JP2005251861A - Electronic controller for vehicle and its assembling method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発熱し得る電子部品を備えた車両用電子制御装置に関するものである。 The present invention relates to an electronic control device for a vehicle including an electronic component that can generate heat.
発熱し得る電子部品を備えた車両用電子制御装置は、一般に、その放熱対策を可能とする構成を採っている。例えば、下記、特許文献1に開示されるように、相当な熱容量を擁するアルミニウム製のプレートに発熱し得る電子部品を実装したり、また当該プレートよりも大きな熱容量を擁するアルミニウム製のケースやヒートシンク等に当該プレートを熱伝達可能に取り付けて放熱を可能にしている。さらにプリント配線板に面実装される電子部品の場合には、バイアホールや放熱ゲルを介してケース等に放熱可能にしている。 In general, an electronic control device for a vehicle including an electronic component that can generate heat has a configuration that enables countermeasures against heat dissipation. For example, as disclosed in Patent Document 1 below, an electronic component capable of generating heat is mounted on an aluminum plate having a considerable heat capacity, or an aluminum case or heat sink having a larger heat capacity than the plate. The plate is attached so that heat can be transferred to dissipate heat. Furthermore, in the case of an electronic component surface-mounted on a printed wiring board, heat can be radiated to the case or the like through a via hole or a heat radiating gel.
ところで、本願出願人による特願2003−38842号の出願明細書等には、図6(A) および図6(B) に示されるような車両用電子制御装置100が開示されている。なお、図6(A) には当該車両用電子制御装置100の外観を示す斜視図、図6(B) には図6(A) に示す6B-6B 線による断面図、がそれぞれ示されている。
By the way, the application specification of Japanese Patent Application No. 2003-38842 filed by the applicant of the present application discloses a vehicle
この車両用電子制御装置100は、筐体としての箱型をなすケース本体130aと蓋部130bとからなるアルミケース130を用いており、このアルミケース130内に、コンポーネントキャリア132やマイコン(マイクロコンピュータのこと)等の電子部品133が実装されるプリント配線板131を収容している。そして、アルミケース130の一側面に、連結ピン135によりプリント配線板131に電気的に接続されているコネクタ34を設けることによって、このコネクタ34を介して制御対象となる図略のアクチュエータ等と当該車両用電子制御装置100とを電気的に接続可能に構成している。
The vehicle
このような車両用電子制御装置100では、「コンポーネントキャリア」と称する、主に樹脂モールド材からなる電子部品の保持部材を備えている。即ち、図6(B) に示すように、当該車両用電子制御装置100のコンポーネントキャリア132は、複数の大型部品を保持するための空洞を有するとともに、これら大型部品の回路配線として機能し、かつ接続用端子141によりプリント配線板131との電気的な接続も可能にする導電性の構造体が当該樹脂モールド材にインサート成形された構成を採っている。そして、このようなコンポーネントキャリア132により保持される大型部品には、電流ドライブ用のパワートランジスタ121やダイオード122等の他の電子部品に比べ発熱量の多い電子部品も存在し得る。そのため、このような場合には、パワートランジスタ121等から発せられる熱を、前述したようにケースやヒートシンク等に放熱をする必要が生じる。
Such an electronic control device for a
そこで、図6(B) に示す車両用電子制御装置100では、そのアルミニウム製のケース本体130aとパワートランジスタ121あるいはダイオード122との間に、シリコーン系の高伝熱性の部材である放熱ゲル160、161を充填することによって、パワートランジスタ121やダイオード122からの発熱を当該放熱ゲル160、161を介してアルミケース130(ケース本体130a)に放熱可能な構成を採用している。
しかしながら、上記特許文献1に開示されるような車両用電子制御装置によると、相当な熱容量を擁するアルミニウム製のプレートに発熱し得る電子部品を実装したものでは、このようなプレートでは放熱が十分でなかったり、また当該プレートよりも大きな熱容量を擁するアルミニウム製のケースやヒートシンク等に当該プレートを熱伝達可能に取り付けて放熱を可能にしているものでも当該プレートとケース等との間を広範囲に亘って密着させることが構造上困難なことが多い。そのため、放熱効率を向上し難いという技術的な課題がある。 However, according to the vehicle electronic control device disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, in the case where an electronic component capable of generating heat is mounted on an aluminum plate having a considerable heat capacity, such a plate has sufficient heat dissipation. Even if the plate is attached to an aluminum case or heat sink that has a larger heat capacity than the plate so that heat can be transferred, heat can be dissipated over a wide range between the plate and the case. In many cases, it is structurally difficult to adhere. Therefore, there is a technical problem that it is difficult to improve the heat dissipation efficiency.
また、プリント配線板に面実装される電子部品の場合にバイアホールや放熱ゲルを介してケース等に放熱可能にしているものでは、銅やアルミニウム等の金属材料よりも熱伝導特性の劣るプリント配線板を介在させざるを得ないことから、このような場合にも放熱効率を向上し難いという技術的な課題がある。 In addition, in the case of electronic components that are surface-mounted on a printed wiring board, heat radiation characteristics are inferior to those of metal materials such as copper and aluminum in cases where heat can be radiated to the case through via holes or heat radiating gel. Since a plate must be interposed, there is a technical problem that it is difficult to improve the heat dissipation efficiency even in such a case.
