JP2004259948A - Electronic controller - Google Patents

Electronic controller Download PDF

Info

Publication number
JP2004259948A
JP2004259948A JP2003049257A JP2003049257A JP2004259948A JP 2004259948 A JP2004259948 A JP 2004259948A JP 2003049257 A JP2003049257 A JP 2003049257A JP 2003049257 A JP2003049257 A JP 2003049257A JP 2004259948 A JP2004259948 A JP 2004259948A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
heat spreader
substrate
control device
electronic control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003049257A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruhiro Mizutani
彰宏 水谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2003049257A priority Critical patent/JP2004259948A/en
Publication of JP2004259948A publication Critical patent/JP2004259948A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic controller which has a more efficient heat resistance structure high in versatility. <P>SOLUTION: The electronic controller basically has a substrate 10 on which various electronic components are mounted, and cases 11a and 11b on which the substrates 10 are packaged inside. A heat spreader 15a having at least one function of distribution, rectification and interruption for heat emitted from a heating element PE is installed especially in the heating element PE by surrounding a periphery in the electronic components mounted on the substrate 10. The heat spreader 15a is surface-mounted on the substrate 10 by soldering or bonding in a way similar to the other electronic component. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種電子部品が実装された基板を有して構成される電子制御装置に関し、特にその放熱構造等、耐熱構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記耐熱構造（放熱構造）を備える電子制御装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。図１５及び図１６に、この特許文献１に記載されている電子制御装置の放熱構造について、その斜視図（組み立て図）及び一部断面図をそれぞれ示す。
【０００３】
これら図１５及び図１６に示されるように、この電子制御装置は、基本的に、パワー素子等の発熱素子ＰＥを含む各種電子部品が実装されている基板（回路基板）１００と、この基板１００が装着されるシャーシ筐体１１０とを備えて構成される。このうち、シャーシ筐体１１０には、放熱板１１１と、該放熱板１１１の一端縁から直角に突出する舌片１１２が設けられており、また基板１００には、シャーシ筐体１１０の上記舌片１１２が挿入される挿入孔１０１が設けられている。そして、これら基板１００とシャーシ筐体１１０とが、図１５に示される態様で組み付けられることによって、放熱板１１１が発熱素子ＰＥに当接されるようになる。また、上記挿入孔１０１に挿入された舌片１１２は、基板１００の裏面で図１６に示される態様で固定される。こうして、同図１６にその一部断面構造が示される態様で、当該電子制御装置としての放熱構造が形成される。
【０００４】
このような放熱構造により、発熱素子ＰＥから発せられる熱も、上記シャーシ筐体１１０及び基板１００を通して放熱されるようになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１６０６０８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の電子制御装置にあっては、その放熱構造を得るために、基板１００にシャーシ筐体１１０（正確には放熱板１１１）の舌片１１２を挿入するための挿入孔１０１を設ける必要がある。このため、基板１００の裏面に対する部品実装が大きく制約されることとなる。特に近年の電子制御装置にあっては、さらなる多機能化と小型化とが併せ求められており、こうした基板裏面への部品実装の制約は、装置設計の自由度にも大きな制約を課すことになる。
【０００７】
また、同従来の電子制御装置にあっては、発熱素子ＰＥや基板１００に生じる熱を共通の放熱板１１１を通して放熱する構造となるため、その熱の伝達経路を図１６に白抜きの矢印にて示すように、「発熱素子ＰＥ→放熱板１１１→舌片１１２→基板１００→発熱素子ＰＥ」といった伝熱のループができてしまう。このためこうした放熱構造では、発熱素子ＰＥから発せられる熱の十分な放熱がなされない懸念もある。
【０００８】
しかも同電子制御装置では、放熱板１１１がシャーシ筐体１１０に一体に形成されているため、例えば基板１００上の素子配置が変更されるような場合には、シャーシ筐体１１０の形状も、この変更される素子配置に合わせて変更せざるを得ず、この意味でも汎用性に乏しいものとなっている。
【０００９】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、より汎用性に富み、しかも、より効率のよい耐熱構造を有する電子制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の電子制御装置では、電子部品から発せられる熱に対する分配、整流、及び遮断の少なくとも１つの機能を有するヒートスプレッダを、各種の電子部品が実装された基板に対して表面実装することとしている。
【００１１】
電子制御装置としてこのような耐熱構造を採用することにより、基板の裏面にも自由に電子部品を実装することが可能となり、しかも、上記ヒートスプレッダ自身の配設に関する自由度も大幅に向上されることとなる。そして、このようなヒートスプレッダを基板に表面実装することにより、
（ａ）電子部品から発せられる熱を分配（放熱）する。
（ｂ）電子部品から発せられる熱をより温度の低い部分に整流する。
（ｃ）電子部品、特に発熱素子等から発せられる熱を遮断して、他の電子部品を熱から保護する。
等々の耐熱作用が得られることとなり、電子制御装置としての耐熱効率も自ずと向上されるようになる。なおここで、ヒートスプレッダとは上述のように、熱に対する分配、整流、及び遮断の少なくとも１つの機能を有するものであればよく、基本的にその形状等は任意である。
【００１２】
また、請求項２に記載の電子制御装置では、このようなヒートスプレッダを、任意の電子部品の周囲を囲繞するかたちで表面実装することとしている。
電子制御装置としてのこのような耐熱構造によれば、ヒートスプレッダによって囲繞される上記電子部品が、例えば熱に対して弱い部品であったような場合には、ヒートスプレッダの上記遮断（遮熱）機能によって、発熱素子等、他の部品が発する熱から同部品を保護することができるようになる。
【００１３】
また、特に請求項３に記載のように、ヒートスプレッダによって囲繞される電子部品が上記発熱素子であったような場合には、同ヒートスプレッダの上記分配あるいは整流機能によって、この発熱素子から発せられる熱そのものを他の部分に放熱することも可能となる。
【００１４】
しかもこれら請求項２、３に記載のように、電子部品の周囲を囲繞するかたちで上記ヒートスプレッダを基板に表面実装することで、熱による基板自身の伸縮等も抑制されるようになる。すなわち、基板の伸縮に起因して電子部品（素子）のリード部に生じる熱応力が緩和され、ひいてはこの電子部品のリード部を基板に固定している半田にクラック等が生じることも好適に抑制されるようになる。また、当該電子制御装置が、例えば車両に搭載されてその原動機等の運転制御に用いられる装置であった場合、原動機の運転や車両の走行に伴う上記基板の振動も避け得ないものとなるが、上記ヒートスプレッダが、こうしたかたちで基板に表面実装されることで、基板と共々、その囲繞される電子部品をこのような振動から保護することができるようにもなる。すなわち、電子制御装置としてのこのような耐熱構造は、基板や電子部品の耐振性の向上にも有効である。
【００１５】
また、請求項４に記載のように、上記ヒートスプレッダについてこれを、少なくとも基板と対向する辺にフランジが設けられた筒状の形状とし、該フランジを通じて基板に表面実装する構造とすることで、基板との装着面積（実装面積）も自ずと増大されるようになる。これにより、ヒートスプレッダとしての上記分配や、整流、遮断等にかかる機能、さらには上述した基板の伸縮抑制機能や耐振性もより向上されるようになる。
【００１６】
一方、請求項５に記載のように、基板が適宜の筐体内に配設されるものであるとき、上記ヒートスプレッダを、これら基板と筐体との間を連結する態様で実装することとすれば、基板に蓄積される熱を確実に筐体へ放熱することができるようになる。しかもこの構造によれば、電子部品から基板に伝達された熱が電子部品に逆流することもなくなる。これにより、前記従来の電子制御装置と比較してより確実な放熱構造が実現されるようになる。また、こうして基板が筐体に配設（装着）される場合であれ、前記従来の電子制御装置のように、基板に実装する電子部品の配置変更に合わせて筐体自身の形状を変更する必要もない。
【００１７】
また、上述した放熱構造は、請求項６に記載の電子制御装置においても有効である。ちなみにこの電子制御装置においては、
（イ）筐体は、基板上の任意の電子部品に対向する部分が凹形状に形成されており、該筐体の凹形状に形成された部分と前記電子部品との間には伝熱経路が形成されている。
（ロ）この（イ）の構造において、上記ヒートスプレッダが基板と筐体との間を連結する態様で基板に表面実装されている。
といった放熱構造（耐熱構造）をとっている。この場合、基本的には上記（イ）の構造のみでも、電子部品（特に発熱素子）から発せられる熱を筐体へ放熱する放熱構造は実現される。しかし、上記（イ）の構造のみでは、電子部品から基板に伝達された熱が当該電子部品やその他の電子部品にも伝達される懸念があり、放熱構造としては完全ではない。この点、上記（ロ）の構造を併せ備えることにより、上述同様、基板に蓄積される熱を確実に筐体へ放熱することができるようになり、こうした懸念も解消されるようになる。すなわち、放熱構造としては、より完成度の高いものとなる。
【００１８】
また、基板がこれら筐体の中に配設されるものである場合、すなわち筐体との協働のもとに放熱構造（耐熱構造）が実現されるのもである場合には、請求項７に記載のように、ヒートスプレッダと筐体との間に、例えばシリコン材をベースとしたグリース・ゲル・シートなど、弾性を有する熱伝導材を介在させる構造とすることが望ましい。これにより、ヒートスプレッダと筐体との間の間隙のばらつきが該熱伝導材の弾性変形を通じて吸収され、且つ、ヒートスプレッダに伝達された熱も確実に筐体へ放熱されるようになる。
【００１９】
そしてこの場合にも、請求項８に記載のように、ヒートスプレッダの上記筐体と対向する辺にフランジを設け、このフランジと筐体との間に上記熱伝導材を介在させる構造とすることで、ヒートスプレッダと熱伝導材、ひいてはヒートスプレッダと筐体との当接面積を拡大することができ、上記放熱機能のさらなる向上を図ることができるようになる。
【００２０】
なお、上記請求項５や６に記載の電子制御装置においても、筐体自身や筐体の上記凹形状に形成された部分と発熱素子等の電子部品との間に上記シリコン材をベースとしたグリース・ゲル・シートなどの弾性を有する熱伝導材を介在させる構造とすれば、それら電子部品と筐体との密着性を高めることができ、ひいてはその放熱効率をより高めることができるようになる。
【００２１】
また、上記筐体との協働のもとに放熱構造（耐熱構造）を実現する上では他に、請求項９に記載のように、ヒートスプレッダの上記筐体と対向する辺を弾性片として形成し、該弾性片の弾性変形を通じてヒートスプレッダと筐体との連結を図る構造も有効である。この場合も、ヒートスプレッダと筐体との間の間隙のばらつきが上記弾性片の弾性変形を通じて吸収され、且つ、ヒートスプレッダに伝達された熱が確実に筐体へ放熱されるようになる。
【００２２】
他方、上記請求項１〜９に記載のいずれかの構造においてさらに、請求項１０に記載のように、上記ヒートスプレッダを、基板との表面実装部の一部に同基板の表面を開放する開放部を有するものとして形成することで、基板上のこの開放された部分にもパターン配線を施すことが可能となる。すなわち、上記ヒートスプレッダを基板に表面実装するに際して、その自由度がさらに高められるようになる。また、特に請求項５〜８に記載のいずれかの構造に関して、基板、ヒートスプレッダ、及び筐体によって囲繞される空間が密閉される構造においては、同空間内に、温度変化に起因する圧力変動が生じることも考えられる。しかしこの場合であれ、上記開放部を有するヒートスプレッダを採用することにより、この開放部が上記密閉空間に対する圧力開放孔として機能することとなり、上記温度変化に起因する圧力変動についても、その影響を的確に回避することができるようになる。
