタ２１からの熱が直
接、熱伝導性樹脂７３を介し熱容量の大きなケース７０
の内壁面７２へ吸収・発散される。また、駆動トランジ
スタ２１からの熱がセラミック基板１０及び放熱フィン
４０から熱伝導性樹脂７３を介しケース７０側へ吸収・
発散される。

【００１８】更に、放熱フィン４０はケース７０側にね
じ止め固定する必要がないため、ケース７０の防水性が
確保される。また、ケース７０にマザーボード６０が収
容される際、セラミック基板１０やそのリード端子３１
側に極端な応力がかかることがなく、組付精度も要求さ
れないため、加工工数や組付工数が大幅に低減されるこ
ととなる。

【００１９】このように、本実施例の制御機器の放熱装
置が適用された電子制御機器１００は、発熱性を有する
電子部品としての駆動トランジスタ２１を含む複数の電
子部品２１，２２を実装するセラミック基板１０と、セ
ラミック基板１０を略垂直方向に電気的に接続するマザ
ーボード６０と、マザーボード６０を収容する袋構造か
らなり、マザーボード６０に対する略垂直方向の幅寸法
が小さな奥側の狭幅領域ＮＡとマザーボード６０に対す
る略垂直方向の幅寸法が大きな手前側の広幅領域ＷＡと
を有する筐体としてのケース７０と、セラミック基板１
０が接触または接合され、駆動トランジスタ２１からの
熱を吸収・発散する放熱部材としての放熱フィン４０と
を具備し、放熱フィン４０はケース７０の狭幅領域ＮＡ
と広幅領域ＷＡとの境界となるマザーボード６０に対す
る略垂直方向の内壁面７２の近傍に配設するものであ
る。また、放熱フィン４０とケース７０の内壁面７２と
の隙間にシリコン系の熱伝導性樹脂７３を介在させるも
のである。

【００２０】つまり、マザーボード６０に実装された複
数の電子部品のうち表面実装部品等の背の低いものは、
袋構造からなるケース７０の狭幅領域ＮＡに収容され、
背の高い放熱フィン４０等はケース７０の広幅領域ＷＡ
に収容されることとなる。したがって、マザーボード６
０に実装された複数の電子部品はそれぞれに見合ったケ
ース７０の幅寸法の領域に収容されることとなり、ケー
ス７０の内部空間が各電子部品に対して適切であるため
各電子部品から発生される熱が熱容量の大きなケース７
０に効率良く吸収・発散されることとなる。また、ケー
ス７０の狭幅領域ＮＡと広幅領域ＷＡとの境界でマザー
ボード６０に対する略垂直方向の内壁面７２の近傍に放
熱フィン４０が位置するよう配設される。このため、特
に発熱性の高い駆動トランジスタ２１が実装されたセラ
ミック基板１０が接合されている放熱フィン４０がケー
ス７０の内壁面７２の近傍に位置されることで、その熱
がケース７０側に効率良く吸収・発散されることとな
る。更に、放熱フィン４０とケース７０の内壁面７２と
の隙間にシリコン系の熱伝導性樹脂７３が充填されたも
のでは、発生される熱のケース７０側への吸収・発散が
促進されることとなる。

【００２１】また、本実施例の制御機器の放熱装置が適
用された電子制御機器１００は、筐体の蓋部材としての
カバー８０が、ケース７０の内壁面７２に対して放熱フ
ィン４０を位置決めする突起部８２を有するものであ
る。したがって、ケース７０にカバー８０が被せられね
じ止め固定されると、カバー８０の突起部８２が放熱フ
ィン４０に当接状態となり位置決めされるため、ケース
７０の内壁面７２と放熱フィン４０との隙間が所定寸法
に保証される。これにより、放熱フィン４０に接合され
たセラミック基板１０の駆動トランジスタ２１からの熱
のケース７０の内壁面７２への吸収・発散が適切に実行
される。

【００２２】ところで、上記実施例では、放熱フィン４
０とケース７０の内壁面７２との隙間にシリコン系の熱
伝導性樹脂７３が介在され駆動トランジスタ２１からの
熱の吸収・発散が促進されているが、本発明を実施する
場合には、これに限定されるものではなく、駆動トラン
ジスタ２１からの熱の吸収・発散を促進させるにはその
隙間に熱伝導性を有する弾性部材を介在させても同様の
効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る制御機器の放熱装置が適用された電子制御機器の全体
構成を示す斜視図である。

【図２】 図２は図１の電子制御機器の中央縦断面図で
ある。

【図３】 図３は図２の要部構成を示す部分拡大断面図
である。

【符号の説明】

１０ セラミック基板 ２１ 駆動トランジスタ（発熱性を有する電子部品） ４０ 放熱フィン（放熱部材） ６０ マザーボード ７０ ケース（筐体） ７２ 内壁面 ８０ カバー（筐体） ８２ 突起部 １００ 電子制御機器 ＮＡ 狭幅領域 ＷＡ 広幅領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 和嘉 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5E322 AA03 AA11 AB01 FA05 FA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱性を有する電子部品を含む複数の電
   子部品を実装する基板と、 前記基板を略垂直方向に電気的に接続するマザーボード
   と、 前記マザーボードを収容する袋構造からなり、前記マザ
   ーボードに対する略垂直方向の幅寸法が小さな奥側の狭
   幅領域と前記マザーボードに対する略垂直方向の幅寸法
   が大きな手前側の広幅領域とを有する筐体と、 前記基板が接触または接合され、前記電子部品からの熱
   を吸収・発散する放熱部材とを具備し、 前記放熱部材は前記筐体の前記狭幅領域と前記広幅領域
   との境界となる前記マザーボードに対する略垂直方向の
   内壁面の近傍に配設することを特徴とする制御機器の放
   熱装置。
2. 【請求項２】 前記放熱部材と前記筐体の前記内壁面と
   の隙間に熱伝導性樹脂を介在させることを特徴とする請
   求項１に記載の制御機器の放熱装置。
3. 【請求項３】 前記放熱部材と前記筐体の前記内壁面と
   の隙間に熱伝導性を有する弾性部材を介在させることを
   特徴とする請求項１に記載の制御機器の放熱装置。
4. 【請求項４】 前記筐体の蓋部材は、前記筐体の前記内
   壁面に対して前記放熱部材を位置決めする突起部を有す
   ることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つ
   に記載の制御機器の放熱装置。