これらの技術的な課題は、アルミニウム製のプレートやプリント配線板を介在させることなく、直接または放熱ゲルを介して熱容量を擁するアルミニウム製のケースやヒートシンク等に接触させることで解決するようにも考えられる。ところが、発熱し得る電子部品とケース等との間にこのようなプレートを介在させていたものから、当該プレートを排除した構成を採ると、当該電子部品がケース等に接近する分、当該電子部品とプリント配線板との物理的な距離が大きくなるため、プリント配線板に実装された当該電子部品の機械的な安定性を欠いてしまうという新たな技術的な課題が発生する。 These technical problems are also considered to be solved by contacting an aluminum case or heat sink having a heat capacity directly or via a heat dissipation gel without interposing an aluminum plate or printed wiring board. It is done. However, when such a plate is removed from an electronic component that can generate heat and a case, etc., the electronic component approaches the case or the like as long as the plate is removed. Since the physical distance between the printed circuit board and the printed wiring board increases, a new technical problem arises in that the electronic components mounted on the printed wiring board lack mechanical stability.
また、プリント配線板に面実装される電子部品の場合には、例えば、実装面の反対側に直接ケース等を接触させて放熱を可能にしても、面実装部品の設計思想上、面実装部品内の発熱部位を実装面側に偏らせてプリント配線板に放熱させるように設計されていることが多い。そのため、その反対側である非実装面の放熱を十分にしたとしても、放熱効率の向上を期待することは難しく、結局は実装面の十分な放熱が必要になる。 In the case of electronic components that are surface-mounted on a printed wiring board, for example, even if a case or the like is brought into direct contact with the opposite side of the mounting surface to enable heat dissipation, surface mounting components are considered in the surface mounting component design philosophy. It is often designed to dissipate heat to the printed wiring board by biasing the heat generating part inside to the mounting surface side. For this reason, even if the heat dissipation of the non-mounting surface on the opposite side is sufficient, it is difficult to expect improvement in heat dissipation efficiency, and eventually sufficient heat dissipation of the mounting surface is required.
一方、本願出願人による図6に示す車両用電子制御装置100では、アルミケース130とパワートランジスタ121やダイオード122との間に、高伝熱性の部材である放熱ゲル160、161を充填することによって、当該放熱ゲル160等を介してパワートランジスタ121等からの発熱をケース本体130aに放熱可能な構成を採っている。ところが、このようなパワートランジスタ121等を保持するコンポーネントキャリア132自体は接続用端子141でプリント配線板131にハンダ付けされているだけである。
On the other hand, in the vehicular
そのため、アルミケース130の高さ方向に対するプリント配線板131の組付誤差が原因となってケース本体130aとパワートランジスタ121等との間隔にバラツキが生じ得ることから、これらの隙間に充填する放熱ゲル160等の充填量が不十分となる場合があり、このような場合には放熱効率を低下させるという技術的な課題がある。かかる課題は、放熱ゲル160等の充填量を増量すれば解決し得るが、一般に、量産ラインにおいて、このような間隔のバラツキに合わせて充填量を管理することは困難である一方、全てのものに対し充填量を増量すれば、適正な間隔を維持しているものには過剰に放熱ゲル160等を充填することとなり、製品コストの増加やひいては資源の浪費にもつながる。
Therefore, the gap between the case
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、放熱効率を向上し得る車両用電子制御装置およびその組付方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electronic control device for a vehicle that can improve heat dissipation efficiency and an assembling method thereof.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項1記載の手段を採用する。この手段によると、プリント配線板と、発熱し得る電子部品を含んで構成されこのプリント配線板と離隔してプリント配線板に電気的に接続される回路モジュールと、この回路モジュールに熱伝達可能に取り付けられる放熱部材と、この放熱部材を表面に露出させてプリント配線板および回路モジュールを収容するケースと、を備える。これにより、回路モジュールに熱伝達可能に取り付けられる放熱部材はケースの表面に露出することから、当該放熱部材は、発熱し得る電子部品から伝達された熱をケースの外気等の、熱伝達媒体(熱伝達可能な流体、以下同じ)に直接、熱伝達することができる。また回路モジュールがプリント配線板と離隔してプリント配線板に電気的に接続される構成を採っていても、機械的に安定して放熱部材に熱伝達することができる。 In order to achieve the above object, the means described in claim 1 described in claims is adopted. According to this means, a printed circuit board and a circuit module that includes an electronic component capable of generating heat and is electrically connected to the printed circuit board at a distance from the printed circuit board, and capable of transferring heat to the circuit module. A heat dissipating member to be attached; and a case for accommodating the printed wiring board and the circuit module by exposing the heat dissipating member to the surface. As a result, the heat dissipating member attached to the circuit module so as to be capable of transferring heat is exposed on the surface of the case, so that the heat dissipating member transfers heat transferred from the electronic component that can generate heat to a heat transfer medium (such as outside air of the case). Heat can be directly transferred to a heat transferable fluid (hereinafter the same). Further, even if the circuit module is separated from the printed wiring board and electrically connected to the printed wiring board, heat can be transferred to the heat radiating member in a mechanically stable manner.
特許請求の範囲に記載の請求項2記載の手段を採用することによって、放熱部材は、その外側表面に凹部または凸部を備える。これにより、放熱部材に接触する外気等の熱伝達媒体の量を増加させることができる。
By adopting the means according to
特許請求の範囲に記載の請求項3記載の手段を採用することによって、放熱部材と回路モジュールの発熱し得る電子部品とは、直接接触している。これにより、当該電子部品と放熱部材との間に、例えばシリコーン系の放熱ゲル等を介在させる場合に比べて、熱伝達を良好にすることができる。
By adopting the means described in
特許請求の範囲に記載の請求項4記載の手段を採用することによって、放熱部材は、銅からなる。銅は、鉄やアルミニウム等に比べて熱伝導率の高いことから、放熱部材が鉄やアルミニウム等からなる場合に比較し熱伝導特性が向上することができる。これにより、放熱部材を銅製にすることによって、当該放熱部材に接触する外気等の熱伝達媒体による熱伝達を促進することができる。 By adopting the means according to claim 4, the heat radiating member is made of copper. Since copper has a higher thermal conductivity than iron or aluminum, the thermal conductivity can be improved as compared with the case where the heat radiating member is made of iron or aluminum. Thereby, the heat transfer by heat transfer media, such as the open air which contacts the said heat radiating member, can be accelerated | stimulated by making a heat radiating member copper.