【００２３】
また、上記請求項５〜８に記載の構造のうち、基板、ヒートスプレッダ、及び筐体によって囲繞される空間が密閉される構造に対しては、請求項１１に記載のような圧力開放孔を設けることも有効である。
【００２４】
この場合、具体的には、請求項１２に記載のように、
・ヒートスプレッダの側壁に圧力開放孔を設ける構造。
また請求項１３に記載のように、
・筐体側に圧力開放孔を設ける構造。
そして請求項１４に記載のように、
・基板にスルーホールとして圧力開放孔を設ける構造。
等々がある。
【００２５】
なおこれらの構造のうち、上記ヒートスプレッダの側壁に圧力開放孔を設ける構造が、他への影響を考慮する必要もなく、最も望ましいが、上記筐体側に圧力解放孔を設ける構造の場合には、筐体としての防水性や防塵性等を考慮する必要がある。すなわち、当該電子制御装置が上述のように車両に搭載される場合や、露天に曝されるものである場合には、その筐体としても防水性や防塵性が要求されることから、そのような環境には同構造は適さない。他方、上記基板にスルーホールとして圧力開放孔を設ける構造の場合には、当該基板としての電子部品の実装性を考慮する必要がある。すなわちこのようなスルーホールは、多少なりとも部品実装の制約となるため、その口径も必要最小限にとどめられることが望ましい。もっとも、その配設位置は、上記ヒートスプレッダが実装される範囲内で任意であるため、前述した従来の電子制御装置と比較すれば、その設計の自由度は高い。そして、これら構造のいずれにおいても、上記温度変化に起因する圧力変動については、その影響を的確に回避することが可能となる。
【００２６】
また一方、請求項１５に記載のように、上記ヒートスプレッダの材料として、例えばアルミニウムや銅、鉄等の熱伝導性金属、特に、熱伝導性に優れた金属を用いることで、上述した熱に対する分配、整流、及び遮断等の機能についても、これを高いレベルで実現することができるようになる。
【００２７】
そして特に、請求項１６に記載のように、同ヒートスプレッダとして、プレス成型によって形成されたものを採用することとすれば、上記機能を有するヒートスプレッダを低コストで大量に生産することができ、ひいては上記耐熱構造を有する電子制御装置についても、その製造コストを低く抑えることができるようになる。
【００２８】
また、ヒートスプレッダの上記基板に対する表面実装の方法は任意であるが、例えば請求項１７に記載のように、半田付け及び接着のいずれかの方法によって行うことが、基板構造を簡素に保つ上で望ましい。なお、このヒートスプレッダの材料として銅や錫メッキされた鉄等を用いる場合には、半田付けによる実装が有効であり、基本的には他の電子部品の表面実装と同一の工程にて、このヒートスプレッダの表面実装を行うことが可能となる。また、このヒートスプレッダの材料として、プレス成型のし易いアルミニウム等を用いる場合には、熱に対しても接着力が低下することのない適宜の接着剤を用いての接着による実装が有効である。もっとも、半田の濡れ性に優れた上記銅や錫メッキされた鉄等をヒートスプレッダとして用いる場合でも、この接着による基板実装は可能である。
【００２９】
そして、この発明にかかる上記各請求項に記載の電子制御装置は、請求項１８に記載のように、表面及び裏面の両面に電子部品及びヒートスプレッダが実装される基板に適用して特に有効である。このように、いわば多機能化と小型化とが併せ求められる電子制御装置にあっても、この発明にかかるヒートスプレッダの採用によって、より汎用性に富んだ、しかもより効率のよい耐熱構造（放熱構造）を実現することができるようになる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１に、この発明にかかる電子制御装置の第１の実施の形態について、その全体の構造を断面図として模式的に示す。
【００３１】
図１に示されるように、この実施の形態にかかる電子制御装置は、大きくは、各種の電子部品Ｅが表面実装された例えばエポキシ樹脂等からなる基板１０と、該基板１０が内装される筐体としての上部ケース１１ａ及び下部ケース１１ｂとを備えて構成されている。ここで、基板１０は、適宜のスペーサ１２により位置決めされた状態で上記上部ケース１１ａ及び下部ケース１１ｂの間に装着されており、また、基板１０も含めて、これら上部ケース１１ａと下部ケース１１ｂとは、ねじ１３によって、略密閉された状態で相互に固定されている。
【００３２】
また、上部ケース１１ａの一方端に設けられているコネクタ１４は、当該電子制御装置とその外部に設けられる図示しない例えばセンサや制御対象となるアクチュエータ等との電気的な接続を図る部分である。なお、該コネクタ１４の内部端子（図示略）は、例えば上記基板１０にパターン形成されている入出力端子と適宜のワイヤリングＷを介して電気的に接続されている。
【００３３】
一方、この実施の形態において、上記基板１０に表面実装されている電子部品のうち、パワー素子等からなる発熱素子ＰＥの周囲には、これを囲繞するかたちで、ヒートスプレッダ１５ａが、それら電子部品と同様、基板１０に対して表面実装されている。このヒートスプレッダ１５ａは、基本的には、任意の電子部品から発せられる熱に対する分配、整流、及び遮断の少なくとも１つの機能を有する部材である。ただし、この実施の形態においては特に、上記発熱素子ＰＥから発せられる熱を上記ケース１１ａ及び１１ｂに分配、整流する部材として、上記基板１０とそれらケース１１ａ及び１１ｂとの間を連結する態様で、このヒートスプレッダ１５ａを設けている。なお、ヒートスプレッダ１５ａが、このようなかたちで基板１０とケース１１ａ及び１１ｂとの間に設けられることで、例えば基板１０に実装される電子部品の配置が変更されたとしても、それら電子部品の配置変更に合わせてケース１１ａ及び１１ｂの形状を変更する必要はない。
【００３４】
しかも、この実施の形態においては、ヒートスプレッダ１５ａとケース１１ａ及び１１ｂとの間に、例えばシリコン材をベースとしたグリース・ゲル・シートなど、弾性を有する熱伝導材１６を介在させる構造としている。これによって、ヒートスプレッダ１５ａとケース１１ａ及び１１ｂとの間の間隙のばらつきが該熱伝導材１６の弾性変形を通じて吸収され、ヒートスプレッダ１５ａに伝達された熱も確実にケース１１ａ及び１１ｂへ放熱されるようになる。なお、この熱伝導材１６は、上記発熱素子ＰＥとケース１１ａ及び１１ｂとの間にも設けられており、これら発熱素子ＰＥとケース１１ａ及び１１ｂとの間にも伝熱経路が形成されている。
【００３５】
次に、図２を参照して、この実施の形態の電子制御装置に採用されている上記ヒートスプレッダ１５ａの構造（形状）、及びその材質等について詳述する。
この図２に示されるように、ヒートスプレッダ１５ａは、筒状の本体５０１を備えるとともに、その底辺部には、上記基板１０に表面実装するためのフランジ５０２が設けられ、また同本体５０１の上辺部には、ケース１１ａ、１１ｂとの間で上記熱伝導材１６を挟時するためのフランジ５０３が設けられている。
【００３６】
なお、この実施の形態においては、該ヒートスプレッダ１５ａをプレス成型にて形成している。プレス加工機の工具形状にもよるが、同図２に例示する形状であれば、基本的に１度のプレス加工で、その打ち抜き並びに成型にかかる加工が可能である。もっとも、その加工方法自体は任意であり、これら打ち抜きにかかる加工と成型にかかる加工とを各別に行うようにしても勿論よい。
【００３７】
また、ヒートスプレッダ１５ａとしては、その機能上、材料（材質）としてもアルミニウムや銅、鉄などの熱伝導性金属、特に、熱伝導性に優れた金属を用いることが望ましい。そしてその加工を、特に上記プレス成型にて行う場合には、同材料（材質）としても、アルミニウムや銅などの比較的可塑性に優れた材料（材質）であることが望ましい。ちなみに、ヒートスプレッダ１５ａとしてアルミニウムを用いる場合には、上記基板１０への表面実装は接着にて行うこととなり、またヒートスプレッダ１５ａとして銅を用いる場合には、上記基板１０への表面実装は半田付けによって行うこととなる。この実施の形態においては、上記ヒートスプレッダ１５ａの材料（材質）として、これらアルミニウムまたは銅のいずれかが採用されるものとする。
【００３８】
図３は、図１に例示した電子制御装置の、特に基板１０の表面側に実装された発熱素子ＰＥ周辺を例としてその断面構造を拡大して示したものであり、以下、同図３を併せ参照して、この実施の形態にかかる電子制御装置の放熱構造（耐熱構造）並びに放熱作用（耐熱作用）についてさらに詳述する。
【００３９】
この電子制御装置においては上述のように、基板１０に対し、発熱素子ＰＥと併せて、図２に例示した形状を有するヒートスプレッダ１５ａが、この発熱素子ＰＥの周囲を囲繞するかたちで表面実装されている。そして、ヒートスプレッダ１５ａとケース（上部ケース）１１ａとの間、並びに発熱素子ＰＥとケース１１ａとの間には、弾性を有する熱伝導材１６が介在されており、該熱伝導材１６の弾性変形を通じて、これらヒートスプレッダ１５ａや発熱素子ＰＥとケース１１ａとの密着が保たれている。このため、上記発熱素子ＰＥから熱が発せられたとしても、この実施の形態にかかる電子制御装置にあっては、同図３に「白抜きの矢印」にて示す態様で、上記発せられた熱の伝達が行われるようになる。
【００４０】
すなわち、発熱素子ＰＥから発せられた熱は、一方で、上記熱伝導材１６を介してケース１１ａに直接伝達され、該ケース１１ａを通して放熱される。また、同発熱素子ＰＥから発せられた熱は、さらにその一方で、リード部ＬＦ、及び該リード部ＬＦが半田付けされている基板１０の配線パターンＷＰ、及び基板１０の本体に伝達された後、上記ヒートスプレッダ１５ａ及び熱伝導材１６を介してケース１１ａに伝達される。そして、このケース１１ａを通して、上述と同様に放熱される。
【００４１】
なお、ヒートスプレッダ１５ａが銅にて形成されたものである場合、該ヒートスプレッダ１５ａは、基板１０に形成されているダミーパターンＤＰへの半田付けによって基板実装が行われる。他方、ヒートスプレッダ１５ａがアルミニウムにて形成されたものである場合には、上記ダミーパターンＤＰは必ずしも必要ではない。すなわちこの場合、ヒートスプレッダ１５ａは、ダミーパターンＤＰの有無にかかわらず、適宜の接着剤を用いた接着によって、基板１０に対する実装が行われる。
【００４２】
いずれにせよ、この図３に示される態様で伝熱経路が形成されることにより、上記発熱素子ＰＥから発せられた熱は、「発熱素子ＰＥ→ケース１１ａ」、及び「発熱素子ＰＥ→基板１０→ヒートスプレッダ１５ａ→ケース１１ａ」といった各別の経路を通じて、確実にケース１１ａに伝達（放熱）されるようになる。
【００４３】
ところで、上記基板１０は通常、線膨張が大きい。このため、基板１０が高温になると、その膨張に起因して例えば上記配線パターンＷＰと電子部品（素子）のリード部ＬＦとの接合部、すなわち半田付けされた部分に熱応力が発生する。そして、このような冷熱サイクルが繰り返されることにより、半田にクラック等が生じ、電子制御装置としての信頼性が損なわれることにもなりかねない。
【００４４】
この点、この実施の形態にかかる電子制御装置の上記放熱構造（耐熱構造）では、図２に例示した形状を有するヒートスプレッダ１５ａを、電子部品Ｅ、特にここでの例では発熱素子ＰＥの周囲を囲繞するかたちで基板１０に表面実装したことで、次のような作用も併せて得られるようになる。
【００４５】
すなわち、一方では、上記伝熱経路を通じて基板１０の昇温を抑制することができることから、同基板１０の膨張については、これが最小限に抑制されるようになる。また一方では、基板１０に対するヒートスプレッダ１５ａの表面実装によって、同基板１０の当該実装部分が機械構造的にも拘束されることとなることから、これによっても基板１０の伸縮が抑制されるようになる。そして、これらの相乗作用により、上述した半田へのクラック等の発生も好適に抑制されるようになる。
【００４６】
また、当該電子制御装置が、例えば車両に搭載されてその原動機（例えばエンジン）等の運転制御に用いられる装置であった場合、原動機の運転や車両の走行に伴う上記基板１０の振動も避け得ないものとなる。しかし、この点でも、上記ヒートスプレッダ１５ａの表面実装によって基板１０を機械構造的にも拘束するこの実施の形態にかかる放熱構造（耐熱構造）によれば、こうした振動に対しても抑制作用が働くこととなる。すなわち、ヒートスプレッダ１５ａによって囲繞された電子部品はもとより、基板１０や、さらにはこれに実装された電子部品についても、これらをこのような振動から保護することができるようになる。
【００４７】
以上説明したように、この実施の形態にかかる電子制御装置によれば、以下に列記するような多くの優れた効果が得られるようになる。
（１）上記ヒートスプレッダ１５ａを各種の電子部品と同様、基板１０に表面実装するようにしたことで、基板１０の裏面にも自由に電子部品を実装することが可能となる。しかも、上記ヒートスプレッダ１５ａ自身の配設に関する自由度も大幅に向上される。
【００４８】
（２）上記ヒートスプレッダ１５ａを、発熱素子ＰＥの周囲を囲繞するかたちで表面実装したことで、発熱素子ＰＥから発せられる熱に対するヒートスプレッダ１５ａ自身の上述した分配、整流機能による他の部分への放熱も容易である。また併せて、熱による基板１０の伸縮等も抑制され、基板１０の伸縮に起因して電子部品のリード部ＬＦに生じる熱応力が緩和される。これにより、電子部品のリード部ＬＦを基板１０に固定している半田にクラック等が生じることも好適に抑制される。
【００４９】
（３）上記ヒートスプレッダ１５ａの表面実装により、基板１０を機械構造的にも拘束するようにしたことで、上記熱による基板１０の伸縮抑制効果に加え、耐振性の向上も併せて図られる。すなわち、当該電子制御装置が例えば車両等に搭載されてその原動機等の運転制御に用いられる装置であっても、原動機の運転や車両の走行に伴う振動から基板１０や、これに実装された電子部品を保護することができる。
【００５０】
（４）ヒートスプレッダ１５ａの基板１０と対向する辺にフランジ５０２（図２）を設け、このフランジ５０２を通じて基板１０に表面実装することとした。これにより、基板１０との装着面積（実装面積）が増大され、ヒートスプレッダ１５ａとしての上記分配や、整流等にかかる機能、さらには上述した基板の伸縮抑制機能や耐振性もより向上されるようになる。
【００５１】
