JP2007059608A - 電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 放熱性を向上しつつ安定化した電子制御装置を提供すること。
【解決手段】 放熱材料からなる筐体10と、基板21上に発熱素子23が実装され、筐体10に固定された状態で筐体10内に収容される回路基板20と、を備えた電子制御装置100において、発熱素子23及び当該発熱素子23が実装された基板21の部位を間に挟むように柔軟性を有する熱伝導部材30(30c,30d)を配置し、熱伝導部材30(30c,30d)を介して筐体10に放熱するようにした。
【選択図】 図4
【解決手段】 放熱材料からなる筐体10と、基板21上に発熱素子23が実装され、筐体10に固定された状態で筐体10内に収容される回路基板20と、を備えた電子制御装置100において、発熱素子23及び当該発熱素子23が実装された基板21の部位を間に挟むように柔軟性を有する熱伝導部材30(30c,30d)を配置し、熱伝導部材30(30c,30d)を介して筐体10に放熱するようにした。
【選択図】 図4
Description
本発明は、発熱する電子部品が実装された回路基板を、放熱材料からなる筐体内に収容してなる電子制御装置に関するものである。
従来、車両等に搭載される電子制御装置は、筐体内に電子部品が実装された回路基板を収容することにより構成されており、この電子部品の中には、例えばパワートランジスタのように発熱が大きい部品が含まれている。従って、電子部品から発生する熱を外部へ放熱する必要がある。
例えば本出願人は、特許文献1において、回路基板を収容する筐体を放熱板として利用し、電子部品が搭載された回路基板を、柔軟性を有する(粘弾性が低い)熱伝導部材を介して筐体へ熱的に接続する放熱構造を開示している。このように柔軟性を有する熱伝導部材を、筐体と回路基板、若しくは、筐体と電子部品との間に配置することで、密着性を向上することができる。すなわち、放熱性を向上することができる。また、柔軟性を有するので、筐体と回路基板、若しくは、筐体と電子部品との間隔が一定でなくとも、電子部品の局部に応力が集中し、破損が生じるのを防ぐことができる。さらには、接着剤のように硬化しないため、電子部品に熱応力が加わることもない。
特開2003−289191号公報
ところで、回路基板には、多少なりとも反りが存在する。この反り(反り量、反り方向、反り位置)は、基板毎に常に一定というわけではない。特に回路基板が樹脂材料からなる場合、線膨張係数が大きいため反り量が比較的大きく、基板形成時の熱履歴のばらつき(例えば多層基板形成時の熱プレス温度のばらつき)から、同一生産ロットの基板であっても反りにばらつきがある。
電子部品実装位置に上記反りが生じた場合、筐体と回路基板、若しくは、筐体と電子部品との間の距離が反りに応じて変化するため、柔軟性を有する熱伝導部材が上記距離に応じて厚くなったり、薄くなったりする。また、場合によっては、筐体と回路基板、若しくは、筐体と電子部品との間の接続を確保できない場合もある。すなわち、放熱性にばらつきが生じるという問題がある。反りによっては所望の放熱性(換言すれば電子部品の温度に対する品質保証)を確保することができないことも考えられる。
本発明は上記問題点に鑑み、放熱性を向上しつつ安定化した電子制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する為に、請求項1に記載の発明は、放熱材料からなる筐体と、発熱する電子部品が実装され、筐体に固定された状態で筐体内に収容される回路基板と、を備えた電子制御装置において、筐体に対する回路基板の固定部位の近傍に電子部品を実装し、筐体と電子部品との間、及び、筐体と回路基板における電子部品実装部位の裏面部位との間、の少なくとも一方に柔軟性を有する熱伝導部材を配置したことを特徴とする。
