JP2005340698A - Enclosed housing of electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電子部品が実装されたプリント基板(以下、電子基板と称す)を収納した外装ケースに熱伝導性樹脂を充填して電子基板の両面全体を気密封鎖した電子機器の密閉筐体において、例えば自動車の車室外に設置して使用される車載電子機器のように、温度、振動、衝撃、被水、浸水等の悪環境で使用される電子機器の密閉筐体に関するものである。 The present invention relates to a sealed housing of an electronic device in which an outer case containing a printed circuit board (hereinafter referred to as an electronic substrate) on which electronic components are mounted is filled with a heat conductive resin and both sides of the electronic substrate are hermetically sealed. The present invention relates to a sealed housing of an electronic device used in a bad environment such as temperature, vibration, impact, water exposure, flooding, etc., such as an in-vehicle electronic device installed and used outside a vehicle cabin.
電子基板を収納した外装ケースに樹脂を充填した従来の電子機器の密閉筐体としての内燃機関用制御ユニットは、内燃機関の制御を行う制御回路で使用する電子部品がプリント基板に接続され、この制御回路が外部の接続対象物に接続されるように構成された制御回路構成体を備える。そして、この制御回路構成体はケース内にプリント基板がケースの底部側に位置するようにして配置され、ケース内には制御回路構成体の各構成要素の電位の異なる部分の間を電気的に絶縁するようにして樹脂が充填されている。また、制御回路構成体は、その構成要素の電位の異なる部分のうちプリント基板よりの高さの一番高い部分をプリント基板の周縁部の一部側に偏って存在するように配置し、樹脂表面の高さは、上記構成要素の一番高い部分が存在する側でこれを埋め込むように高くその反対側で低くなるようにしてケース内に樹脂表面が傾斜面になるようにして樹脂が充填される(例えば、特許文献1参照)。 A control unit for an internal combustion engine as a sealed casing of a conventional electronic device in which an outer case containing an electronic substrate is filled with resin is connected to a printed circuit board with electronic components used in a control circuit for controlling the internal combustion engine. A control circuit structure configured to connect the control circuit to an external connection object is provided. The control circuit assembly is disposed in the case so that the printed circuit board is positioned on the bottom side of the case, and the control circuit assembly is electrically connected between portions of the control circuit assembly having different potentials. Resin is filled so as to insulate. Further, the control circuit component is arranged so that the highest part from the printed circuit board among the parts having different potentials of the constituent elements is biased to a part of the peripheral part of the printed circuit board. The height of the surface is high so that it is embedded on the side where the highest part of the above components is present, and low on the opposite side, so that the resin surface is inclined and the resin is filled in the case. (See, for example, Patent Document 1).
従来の電子機器の密閉筐体では、樹脂表面の高さを、電子部品の高さが一番高い部分が存在する側でこれを埋め込むように高くその反対側で低くなるようにし、ケース内に樹脂をその表面が傾斜面になるようにして充填することで、樹脂の充填量を減らすものである。しかしながら、通常、高さの高い電子部品は少なく、多くは薄型の電子部品が実装されているため、薄型の電子部品上を不要に厚い樹脂で覆う領域が存在することになり、樹脂量を十分に低減することは困難であった。 In conventional sealed enclosures of electronic devices, the height of the resin surface is set high so that it is embedded on the side where the highest part of the electronic component is present, and low on the opposite side, and inside the case By filling the resin so that the surface thereof becomes an inclined surface, the filling amount of the resin is reduced. However, there are usually few high-height electronic components, and many thin electronic components are mounted, so there is an area where thin electronic components are unnecessarily covered with thick resin, and the amount of resin is sufficient. It was difficult to reduce it to a very low level.
この発明は、上記のような問題点を解消するために成されたものであって、電子部品が実装された電子基板を収納した外装ケース内に該電子基板の両面全体を気密封鎖するように充填される熱伝導性樹脂の樹脂量を低減して低コスト化、軽量化を図ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and hermetically seals both sides of the electronic board in an exterior case that houses the electronic board on which the electronic component is mounted. The purpose is to reduce the amount of the thermally conductive resin to be filled, thereby reducing the cost and weight.