（５）上記ヒートスプレッダ１５ａを、基板１０とその筐体である上部ケース１１ａ及び下部ケース１１ｂとの間を連結する態様で実装することとした。これにより、基板１０に蓄積される熱を確実に上記ケース１１ａ及び１１ｂへ放熱することができるようになる。また、発熱素子ＰＥから基板１０に伝達された熱が発熱素子ＰＥに逆流することもない。
【００５２】
（６）また、こうして基板１０がケース１１ａ及び１１ｂに配設（装着）される場合であれ、前記従来の電子制御装置のように、基板１０に実装する電子部品の配置変更に合わせて、それらケース１１ａ及び１１ｂの形状を変更する必要もない。ちなみにこのことは、放熱構造（耐熱構造）としての標準化が可能であることを意味し、ひいては、放熱構造（耐熱構造）を有する電子制御装置としての製造コストの低減も可能であることを意味する。
【００５３】
（７）上記ヒートスプレッダ１５ａとケース１１ａ及び１１ｂとの間、並びに発熱素子ＰＥと同じくケース１１ａ及び１１ｂとの間に、弾性を有する熱伝導材１６を介在させる構造とした。これにより、ヒートスプレッダ１５ａや発熱素子ＰＥとケース１１ａ及び１１ｂとの間の間隙のばらつきが該熱伝導材１６の弾性変形を通じて吸収され、それら各部材間が確実に密着されるようになる。すなわち、ヒートスプレッダ１５ａに伝達された熱、あるいは発熱素子ＰＥから発せられた熱が確実にケース１１ａ及び１１ｂへ放熱されるようになる。
【００５４】
（８）ヒートスプレッダ１５ａについては、それらケース１１ａ及び１１ｂと対向する辺にもフランジ５０３（図２）を設け、このフランジ５０３と各ケース１１ａ及び１１ｂとの間に上記熱伝導材１６を介在させる構造とした。これにより、ヒートスプレッダ１５ａと熱伝導材１６、ひいてはヒートスプレッダ１５ａとケース１１ａ及び１１ｂとの当接面積を拡大することができ、上記放熱機能のさらなる向上を図ることができる。
【００５５】
（９）上記ヒートスプレッダ１５ａの材料（材質）として、アルミニウムや銅等の熱伝導性金属、特に、熱伝導性に優れた金属を用いることとした。これにより、上述した熱に対する分配、及び整流等の機能についても、これを高いレベルで実現することができるようになる。
【００５６】
（１０）また、このヒートスプレッダ１５ａとして、上記アルミニウムや銅をプレス成型によって形成されたものを採用することとした。これによって、上記機能を有するヒートスプレッダ１５ａを低コストで大量に生産することができ、この点でも、上記耐熱構造を有する電子制御装置についてその製造コストを低く抑えることができるようになる。
【００５７】
（１１）上記ヒートスプレッダ１５ａの基板１０に対する表面実装を半田付け（銅の場合）、若しくは接着（アルミニウムの場合）によって行うこととした。これにより、基板１０としての構造を簡素に保ちつつ、高い密度で、しかも確実な表面実装が可能となる。
【００５８】
（１２）表面及び裏面の両面に電子部品が実装された基板１０において、上記ヒートスプレッダ１５ａによる放熱構造（耐熱構造）を実現した。このように、いわば多機能化と小型化とが併せ求められる電子制御装置であれ、上記ヒートスプレッダ１５ａによる放熱構造を採用することで、より汎用性に富んだ、しかもより効率のよい放熱構造を実現することができる。
【００５９】
なお、この発明にかかる電子制御装置は、上記第１の実施の形態として示した構造に限らず、これを適宜に変形した、例えば以下に例示する態様にて実施することもできる。
【００６０】
（第１変形例）
上記実施の形態では、図２に例示した形状のヒートスプレッダ１５ａを用いることとしたが、これに代えて、図４に例示する形状のヒートスプレッダ１５ｂを用いることもできる。
【００６１】
このヒートスプレッダ１５ｂは、前記基板１０に対向する側のフランジを先のヒートスプレッダ１５ａのフランジ５０２とは逆向きにしたフランジ５０２’を備えている。この場合、前述したプレス成型に際してはその加工にかかる工数が増える可能性があるものの、上方に設けられるフランジ５０３をも含めたヒートスプレッダとしての実装幅は、このヒートスプレッダ１５ｂの方が、先の図２に例示したヒートスプレッダ１５ａよりも狭くて済む。このため、前記基板１０上の実装密度を高める目的では、このヒートスプレッダ１５ｂの方が有利であるということがいえる。
【００６２】
図５は、この図４に例示したヒートスプレッダ１５ｂを採用した場合の、先の図３に対応する一部拡大断面図であり、各々同一の要素には同一の符号を付して示している。このようなヒートスプレッダ１５ｂを基板１０に表面実装することによっても、同図５中に「白抜きの矢印」にて示す態様で、基本的には前述同様の伝熱経路が形成されるようになる。すなわち、発熱素子ＰＥから発せられた熱は、「発熱素子ＰＥ→ケース１１ａ」、及び「発熱素子ＰＥ→基板１０→ヒートスプレッダ１５ｂ→ケース１１ａ」といった各別の経路を通じて、確実にケース１１ａに伝達（放熱）されるようになる。
【００６３】
したがって、このような第１変形例によっても、上記（１）〜（１２）と同様の効果が得られるようになる。
（第２変形例）
同様に、上記実施の形態では、図２に例示した形状のヒートスプレッダ１５ａを用いることとしたが、これに代えて、図６に例示する形状のヒートスプレッダ１５ｃを用いることもできる。
【００６４】
このヒートスプレッダ１５ｃは、同図６に示されるように、筐体であるケース１１ａ（またはケース１１ｂ）と対向する辺を弾性片５０４として形成し、この弾性片５０４の弾性変形を通じてヒートスプレッダ１５ｃとケース１１ａ（またはケース１１ｂ）との連結を図る構造としている。なお、このヒートスプレッダ１５ｃでは、ケース１１ａ（またはケース１１ｂ）と対向する辺を弾性片５０４とするために、それら弾性片５０４の四隅に切り欠きＣＴを設け、これによってその弾性力を確保している。
【００６５】
図７は、この図６に例示したヒートスプレッダ１５ｃを採用した場合の、先の図３に対応する一部拡大断面図であり、ここでも各々同一の要素には同一の符号を付して示している。このようなヒートスプレッダ１５ｃを基板１０に表面実装することによっても、該ヒートスプレッダ１５ｃとケース１１ａとの間の間隙のばらつきは、上記弾性片５０４の弾性変形を通じて的確に吸収される。そして、ヒートスプレッダ１５ｃに伝達された熱も、この図７中に「白抜きの矢印」にて示す態様で、確実にケース１１ａへ放熱されるようになる。すなわちこの場合も、基本的には前述と同様の伝熱経路が確保され、発熱素子ＰＥから発せられた熱は、「発熱素子ＰＥ→ケース１１ａ」、及び「発熱素子ＰＥ→基板１０→ヒートスプレッダ１５ｃ→ケース１１ａ」といった各別の経路を通じて、確実にケース１１ａに伝達（放熱）されるようになる。
【００６６】
なお、先の図２や図４に例示したヒートスプレッダ１５ａやヒートスプレッダ１５ｂを採用した場合には、基板１０、ヒートスプレッダ１５ａあるいは１５ｂ、及びケース１１ａ（ケース１１ｂ）によって囲繞される空間が密閉され、この密閉空間内に、温度変化に起因する圧力変動が生じることも懸念される。この点、図６に例示したヒートスプレッダ１５ｃを採用する場合には、上述の切り欠きＣＴを通じて圧力が開放されるため、このような温度変化に起因する圧力変動についても、その影響を好適に回避することができるようになる。
【００６７】
したがって、この第２変形例によれば、上記（１）〜（１２）の効果のうち、上記（８）の効果は別としても、新たに
（１３）上記ヒートスプレッダ等にて囲繞される空間での温度変化に起因する圧力変動についてその影響を回避することができる。
といった効果が得られることともなる。
【００６８】
（第３変形例）
上記実施の形態の、図２に例示した形状のヒートスプレッダ１５ａに代えて、図８に例示する形状のヒートスプレッダ１５ｄを用いることもできる。
【００６９】
このヒートスプレッダ１５ｄは、同図８に示されるように、基板１０との表面実装部の一部に、すなわちフランジ５０２の一部から筒状の本体５０１の一部にかけて、同基板１０の表面を開放する開放部ＯＰ１を有して形成されている。
【００７０】
ヒートスプレッダとしてのこのような構造により、基板１０上のこの開放された部分にもパターン配線を施すことが可能となり、上記ヒートスプレッダを基板１０に表面実装するに際して、その自由度がさらに高められるようになる。
【００７１】
また上述のように、先の図２や図４に例示したヒートスプレッダ１５ａやヒートスプレッダ１５ｂを採用した場合には、基板１０、ヒートスプレッダ１５ａあるいは１５ｂ、及びケース１１ａ（ケース１１ｂ）によって囲繞される空間が密閉される。そして、この密閉空間内に、温度変化に起因する圧力変動が生じることも懸念される。この点、この図８に例示したヒートスプレッダ１５ｄを採用する場合には、上記開放部ＯＰ１を通じて圧力が開放されるため、このような温度変化に起因する圧力変動についても、その影響を好適に回避することができるようになる。
【００７２】
したがって、この第３変形例によれば、上記（１）〜（１２）の効果に加え、上記（１３）の効果も併せて得られるとともに、さらに
（１４）基板１０上の上記開放部ＯＰ１を通じて開放された部分にもパターン配線を施すことが可能となり、上記ヒートスプレッダを基板１０に表面実装するに際して、その自由度がさらに高められる。
といった効果が新たに得られることともなる。
【００７３】
（第４変形例）
同じく上記実施の形態の、図２に例示した形状のヒートスプレッダ１５ａに代えて、図９に例示する形状のヒートスプレッダ１５ｅを用いることもできる。
【００７４】
このヒートスプレッダ１５ｅは、同図９に示されるように、その側壁すなわち筒状の本体５０１の一部に、圧力開放孔ＯＰ２を有して形成されている。
ヒートスプレッダとしてのこのような構造によっても、先の図２や図４に例示したヒートスプレッダ１５ａやヒートスプレッダ１５ｂを採用した場合に懸念される密閉空間内の温度変化に起因する圧力変動については、その影響を好適に回避することができるようになる。
【００７５】
したがって、この第４変形例によっても、上記（１）〜（１２）の効果に加え、上記（１３）の効果も併せて得られるようになる。
（第５変形例）
上記ヒートスプレッダとしての筒状の形状も任意である。すなわち、上記実施の形態の、図２に例示した形状のヒートスプレッダ１５ａに代えて、図１０に例示する円筒形状のヒートスプレッダ１５ｆなども適宜採用することができる。要は、囲繞対象とする電子部品の形状、寸法等に合わせて、任意の形状に設定することが可能である。
【００７６】
またこの場合であれ、同図１０に破線にて併せ示すように、上記開放部ＯＰ１や上記圧力開放孔ＯＰ２を設けることによって、上記（１）〜（１２）の効果に加え、上記（１３）や上記（１４）の効果も併せて得られるようになる。
【００７７】
（第６変形例）
特に、先の図２や図４に例示したヒートスプレッダ１５ａやヒートスプレッダ１５ｂを採用した場合に懸念される密閉空間内の温度変化に起因する圧力変動を考慮する場合、その対策としては、図１１に例示するような構造を採用することも可能である。
【００７８】
すなわちこの図１１は、先の図３に対応する一部拡大断面図（各々同一の要素には同一の符号を付与）であるが、同図１１に示されるように、上記密閉空間に対し、例えばケース１１ａに圧力開放孔ＯＰ３を設けることでも、同空間内の温度変化に起因する圧力変動の影響を回避することはできる。
【００７９】
もっともこの場合には、筐体としてのケース１１ａ、１１ｂの防水性や防塵性等を考慮する必要がある。すなわち当該電子制御装置が例えば車両に搭載される場合や、露天に曝されるものである場合には、上記ケース１１ａ、１１ｂ自体に防水性や防塵性が要求されることから、そのような環境に対しては、同構造は適さない。
【００８０】
しかし、上記ケース１１ａ、１１ｂに防水性や防塵性等が要求されない場合には、同図１１に例示する構造によっても、上記（１）〜（１２）の効果に加え、上記（１３）の効果を併せて得ることができるようになる。
【００８１】
（第７変形例）
同じく、先の図２や図４に例示したヒートスプレッダ１５ａやヒートスプレッダ１５ｂを採用した場合に懸念される密閉空間内の温度変化に起因する圧力変動を考慮する場合には、その対策として、図１２に例示するような構造を採用することも可能である。
【００８２】
すなわちこの図１２も、先の図３に対応する一部拡大断面図（各々同一の要素には同一の符号を付与）であるが、同図１２に示されるように、上記密閉空間に対し、基板１０自体に圧力開放孔としてのスルーホールＴＨを設けることでも、同空間内の温度変化に起因する圧力変動の影響を回避することはできる。
【００８３】
ただしこの場合には、上記基板１０としての電子部品の実装性を考慮する必要がある。すなわちこのようなスルーホールＴＨは、多少なりとも部品実装の制約となるため、その口径も必要最小限にとどめられることが望ましい。もっとも、その配設位置は、上記ヒートスプレッダ１５ａが実装される範囲内で任意であるため、前述した従来の電子制御装置と比較すれば、その設計の自由度は高い。
【００８４】
そしてこの場合も、基板１０としての電子部品の実装性さえ確保されさえすれば、同図１２に例示する構造によっても、上記（１）〜（１２）の効果に加え、上記（１３）の効果を併せて得ることができるようになる。
【００８５】
（第２の実施の形態）
図１３に、この発明にかかる電子制御装置の第２の実施の形態について、その全体の構造を断面図として模式的に示す。
【００８６】
図１３に示されるように、この実施の形態にかかる電子制御装置も、大きくは、各種の電子部品Ｅが表面実装された例えばエポキシ樹脂等からなる基板２０と、該基板２０が内装される筐体としての上部ケース２１ａ及び下部ケース２１ｂとを備えて構成されている。そして、基板２０は、適宜のスペーサ２２により位置決めされた状態で上記上部ケース２１ａ及び下部ケース２１ｂの間に装着されており、また、基板２０も含めて、これら上部ケース２１ａと下部ケース２１ｂとは、ねじ２３によって、略密閉された状態で相互に固定されている。
【００８７】
また、上部ケース２１ａの一方端に設けられているコネクタ２４も、先の第１の実施の形態と同様、当該電子制御装置とその外部に設けられる図示しない例えばセンサや制御対象となるアクチュエータ等との電気的な接続を図る部分である。そして、該コネクタ２４の内部端子（図示略）も、例えば上記基板２０にパターン形成されている入出力端子と適宜のワイヤリングＷを介して電気的に接続されている。
【００８８】