特許請求の範囲に記載の請求項5記載の手段を採用することによって、回路モジュールの発熱し得る電子部品は、複数であり、放熱部材に対して当該複数の電子部品が分散するように配置されている。これにより、複数の発熱し得る電子部品を一箇所に集中して配置した場合に比べて、発熱源が偏りなく、ほぼ熱的な平坦化(均等化)や熱分散化が可能となる。 By adopting the means according to claim 5, there are a plurality of electronic components that can generate heat in the circuit module, and the plurality of electronic components are arranged so as to be dispersed with respect to the heat dissipation member. ing. Thereby, compared with the case where a plurality of electronic components capable of generating heat are concentrated and disposed at one place, the heat source is not biased, and substantially thermal flattening (equalization) and heat dispersion are possible.
特許請求の範囲に記載の請求項6記載の手段を採用することによって、放熱部材は、その外側表面を車体に密着可能に当該車両に取り付けられる。これにより、ケースと放熱部材とに間に形成され得る隙間を当該車両の車体によって閉塞することができる。当該車体を介してケースにも放熱可能となり、また塵や砂等の異物がこのような隙間からケース内に侵入することを防止することができる。 By adopting the means according to claim 6, the heat dissipating member is attached to the vehicle so that its outer surface can be in close contact with the vehicle body. Thereby, the clearance gap which can be formed between a case and a thermal radiation member can be obstruct | occluded with the vehicle body of the said vehicle. Heat can also be radiated to the case via the vehicle body, and foreign matter such as dust and sand can be prevented from entering the case through such a gap.
特許請求の範囲に記載の請求項7記載の手段を採用することによって、第1工程によってプリント配線板に電気的に接続される前の回路モジュールに放熱部材を取り付け、第2工程によって、第1工程により取り付けられた回路モジュールの放熱部材をケースに組み付け、第3工程によって、第2工程によりケースに組み付けられた回路モジュールにプリント配線板を電気的に接続する。つまり、放熱部材が組み付けられた回路モジュールをケースに組み付けてから、当該回路モジュールにプリント配線板を電気的に接続する。これにより、ケースに対する回路モジュールの組付位置が、プリント配線板に対する回路モジュールの接続位置よりも先に決まるので、プリント配線板に対する回路モジュールの接続位置の誤差(ケースの高さ方向や平面方向)がケースに対する回路モジュールの組付位置に影響を与えることがない。 By adopting the means according to claim 7, the heat dissipation member is attached to the circuit module before being electrically connected to the printed wiring board in the first step, and the first step is performed by the second step. The heat radiating member of the circuit module attached by the process is assembled to the case, and the printed wiring board is electrically connected to the circuit module assembled to the case by the second process in the third process. That is, after the circuit module with the heat dissipation member assembled is assembled to the case, the printed wiring board is electrically connected to the circuit module. As a result, the assembly position of the circuit module with respect to the case is determined prior to the connection position of the circuit module with respect to the printed wiring board. Therefore, an error in the connection position of the circuit module with respect to the printed wiring board (the height direction or planar direction of the case) Does not affect the assembly position of the circuit module with respect to the case.
即ち、このような工程順とは逆に、回路モジュールをプリント配線板に接続してから、当該回路モジュールをケースに組み付ける場合(第1工程→第3工程→第2工程、第3工程→第1工程→第2工程または第3工程→第2工程→第1工程)には、ケースに対する回路モジュールの組付位置が、プリント配線板に対する回路モジュールの接続位置よりも後に決まるので、プリント配線板上における回路モジュールの高さ方向または平面方向の接続位置の誤差が、ケースに組み付ける際の回路モジュールの位置に影響を与え、例えば、放熱部材の露出量や露出位置を左右する。そのため、放熱部材とケースとの間に予定外の隙間が形成されたり、また露出量の不足から外気等の熱伝達媒体との予定した接触量が得られなかったりする。 That is, contrary to such a process order, when connecting a circuit module to a printed wiring board and then assembling the circuit module in a case (first process → third process → second process, third process → first process In the first step → second step or third step → second step → first step), the assembly position of the circuit module with respect to the case is determined after the connection position of the circuit module with respect to the printed wiring board. An error in the connection position in the height direction or planar direction of the circuit module above affects the position of the circuit module when assembled to the case, and affects, for example, the exposure amount and the exposure position of the heat dissipation member. For this reason, an unscheduled gap is formed between the heat radiating member and the case, or a predetermined amount of contact with a heat transfer medium such as outside air cannot be obtained due to insufficient exposure.
請求項1の発明では、回路モジュールに熱伝達可能に取り付けられる放熱部材はケースの表面に露出することから、当該放熱部材は、発熱し得る電子部品から伝達された熱をケースの外気に直接、熱伝達することができる。また回路モジュールがプリント配線板と離隔してプリント配線板に電気的に接続される構成を採っていても、機械的に安定して放熱部材に熱伝達することができる。したがって、プレートやプリント配線板等を介してケースに放熱していた場合に比べて放熱効率を向上することができる。 In the invention of claim 1, since the heat dissipating member attached to the circuit module so as to be capable of transferring heat is exposed on the surface of the case, the heat dissipating member directly transfers heat transmitted from the electronic component capable of generating heat to the outside air of the case. Can transfer heat. Further, even if the circuit module is separated from the printed wiring board and electrically connected to the printed wiring board, heat can be transferred to the heat radiating member in a mechanically stable manner. Therefore, the heat radiation efficiency can be improved as compared with the case where heat is radiated to the case via a plate, a printed wiring board, or the like.