この発明に係る電子機器の密閉筐体は、電子部品が実装された電子基板を収納した外装ケースに熱伝導性樹脂を充填して上記電子基板の両面全体を気密封鎖したものであって、上記電子部品のうち所定の高さを超える背高部品およびその他の薄型部品の双方が実装された上記電子基板の第1面を上記外装ケースの内壁面側に、上記背高部品の実装がない上記電子基板の第2面を上記外装ケースの開口面側にそれぞれ対向させて該電子基板を配置する。そして、該電子基板の両面に実装された全ての上記電子部品を覆って上記外装ケース内を埋め込むように上記伝導性樹脂を充填し、上記電子基板の第1面に対向する上記外装ケースの壁面に、該第1面上の上記背高部品および薄型部品の高さに応じた段差を設け、該壁面外側の該段差による凹部に放熱フィンを設けたものである。 A sealed housing of an electronic device according to the present invention is a case in which an outer case containing an electronic substrate on which an electronic component is mounted is filled with a heat conductive resin, and the entire surface of the electronic substrate is hermetically sealed. The electronic component on which the first surface of the electronic substrate on which both a tall component exceeding a predetermined height and other thin components among the electronic components are mounted is not mounted on the inner wall surface side of the exterior case. The electronic substrate is arranged with the second surface of the electronic substrate facing the opening surface side of the exterior case. The conductive case is filled with the conductive resin so as to cover all the electronic components mounted on both sides of the electronic substrate and to embed the inside of the external case, and the wall surface of the external case facing the first surface of the electronic substrate Further, a step corresponding to the height of the tall component and the thin component on the first surface is provided, and a heat radiation fin is provided in a recess portion formed by the step on the outside of the wall surface.
この発明によると、電子基板の第1面上の背高部品および薄型部品の高さに応じた段差を外装ケースの壁面に設けるため、薄型部品上を不要に厚い樹脂で覆うことが防止され、熱伝導性樹脂の樹脂量を効果的に低減でき、低コスト化、小型化、軽量化が促進できる。また、外装ケース壁面外側の上記段差による凹部に放熱フィンを設けるため、発熱を伴う電子部品の放熱性の良好な電子機器の密閉筐体が得られる。 According to the present invention, since a step according to the height of the tall component and the thin component on the first surface of the electronic substrate is provided on the wall surface of the exterior case, the thin component is prevented from being unnecessarily covered with a thick resin, The amount of the heat conductive resin can be effectively reduced, and cost reduction, size reduction, and weight reduction can be promoted. Further, since the heat dissipating fins are provided in the recesses formed by the above steps on the outer surface of the outer case wall, a sealed housing of the electronic device with good heat dissipation of the electronic components that generate heat can be obtained.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について説明する。
図1〜図5は、この発明の実施の形態1による電子機器の密閉筐体の断面図、底面図、上面図、側面図、および断面部分拡大図であり、主に図1に基づいて説明する。
図に示すように、電子機器の密閉筐体100(以下、密閉電子機器100と称す)は、プリント基板に電子部品を実装して成る電子基板110を収納した外装ケース130に、熱伝導性樹脂から成る充填材101を充填して電子基板110の両面全体を気密封鎖して構成する。外装ケース130の内壁面側(図中上面側)に対向する電子基板110の第1面111aには、電子部品のうち所定の高さを超える背高部品としての外部接続コネクタ120や電解コンデンサ等の背高部品112と、マイクロプロセッサ等、上記所定の高さ以下の薄型部品113との双方が実装される。また、外装ケース130の開口面側(図中底面側)に対向する電子基板110の第2面111bには、少なくとも背高部品112は実装されない、即ち、電子部品が実装されないか薄型部品113のみが実装され、このような電子基板110は、四隅の取付けねじ114で外装ケース130の内壁に固定されている。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below.
1 to 5 are a sectional view, a bottom view, a top view, a side view, and a sectional partial enlarged view of a sealed casing of an electronic device according to Embodiment 1 of the present invention, and will be mainly described based on FIG. To do.