一方、この実施の形態においても、上記基板２０に表面実装されている電子部品のうち、パワー素子等からなる発熱素子ＰＥの周囲には、これを囲繞するかたちで、ヒートスプレッダ２５が、それら電子部品と同様、基板２０に対して表面実装されている。このヒートスプレッダ２５は前述のように、基本的には、任意の電子部品から発せられる熱に対する分配、整流、及び遮断の少なくとも１つの機能を有する部材である。そして、この実施の形態においても特に、上記発熱素子ＰＥから発せられる熱を上記ケース２１ａ及び２１ｂに分配、整流する部材として、上記基板２０とそれらケース２１ａ及び２１ｂとの間を連結する態様で、このヒートスプレッダ２５を設けている。
【００８９】
そして、この実施の形態においても、ヒートスプレッダ２５とケース２１ａ及び２１ｂとの間には、例えばシリコン材をベースとしたグリース・ゲル・シートなど、弾性を有する熱伝導材２６を介在させる構造としている。これによって、ヒートスプレッダ２５とケース２１ａ及び２１ｂとの間の間隙のばらつきが該熱伝導材２６の弾性変形を通じて吸収され、ヒートスプレッダ２５に伝達された熱も確実にケース２１ａ及び２１ｂへ放熱されるようになる。
【００９０】
なお、上記ヒートスプレッダ２５は、その筒状の本体部分が、先の図２に例示したヒートスプレッダ１５ａよりも長目に形成されていること以外、基本的には同図２に例示したヒートスプレッダ１５ａと同等のものが用いられている。
【００９１】
そして、その材料（材質）も、前述したアルミニウムや銅などの、熱伝導性、並びに可塑性に優れた金属からなり、その加工も、前記ヒートスプレッダ１５ａと同様、プレス成型によって行われている。また前述のように、このヒートスプレッダ２５としてアルミニウムが用いられる場合には、基板２０への表面実装も接着にて行われ、同ヒートスプレッダ２５として銅が用いられる場合には、基板２０への表面実装も半田付けによって行われる。
【００９２】
他方、この実施の形態においては、図１３からも明らかなように、筐体としてのケース２１ａ及び２１ｂには、上記発熱素子ＰＥと対向する部分に、放熱面積を拡大すべく凹形状に加工されたヒートシンク部ＨＳが形成されている。そして、このヒートシンク部ＨＳと上記発熱素子ＰＥとの間にも、上記シリコン材をベースとしたグリース・ゲル・シートなど、弾性を有する熱伝導材２６が介在されている。これにより、これらケース２１ａ及び２１ｂに形成されたヒートシンク部ＨＳと発熱素子ＰＥとの間の間隙のばらつきも該熱伝導材２６の弾性変形を通じて吸収され、ヒートシンク部ＨＳに伝達された熱も確実にケース２１ａ及び２１ｂへ放熱されるようになる。
【００９３】
図１４は、図１３に例示した電子制御装置の、特に基板２０の表面側に実装された発熱素子ＰＥ周辺を例としてその断面構造を拡大して示したものであり、以下、同図１４を併せ参照して、この実施の形態にかかる電子制御装置の放熱構造（耐熱構造）並びに放熱作用（耐熱作用）についてさらに詳述する。
【００９４】
この電子制御装置においては上述のように、ヒートシンク部ＨＳを備えることで、基本的には、発熱素子ＰＥから発せられる熱をケース（上部ケース）２１ａへ放熱する放熱構造は実現される。しかし、該ヒートシンク部ＨＳを備えるのみでは、同図１４に二点鎖線の矢印Ｒとして示すように、発熱素子ＰＥからリード部ＬＦを介して基板２０に伝達された熱が、当該発熱素子ＰＥに逆流されたり、その他の電子部品に伝達されたりする懸念があり、放熱構造として必ずしも完全ではない。
【００９５】
そこでこの実施の形態においては、上記基板２０に対し、発熱素子ＰＥと併せて、上記ヒートスプレッダ２５を、この発熱素子ＰＥの周囲を囲繞するかたちで表面実装するようにしている。しかも、このヒートスプレッダ２５と上記ケース２１ａとの間には、弾性を有する熱伝導材２６が介在されており、この熱伝導材２６の弾性変形を通じて、これらヒートスプレッダ２５とケース２１ａとの密着が保たれている。このため、この実施の形態にかかる電子制御装置にあっては、上記ヒートシンク部ＨＳによる伝熱経路と併せて、同図１４に「白抜きの矢印（実線）」にて示す態様で、上記発熱素子ＰＥから発せられた熱の伝達が行われるようになる。
【００９６】
すなわち、発熱素子ＰＥから発せられた熱は、一方で、上記熱伝導材２６及びヒートシンク部ＨＳを介してケース２１ａに直接伝達され、該ケース２１ａを通して放熱される。また、同発熱素子ＰＥから発せられた熱は、さらにその一方で、リード部ＬＦ、及び該リード部ＬＦが半田付けされている基板２０の配線パターンＷＰ、及び基板２０の本体に伝達された後、上記ヒートスプレッダ２５及び熱伝導材２６を介してケース２１ａに伝達される。そして、このケース２１ａを通して、上述と同様に放熱される。
【００９７】
なおここでも、ヒートスプレッダ２５が銅にて形成されたものである場合、該ヒートスプレッダ２５は、基板２０に形成されているダミーパターンＤＰへの半田付けによって基板実装が行われる。他方、ヒートスプレッダ２５がアルミニウムにて形成されたものである場合には、上記ダミーパターンＤＰは必ずしも必要ではない。すなわちこの場合、ヒートスプレッダ２５は、ダミーパターンＤＰの有無にかかわらず、適宜の接着剤を用いた接着によって、基板２０に対する実装が行われる。
【００９８】
いずれにせよ、この実施の形態では、同図１４に示されるように、「発熱素子ＰＥ→ヒートシンク部ＨＳ→ケース２１ａ」、及び「発熱素子ＰＥ→基板２０→ヒートスプレッダ２５→ケース２１ａ」といった各別の伝熱経路が形成される。そして、上記発熱素子ＰＥから発せられた熱は、これら各別の伝熱経路を通じて、確実にケース２１ａに伝達（放熱）されるようになる。すなわち、上記ヒートスプレッダ２５を設ける構造としたことで、同図１４に二点鎖線の矢印Ｒとして示したような熱の逆流（ループ）が回避され、放熱構造としても、より完成度の高いものとなる。
【００９９】
また、ヒートスプレッダ２５が、上記態様で基板２０とケース２１ａ及び２１ｂとの間に設けられることで、ヒートシンク部ＨＳによる上述の放熱構造が既に採用されているケース（筐体）にあっては、その構造を変更することなく、こうした放熱構造が実現されるようになる。
【０１００】
そして、上記ヒートスプレッダ２５の実装によって、前述した基板２０の冷熱サイクルに起因する半田へのクラック発生等に対する抑制効果や、当該電子制御装置が車両等に搭載される場合の耐振効果等が併せて得られるようになることも、先の第１の実施の形態と同様である。
【０１０１】
以上説明したように、この第２の実施の形態にかかる電子制御装置によっても、第１の実施の形態による前記（１）〜（１２）の効果に準じた効果を得ることができるようになる。
【０１０２】
また、特に放熱効果に関しては、上記ヒートシンク部ＨＳによる放熱構造と併用するようにしたことで、そのさらなる向上が期待できる。
なお、この第２の実施の形態にかかる電子制御装置に関しても、第１の実施の形態について補足した前記第１〜第７変形例については、それらを全て適用することができるとともに、それら変形例特有の効果についても、これを併せて得ることができるようになる。
【０１０３】
（他の実施の形態）
その他、上記第１及び第２の実施の形態にかかる電子制御装置に共通して変更可能な要素としては、以下のようなものがある。
【０１０４】
・上記各実施の形態においては、ヒートスプレッダ（１５ａ〜１５ｆ、２５）によって発熱素子ＰＥを囲繞するようにしたが、それらヒートスプレッダとしての前述した「遮断（遮熱）機能」を利用して、該発熱素子ＰＥ等が発する熱から任意の電子部品を保護する構造とすることもできる。すなわち、例えば熱に対して弱い電子部品をそれらヒートスプレッダによって囲繞する構造とすることで、発熱素子ＰＥ等、他の部品が発する熱から同部品を保護することができるようになる。そして、この場合であっても、それらヒートスプレッダの実装によって、基板（１０、２０）の冷熱サイクルに起因する半田へのクラック発生等に対する抑制効果や、当該電子制御装置が車両等に搭載される場合の耐振効果等は同様に得ることができる。
【０１０５】
・上記各実施の形態においては、ヒートスプレッダ（１５ａ〜１５ｆ、２５）をプレス成型によって形成（製造）することによって、その製造コストの低減を図るようにしたが、コストに対して特に考慮する必要がない場合には、基本的にその形成（製造）方法は任意である。そしてこの場合には、前述したアルミニウムや銅以外に、例えば錫メッキされた鉄なども、このヒートスプレッダとして、適宜採用することができるようになる。しかも、この錫メッキされた鉄であれば、上記銅を用いる場合と同様に、半田付けによる基板実装も可能となる。結局のところ、このヒートスプレッダとしては、熱伝導性に優れた金属であれば、適宜採用することができる。
【０１０６】
・また、ヒートスプレッダの上記基板に対する表面実装の方法も、基本的には任意である。もっとも実用上は、前述した半田付け及び接着のいずれかの方法によって基板に対する表面実装を行うことが、基板構造を簡素に保つ上で望ましい。特に、半田付けによってこのヒートスプレッダを基板実装する場合には、基本的に他の電子部品の基板実装と同一の工程にて、同ヒートスプレッダの表面実装を行うことが可能となる。なお、半田の濡れ性に優れた上記銅や錫メッキされた鉄等をヒートスプレッダとして用いる場合でも、接着による基板実装は可能である。そして、この接着による基板実装を行う場合には、その接着剤としても、少なくとも熱による接着力の低下が生じないもの、より望ましくは、熱伝導性にも優れているものが用いられることとなる。
【０１０７】
・上記各実施の形態においては、ヒートスプレッダ（１５ａ〜１５ｆ、２５）を基板（１０、２０）と筐体であるケース（１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ）との間に介在させて、その最大限の放熱効果を得る構造とした。しかし、基本的には、それらヒートスプレッダを基板に表面実装することのみでも、該ヒートスプレッダとしての、熱に対する分配、整流、あるいは遮断機能を得ることはできる。
【０１０８】
・また、それらヒートスプレッダとしての形状も、前述のように任意であり、特に、前述したフランジ（５０２、５０２’、５０３）に関しては、それらを設けることで、基板やケースとの当接面積を拡大することができ、伝熱性の上でも確かに有利ではあるが、その配設は必須ではない。少なくとも基板に対向する側のフランジ（５０２、５０２’）については、基板に対する安定した表面実装が可能でさえあれば、それらの配設を割愛した形状とすることもできる。
【０１０９】
・上記各実施の形態においては、表面及び裏面の両面に電子部品が実装された基板（１０、２０）にヒートスプレッダ（１５ａ〜１５ｆ、２５）をさらに表面実装する場合について例示した。しかしこれに限らず、いずれか一方の面にのみ電子部品が実装された基板を備える電子制御装置についても、この発明は同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる電子制御装置の第１の実施の形態について、その全体の断面構造を模式的に示す断面図。
【図２】同第１の実施の形態に用いられるヒートスプレッダについて、その外観形状を示す斜視図。
【図３】同第１の実施の形態の電子制御装置の放熱（耐熱）構造を模式的に示す一部拡大断面図。
【図４】上記ヒートスプレッダの変形例（第１変形例）について、その外観形状を示す斜視図。
【図５】図４に例示したヒートスプレッダを用いた電子制御装置の放熱（耐熱）構造を模式的に示す一部拡大断面図。
【図６】上記ヒートスプレッダの変形例（第２変形例）について、その外観形状を示す斜視図。
【図７】図６に例示したヒートスプレッダを用いた電子制御装置の放熱（耐熱）構造を模式的に示す一部拡大断面図。
【図８】上記ヒートスプレッダの変形例（第３変形例）について、その外観形状を示す斜視図。
【図９】上記ヒートスプレッダの変形例（第４変形例）について、その外観形状を示す斜視図。
【図１０】上記ヒートスプレッダの変形例（第５変形例）について、その外観形状を示す斜視図。
【図１１】第１の実施の形態の電子制御装置の変形例（第６変形例）について、その放熱（耐熱）構造を模式的に示す一部拡大断面図。
【図１２】第１の実施の形態の電子制御装置の変形例（第７変形例）について、その放熱（耐熱）構造を模式的に示す一部拡大断面図。
【図１３】この発明にかかる電子制御装置の第２の実施の形態について、その全体の断面構造を模式的に示す断面図。
【図１４】同第２の実施の形態の電子制御装置の放熱（耐熱）構造を模式的に示す一部拡大断面図。
【図１５】従来の電子制御装置の放熱構造についてその一例を示す斜視図（組み立て図）。
【図１６】同従来の電子制御装置の放熱構造を模式的に示す一部断面図。
【符号の説明】
１０、２０…基板、１１ａ、２１ａ…ケース（上部ケース）、１１ｂ、２１ｂ…ケース（下部ケース）、１２、２２…スペーサ、１３、２３…ねじ、１４、２４…コネクタ、１５ａ〜１５ｆ、２５…ヒートスプレッダ、１６、２６…熱伝導材、５０１…本体（ヒートスプレッダ本体）、５０２、５０２’、５０３…フランジ、５０４…弾性片、Ｗ…ワイヤリング、Ｅ…電子部品、ＰＥ…発熱素子（電子部品）、ＬＦ…リード部、ＷＰ…配線パターン、ＤＰ…ダミーパターン、ＣＴ…切り欠き、ＯＰ１…開放部、ＯＰ２…圧力開放孔、ＯＰ３…圧力開放孔、ＴＨ…スルーホール、ＨＳ…ヒートシンク部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic control device having a board on which various electronic components are mounted, and more particularly to an improvement in a heat-resistant structure such as a heat dissipation structure.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an electronic control device having the above-described heat-resistant structure (heat dissipation structure), for example, an electronic control device described in Patent Document 1 is known. FIGS. 15 and 16 show a perspective view (assembly diagram) and a partial cross-sectional view, respectively, of the heat dissipation structure of the electronic control device described in Patent Document 1.