請求項2の発明では、放熱部材に接触する外気等の熱伝達媒体の量を増加させることができる。したがって、当該放熱部材による放熱量が増加するので、放熱効率をより向上することができる。
In invention of
請求項3の発明では、当該電子部品と放熱部材との間に、例えばシリコーン系の放熱ゲル等を介在させる場合に比べ、熱伝達を良好にすることができる。したがって、当該放熱部材に熱伝達され易くなるので、このような電子部品と放熱部材との直接接触によっても放熱効率をより向上することができる。
In invention of
請求項4の発明では、放熱部材を銅製にすることによって、当該放熱部材に接触する外気等の熱伝達媒体による熱伝達を促進することができる。したがって、これによっても放熱効率をより向上することができる。 In the invention of claim 4, by making the heat radiating member made of copper, heat transfer by a heat transfer medium such as outside air contacting the heat radiating member can be promoted. Therefore, the heat dissipation efficiency can be further improved by this.
請求項5の発明では、複数の発熱し得る電子部品を一箇所に集中して配置した場合に比べて、発熱源が偏りなく、ほぼ熱的な平坦化(均等化)や熱分散化が可能となる。したがって、放熱部材に接触する外気等の熱伝達媒体に対して当該放熱部材の部位に偏りなく全体的に熱伝達できるので、これによっても放熱効率をより向上することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, compared with the case where a plurality of electronic components capable of generating heat are concentrated and disposed at one place, the heat source is not biased, and substantially thermal flattening (equalization) and heat dispersion are possible. It becomes. Therefore, heat can be transferred to the entire heat transfer medium such as outside air in contact with the heat dissipation member without being biased to the portion of the heat dissipation member, so that the heat dissipation efficiency can be further improved.
請求項6の発明では、ケースと放熱部材とに間に形成され得る隙間を当該車両の車体によって閉塞することができる。当該車体を介してケースにも放熱可能となり、また塵や砂等の異物がこのような隙間からケース内に侵入することを防止することができる。したがって、このような車体への取り付けによっても放熱効率をより向上することができる。また、これらの異物による当該車両用電子制御装置の故障や誤動作等も防止することができる。 In the invention of claim 6, a gap that can be formed between the case and the heat radiating member can be closed by the vehicle body of the vehicle. Heat can also be radiated to the case via the vehicle body, and foreign matter such as dust and sand can be prevented from entering the case through such a gap. Therefore, the heat dissipation efficiency can be further improved by such attachment to the vehicle body. In addition, failure or malfunction of the vehicle electronic control device due to these foreign matters can be prevented.
請求項7の発明では、放熱部材が組み付けられた回路モジュールをケースに組み付けてから、当該回路モジュールにプリント配線板を電気的に接続することによって、ケースに対する回路モジュールの組付位置を容易に管理することができるので、放熱部材とケースとの間の隙間や、外気等の熱伝達媒体との接触量を、予定量に設定することができる。よって、請求項1〜6のいすれか一項に記載の車両用電子制御装置としての各作用・効果をより確実に得ることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the assembly position of the circuit module with respect to the case is easily managed by assembling the circuit module with the heat dissipation member assembled to the case and then electrically connecting the printed wiring board to the circuit module. Therefore, the amount of contact between the heat radiating member and the case and the heat transfer medium such as outside air can be set to a predetermined amount. Therefore, each effect | action and effect as an electronic control apparatus for vehicles as described in any one of Claims 1-6 can be obtained more reliably.
以下、本発明の車両用電子制御装置の実施形態について図を参照して説明する。
図1(A) および図1(B) に示すように、本実施形態に係る車両用電子制御装置20は、主に、ケース21(ケース本体22、裏蓋23)、プリント配線板24、コネクタ26、コンポーネントキャリア30、ヒートシンク40等から構成されている。なお、図1(A) には、車両用電子制御装置20の外観を示す斜視図、図1(B) には、ケース本体22、ヒートシンク40、コンポーネントキャリア30、プリント配線板24および裏蓋23に分解した状態を示す説明図が、それぞれ示されている。
Hereinafter, an embodiment of an electronic control device for a vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1 (A) and FIG. 1 (B), the vehicle