As shown in the figure, a sealed
また、背高部品112は電子基板110の第1面111aの外部接続コネクタ120側の端部に集約して実装され、外装ケース130は、該第1面111aと対向する外装ケース130壁面(以下、ケース上面131と称す)に段差を設けて、外部接続コネクタ120の一部を含む集約された背高部品112を内部に収納すると共に充填材101が厚く充填された大深度部132aと、薄型部品113のみを内部に収納すると共に充填材101が薄く充填された小深度部132bとで構成される。また、電子基板110を取り巻く輪郭周縁部134と、該輪郭周縁部134の3方に設けられた取付足部135とを備える。
The
充填材101は、熱安定性、柔軟性および熱伝導性を備えた電気的絶縁体で、電子部品に加わるストレスを低減するのに適した、例えば電気絶縁用耐熱ウレタン樹脂が使用され、電子基板110の両面111a、111bに実装された全ての電子部品を覆って外装ケース130内を埋め込むように充填されている。図2の底面図に示すように、大深度部132aに位置する電子基板110の角部に切欠部115が設けられ、この切欠部115から充填材101を外装ケース130内に注入することにより充填する。
The
また、外装ケース130の小深度部132bにおけるケース上面131外側に放熱フィン133が設けられ、大深度部132aのケース上面131には充填材101の膨張収縮に伴う内圧の変化を吸収するための所定の大きさの減圧窓穴136が設けられている。放熱フィン133は、図3の上面図に示すように、大深度部132aと直交する方向に所定の間隔で複数個設けられる。
In addition, a
外部接続コネクタ120は、図示しない外部の接続先コネクタの接続ピンと圧接接続される接続ピン121と、該接続ピン121が圧入固定され、外装ケース130の側面に係合設置された樹脂製のコネクタハウジング122と、該コネクタハウジング122の端部に設けられた鍔部123と、該鍔部123の外周3面に設けられた係合溝124とによって構成され、接続ピン121の一端は直角方向に折り曲げられて電子基板110に半田付けにて実装される。
図4の側面図に示すように、外装ケース130の側面に設けられた側面開口部139に外部接続コネクタ120のコネクタハウジング122が取付けられ、接続ピン121はコネクタハウジング122を貫通して外装ケース130から突出される。また、側面開口部139には外装ケース130の金型の抜き勾配による斜面が形成されている。さらに、図4の断面による部分拡大図である図5に示すように、コネクタハウジング122端部の鍔部123に設けられた係合溝124は、側面開口部139の周縁部に圧入係合されるようになっている。なお、係合溝124の幅や側面開口部139の周縁部は金型の抜き勾配による傾斜を一致させるように構成されている。
The
As shown in the side view of FIG. 4, the
以上のように構成される密閉電子機器100を形成するには、電子基板110に外部接続コネクタ120を含む全ての電子部品を実装した後、まず電気的な性能検査を行ない、必要に応じて手直し修理等を施した後、電子基板110を外装ケース130内に固定する。外装ケース130の減圧窓穴136の外面には図示しない耐熱シートを接着しておき、電子基板110の切欠部115から外装ケース130内に充填材101を注入し、自然放置又は加熱によって充填材101が羊羹状に固化した時点で減圧窓穴136に接着されていた耐熱シートをはがして完成する。
なお、外装ケース130はアルミダイキャストで成型されたものであって、小深度部132bにおけるケース上面131外側には放熱フィン133が一体成型される。また、外装ケース130の開口面を密閉電子機器100の被取付面と隣接対向して設置する。
In order to form the sealed
The
以上のように、この実施の形態では、外部接続コネクタ120を含む背高部品112を一方の端部に集約して実装し、外装ケース130のケース上面131に段差を設け、接続コネクタ120の一部を含む集約された背高部品112を内部に収納すると共に充填材101が厚く充填された大深度部132aと、薄型部品113のみを内部に収納すると共に充填材101が薄く充填された小深度部132bとで外装ケース130を構成した。これにより、薄型部品113上を不要に厚い充填材101で覆うことがなく、高価な充填材101の使用量が効果的に削減でき、安価で軽量小型化が促進された密閉電子機器100が得られる。また、小深度部132bにおけるケース上面131外側、即ち、ケース上面131外側の段差による凹部に放熱フィン133を設けたため、発熱を伴う電子部品の放熱性が良好で小型で簡便な形状に成型された密閉電子機器100が得られる。また、ケース上面131の段差により、電子部品の多くを占める薄型部品113と放熱フィン133との間の伝熱距離が短縮されているため、熱伝導性が向上する。なお、充填材101に用いたウレタン樹脂に無機フィラー充填材を添加して熱伝導性を高めても良い。
As described above, in this embodiment, the
また、大深度部132aのケース上面131に所定の大きさの減圧窓穴136を設けたため、温度変化等による充填材101の膨張収縮があっても、内圧の変化を吸収して電子部品に作用する機械的ストレスを軽減することができる。
さらにまた、外装ケース130はアルミダイキャストで成型され、小深度部132bにおけるケース上面131外側には放熱フィン133が容易に一体成型できる。また、外装ケース130の開口面を密閉電子機器100の被取付面と隣接対向して設置し、取付足部135から被取付面への伝熱効果が得られると共に、開口面を塞がずに異物進入などを防いで設置することができる。
Further, since the
Furthermore, the
また、接続ピン121はコネクタハウジング122を貫通して外装ケース130から突出して接続先コネクタの接続ピンと圧接接続されるため、電子基板110を外装ケース130内に固定するに先立って、電子基板110に外部接続用コネクタ120を取付けて性能検査を行なうことができる。また、温度変化による接続ピン121の伸縮に対してプリント基板(電子基板110)に過大なストレスがかかるのを防止できる。
また、外装ケース130は樹脂製のコネクタハウジング122が係合設置される側面開口部139を備えると共に、コネクタハウジング122は側面開口部139の周縁に圧入係合する係合溝124を備えたため、外部接続用コネクタ120と外装ケース130を容易に一体化できると共に、相手側コネクタの着脱による外力がプリント基板(電子基板110)に作用するのを防止できる。
Further, since the
In addition, the
実施の形態2.