[0003]
As shown in FIGS. 15 and 16, this electronic control device basically includes a board (circuit board) 100 on which various electronic components including a heating element PE such as a power element are mounted, and a board (circuit board) 100. And a chassis housing 110 to which is mounted. The chassis 110 has a radiator plate 111 and a tongue 112 protruding at a right angle from one edge of the radiator 111. An insertion hole 101 into which a 112 is inserted is provided. Then, by assembling the board 100 and the chassis 110 in a manner shown in FIG. 15, the heat radiating plate 111 comes into contact with the heating element PE. The tongue piece 112 inserted into the insertion hole 101 is fixed on the back surface of the substrate 100 in a manner shown in FIG. In this manner, a heat dissipation structure as the electronic control device is formed in a mode whose partial cross-sectional structure is shown in FIG.
[0004]
With such a heat dissipation structure, heat generated from the heating element PE is also dissipated through the chassis 110 and the substrate 100.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-160608 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional electronic control device, in order to obtain the heat dissipation structure, an insertion hole 101 for inserting a tongue piece 112 of a chassis 110 (more precisely, a heat dissipation plate 111) is provided on the substrate 100. There is a need. Therefore, component mounting on the back surface of the substrate 100 is greatly restricted. Particularly in recent electronic control devices, further multifunctionality and miniaturization are required, and such restrictions on mounting components on the backside of the substrate impose great restrictions on the degree of freedom in device design. Become.
[0007]
In addition, the conventional electronic control device has a structure in which heat generated in the heating element PE and the substrate 100 is radiated through the common radiating plate 111. Therefore, the heat transmission path is indicated by a white arrow in FIG. As shown, a heat transfer loop such as “heating element PE → radiator plate 111 → tongue piece 112 → substrate 100 → heating element PE” is formed. For this reason, in such a heat dissipation structure, there is a concern that the heat generated from the heating element PE may not be sufficiently dissipated.
[0008]
In addition, in the electronic control device, since the heat radiating plate 111 is formed integrally with the chassis 110, the shape of the chassis 110 may be changed when the element arrangement on the substrate 100 is changed. It must be changed according to the element arrangement to be changed, and in this sense, the versatility is poor.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide an electronic control device that is more versatile and has a more efficient heat-resistant structure.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the electronic control device according to claim 1 uses a heat spreader having at least one function of distributing, rectifying, and blocking heat generated from the electronic component, and a board on which various electronic components are mounted. Surface mounting.
[0011]
By adopting such a heat-resistant structure as an electronic control unit, it is possible to freely mount electronic components on the back surface of the board, and the degree of freedom regarding the arrangement of the heat spreader itself is greatly improved. It becomes. And by mounting such a heat spreader on the surface of the board,
(A) Distribute (dissipate) the heat generated from the electronic components.
(B) Rectify the heat generated from the electronic component to a lower temperature portion.
(C) Protecting other electronic components from heat by shutting off heat generated from electronic components, especially heat generating elements and the like.
As a result, various heat resistance effects can be obtained, and the heat resistance efficiency of the electronic control device is naturally improved. Here, as described above, the heat spreader only needs to have at least one of the functions of distributing, rectifying, and shutting off heat, and its shape and the like are basically arbitrary.
[0012]
Further, in the electronic control device according to the second aspect, such a heat spreader is surface-mounted so as to surround an arbitrary electronic component.
According to such a heat-resistant structure as an electronic control device, in a case where the electronic component surrounded by the heat spreader is, for example, a component that is weak to heat, the above-described cut-off (heat shielding) function of the heat spreader is used. , The same element can be protected from heat generated by other parts such as a heating element.
[0013]
In the case where the electronic component surrounded by the heat spreader is the heating element, the heat generated from the heating element is distributed by the distribution or rectification function of the heat spreader. Can be dissipated to other parts.
[0014]
In addition, as described in the second and third aspects, by mounting the heat spreader on the substrate so as to surround the electronic component, expansion and contraction of the substrate itself due to heat can be suppressed. In other words, the thermal stress generated in the leads of the electronic component (element) due to the expansion and contraction of the substrate is alleviated, and accordingly, the occurrence of cracks or the like in the solder fixing the lead of the electronic component to the substrate is also suitably suppressed. Will be done. Further, when the electronic control device is, for example, a device mounted on a vehicle and used for operation control of a prime mover and the like, vibration of the substrate accompanying the driving of the prime mover and the traveling of the vehicle is inevitable. Since the heat spreader is surface-mounted on the substrate in such a manner, the electronic components surrounded by the heat spreader and the substrate can be protected from such vibrations. That is, such a heat-resistant structure as an electronic control device is also effective for improving the vibration resistance of a substrate or an electronic component.
[0015]
Further, as described in claim 4, the heat spreader has a cylindrical shape having a flange provided at least on a side facing the substrate, and has a structure in which the heat spreader is surface-mounted on the substrate through the flange. Is naturally increased. Thereby, the functions related to the above-described distribution, rectification, cutoff, and the like as a heat spreader, and the above-described function of suppressing expansion and contraction of the substrate and vibration resistance are further improved.
[0016]
On the other hand, when the substrate is provided in an appropriate housing as described in claim 5, the heat spreader may be mounted in such a manner as to connect the substrate and the housing. Thus, the heat accumulated in the substrate can be reliably radiated to the housing. In addition, according to this structure, heat transmitted from the electronic component to the substrate does not flow back to the electronic component. As a result, a more reliable heat dissipation structure is realized as compared with the conventional electronic control device. Further, even when the board is disposed (mounted) on the housing in this manner, it is necessary to change the shape of the housing itself according to the change in the arrangement of the electronic components mounted on the board, as in the conventional electronic control device. Nor.
[0017]
Further, the above-described heat dissipation structure is also effective in the electronic control device according to the sixth aspect. By the way, in this electronic control device,
(A) The housing has a concave portion on the substrate facing any electronic component, and a heat transfer path between the concave portion of the housing and the electronic component. Is formed.
(B) In the structure of (a), the heat spreader is surface-mounted on the board so as to connect the board and the housing.
It has a heat dissipation structure (heat-resistant structure). In this case, a radiating structure for radiating the heat generated from the electronic components (particularly, the heat generating elements) to the housing is basically realized only with the structure (a). However, with only the above structure (a), there is a concern that heat transmitted from the electronic component to the substrate is also transmitted to the electronic component and other electronic components, and the heat dissipation structure is not perfect. In this regard, the provision of the above structure (b) makes it possible to reliably radiate the heat accumulated in the substrate to the housing, as described above, and to resolve such concerns. That is, the heat radiation structure has a higher degree of perfection.
[0018]
In addition, in the case where the substrate is disposed in these housings, that is, in a case where a heat dissipation structure (heat-resistant structure) is realized in cooperation with the housing, the claims are made. As described in 7, it is desirable to have a structure in which an elastic heat conductive material such as a grease gel sheet based on a silicon material is interposed between the heat spreader and the housing. Thereby, the variation in the gap between the heat spreader and the housing is absorbed through the elastic deformation of the heat conductive material, and the heat transmitted to the heat spreader is surely radiated to the housing.
[0019]
Also in this case, as described in claim 8, a flange is provided on a side of the heat spreader facing the housing, and the heat conductive material is interposed between the flange and the housing. Therefore, the contact area between the heat spreader and the heat conductive material, and furthermore, the heat spreader and the housing can be increased, and the heat dissipation function can be further improved.
[0020]
In the electronic control device according to the fifth and sixth aspects, the silicon material is used as a base between the housing itself or the recessed portion of the housing and an electronic component such as a heating element. With a structure in which an elastic heat conductive material such as grease, gel, or sheet is interposed, the adhesion between the electronic components and the housing can be improved, and the heat radiation efficiency can be further improved. .
[0021]
In addition, in order to realize a heat dissipation structure (heat-resistant structure) in cooperation with the housing, another side of the heat spreader facing the housing is formed as an elastic piece. However, a structure for connecting the heat spreader and the housing through the elastic deformation of the elastic piece is also effective. Also in this case, the variation in the gap between the heat spreader and the housing is absorbed through the elastic deformation of the elastic piece, and the heat transmitted to the heat spreader is reliably radiated to the housing.
[0022]
On the other hand, in any one of the above-described structures, the heat spreader may further include an opening portion that opens the surface of the substrate to a part of a surface mounting portion with the substrate. , It is possible to apply pattern wiring also to this open portion on the substrate. That is, when the heat spreader is surface-mounted on a substrate, the degree of freedom is further increased. In particular, with respect to any of the structures according to claims 5 to 8, in a structure in which a space surrounded by the substrate, the heat spreader, and the housing is sealed, a pressure fluctuation due to a temperature change occurs in the space. It is possible that it will occur. However, even in this case, the adoption of the heat spreader having the above-mentioned open portion allows this open portion to function as a pressure release hole for the above-mentioned closed space, so that the influence of the pressure fluctuation due to the above-mentioned temperature change can be accurately determined. Can be avoided.
[0023]
In addition, among the structures according to the fifth to eighth aspects, a pressure release hole as described in the eleventh aspect is provided for a structure in which a space surrounded by the substrate, the heat spreader, and the housing is closed. It is also effective.
[0024]
In this case, specifically, as described in claim 12,
-A structure in which a pressure release hole is provided on the side wall of the heat spreader.
As described in claim 13,
-A structure with a pressure release hole on the housing side.
And as described in claim 14,
-A structure in which a pressure release hole is provided as a through hole in the substrate.
And so on.
[0025]
Among these structures, the structure in which the pressure release hole is provided in the side wall of the heat spreader is most preferable without considering the influence on others, but in the case of the structure in which the pressure release hole is provided in the housing side, It is necessary to consider the waterproof and dustproof properties of the housing. That is, when the electronic control device is mounted on a vehicle as described above, or when it is exposed to the open air, waterproof and dustproof properties are required for its housing. The structure is not suitable for a natural environment. On the other hand, in the case of a structure in which a pressure release hole is provided as a through hole in the substrate, it is necessary to consider the mountability of an electronic component as the substrate. That is, since such a through-hole slightly restricts component mounting, it is desirable that the diameter of the through-hole be kept to a necessary minimum. However, since the arrangement position is arbitrary within a range in which the heat spreader is mounted, the degree of freedom in design is higher than that of the above-described conventional electronic control device. In any of these structures, it is possible to accurately avoid the influence of the pressure fluctuation caused by the temperature change.
[0026]
On the other hand, as described in claim 15, as the material of the heat spreader, for example, a heat conductive metal such as aluminum, copper, or iron, and particularly, a metal having excellent heat conductivity is used, so that the above-described heat distribution is achieved. , Rectification, and cutoff can be realized at a high level.
[0027]
In particular, if a heat spreader formed by press molding is adopted as the heat spreader as described in claim 16, a heat spreader having the above function can be mass-produced at low cost. The manufacturing cost of an electronic control device having a heat-resistant structure can be reduced.
[0028]
The method of surface mounting the heat spreader on the substrate is arbitrary. For example, as described in claim 17, it is desirable to perform the method by soldering or bonding in order to keep the substrate structure simple. . When copper or tin-plated iron or the like is used as a material of the heat spreader, mounting by soldering is effective, and the heat spreader is basically processed in the same process as surface mounting of other electronic components. Can be surface-mounted. When aluminum or the like, which is easy to press-mold, is used as the material of the heat spreader, it is effective to mount the heat spreader by using an appropriate adhesive that does not reduce the adhesive force even with heat. However, even when the above-mentioned copper or tin-plated iron having excellent solder wettability is used as a heat spreader, the board can be mounted by this bonding.
[0029]
The electronic control device according to the present invention is particularly effective when applied to a substrate on which electronic components and a heat spreader are mounted on both the front surface and the back surface. . As described above, even in an electronic control device that is required to be multifunctional and miniaturized, the use of the heat spreader according to the present invention enables a more versatile and more efficient heat-resistant structure (radiation structure). ) Can be realized.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the entire structure of a first embodiment of an electronic control device according to the present invention.
[0031]
As shown in FIG. 1, the electronic control device according to the present embodiment mainly includes a substrate 10 made of, for example, epoxy resin, on which various electronic components E are surface-mounted, and a housing in which the substrate 10 is mounted. It comprises an upper case 11a and a lower case 11b as a body. Here, the substrate 10 is mounted between the upper case 11a and the lower case 11b in a state where it is positioned by an appropriate spacer 12, and the upper case 11a and the lower case 11b including the substrate 10 Are fixed to each other by screws 13 in a substantially sealed state.