図1(A) に示すように、車両用電子制御装置20は、その外観からは、図6を参照して説明した従来の車両用電子制御装置100とほぼ同様の外形を呈しているように見える。ところが、図1(B) に示すように、車両用電子制御装置20では、ケース本体22に放熱窓22aが形成されており、この放熱窓22aから、コンポーネントキャリア30に取り付けられたヒートシンク40がケース21(ケース本体22)の表面に露出している点が従来の車両用電子制御装置100と相違する。以下、この点を中心に説明する。
As shown in FIG. 1 (A), the vehicular
まず、ケース21の構成について説明する。図1(B) に示すように、ケース21は、ケース本体22と裏蓋23とから構成されている。ケース本体22は、プリント配線板24およびコンポーネントキャリア30を収容可能な蓋のない開口された箱形状を有するとともに、十分な熱容量を擁するように、例えばアルミダイキャストにより形成されている。
First, the configuration of the
このケース本体22の上面には、放熱窓22aが形成されている。この放熱窓22aは、後述するヒートシンク40をケース21(ケース本体22)の表面に露出させるために形成されている。そのため、放熱窓22aは、コンポーネントキャリア30に取り付けられるヒートシンク40の平面形状の外形輪郭よりも僅かに大きな相似形に形成されている。
A
また、このケース本体22の一側面には、コネクタ26を外側に突出可能にする切欠部22bが形成されている。このコネクタ26は、前述した車両用電子制御装置100のコネクタ134と同様に、車両用電子制御装置20により制御される図略のアクチュエータ等と当該車両用電子制御装置20とを電気的に接続可能にするもので、プリント配線板24の回路パターン等と図略の接続ピンにより電気的に接続されている。
Further, a
さらに、このケース本体22の内側四隅には、収容されるプリント配線板24の支持を可能にするポスト22cが形成されている。これらのポスト22cには、後述するボルト28に螺合可能なねじ孔が形成されている(図4(A) 参照)。これにより、当該ボルト28により、裏蓋23とともにプリント配線板24を共締め可能にしている。
Furthermore, posts 22 c that enable support of the printed
一方、裏蓋23は、ケース本体22の開口部を閉塞可能な矩形平板状に形成される板状部材で、例えばアルミニウムや鉄等から成形されている。この裏蓋23は、ケース本体22とともにケース21を構成するもので、ケース本体22の開口部を塞ぐようにしてボルト28によりケース本体22にねじ止めされる(図4(A) 参照)。そのため、この裏蓋23の四隅には、当該ボルト28の貫通を可能にする取付孔23aが形成されている。
On the other hand, the
次に、コンポーネントキャリア30およびヒートシンク40の構成を図1、図2を参照して説明する。なお、図2(A) にはコンポーネントキャリア30の平面図、図2(B) には図2(A) に示す2B方向矢視によるコンポーネントキャリア30の側面図が、それぞれ示されている。
Next, the configuration of the
コンポーネントキャリア30は、図6(B) を参照して説明した従来の車両用電子制御装置100のコンポーネントキャリア132とほぼ同様に構成されている。即ち、図2(A) 〜(C) に示すように、コンポーネントキャリア30は、主に、樹脂モールド材、図略の構造体等により構成される樹脂モールド部31からなり、複数の大型の電子部品(発熱部品32)を保持するための空洞を有するとともに、これら電子部品の回路配線として機能しかつ接続端子33によりプリント配線板24との電気的な接続も可能にする導電性の構造体を樹脂モールド部31にインサート成形された構成を採っている。なお、このようなコンポーネントキャリア30の回路配線による回路等については、本願出願人による特願2003−38842号の出願明細書等に詳述されている。
The
これにより、例えば、図略のコンデンサやコイルあるいはパワートランジスタ、ダイオード等の電子部品が当該構造体の回路配線に接続された状態で樹脂モールド部31に内装されることによってDC−DCコンバータやインバータ等の回路モジュールをプリント配線板24とは別個に構成することを可能にしている。また、このような電子部品のうち、パワートランジスタ、ダイオード等のように、発熱し得る電子部品は発熱部品32として、そのパッケージの背面がコンポーネントキャリア30(樹脂モールド部31)の上面に一致、または当該上面より上側に突出するように樹脂モールド部31に実装されている。
Accordingly, for example, a DC-DC converter, an inverter, or the like is provided by placing an electronic component such as a capacitor, a coil, a power transistor, or a diode (not shown) in the
なお、図1(A) を参照して説明したように、車両用電子制御装置20では、次に説明するヒートシンク40が当該コンポーネントキャリア30の上面に取り付けられるとともに、この取り付けられたヒートシンク40がケース本体22の放熱窓22aから表面に露出可能に構成される。そのため、本実施形態のコンポーネントキャリア30では、図2(B) 、(C) に示すように、プリント配線板24にハンダ付け等される接続端子33の長さを、図6(B) に示す車両用電子制御装置100のものよりも長く設定することによって、当該コンポーネントキャリア30とプリント配線板24とを離隔させてヒートシンク40の露出を可能にしている。
As described with reference to FIG. 1A, in the vehicle
また、図1や図2に示すコンポーネントキャリア30の例では、当該コンポーネントキャリア30は接続端子33を介してプリント配線板24に電気的に接続されるとともに、プリント配線板24に機械的にも取り付けられるように構成しているが、例えば、コンポーネントキャリア30の樹脂モールド部31に取付ステーを形成し、この取付ステーをケース本体22にねじ止めするような構成や、この取付ステーをケース本体22のポスト22cまで延長してプリント配線板24や裏蓋23とともにボルト28による共締めを可能にする構成を採っても良い。
In the example of the
このように構成することにより、コンポーネントキャリア30の取付位置を当該取付ステーの組付精度により管理でき、さらにコンポーネントキャリア30に取り付けられたヒートシンク40の放熱窓22aに対する位置も当該取付ステーの組付精度により管理することができる。そのため、後述するように、ケース本体22の放熱窓22aに対するヒートシンク40の位置ずれ等を防止することが可能となる。また、このようにコンポーネントキャリア30がプリント配線板24と離隔してプリント配線板24にハンダ付けされる構成を採っていても、機械的に安定してヒートシンク40に熱伝達することができる。
With this configuration, the mounting position of the