上記実施の形態1では、外部接続コネクタ120を含む背高部品112を一方の端部に集約して実装し、外装ケース130を大深度部132aと小深度部132bとで構成したが、所定の高さよりも高い電子部品で、他の背高部品112と共に端部に集約して実装することが困難な、例えば水晶振動子等の異形の中型部品116がある場合について、以下に説明する。
図6に示すように、背高部品112は電子基板110の第1面111aの外部接続コネクタ120側の端部に集約して実装されているが、所定の高さよりも高い中型部品116は薄型部品113が形成された領域に実装されている。この密閉電子機器100aでは、外装ケース130aのケース上面131aに、外部接続コネクタ120、背高部品112、薄型部品113、中型部品116の高さに応じた段差を設けて、充填材101の厚さが異なる複数種(この場合4種)の深度部で外装ケース130を構成する。この場合、接続コネクタ120の一部を収納する第1の深度部132cと、端部に集約された背高部品112を収納する第2の深度部132dと、薄型部品113のみを収納する第3の深度部132eと、中型異形部品116を収納する第4の深度部132fとで外装ケース130aが構成され、ケース上面131外側の段差による凹部に放熱フィン133aが図に示すように設けられる。
In the first embodiment, the
As shown in FIG. 6, the
この実施の形態においても、電子部品上を不要に厚い充填材101で覆うことがなく、高価な充填材101の使用量が効果的に削減でき、密閉電子機器100aが安価で軽量小型に構成できる。また、段差による凹部に放熱フィン133aを設け、また電子部品と放熱フィン133aとの間の伝熱距離が短縮できるため、発熱を伴う電子部品の放熱性が良好で信頼性の高い密閉電子機器100aが得られる。
Also in this embodiment, the electronic component is not unnecessarily covered with the
実施の形態3.
上記実施の形態1では、放熱フィン133が大深度部132aと直交する方向に所定の間隔で複数個設けられたが、この実施の形態による密閉電子機器100bでは、図7に示すように、外装ケース130bの小深度部132bにおけるケース上面131b外側に、放熱フィン133bを大深度部132aの長手方向と平行な方向に所定の間隔で複数個設ける。
これにより、放熱フィン133bの表面気流が大深度部132aによって阻害されないで流れるため、放熱性が向上する。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, a plurality of
Thereby, since the surface airflow of the
実施の形態4.
上記実施の形態1では、外装ケース130はアルミダイキャストで成型され、放熱フィン133が一体成型されていたが、この実施の形態よる密閉電子機器100cでは、図8に示すように、外装ケース130cは板金材をプレス加工して製造し、板金製の放熱フィン133cが小深度部132bにおけるケース上面131c外側に溶接される。この場合も、ケース上面131cに段差を設け、さらに放熱フィン133cを設けた外装ケース130cを容易に製造でき、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。なお、この場合、電子基板110cに実装される背高部品が外部接続コネクタ120のみである場合を示した。
また、ここでは、放熱フィン133cを波型形状とする。このため、同じ高さの放熱フィンであっても放熱面積が拡大して放熱効果を高めることができると共に、放熱フィン133cの外力による折れ曲がりなどが防止でき、薄型、軽量化を図ることができる。
In the first embodiment, the
In addition, here, the radiating
実施の形態5.