固定部位は筐体に固定されるため、固定部位の反りは強制的に略ゼロとなる。すなわち、反りに対する基準位置となる。従って、固定部位の近傍の反りも小さくなり、そのばらつきも小さくなる。本発明によると、回路基板の固定部位の近傍に発熱する電子部品を実装するので、筐体と電子部品との間、及び、筐体と回路基板における電子部品実装部位の裏面部位との間の距離(すなわち伝熱経路の長さ)を安定化することができる。換言すれば、放熱性のばらつきを低減することができる。そして、この安定化された筐体と電子部品との間、及び、筐体と回路基板における電子部品実装部位の裏面部位との間、の少なくとも一方に、柔軟性を有する熱伝導部材を配置する。従って、熱伝導部材が配置される両者間の密着性を向上し、放熱性を向上することができる。すなわち、本発明によると放熱性を向上しつつ安定化することができる。
また、熱伝導部材が柔軟性を有するので、筐体と回路基板、及び/又は、筐体と電子部品との間隔がそれぞれ一定でなくとも(面内でばらついても)、電子部品の局部に応力が集中し、破損が生じるのを防ぐことができる。さらには、接着剤のように硬化しないため、電子部品に熱応力が加わることもない。
尚、熱伝導部材は、筐体と電子部品との間、及び、筐体と回路基板における電子部品実装部位の裏面部位との間のいずれか一方のみに配置しても良い。しかしながら、両方に配置した方が、伝熱経路が増え、放熱性をより向上することができるので好ましい。
固定部位は特に限定されるものではないが、請求項2に記載のように、固定部位を回路基板の周縁部位に設けた構成とすることが好ましい。この場合、回路設計上無理することなく、また、特別な筐体形状とすることなく、回路基板を筐体に固定(例えば螺子締結、嵌合等)することができる。また、回路基板の周縁部に対応する筐体の外周面には、一般的に取り付け部に取り付けるための取り付け用部材(例えばブラケット)が固定されている。このような場合、取り付け用部材までの伝熱経路が短いので、放熱性をより向上することができる。
尚、請求項1又は請求項2に記載の発明においては、電子部品を回路基板の一面側のみに実装した構成としても良いし、請求項3に記載のように、回路基板の両面に実装した構成としても良い。両面に実装した構成とすると、回路基板、及び回路基板を含む電子制御装置を小型化することができる。
請求項4に記載の発明は、放熱材料からなる筐体と、発熱する電子部品が実装され、筐体に固定された状態で筐体内に収容される回路基板と、を備えた電子制御装置において、電子部品及び当該電子部品が実装された回路基板の部位を間に挟むように柔軟性を有する熱伝導部材を配置し、熱伝導部材を介して筐体に放熱するようにしたことを特徴とする。
このように本発明によると、電子部品及び当該電子部品が実装された回路基板の部位を間に挟むように柔軟性を有する熱伝導部材を配置している。すなわち、1つの電子部品に対し、回路基板を挟んで2つの熱伝導部材が配置され、1つの電子部品の放熱性が2つの熱伝導部材による放熱性の総和で決定されるよう構成されている。構成材料が同じ場合、2つの熱伝導部材の放熱性はその厚さ(伝熱経路の長さ)の影響を受ける。回路基板に反りのない理想状態で、密着性を確保するために熱伝導部材はともに圧縮された状態にあるが、回路基板の反りによって一方の熱伝導部材がより圧縮されて厚さが薄くなれば(放熱性が向上すれば)、他方の熱伝導部材の圧縮量は小さくなり厚さは厚くなる(放熱性が低下する)。しかしながら、2つの熱伝導部材の厚さの総和は大きく変化することはない。すなわち、電子部品実装位置の回路基板の反りが基板毎に異なるものであっても、放熱性のばらつきを低減することができる。そして、柔軟性を有する熱伝導部材によって、筐体と回路基板、及び/又は、筐体と電子部品との間の密着性を向上し、放熱性を向上することができる。すなわち、本発明によると放熱性を向上しつつ安定化することができる。
また、1つの電子部品に対し、回路基板を挟んで2つの熱伝導部材が配置されているので、伝熱経路が増え、放熱性をより向上することができる。
さらには、熱伝導部材が柔軟性を有するので、筐体と回路基板、及び/又は、筐体と電子部品との間隔がそれぞれ一定でなくとも(面内でばらついても)、電子部品の局部に応力が集中し、破損が生じるのを防ぐことができる。さらには、接着剤のように硬化しないため、電子部品に熱応力が加わることもない。