[0032]
Further, the connector 14 provided at one end of the upper case 11a is a portion for electrically connecting the electronic control device to, for example, a sensor or an actuator to be controlled (not shown) provided outside thereof. The internal terminals (not shown) of the connector 14 are electrically connected to, for example, input / output terminals formed in a pattern on the substrate 10 via an appropriate wiring W.
[0033]
On the other hand, in this embodiment, among the electronic components surface-mounted on the substrate 10, a heat spreader 15a is formed around the heating element PE such as a power element in a form surrounding the heating element PE. Similarly, it is surface-mounted on the substrate 10. The heat spreader 15a is basically a member having at least one function of distributing, rectifying, and blocking heat generated from an arbitrary electronic component. However, in this embodiment, in particular, as a member for distributing and rectifying the heat generated from the heating element PE to the cases 11a and 11b, the substrate 10 and the cases 11a and 11b are connected to each other. This heat spreader 15a is provided. By providing the heat spreader 15a between the substrate 10 and the cases 11a and 11b in this manner, even if the arrangement of the electronic components mounted on the substrate 10 is changed, for example, It is not necessary to change the shapes of the cases 11a and 11b according to the change.
[0034]
Moreover, in this embodiment, a structure is employed in which an elastic heat conductive material 16 such as a grease gel sheet based on a silicon material is interposed between the heat spreader 15a and the cases 11a and 11b. Thereby, the variation in the gap between the heat spreader 15a and the cases 11a and 11b is absorbed through the elastic deformation of the heat conductive material 16, and the heat transmitted to the heat spreader 15a is surely radiated to the cases 11a and 11b. Become. The heat conductive material 16 is also provided between the heating element PE and the cases 11a and 11b, and a heat transfer path is also formed between the heating element PE and the cases 11a and 11b. .
[0035]
Next, the structure (shape), material, and the like of the heat spreader 15a employed in the electronic control device according to this embodiment will be described in detail with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the heat spreader 15a includes a cylindrical main body 501, and a flange 502 for surface mounting on the substrate 10 is provided on a bottom side thereof. Is provided with a flange 503 for holding the heat conductive material 16 between the cases 11a and 11b.
[0036]
In this embodiment, the heat spreader 15a is formed by press molding. Although depending on the shape of the tool of the press machine, the shape illustrated in FIG. 2 can basically perform the punching and molding by one press working. However, the processing method itself is arbitrary, and it goes without saying that the processing relating to the punching and the processing relating to the molding may be performed separately.
[0037]
Further, as the heat spreader 15a, it is desirable to use a thermally conductive metal such as aluminum, copper, or iron, particularly a metal having excellent thermal conductivity, as a material (material) in terms of its function. In particular, when the processing is performed by the press molding, it is desirable that the material (material) is a material (material) having relatively excellent plasticity, such as aluminum or copper. Incidentally, when aluminum is used as the heat spreader 15a, the surface mounting on the substrate 10 is performed by bonding, and when copper is used as the heat spreader 15a, the surface mounting on the substrate 10 is performed by soldering. It will be. In this embodiment, it is assumed that either aluminum or copper is used as the material (material) of the heat spreader 15a.
[0038]
FIG. 3 is an enlarged view of a cross-sectional structure of the electronic control device illustrated in FIG. 1, particularly around a heating element PE mounted on the front side of the substrate 10. The heat dissipation structure (heat-resistant structure) and the heat dissipation function (heat-resistant function) of the electronic control device according to this embodiment will be described in further detail with reference to the accompanying drawings.
[0039]
In this electronic control device, as described above, the heat spreader 15a having the shape illustrated in FIG. 2 is surface-mounted on the substrate 10 so as to surround the periphery of the heat generating element PE, in addition to the heat generating element PE. I have. A heat conductive material 16 having elasticity is interposed between the heat spreader 15a and the case (upper case) 11a and between the heating element PE and the case 11a. The close contact between the heat spreader 15a and the heat generating element PE and the case 11a is maintained. For this reason, even if heat is generated from the heating element PE, in the electronic control device according to the present embodiment, the heat is generated in a manner indicated by “open arrows” in FIG. Heat is transferred.
[0040]
That is, the heat generated from the heating element PE is directly transmitted to the case 11a via the heat conductive material 16 and is radiated through the case 11a. On the other hand, the heat generated from the heating element PE is further transferred to the lead LF, the wiring pattern WP of the substrate 10 to which the lead LF is soldered, and the main body of the substrate 10. Is transmitted to the case 11a via the heat spreader 15a and the heat conductive material 16. Then, heat is radiated through the case 11a in the same manner as described above.
[0041]
When the heat spreader 15a is made of copper, the heat spreader 15a is mounted on a substrate by soldering to the dummy pattern DP formed on the substrate 10. On the other hand, when the heat spreader 15a is formed of aluminum, the dummy pattern DP is not always necessary. That is, in this case, the heat spreader 15a is mounted on the substrate 10 by bonding using an appropriate adhesive regardless of the presence or absence of the dummy pattern DP.
[0042]
In any case, when the heat transfer path is formed in the manner shown in FIG. 3, the heat generated from the heat generating element PE becomes “heat generating element PE → case 11a” and “heat generating element PE → substrate 10”. → The heat spreader 15a → the case 11a is reliably transmitted (heat-dissipated) to the case 11a through different paths such as "the heat spreader 15a → the case 11a".
[0043]
Incidentally, the substrate 10 usually has a large linear expansion. For this reason, when the substrate 10 is heated to a high temperature, thermal stress is generated at the junction between the wiring pattern WP and the lead portion LF of the electronic component (element), that is, at the soldered portion due to the expansion. Then, by repeating such a cooling / heating cycle, cracks or the like may occur in the solder, and the reliability of the electronic control device may be impaired.
[0044]
In this regard, in the heat dissipation structure (heat-resistant structure) of the electronic control device according to this embodiment, the heat spreader 15a having the shape illustrated in FIG. 2 is connected to the electronic component E, in particular, in this example, around the heating element PE. The surface mounting on the substrate 10 in a surrounding manner also provides the following operation.
[0045]
That is, on the one hand, the temperature rise of the substrate 10 can be suppressed through the heat transfer path, so that the expansion of the substrate 10 is suppressed to a minimum. On the other hand, the surface mounting of the heat spreader 15a on the substrate 10 causes the mounting portion of the substrate 10 to be mechanically constrained, whereby the expansion and contraction of the substrate 10 is also suppressed. . And, by these synergistic actions, the occurrence of cracks or the like in the solder described above can be suitably suppressed.
[0046]
Further, when the electronic control device is a device mounted on a vehicle and used for operation control of a prime mover (for example, an engine), vibration of the substrate 10 accompanying driving of the prime mover and running of the vehicle can be avoided. Will not be. However, also in this regard, the heat dissipating structure (heat resistant structure) according to this embodiment, which restrains the substrate 10 mechanically by the surface mounting of the heat spreader 15a, also has a function of suppressing such vibration. It becomes. That is, not only the electronic components surrounded by the heat spreader 15a but also the substrate 10 and the electronic components mounted thereon can be protected from such vibration.
[0047]
As described above, according to the electronic control device of this embodiment, many excellent effects can be obtained as listed below.
(1) Since the heat spreader 15a is surface-mounted on the substrate 10 like various electronic components, the electronic components can be freely mounted on the back surface of the substrate 10. In addition, the degree of freedom regarding the arrangement of the heat spreader 15a itself is greatly improved.
[0048]
(2) Since the heat spreader 15a is surface-mounted so as to surround the heat generating element PE, the heat spreader 15a itself dissipates heat generated from the heat generating element PE to other parts by the above-described distribution and rectification functions. Easy. In addition, the expansion and contraction of the substrate 10 due to heat is also suppressed, and the thermal stress generated in the lead portion LF of the electronic component due to the expansion and contraction of the substrate 10 is reduced. Thereby, the occurrence of cracks or the like in the solder fixing the lead portion LF of the electronic component to the substrate 10 is also suitably suppressed.
[0049]
(3) The surface mounting of the heat spreader 15a restrains the substrate 10 also in terms of mechanical structure, so that in addition to the effect of suppressing the expansion and contraction of the substrate 10 due to the heat, vibration resistance is also improved. That is, even if the electronic control device is a device mounted on a vehicle or the like and used for operation control of a prime mover or the like, even if the electronic control device is mounted on the board 10 or the Parts can be protected.
[0050]
(4) A flange 502 (FIG. 2) is provided on a side of the heat spreader 15a facing the substrate 10, and the surface is mounted on the substrate 10 through the flange 502. Thereby, the mounting area (mounting area) with the board 10 is increased, and the functions related to the above-described distribution and rectification as the heat spreader 15a, as well as the above-described function of suppressing expansion and contraction of the board and vibration resistance are further improved. Become.
[0051]
(5) The heat spreader 15a is mounted in such a manner as to connect the board 10 with the upper case 11a and the lower case 11b which are the housing. Thereby, the heat accumulated in the substrate 10 can be reliably radiated to the cases 11a and 11b. Further, heat transmitted from the heating element PE to the substrate 10 does not flow back to the heating element PE.
[0052]
(6) Further, even when the board 10 is disposed (mounted) on the cases 11a and 11b in this way, as in the case of the above-mentioned conventional electronic control device, the arrangement of the electronic components mounted on the board 10 is changed in accordance with the change in arrangement. It is not necessary to change the shapes of the cases 11a and 11b. Incidentally, this means that standardization as a heat dissipation structure (heat-resistant structure) is possible, and furthermore, it is possible to reduce the manufacturing cost as an electronic control device having a heat dissipation structure (heat-resistant structure). .
[0053]
(7) An elastic heat conductive material 16 is interposed between the heat spreader 15a and the cases 11a and 11b, and between the cases 11a and 11b like the heating element PE. Thereby, the variation in the gap between the heat spreader 15a or the heat generating element PE and the cases 11a and 11b is absorbed through the elastic deformation of the heat conductive material 16, and the respective members are securely adhered to each other. That is, the heat transmitted to the heat spreader 15a or the heat generated from the heating element PE is reliably radiated to the cases 11a and 11b.
[0054]
(8) The heat spreader 15a has a structure in which a flange 503 (FIG. 2) is provided on the side facing the cases 11a and 11b, and the heat conductive material 16 is interposed between the flange 503 and the cases 11a and 11b. And Thereby, the contact area between the heat spreader 15a and the heat conductive material 16, and furthermore, the heat spreader 15a and the cases 11a and 11b can be enlarged, and the heat dissipation function can be further improved.
[0055]
(9) As the material (material) of the heat spreader 15a, a heat conductive metal such as aluminum or copper, particularly a metal excellent in heat conductivity is used. As a result, the functions such as the above-described heat distribution and rectification can be realized at a high level.
[0056]
(10) As the heat spreader 15a, one formed by press-molding the above aluminum or copper is adopted. Thus, the heat spreader 15a having the above function can be mass-produced at low cost, and in this regard, the manufacturing cost of the electronic control device having the heat resistant structure can be reduced.
[0057]
(11) The surface mounting of the heat spreader 15a on the substrate 10 is performed by soldering (in the case of copper) or bonding (in the case of aluminum). Thus, high-density and reliable surface mounting can be achieved while keeping the structure of the substrate 10 simple.
[0058]
(12) A heat dissipation structure (heat-resistant structure) using the heat spreader 15a is realized on the substrate 10 on which electronic components are mounted on both the front and back surfaces. As described above, even in an electronic control device that needs to be multifunctional and miniaturized, it is possible to realize a more versatile and more efficient heat dissipation structure by adopting the heat dissipation structure using the heat spreader 15a. can do.
[0059]
The electronic control device according to the present invention is not limited to the structure shown in the first embodiment, but may be implemented by appropriately modifying the structure, for example, in the following example.
[0060]
(First Modification)
In the above-described embodiment, the heat spreader 15a having the shape illustrated in FIG. 2 is used, but a heat spreader 15b having the shape illustrated in FIG. 4 may be used instead.
[0061]
The heat spreader 15b includes a flange 502 'whose flange on the side facing the substrate 10 is opposite to the flange 502 of the heat spreader 15a. In this case, although there is a possibility that the number of steps required for the press molding is increased in the press molding described above, the mounting width of the heat spreader including the flange 503 provided above is larger in the heat spreader 15b than in FIG. The width may be smaller than the heat spreader 15a illustrated in FIG. Therefore, it can be said that the heat spreader 15b is more advantageous for the purpose of increasing the mounting density on the substrate 10.
[0062]
FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 3 when the heat spreader 15b illustrated in FIG. 4 is employed, and the same elements are denoted by the same reference numerals. By mounting such a heat spreader 15b on the surface of the substrate 10, a heat transfer path basically similar to that described above can be formed in the mode indicated by the "white arrow" in FIG. . That is, the heat generated from the heat generating element PE is reliably transmitted to the case 11a via the respective paths such as “the heat generating element PE → the case 11a” and “the heat generating element PE → the substrate 10 → the heat spreader 15b → the case 11a” ( Heat).
[0063]
Therefore, according to such a first modified example, the same effects as the above (1) to (12) can be obtained.
(Second Modification)
Similarly, in the above-described embodiment, the heat spreader 15a having the shape illustrated in FIG. 2 is used, but a heat spreader 15c having the shape illustrated in FIG. 6 may be used instead.
[0064]
As shown in FIG. 6, the heat spreader 15c has a side facing the case 11a (or the case 11b) as a housing as an elastic piece 504, and the heat spreader 15c and the case 11a are formed through elastic deformation of the elastic piece 504. (Or the case 11b). In the heat spreader 15c, notches CT are provided at four corners of the elastic pieces 504 in order to make the side facing the case 11a (or the case 11b) an elastic piece 504, thereby securing the elastic force. .