図1(B) に示すように、ヒートシンク40は、例えば、熱伝導率の高い銅やアルミニウム等から成形されており、ケース本体22の放熱窓22aから外部に露出されることにより、発熱部品32から発せられる熱を外部で接触する外気等の熱伝達媒体(例えば、空気、冷却ガス、水等)に対して熱伝達可能に構成されている。即ち、このヒートシンク40は、矩形平板状に形成される厚肉の板状部材からなり、コンポーネントキャリア30に実装される発熱部品32の取付孔32aに対応する位置に、取付孔40aが形成されている。一方で、コンポーネントキャリア30の樹脂モールド部31には、発熱部品32の取付孔32aに挿通されるボルト45に螺合可能なナットが内装されている。
As shown in FIG. 1B, the
このように構成することによって、コンポーネントキャリア30の上面にヒートシンク40を載せ、さらにボルト45を、ヒートシンク40の取付孔40aと発熱部品32の取付孔32aとに挿通させてねじ締め方向にボルト45を回すことにより、発熱部品32にヒートシンク40をねじ止めすることが可能となる。これにより、発熱部品32とヒートシンク40とを直接接触させることができるので、発熱部品32とヒートシンク40との間に、例えばシリコーン系の放熱ゲル等を介在させる場合に比べ、熱伝達を良好にすることができる。したがって、発熱部品32から発せられる熱がヒートシンク40に熱伝達され易くなるので、放熱効率をより向上することができる。
With this configuration, the
このように、発熱部品32から発せられる熱をヒートシンク40に効率良く伝達させるためには、発熱部品32とヒートシンク40とを密着させて両者が直接接触する範囲を拡大させることが望ましいが、広範な密着が困難な場合には、両者間にシリコーン系の高伝熱性の放熱ゲルを介在させても良い。これにより、密着できない両者の隙間に放熱ゲルを介在させることができるので、当該隙間に放熱ゲルが存在しない場合に比べて熱伝達効率を向上させることが可能となる。
As described above, in order to efficiently transmit the heat generated from the
また、図1(B) に示すように、コンポーネントキャリア30では、5個の発熱部品32を樹脂モールド部31により保持しているが、これらが一箇所に集中して配置されることのないように、発熱部品32を分散させて配置している。そのため、複数の発熱部品32を一箇所に集中して配置した場合に比べて、発熱源に偏りがなく、ほぼ熱的な平坦化や熱分散化を可能にすることができる。これにより、ヒートシンク40に接触する外気等の熱伝達媒体に対してヒートシンク40の部位に偏りなく全体的に熱伝達できるので、放熱効率をより向上することができる。
In addition, as shown in FIG. 1B, in the
続いて、上述したケース本体22、ヒートシンク40、コンポーネントキャリア30、プリント配線板24および裏蓋23を組み上げて車両用電子制御装置20を完成させる、車両用電子制御装置20の組付工程(組付方法)を図3および図4に基づいて説明する。なお、図3(A) にはコンポーネントキャリア30にヒートシンク40を取り付ける第1工程、図3(B) にはヒートシンク40の取り付けられたコンポーネントキャリア30をケース本体22に組み付ける第2工程、図3(C) にはケース本体22に組み付けられたコンポーネントキャリア30をプリント配線板24にハンダ付けする第3工程、図4(A) にはケース本体22に裏蓋23を組み付ける第4工程、図4(B) には組付完了後の車両用電子制御装置20、がそれぞれ示されている。
Subsequently, the assembly process (assembly) of the vehicle
まず図3(A) に示す第1工程では、プリント配線板24に電気的に接続される前のコンポーネントキャリア30にヒートシンク40を取り付ける作業が行われる。即ち、発熱部品32等の電子部品が組み付けられたコンポーネントキャリア30の上面にヒートシンク40を直接載せて、ヒートシンク40の取付孔40aと発熱部品32の取付孔32aとにボルト45を通した後、当該ボルト45をねじ締め方向に回す。これにより、樹脂モールド部31に内装された図略のナットと当該ボルト45とがねじ締結されるため、コンポーネントキャリア30の発熱部品32とヒートシンク40とを密着させることが可能となる。なお、このボルト45は、全ての発熱部品32に対応してねじ止めされるので、全ての発熱部品32とヒートシンク40とを密着可能にすることができる。
First, in the first step shown in FIG. 3A, an operation of attaching the
なお、ヒートシンク40が取り付けられたコンポーネントキャリア30と、ヒートシンク40が取り付けられていないコンポーネントキャリア30とを区別するため、以下「コンポーネントキャリア30’」と表記する。なお、この図3(A) に示す第1工程は、特許請求の範囲に記載の「第1工程」に相当し得るものである。
In order to distinguish between the
次の図3(B) に示す第2工程では、第1工程により取り付けられたコンポーネントキャリア30’のヒートシンク40をケース本体22に組み付ける作業が行われる。即ち、コンポーネントキャリア30’にねじ止めされたヒートシンク40を、ケース本体22の放熱窓22aを介してケース本体22の表面に露出させることにより、ケース本体22の表面とヒートシンク40の表面とが段差のない、ほぼ同一の面を形成するように、コンポーネントキャリア30’をケース本体22に取り付ける。この取り付けは、例えば、ケース本体22とコンポーネントキャリア30’との間にエポキシ樹脂系の接着剤を介在させることにより両者を固定したり、また前述したようにコンポーネントキャリア30に形成された図略の取付ステーをケース本体22にねじ止めしたりすることによって行われる。
In the second step shown in FIG. 3B, the work of assembling the
このように本実施形態では、次の第3工程等によって、コンポーネントキャリア30’とプリント配線板24とがハンダ付けされる前に、本第2工程によりコンポーネントキャリア30’をケース本体22に組み付ける。これにより、ケース本体22に対するコンポーネントキャリア30’の組付位置、つまり放熱窓22aから露出させるヒートシンク40の位置(露出量や露出位置)を、プリント配線板24に対するコンポーネントキャリア30’のハンダ付けによる組付位置よりも先に決めることができる。即ち、放熱窓22aから露出させるヒートシンク40の組付位置をコンポーネントキャリア30’の組付位置やその組付誤差によって管理することが可能となる。なお、この図3(B) に示す第2工程は、特許請求の範囲に記載の「第2工程」に相当し得るものである。
As described above, in the present embodiment, the
続く図3(C) に示す第3工程では、第2工程によりケース本体22に組み付けられたコンポーネントキャリア30’にプリント配線板24を電気的に接続する作業が行われる。即ち、コンポーネントキャリア30’の接続端子33がプリント配線板24の所定の取付孔ににハンダ付けされる。このとき、プリント配線板24の四隅の取付孔24aは、それぞれケース本体22の四隅のポスト22cのねじ孔に位置合わせされるので、次の第4工程で裏蓋23とともにボルト28によりポスト22cに共締め可能となる。これにより、コンポーネントキャリア30’に実装された発熱部品32等の電子部品や構造体の回路配線が、プリント配線板24の配線パターンと電気的に接続されるので、コンポーネントキャリア30’は、車両用電子制御装置20において、DC−DCコンバータやインバータ等の回路モジュールとして機能可能になる。なお、この第3工程は、特許請求の範囲に記載の「第3工程」に相当し得るものである。