上記したように、固定部位は筐体に固定されるため、固定部位の反りは強制的に略ゼロとなる。すなわち、固定部位は反りに対する基準位置となり、固定部位の近傍の反り量及び反りのばらつきも小さくなる。また、固定部位から離間した部位は、基準位置から離れており、固定部位の反りを固定によって強制的に略ゼロとした際の応力によって、反り量及び反りのばらつきが大きい。そこで、請求項5に記載のように、電子部品を、筐体に対する回路基板の固定部位から離間した部位に実装した構成に対して、請求項4に記載の発明を適用すると良い。この場合、1つの電子部品に対し、回路基板を挟んで2つの熱伝導部材を配置しているので、電子部品実装位置の回路基板の反りのばらつきが大きくても、放熱性のばらつきを低減することができる。そして、柔軟性を有する熱伝導部材によって、筐体と回路基板、及び/又は、筐体と電子部品との間の密着性を向上し、放熱性を向上することができる。すなわち、放熱性を向上しつつ安定化することができる。
具体的には、請求項6に記載のように、固定部位を回路基板の周縁部位に設け、電子部品を回路基板の周縁部位に囲まれる中央部位に実装した構成に効果的である。回路設計上、及び、筐体の構造上、固定部位を回路基板の周縁部位に設け、周縁部位に囲まれる中央部位に電子部品を実装することが考えられる。この場合、中央部位は、上記したように反り量及び反りのばらつきが大きいが、このような構成においても、放熱性を向上しつつ安定化することができる。
請求項7に記載のように、電子部品を回路基板の一面側に実装し、筐体と電子部品との間、及び、筐体と回路基板における電子部品実装部位の裏面部位との間に、それぞれ熱伝導部材を配置した構成を採用することができる。それ以外にも、電子部品を回路基板の両面に実装した構成としても良い。
請求項7に記載の構成において、請求項8に記載のように、固定部位を基準として、回路基板に反りのない理想状態において、電子部品から導電性部材を介して筐体へ放熱する側の電子部品と筐体との間の熱抵抗と、電子部品から回路基板、導電性部材を介して筐体へ放熱する側の電子部品と筐体との間の熱抵抗が略等しく、電子部品実装部位における回路基板の反り方向が逆で反り量が同じ場合に、両熱抵抗が略等しくなるよう構成すると良い。すなわち、基準位置に対して下方にXmm反っているとき、前者の熱抵抗がA、後者の熱抵抗がBとすると、上方にXmm反っているとき、前者の熱抵抗がB、後者の熱抵抗がAとなるように構成すると良い。この様に構成すると、放熱性のばらつきをより低減することができる。尚、熱抵抗を略等しくするためには、熱伝導部材、回路基板、及び電子部品によって調整が可能である。
請求項1〜8のいずれかに記載の熱伝導部材としては、請求項9に記載のように、粘度が200Pa・sec以上1500Pa・sec以下に調整されたものを適用すると良い。200Pa・sec未満であると、粘度が低いため、所定位置に熱伝導部材を配置しておくのが困難である。また、1500Pa・secより大きいと、粘度が高いため、組み付けずれや冷熱によって熱伝導部材に生じた応力が電子部品に伝達され、回路基板との接合部の接続信頼性が低下する恐れがある。それに対し、上記粘度範囲にある熱伝導部材であれば、適度な柔軟性を有し、放熱性を向上することができる。また、電子部品の局部に応力が集中し、破損が生じるのを防ぐことができる。さらには、接着剤のように硬化しないため、電子部品に熱応力が加わることもない。尚、柔軟性を有する熱伝導部材としては、例えば請求項10に記載のように、放熱ゲル若しくは放熱グリスを適用することができる。
請求項11に記載のように、熱伝導部材の厚さを、0.1mm以上2.0mm以下の範囲内とすると良い。0.1mm未満であると、回路基板への電子部品、及び、筐体への回路基板の組み付けずれによって、熱伝導部材が筐体、電子部品、及び回路基板のいずれかに接触せず、放熱性が低下することが考えられる。2.0mmより大きいと、例えば振動や冷熱によって、熱伝導部材に応力が生じて回路基板の平面方向にずれ、筐体、電子部品、又は回路基板との接触面積が小さくなって、放熱性が低下することも考えられる。また、伝熱距離が長くなって放熱性が低下する。従って、熱伝導部材の厚さを上記範囲内とすれば、放熱性の向上に好適である。
請求項12に記載のように、筐体は、電子部品の実装位置に対応して回路基板方向に突出し、熱伝導部材と接触する突出部を有し、回路基板の平面方向において、突出部の面積を、電子部品の面積以上とすると良い。放熱性を向上するために、熱伝導部材と接触する突出部を筐体に設ける点は、本出願人による先願(特開2003−289191号公報)にも開示されている。さらに、本発明においては、回路基板の平面方向において、突出部の面積を、電子部品の面積以上としているので、伝熱経路が広がり、放熱性をより向上することができる。