[0065]
FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 3 when the heat spreader 15c illustrated in FIG. 6 is employed. Here, the same elements are denoted by the same reference numerals. I have. Even when such a heat spreader 15c is surface-mounted on the substrate 10, variations in the gap between the heat spreader 15c and the case 11a can be accurately absorbed through the elastic deformation of the elastic piece 504. Then, the heat transmitted to the heat spreader 15c is also surely radiated to the case 11a in a manner indicated by "white arrows" in FIG. That is, also in this case, basically, the same heat transfer path as described above is ensured, and the heat generated from the heat generating element PE is “heat generating element PE → case 11a” and “heat generating element PE → substrate 10 → heat spreader 15c”. → The case (11a) is reliably transmitted (heat-dissipated) to the case 11a through different paths such as "case 11a".
[0066]
When the heat spreader 15a or the heat spreader 15b illustrated in FIGS. 2 and 4 is used, the space surrounded by the substrate 10, the heat spreader 15a or 15b, and the case 11a (case 11b) is sealed. There is also a concern that pressure fluctuations due to temperature changes may occur in the space. In this regard, in the case where the heat spreader 15c illustrated in FIG. 6 is adopted, the pressure is released through the above-described notch CT, so that the influence of the pressure fluctuation caused by such a temperature change is preferably avoided. Will be able to do it.
[0067]
Therefore, according to the second modification, among the effects (1) to (12), apart from the effect (8), a new effect is obtained.
(13) It is possible to avoid the influence of the pressure fluctuation caused by the temperature change in the space surrounded by the heat spreader or the like.
Such an effect can be obtained.
[0068]
(Third Modification)
Instead of the heat spreader 15a having the shape illustrated in FIG. 2 in the above embodiment, a heat spreader 15d having the shape illustrated in FIG. 8 may be used.
[0069]
As shown in FIG. 8, the heat spreader 15d opens the surface of the substrate 10 to a part of the surface mounting portion with the substrate 10, that is, from a part of the flange 502 to a part of the cylindrical main body 501. The opening OP1 is formed.
[0070]
With such a structure as a heat spreader, it is possible to apply a pattern wiring also to this open portion on the substrate 10, and the degree of freedom when the heat spreader is surface-mounted on the substrate 10 is further increased. .
[0071]
Further, as described above, when the heat spreader 15a or the heat spreader 15b illustrated in FIGS. 2 and 4 is employed, the space surrounded by the substrate 10, the heat spreader 15a or 15b, and the case 11a (case 11b) is closed. Is done. Then, there is a concern that a pressure change due to a temperature change may occur in the closed space. In this regard, in the case where the heat spreader 15d illustrated in FIG. 8 is employed, the pressure is released through the opening portion OP1, so that the influence of the pressure fluctuation caused by such a temperature change is preferably avoided. Will be able to do it.
[0072]
Therefore, according to the third modification, in addition to the effects of (1) to (12), the effect of (13) is also obtained, and furthermore,
(14) It is also possible to provide a pattern wiring on a portion of the substrate 10 which is opened through the open portion OP1, so that the degree of freedom when the heat spreader is surface-mounted on the substrate 10 is further increased.
Such an effect is newly obtained.
[0073]
(Fourth modification)
Similarly, instead of the heat spreader 15a having the shape illustrated in FIG. 2 of the above-described embodiment, a heat spreader 15e having the shape illustrated in FIG. 9 may be used.
[0074]
As shown in FIG. 9, the heat spreader 15e has a pressure release hole OP2 formed in a side wall thereof, that is, in a part of the cylindrical main body 501.
Even with such a structure as a heat spreader, the influence of the pressure fluctuation due to the temperature change in the enclosed space, which is a concern when the heat spreader 15a or the heat spreader 15b illustrated in FIGS. It can be avoided suitably.
[0075]
Therefore, according to the fourth modification, in addition to the effects (1) to (12), the effect (13) can be obtained.
(Fifth Modification)
The cylindrical shape of the heat spreader is also arbitrary. That is, in place of the heat spreader 15a having the shape illustrated in FIG. 2 in the above-described embodiment, a cylindrical heat spreader 15f illustrated in FIG. 10 can be appropriately employed. In short, it can be set to an arbitrary shape according to the shape, dimensions, and the like of the electronic component to be surrounded.
[0076]
Also in this case, as shown by the broken line in FIG. 10, by providing the opening portion OP1 and the pressure release hole OP2, in addition to the effects of the above (1) to (12), the above (13) Also, the effect of the above (14) can be obtained together.
[0077]
(Sixth modification)
In particular, when considering the pressure fluctuation caused by the temperature change in the enclosed space, which is a concern when the heat spreader 15a or the heat spreader 15b illustrated in FIGS. It is also possible to adopt such a structure.
[0078]
That is, FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 3 (the same reference numerals are given to the same elements). As shown in FIG. For example, by providing the pressure release hole OP3 in the case 11a, it is possible to avoid the influence of the pressure fluctuation due to the temperature change in the same space.
[0079]
However, in this case, it is necessary to consider the waterproofness and dustproofness of the cases 11a and 11b as the housing. That is, when the electronic control device is mounted on a vehicle or is exposed to open-air, for example, the cases 11a and 11b are required to be waterproof and dust-proof. , The structure is not suitable.
[0080]
However, when the cases 11a and 11b are not required to have waterproofness and dustproofness, the structure illustrated in FIG. 11 can provide the effect of (13) in addition to the effects of (1) to (12). Can also be obtained.
[0081]
(Seventh modification)
Similarly, when considering the pressure fluctuation due to the temperature change in the enclosed space, which is a concern when the heat spreader 15a or the heat spreader 15b illustrated in FIGS. 2 and 4 is adopted, as a countermeasure, FIG. It is also possible to adopt a structure as exemplified.
[0082]
That is, FIG. 12 is also a partially enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 3 (the same reference numerals are given to the same elements), but as shown in FIG. By providing the through hole TH as a pressure release hole in the substrate 10 itself, it is possible to avoid the influence of pressure fluctuation due to a temperature change in the space.
[0083]
However, in this case, it is necessary to consider the mountability of the electronic component as the substrate 10. That is, since such a through-hole TH somewhat restricts component mounting, it is desirable that the diameter of the through-hole TH be kept to a minimum. However, since the position of the heat spreader 15a is arbitrary within the range in which the heat spreader 15a is mounted, the degree of design freedom is higher than that of the above-described conventional electronic control device.
[0084]
In this case as well, as long as the mountability of the electronic component as the substrate 10 is ensured, the effect of (13) in addition to the effects of (1) to (12) can be obtained by the structure illustrated in FIG. Can also be obtained.
[0085]
(Second embodiment)
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing the entire structure of a second embodiment of the electronic control device according to the present invention.
[0086]
As shown in FIG. 13, the electronic control device according to this embodiment also includes a substrate 20 made of, for example, epoxy resin on which various electronic components E are surface-mounted, and a housing in which the substrate 20 is mounted. It comprises an upper case 21a and a lower case 21b as a body. The board 20 is mounted between the upper case 21a and the lower case 21b while being positioned by an appropriate spacer 22, and the upper case 21a and the lower case 21b, including the board 20, , And are fixed to each other in a substantially sealed state by screws 23.
[0087]
The connector 24 provided at one end of the upper case 21a is also provided with an electronic control unit and an unillustrated sensor, actuator or the like (not shown) provided outside thereof, as in the first embodiment. This is a part for establishing an electrical connection. The internal terminals (not shown) of the connector 24 are also electrically connected to, for example, input / output terminals formed in a pattern on the substrate 20 via appropriate wirings W.
[0088]
On the other hand, also in this embodiment, of the electronic components surface-mounted on the substrate 20, the heat spreader 25 surrounds the heating element PE composed of a power element or the like so as to surround the heating element PE. Similarly to the above, it is surface-mounted on the substrate 20. As described above, the heat spreader 25 is basically a member having at least one function of distributing, rectifying, and blocking heat generated from an arbitrary electronic component. In this embodiment, in particular, as a member for distributing and rectifying the heat generated from the heating element PE to the cases 21a and 21b, the substrate 20 and the cases 21a and 21b are connected. This heat spreader 25 is provided.
[0089]
Also in this embodiment, a structure in which an elastic heat conductive material 26 such as a grease gel sheet based on a silicon material is interposed between the heat spreader 25 and the cases 21a and 21b is adopted. Thereby, the variation in the gap between the heat spreader 25 and the cases 21a and 21b is absorbed through the elastic deformation of the heat conductive material 26, and the heat transmitted to the heat spreader 25 is surely radiated to the cases 21a and 21b. Become.
[0090]
The heat spreader 25 is basically the same as the heat spreader 15a illustrated in FIG. 2 except that the tubular main body is formed longer than the heat spreader 15a illustrated in FIG. Is used.
[0091]
The material (material) is also made of a metal having excellent thermal conductivity and plasticity, such as aluminum and copper described above, and the processing is performed by press molding, similarly to the heat spreader 15a. Also, as described above, when aluminum is used as the heat spreader 25, surface mounting on the substrate 20 is also performed by bonding, and when copper is used as the heat spreader 25, surface mounting on the substrate 20 is also performed. This is performed by soldering.
[0092]
On the other hand, in this embodiment, as is apparent from FIG. 13, the cases 21a and 21b serving as housings are formed in a concave shape in order to enlarge a heat radiation area at a portion facing the heating element PE. Heat sink portion HS is formed. An elastic heat conductive material 26 such as a grease gel sheet based on the silicon material is interposed between the heat sink portion HS and the heat generating element PE. Accordingly, variations in the gap between the heat sink portion HS and the heat generating element PE formed in the cases 21a and 21b are also absorbed through the elastic deformation of the heat conductive material 26, and the heat transmitted to the heat sink portion HS is reliably ensured. The heat is radiated to the cases 21a and 21b.
[0093]
FIG. 14 is an enlarged view of a cross-sectional structure of the electronic control device illustrated in FIG. 13, particularly around a heating element PE mounted on the front surface side of the substrate 20. The heat dissipation structure (heat-resistant structure) and the heat dissipation function (heat-resistant function) of the electronic control device according to this embodiment will be described in further detail with reference to the accompanying drawings.
[0094]
As described above, in this electronic control device, by providing the heat sink portion HS, basically, a heat radiation structure that radiates heat generated from the heat generating element PE to the case (upper case) 21a is realized. However, when only the heat sink portion HS is provided, the heat transmitted from the heating element PE to the substrate 20 via the lead portion LF is applied to the heating element PE as shown by a two-dot chain line arrow R in FIG. There is a concern that the heat will flow backward or be transmitted to other electronic components, and the heat dissipation structure is not always perfect.
[0095]
Therefore, in this embodiment, the heat spreader 25 is surface-mounted on the substrate 20 together with the heating element PE so as to surround the periphery of the heating element PE. Moreover, a heat conductive material 26 having elasticity is interposed between the heat spreader 25 and the case 21a, and the close contact between the heat spreader 25 and the case 21a is maintained through the elastic deformation of the heat conductive material 26. ing. For this reason, in the electronic control device according to the present embodiment, the heat generation is performed in a manner shown by “open arrows (solid lines)” in FIG. The heat generated from the element PE is transmitted.
[0096]
That is, the heat generated from the heating element PE is directly transmitted to the case 21a via the heat conductive material 26 and the heat sink HS, and is radiated through the case 21a. On the other hand, the heat generated from the heating element PE is further transferred to the lead LF, the wiring pattern WP of the board 20 to which the lead LF is soldered, and the main body of the board 20. Is transmitted to the case 21a via the heat spreader 25 and the heat conductive material 26. Then, heat is radiated through the case 21a in the same manner as described above.
[0097]
Here, also in this case, when the heat spreader 25 is made of copper, the heat spreader 25 is mounted on a substrate by soldering to the dummy pattern DP formed on the substrate 20. On the other hand, when the heat spreader 25 is formed of aluminum, the dummy pattern DP is not always necessary. That is, in this case, the heat spreader 25 is mounted on the substrate 20 by bonding using an appropriate adhesive regardless of the presence or absence of the dummy pattern DP.
[0098]
In any case, in this embodiment, as shown in FIG. 14, each of the heating elements PE → heat sink section HS → case 21a and the heating element PE → substrate 20 → heat spreader 25 → case 21a Is formed. Then, the heat generated from the heating element PE is surely transmitted (dissipated) to the case 21a through these different heat transfer paths. That is, by adopting the structure in which the heat spreader 25 is provided, a backflow (loop) of heat as shown by a two-dot chain line arrow R in FIG. 14 is avoided, and the heat dissipation structure is more complete. Become.
[0099]
In addition, since the heat spreader 25 is provided between the substrate 20 and the cases 21a and 21b in the above-described manner, in a case (housing) in which the above-described heat dissipation structure by the heat sink portion HS has already been adopted, the heat spreader 25 is provided. Such a heat dissipation structure can be realized without changing the structure.
[0100]
By mounting the heat spreader 25, the effect of suppressing cracks in solder caused by the cooling and heating cycle of the board 20 described above, the anti-vibration effect when the electronic control device is mounted on a vehicle or the like are also obtained. This is also the same as in the first embodiment.
[0101]
As described above, the electronic control device according to the second embodiment can also obtain effects similar to the effects (1) to (12) according to the first embodiment. .
[0102]
In addition, the heat dissipation effect can be expected to be further improved by using the heat dissipation structure together with the heat sink structure HS.
The electronic control device according to the second embodiment can be applied to all of the first to seventh modified examples supplemented to the first embodiment, and can be applied to the modified examples. The unique effect can also be obtained together.
[0103]
(Other embodiments)
In addition, the following elements can be commonly changed in the electronic control devices according to the first and second embodiments.