In the subsequent third step shown in FIG. 3C, an operation of electrically connecting the printed
図4(A) に第4工程では、ケース本体22に裏蓋23を組み付ける作業が行われる。即ち、図3に示す第1工程から第3工程によりコンポーネントキャリア30’およびプリント配線板24が組み付けられたケース本体22のポスト22cのねじ孔に、裏蓋23の取付孔23aに挿通されたボルト28が挿入される。このとき当該ボルト28は、プリント配線板24の取付孔24aにも挿通されているので、当該ボルト45をねじ締め方向に回すことによって、ポスト22cにプリント配線板24と裏蓋23とを共締めすることが可能となる。また、前述したようにコンポーネントキャリア30に取付ステーが形成されており、この取付ステーがプリント配線板24や裏蓋23とともに共締め可能に構成されている場合には、当該取付ステーもプリント配線板24や裏蓋23とともにボルト28によって共締めされる。この第4工程が終了すると、車両用電子制御装置20の組付が完了して、図4(B) に示すような車両用電子制御装置20が完成する。
In the fourth step shown in FIG. 4A, an operation of assembling the
このように図3および図4に示す組付工程を経ることにより、第1工程によって、プリント配線板24にハンダ付けされる前のコンポーネントキャリア30にヒートシンク40をねじ止めし、第2工程によって、第1工程により取り付けられたコンポーネントキャリア30’のヒートシンク40をケース本体22に組み付け、第3工程によって、第2工程によりケース本体22に組み付けられたコンポーネントキャリア30’にプリント配線板24をハンダ付けする。つまり、ヒートシンク40がねじ止めされたコンポーネントキャリア30’をケース本体22に組み付けてから(第2工程)、当該コンポーネントキャリア30’にプリント配線板24をハンダ付けする。
3 and 4, the
これにより、ケース本体22に対するコンポーネントキャリア30’の組付位置が、プリント配線板24に対するコンポーネントキャリア30’のハンダ付けによる組付位置よりも先に決まるので、プリント配線板24に対するコンポーネントキャリア30’のハンダ付け位置による誤差(ケース本体22の高さ方向や平面方向)がケース本体22に対するコンポーネントキャリア30’の組付位置に影響を与えることがない。
As a result, the assembly position of the
即ち、前述したような工程順(第1工程→第2工程→第3工程)とは逆に、コンポーネントキャリア30’をプリント配線板24にハンダ付けしてから、当該コンポーネントキャリア30’をケース本体22に組み付ける場合(第1工程→第3工程→第2工程、第3工程→第1工程→第2工程または第3工程→第2工程→第1工程)には、ケース本体22に対するコンポーネントキャリア30’の組付位置が、プリント配線板24に対するコンポーネントキャリア30’のハンダ付け位置よりも後に決まる。
That is, contrary to the order of steps as described above (first step → second step → third step), the
そのため、プリント配線板24上におけるコンポーネントキャリア30’の高さ方向または平面方向の位置に、そのハンダ付け位置のバラツキによって生じ得る誤差が含まれることになるので、当該誤差が、ケース本体22に組み付ける際のコンポーネントキャリア30’の位置に影響を与えてしまう。その結果、例えば、ヒートシンク40の露出量や露出位置を左右するため、ヒートシンク40とケース本体22との間に予定外の隙間が形成されたり、また露出量の不足から外気等の熱伝達媒体との予定した接触量が得られなかったりし得る。
Therefore, an error that may occur due to variations in the soldering position is included in the height direction or planar direction position of the
これに対し、本実施形態に係る工程順(第1工程→第2工程→第3工程)では、ヒートシンク40が組み付けられたコンポーネントキャリア30’をケース本体22に組み付けてから、当該コンポーネントキャリア30’にプリント配線板24をハンダ付けすることによって、ケース本体22に対するコンポーネントキャリア30’の組付位置を容易に管理することができる。したがって、ヒートシンク40とケース本体22との間の隙間や、外気等の熱伝達媒体との接触量を予定量に設定することが可能となる。
On the other hand, in the order of steps according to the present embodiment (first step → second step → third step), the
なお、ケース本体22の放熱窓22aと、この放熱窓22aから露出するヒートシンク40との間に隙間が形成される場合には、この隙間にシリコーン系の高伝熱性の放熱ゲルを介在させても良い。これにより、当該隙間に放熱ゲルが存在しない場合に比べて、ヒートシンク40からケース本体22への熱伝達効率を向上させることが可能となる。
When a gap is formed between the
また、ケース本体22の放熱窓22aから露出するヒートシンク40の外側表面を車体に密着可能に当該車両に取り付けても良い。これにより、ケース本体22とヒートシンク40とに間に形成され得る隙間を当該車両の車体によって閉塞することができるため、当該車体を介してケース本体22にも放熱可能となり、また塵や砂等の異物がこのような隙間からケース21(ケース本体22)内に侵入することを防止することができる。したがって、このような車体への取り付けによっても放熱効率をより向上することができ、またこれらの異物による車両用電子制御装置20の故障や誤動作等も防止することができる。
Moreover, you may attach to the said vehicle so that the outer surface of the
以上説明したように本実施形態に係る車両用電子制御装置20によると、プリント配線板24と、発熱し得る発熱部品32を含んで構成されこのプリント配線板24と離隔してプリント配線板24に電気的に接続されるコンポーネントキャリア30と、このコンポーネントキャリア30に熱伝達可能に取り付けられるヒートシンク40と、このヒートシンク40を表面に露出させてプリント配線板24およびコンポーネントキャリア30を収容するケース21(ケース本体22および裏蓋23)と、を備える。これにより、コンポーネントキャリア30に熱伝達可能に取り付けられるヒートシンク40はケース本体22の表面に露出することから、当該ヒートシンク40は、発熱し得る発熱部品32から伝達された熱をケース21の外気等の熱伝達媒体に直接、熱伝達することができる。またコンポーネントキャリア30がプリント配線板24と離隔してプリント配線板24に電気的に接続される構成と採っていても、機械的に安定してヒートシンク40に熱伝達することができる。したがって、放熱効率を向上することができる。