また、請求項13に記載のように、回路基板の平面方向において、熱伝導部材の面積を、電子部品の面積以上としても良い。この場合も、伝熱経路が広がり、放熱性をより向上することができる。尚、回路基板の平面方向において、熱伝導部材の面積を電子部品の面積以上として電子部品の全面(例えば上面全面)に密着し、さらに、電子部品の面積以上の面積を有する突出部に熱伝導部材が完全に密着する構成とすることが好ましい。
回路基板を構成する材料は特に限定されるものではない。なかでも回路基板が樹脂材料(例えば熱可塑性樹脂)からなる場合、樹脂の線膨張係数が大きいため反り量が比較的大きく、基板形成時の熱履歴のばらつき(例えば多層基板形成時の熱プレス温度のばらつき)から、同一生産ロットの基板であっても反り(反り量、反り方向、反り位置)にばらつきがある。それに対し、請求項1〜13いずれかに記載の発明を適用すれば、請求項14に記載のように樹脂材料からなる樹脂基板を回路基板とする構成においても、放熱性を向上しつつ安定化することができる。尚、回路基板の構成材料は熱可塑性樹脂に限定されるものではない。それ以外にも、熱硬化性樹脂、セラミック、ガラス(例えばガラス布)と樹脂との複合体等の公知の材料を適用した回路基板が対象となる。
請求項15に記載のように、回路基板の電子部品実装部位に、周囲よりも熱伝導性の高い熱伝導層を設け、電子部品を熱伝導層に接する状態で回路基板に実装した構成とすると、放熱性をより向上することができる。
請求項16に記載のように、回路基板の電子部品実装部位の裏面に、周囲よりも熱伝導性の高い熱伝導層を設け、回路基板の両表面に設けられた熱伝導層間を、熱伝導性の高い材料を配置してなるビアホール(所謂サーマルビア)で熱的に接続した構成としても良い。このように、熱伝導層間をサーマルビアで熱的に接続すると、放熱性をより向上することができる。
また、電子部品及び当該電子部品が実装された回路基板の部位を間に挟むように柔軟性を有する熱伝導部材を配置し、熱伝導部材を介して筐体に放熱するようにした構成において、サーマルビアを設けて回路基板の熱伝導率を調整することで、請求項8に記載の発明の構成を実現することができる。尚、サーマルビア以外にも、電子部品実装位置に対応する回路基板内部に熱伝導率の高い部材(例えば銅箔)を配置することで、熱抵抗が略同等となる構成が可能である。
請求項17に記載のように、電子部品が一体モールドされた放熱部材を有する構成とすると、放熱性をより向上することができる。また、電子部品及び当該電子部品が実装された回路基板の部位を間に挟むように柔軟性を有する熱伝導部材を配置し、熱伝導部材を介して筐体に放熱するようにした構成において、上記したように、放熱部材を設けて電子部品から熱伝導部材或いは回路基板への放熱性を調整することで、請求項8に記載の発明の構成を実現することができる。
尚、請求項1〜17のいずれかに記載の発明は、請求項18に記載のように、車両に搭載される電子制御装置として適用することができる。車両に搭載される電子制御装置、特にエンジンルーム等に搭載される電子制御装置は、温度等の使用条件が厳しいが、本発明の電子制御装置を適用すれば、放熱性を向上しつつ安定化することができるので好適である。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。尚、本実施形態に示す電子制御装置は、車両のエンジンECU(Electric Control Unit)として用いられる。
(第1の実施の形態)
先ず本実施形態に係る電子制御装置について説明する前に、従来の電子制御装置の概略構造及びその問題点について説明する。図1は、電子制御装置の概略構成を説明するための、組み付け前の状態を示す分解図である。図2は、基板の反りによる放熱性のばらつきを説明するための図であり、(a)は基板がカバー側に反った場合の模式図、(b)は基板が反カバー側(ケース側)に反った場合の模式図、(c)は基板の反りと熱抵抗との関係を示す図である。図2(a),(b)は、図1の発熱素子の周囲を拡大した断面図であり、便宜上、それぞれにおいて、筐体と発熱する電子部品との間、若しくは、筐体と回路基板における発熱する電子部品の実装部位の裏面部位との間、に熱伝導部材を配置した2つの構成を並べて図示している。尚、以下の図面においては、便宜上、回路基板を構成する基板を簡略化(配線等を省略)し、説明上必要な部分のみを図示する。