[0104]
In each of the above embodiments, the heat generating elements PE are surrounded by the heat spreaders (15a to 15f, 25). However, by utilizing the above-mentioned "blocking (heat shielding) function" as the heat spreaders, the heat generation is performed. A structure for protecting an arbitrary electronic component from heat generated by the element PE or the like may be employed. That is, for example, by adopting a structure in which electronic components that are vulnerable to heat are surrounded by the heat spreaders, the components can be protected from heat generated by other components such as the heating element PE. Even in this case, the mounting of the heat spreaders suppresses the occurrence of cracks in the solder due to the cooling / heating cycle of the board (10, 20), or the electronic control device is mounted on a vehicle or the like. Can be similarly obtained.
[0105]
In the above embodiments, the heat spreaders (15a to 15f, 25) are formed (manufactured) by press molding to reduce the manufacturing cost. However, it is necessary to particularly consider the cost. If not, the formation (production) method is basically arbitrary. In this case, for example, tin-plated iron or the like other than the above-described aluminum or copper can be appropriately adopted as the heat spreader. In addition, if the tin-plated iron is used, the board can be mounted by soldering as in the case of using the copper. After all, as the heat spreader, any metal having excellent thermal conductivity can be appropriately used.
[0106]
The method of surface mounting the heat spreader on the substrate is basically arbitrary. However, practically, it is desirable to perform surface mounting on the substrate by any of the above-mentioned soldering and bonding methods in order to keep the substrate structure simple. In particular, when the heat spreader is mounted on a substrate by soldering, the surface spread of the heat spreader can be basically performed in the same process as the substrate mounting of other electronic components. Note that even when the above-described copper or tin-plated iron having excellent solder wettability is used as the heat spreader, the board can be mounted by bonding. When the substrate is mounted by this bonding, an adhesive that does not cause at least a decrease in adhesive force due to heat, more desirably, also has excellent thermal conductivity is used as the adhesive. .
[0107]
In each of the above embodiments, the heat spreaders (15a to 15f, 25) are interposed between the substrates (10, 20) and the cases (11a, 11b, 21a, 21b) serving as housings, and the heat spreaders (15a to 15f, 25) And a structure to obtain the heat radiation effect of However, basically, only by surface mounting these heat spreaders on a substrate, it is possible to obtain a function of distributing, rectifying, or shutting off heat as the heat spreader.
[0108]
The shape of the heat spreader is also arbitrary as described above. In particular, with respect to the above-mentioned flanges (502, 502 ', 503), the contact area with the substrate or the case is increased by providing them. Although this is certainly advantageous in terms of heat transfer, its arrangement is not essential. At least the flanges (502, 502 ') on the side facing the substrate may have a shape in which their arrangement is omitted as long as stable surface mounting on the substrate is possible.
[0109]
In the above embodiments, the case where the heat spreaders (15a to 15f, 25) are further surface-mounted on the substrates (10, 20) on which the electronic components are mounted on both the front surface and the back surface has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be similarly applied to an electronic control device including a substrate on which an electronic component is mounted on only one of the surfaces.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an overall cross-sectional structure of an electronic control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the heat spreader used in the first embodiment.
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a heat dissipation (heat-resistant) structure of the electronic control device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing an external shape of a modified example (first modified example) of the heat spreader.
5 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a heat dissipation (heat-resistant) structure of the electronic control device using the heat spreader illustrated in FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing an external shape of a modified example (second modified example) of the heat spreader.
7 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a heat dissipation (heat-resistant) structure of the electronic control device using the heat spreader illustrated in FIG.
FIG. 8 is a perspective view showing an external shape of a modification (third modification) of the heat spreader.
FIG. 9 is a perspective view showing the appearance of a modification (fourth modification) of the heat spreader.
FIG. 10 is a perspective view showing an external shape of a modification (fifth modification) of the heat spreader.
FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a heat dissipation (heat-resistant) structure of a modification (sixth modification) of the electronic control device of the first embodiment.
FIG. 12 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a heat dissipation (heat-resistant) structure of a modification (seventh modification) of the electronic control device of the first embodiment.
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing the overall cross-sectional structure of an electronic control device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a heat dissipation (heat resistance) structure of the electronic control device according to the second embodiment.
FIG. 15 is a perspective view (assembly diagram) showing an example of a heat dissipation structure of a conventional electronic control device.
FIG. 16 is a partial cross-sectional view schematically showing a heat dissipation structure of the conventional electronic control device.
[Explanation of symbols]
10, 20 ... board, 11a, 21a ... case (upper case), 11b, 21b ... case (lower case), 12, 22 ... spacer, 13, 23 ... screw, 14, 24 ... connector, 15a to 15f, 25 ... Heat spreader, 16, 26: heat conductive material, 501: body (heat spreader body), 502, 502 ', 503: flange, 504: elastic piece, W: wiring, E: electronic component, PE: heating element (electronic component), LF: Lead portion, WP: Wiring pattern, DP: Dummy pattern, CT: Notch, OP1: Open portion, OP2: Pressure release hole, OP3: Pressure release hole, TH: Through hole, HS: Heat sink portion.

Claims (18)

各種の電子部品が実装された基板を有して構成される電子制御装置において、
前記電子部品から発せられる熱に対する分配、整流、及び遮断の少なくとも１つの機能を有するヒートスプレッダが前記基板に表面実装されてなる
ことを特徴とする電子制御装置。In an electronic control device configured with a substrate on which various electronic components are mounted,
An electronic control device, wherein a heat spreader having at least one of functions of distributing, rectifying, and blocking heat generated from the electronic component is surface-mounted on the substrate. 前記ヒートスプレッダが、任意の電子部品の周囲を囲繞するかたちで表面実装されてなる
請求項１に記載の電子制御装置。2. The electronic control device according to claim 1, wherein the heat spreader is surface-mounted so as to surround an arbitrary electronic component. 前記ヒートスプレッダによって囲繞される電子部品が発熱素子である
請求項２に記載の電子制御装置。The electronic control device according to claim 2, wherein the electronic component surrounded by the heat spreader is a heating element. 前記ヒートスプレッダは、少なくとも前記基板と対向する辺にフランジが設けられた筒状の形状を有してなり、該フランジを通じて前記基板に表面実装されてなる
請求項１〜３のいずれかに記載の電子制御装置。4. The electronic device according to claim 1, wherein the heat spreader has a cylindrical shape with a flange provided on at least a side facing the substrate, and is surface-mounted on the substrate through the flange. 5. Control device. 前記基板は、適宜の筐体の中に配設されてなり、
前記ヒートスプレッダは、これら基板と筐体との間を連結する態様で実装されてなる
請求項１〜４のいずれかに記載の電子制御装置。The substrate is disposed in an appropriate housing,
The electronic control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat spreader is mounted so as to connect between the board and the housing. 前記基板は、適宜の筐体の中に配設されてなり、
前記筐体は、任意の電子部品に対向する部分が凹形状に形成されてなるとともに、該筐体の凹形状に形成された部分と前記電子部品との間には伝熱経路が形成されてなり、
前記ヒートスプレッダは、これら基板と筐体との間を連結する態様で実装されてなる
請求項１〜４のいずれかに記載の電子制御装置。The substrate is disposed in an appropriate housing,
In the housing, a portion facing any electronic component is formed in a concave shape, and a heat transfer path is formed between the concave portion of the housing and the electronic component. Become
The electronic control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat spreader is mounted so as to connect between the board and the housing. 前記ヒートスプレッダと前記筐体との間には弾性を有する熱伝導材が介在されてなる
請求項５または６に記載の電子制御装置。7. The electronic control device according to claim 5, wherein a heat conductive material having elasticity is interposed between the heat spreader and the housing. 前記ヒートスプレッダの前記筐体と対向する辺にはフランジが設けられてなり、このフランジと前記筐体との間に前記熱伝導材が介在されてなる
請求項７に記載の電子制御装置。The electronic control device according to claim 7, wherein a flange is provided on a side of the heat spreader facing the housing, and the heat conductive material is interposed between the flange and the housing. 前記ヒートスプレッダの前記筐体と対向する辺は弾性片として形成されてなり、該弾性片の弾性変形を通じて前記ヒートスプレッダと前記筐体とが連結されてなる
請求項５または６に記載の電子制御装置。7. The electronic control device according to claim 5, wherein a side of the heat spreader facing the housing is formed as an elastic piece, and the heat spreader and the housing are connected through elastic deformation of the elastic piece. 8. 前記ヒートスプレッダは、前記基板との表面実装部の一部に同基板の表面を開放する開放部を有してなる
請求項１〜９のいずれかに記載の電子制御装置。The electronic control device according to any one of claims 1 to 9, wherein the heat spreader has an opening that opens a surface of the substrate at a part of a surface mounting portion with the substrate. 請求項５〜８のいずれかに記載の電子制御装置において、
前記基板及び前記ヒートスプレッダ及び前記筐体によって囲繞される空間には圧力開放孔が設けられてなる
ことを特徴とする電子制御装置。The electronic control device according to any one of claims 5 to 8,
An electronic control device, wherein a pressure release hole is provided in a space surrounded by the substrate, the heat spreader, and the housing. 前記圧力開放孔が前記ヒートスプレッダの側壁に設けられてなる
請求項１１に記載の電子制御装置。The electronic control device according to claim 11, wherein the pressure release hole is provided in a side wall of the heat spreader. 前記圧力開放孔が前記筐体に設けられてなる
請求項１１に記載の電子制御装置。The electronic control device according to claim 11, wherein the pressure release hole is provided in the housing. 前記圧力開放孔が前記基板にスルーホールとして設けられてなる
請求項１１に記載の電子制御装置。The electronic control device according to claim 11, wherein the pressure release hole is provided as a through hole in the substrate. 前記ヒートスプレッダが熱伝導性金属からなる
請求項１〜１４のいずれかに記載の電子制御装置。The electronic control device according to claim 1, wherein the heat spreader is made of a heat conductive metal. 前記ヒートスプレッダがプレス成型によって形成されたものである
請求項１〜１５のいずれかに記載の電子制御装置。The electronic control device according to claim 1, wherein the heat spreader is formed by press molding. 前記ヒートスプレッダの前記基板に対する表面実装が、半田付け及び接着のいずれかにより行われてなる
請求項１〜１６のいずれかに記載の電子制御装置。17. The electronic control device according to claim 1, wherein the surface mounting of the heat spreader on the substrate is performed by one of soldering and bonding. 前記基板には、その表面及び裏面の両面に前記電子部品及び前記ヒートスプレッダが実装されてなる
請求項１〜１７のいずれかに記載の電子制御装置。The electronic control device according to any one of claims 1 to 17, wherein the electronic component and the heat spreader are mounted on both the front surface and the rear surface of the substrate.
JP2003049257A 2003-02-26 2003-02-26 Electronic controller Pending JP2004259948A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003049257A JP2004259948A (en) 2003-02-26 2003-02-26 Electronic controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003049257A JP2004259948A (en) 2003-02-26 2003-02-26 Electronic controller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004259948A true JP2004259948A (en) 2004-09-16

Family

ID=33115016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003049257A Pending JP2004259948A (en) 2003-02-26 2003-02-26 Electronic controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004259948A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101078452B1 (en) 2009-07-16 2011-10-31 가부시키가이샤 덴소 electronic control unit
JP2013077604A (en) * 2011-09-29 2013-04-25 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Electronic component unit
JP2019036678A (en) * 2017-08-21 2019-03-07 株式会社デンソー Electronic device
JP2021150366A (en) * 2020-03-17 2021-09-27 株式会社クボタ Electronic control device
WO2022091596A1 (en) * 2020-10-27 2022-05-05 日立Astemo株式会社 Electronic control device
WO2023199481A1 (en) * 2022-04-14 2023-10-19 三菱電機株式会社 Control apparatus and control panel

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101078452B1 (en) 2009-07-16 2011-10-31 가부시키가이샤 덴소 electronic control unit
JP2013077604A (en) * 2011-09-29 2013-04-25 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Electronic component unit
JP2019036678A (en) * 2017-08-21 2019-03-07 株式会社デンソー Electronic device
JP2021150366A (en) * 2020-03-17 2021-09-27 株式会社クボタ Electronic control device
JP7069238B2 (en) 2020-03-17 2022-05-17 株式会社クボタ Electronic control device
WO2022091596A1 (en) * 2020-10-27 2022-05-05 日立Astemo株式会社 Electronic control device
WO2023199481A1 (en) * 2022-04-14 2023-10-19 三菱電機株式会社 Control apparatus and control panel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6816377B2 (en) Electronic control unit
KR100406461B1 (en) Electronic circuit apparatus and method for assembling the same
JP2006344935A (en) Component mounting board structure and production method thereof
US10880989B2 (en) Electrical junction box
JP2012195525A (en) Electronic controller
JP4796999B2 (en) Electronic control unit
WO2017038419A1 (en) Circuit structure and electrical junction box
JP4593416B2 (en) Electronic control unit
JP2007201283A (en) Electronic control device and casing therefor
JP4232770B2 (en) Electronic control unit
JP2001168560A (en) Electronic circuit unit
JP2021005581A (en) Electronic control device
JP2010258474A (en) Electronic control device
JP2004259948A (en) Electronic controller
JP2015185755A (en) Electronic device
JP2017162860A (en) Electronic control device
JPH11266090A (en) Semiconductor device
JPH11186766A (en) Semiconductor device
JP2008060184A (en) Electronic circuit device
JP2002344177A (en) Electronic device
JP3411512B2 (en) Electronics
JP2011066281A (en) Heat generating device
JP2009188192A (en) Circuit device
WO2021075360A1 (en) Electronic control device
JP6698563B2 (en) Electronic control unit