上記各実施の形態では外装ケース130、130a〜130cは金属製としたが、樹脂材を成型して製造しても良い。この実施の形態による密閉電子機器100dでは、図9に示すように、外装ケース130dは、ケース上面131dに段差を有し、小深度部132bにおけるケース上面131dに開口部137を有するように樹脂材を成型して形成され、成型時にアルミダイキャスト製の放熱フィン133dを開口部137に埋め込み一体成型する。
この場合も、ケース上面131dに段差を設け、さらに放熱フィン133dを設けた外装ケース130dを容易に製造できて、上記実施の形態1と同様の効果が得られると共に、外装ケース130dを樹脂製にしたため、軽量化が一層促進できる。また、実装された電子部品による発熱量が比較的少ない場合や、密閉電子機器100dの被取付面との伝熱が好ましくない場合に、好適である。
Embodiment 5 FIG.
In each of the embodiments described above, the
Also in this case, the
実施の形態6.
上記実施の形態5では放熱フィン133dを外装ケース130dの開口部137に埋め込み一体成型したが、この実施の形態による密閉電子機器100eでは、図10に示すように、外装ケース130eは外部接続コネクタ120の樹脂製コネクタハウジング122と共に一体成型され、かつ、ケース上面131eに段差を有し、小深度部132bにおけるケース上面131eに開口部137を有するように、樹脂材にて成型される。また、成型後に、アルミダイキャスト製の放熱フィン133eをケース上面131eの開口部137に挿入してねじ139で固定する。
Embodiment 6 FIG.
In the fifth embodiment, the radiating
このような密閉電子機器100eを形成するには、電子部品が実装された電子基板110を外部接続コネクタ120と一体成型された外装ケース130e内に取付固定し、予め外部接続コネクタ120のコネクタハウジング122に圧入されている接続ピン121を電子基板110に半田付にて実装する。次いで、電気的な性能検査を行ない、必要に応じて手直し修理等を施した後、放熱フィン133eをケース上面131eの開口部137に挿入してねじ139で固定する。そして、放熱フィン133eが後付け固定されてから充填材101の注入による充填が行われる。これは、上述したように、外装ケース130の減圧窓穴136の外面に耐熱シートを接着しておき、電子基板110の切欠部115から外装ケース130e内に充填材101を注入し、自然放置又は加熱によって充填材101が羊羹状に固化した時点で減圧窓穴136に接着されていた耐熱シートをはがして完成する。
In order to form such a sealed electronic device 100e, the
この実施の形態においても、上記実施の形態5と同様に、外装ケース130eを樹脂製にしたため、軽量化が一層促進できる。また、電子基板110を外装ケース130e内に収納して、外部接続コネクタ120を接続した状態で性能検査を行い、正常を確認してから放熱フィン133eを取り付けて充填材101の注入を行うため、性能検査や充填材101の注入工程に至る工程間移送で電子基板110が露出状態とならず信頼性の高い移送が行える。なお、性能検査で異常が発見されたときには、通常、ケース上面131eの開口部137あるいは減圧窓穴136を利用して修理する。例外的な部位に関しては接続ピン121の半田を外して電子基板110を取り外してから修理を行うこともできる。
Also in this embodiment, as in the fifth embodiment, since the
100,100a〜100e 密閉電子機器(電子機器の密閉筐体)、
101 熱伝導性樹脂としての充填材、110,110a,110c 電子基板、
111a 第1面、111b 第2面、112 背高部品、113 薄型部品、
116 中型部品、120 外部接続コネクタ(背高部品)、121接続ピン、
122 コネクタハウジング、124 係合溝、
130,130a〜130e 外装ケース、131,131a〜131e ケース上面、
132a 大深度部、132b 小深度部、133,133a〜133e 放熱フィン、
136 減圧窓穴、139 側面開口部。
100, 100a to 100e Sealed electronic device (sealed housing of electronic device),
101 filler as a heat conductive resin, 110, 110a, 110c electronic substrate,
111a 1st surface, 111b 2nd surface, 112 Tall parts, 113 Thin parts,
116 Medium-sized parts, 120 External connection connector (tall parts), 121 connection pins,
122 connector housing, 124 engagement groove,
130, 130a-130e exterior case, 131, 131a-131e case upper surface,
132a Large depth part, 132b Small depth part, 133, 133a-133e Radiation fin,
136 Depressurized window hole, 139 Side opening.
Claims (13)
The sealed casing for an electronic device according to any one of claims 1 to 11, wherein a mounting surface of the sealed casing of the electronic device and an opening surface of the outer case are disposed adjacent to each other.
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