As described above, the vehicle
なお、本実施形態に係る車両用電子制御装置の他の例として、図5に示すように、放熱部材として、フィン72を形成したヒートシンク70を上述したヒートシンク40の代わりにケース本体22の放熱窓22aから露出させる構成を採っても良い。即ち、前述した車両用電子制御装置20では、放熱部材としてその外側表面が平坦なヒートシンク40を用いたが、図5に示すように、放熱部材として、外側表面に凹部または凸部が形成されたもの、例えば、フィン付きのヒートシンク70を備えた車両用電子制御装置50であっても良い。これにより、複数のフィン72により形成される凹部や凸部によって、ヒートシンク70の外側表面の表面積が増加するので、ヒートシンク70に接触する外気等の熱伝達媒体の量を増加させることができる。したがって、ヒートシンク70による放熱量が増加するので、このような凹部や凸部のないヒートシンク40に比べて放熱効率をより向上することができる。
As another example of the vehicle electronic control device according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, a
20、50…車両用電子制御装置
21…ケース
22…ケース本体
22a…放熱窓
22b…切欠部
22c…ポスト
23…裏蓋
24…プリント配線板
26…コネクタ
30、30’…コンポーネントキャリア(回路モジュール)
31…樹脂モールド部
32…発熱部品(発熱し得る電子部品)
33…接続端子
40、70…ヒートシンク(放熱部材)
72…フィン(凹部または凸部)
DESCRIPTION OF
31 ...
33 ...
72 ... Fins (concave or convex)
Claims (7)
発熱し得る電子部品を含んで構成され、前記プリント配線板と離隔して前記プリント配線板に電気的に接続される回路モジュールと、
前記回路モジュールに熱伝達可能に取り付けられる放熱部材と、
前記放熱部材を表面に露出させて前記プリント配線板および前記回路モジュールを収容するケースと、
を備えることを特徴とする車両用電子制御装置。 A printed wiring board;
A circuit module configured to include an electronic component capable of generating heat, and electrically connected to the printed wiring board apart from the printed wiring board;
A heat dissipating member attached to the circuit module so that heat can be transferred;
A case for exposing the printed circuit board and the circuit module by exposing the heat dissipating member on the surface;
An electronic control device for a vehicle, comprising:
前記プリント配線板に電気的に接続される前の前記回路モジュールに前記放熱部材を取り付ける第1工程と、
前記第1工程により取り付けられた前記回路モジュールの前記放熱部材を前記ケースに組み付ける第2工程と、
前記第2工程により前記ケースに組み付けられた回路モジュールに前記プリント配線板を電気的に接続する第3工程と、
を含むことを特徴とする車両用電子制御装置の組付方法。 An assembly method for an electronic control device for a vehicle according to any one of claims 1 to 6,
A first step of attaching the heat dissipation member to the circuit module before being electrically connected to the printed wiring board;
A second step of assembling the heat radiating member of the circuit module attached in the first step to the case;
A third step of electrically connecting the printed wiring board to the circuit module assembled to the case by the second step;
A method for assembling an electronic control device for a vehicle, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004057738A JP2005251861A (en) | 2004-03-02 | 2004-03-02 | Electronic controller for vehicle and its assembling method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004057738A JP2005251861A (en) | 2004-03-02 | 2004-03-02 | Electronic controller for vehicle and its assembling method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005251861A true JP2005251861A (en) | 2005-09-15 |
Family
ID=35032080
Family Applications (1)
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Country | Link |
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JP (1) | JP2005251861A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014109261A (en) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Aisin Seiki Co Ltd | Water pump |
-
2004
- 2004-03-02 JP JP2004057738A patent/JP2005251861A/en active Pending
Cited By (1)
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JP2014109261A (en) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Aisin Seiki Co Ltd | Water pump |
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