(第1の実施の形態)
先ず本実施形態に係る電子制御装置について説明する前に、従来の電子制御装置の概略構造及びその問題点について説明する。図1は、電子制御装置の概略構成を説明するための、組み付け前の状態を示す分解図である。図2は、基板の反りによる放熱性のばらつきを説明するための図であり、(a)は基板がカバー側に反った場合の模式図、(b)は基板が反カバー側(ケース側)に反った場合の模式図、(c)は基板の反りと熱抵抗との関係を示す図である。図2(a),(b)は、図1の発熱素子の周囲を拡大した断面図であり、便宜上、それぞれにおいて、筐体と発熱する電子部品との間、若しくは、筐体と回路基板における発熱する電子部品の実装部位の裏面部位との間、に熱伝導部材を配置した2つの構成を並べて図示している。尚、以下の図面においては、便宜上、回路基板を構成する基板を簡略化(配線等を省略)し、説明上必要な部分のみを図示する。
図1に示すように、電子制御装置100は、筐体10と、当該筐体10内に収容される回路基板20と、熱伝導部材30とにより構成される。
筐体10は、例えばアルミニウム等からなり、一方が開放された箱状のケース11と、ケース11の開放面を閉塞する略矩形板状の底の浅いカバー12とにより構成される。そして、ケース11とカバー12とを、例えば図示されない螺子等によって締結することで、回路基板20及び熱伝導部材30を収容する内部空間を構成する。尚、筐体10の構成は上記ケース11及びカバー12に限定されるものではない。1つの部材からなるものでも良いし、3つ以上の部材から構成されても良い。
回路基板20は、図示されない配線パターンや配線パターン間を接続するビアホール等が形成されてなる基板21に、マイコン、パワートランジスタ、抵抗、コンデンサ等の電子部品22を実装してなるものである。基板21の構成材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、セラミック、ガラス(例えばガラス布)と樹脂との複合体等の公知材料を適用することができる。
また、電子部品22には、例えばパワートランジスタといった動作によって過度に発熱する発熱素子23が含まれている。この発熱素子23が、特許請求の範囲で示す発熱する電子部品に相当する。尚、符号24は、基板21に実装された外部接続端子としてのコネクタであり、当該コネクタ24は、ケース11とカバー12を締結した状態で、一端が筐体10外に露出するように構成されている。
熱伝導部材30は、発熱素子23により生じた熱を、筐体10を介して外部に放出するように、発熱素子23に対応して、筐体10と発熱素子23との間、若しくは、筐体10と基板21における発熱素子23の実装部位の裏面部位との間に配置される。熱伝導部材30としては、本出願人が先に特開2003−289191号公報において開示した、柔軟性を有する(粘弾性が低い)熱伝導部材30を適用することが好ましい。このように柔軟性を有する熱伝導部材30を、筐体10と発熱素子23との間、若しくは、筐体10と基板21における発熱素子23の実装部位の裏面部位との間に配置すると、密着性を向上することができる。すなわち、放熱性を向上することができる。また、柔軟性を有するので、筐体10と基板21、若しくは、筐体10と発熱素子23との間隔が一定でなくとも、発熱素子23の局部に応力が集中し、破損が生じるのを防ぐことができる。さらには、接着剤のように硬化しないため、発熱素子23に熱応力が加わることもない。
ところで、回路基板20を構成する基板21には、反り(例えば加工時に生じる)が多少なりとも存在する。また、回路基板20を筐体10に固定した際に、固定精度や固定位置(支持位置)に基づいて撓みが生じることもある。この撓みを含む反り(反り量、反り方向、反り位置)は、基板21毎に常に一定というわけではない。特に基板21が樹脂材料からなる場合、線膨張係数が大きいため反り量が比較的大きく、基板21形成時の熱履歴のばらつき(例えば多層基板形成時の熱プレス温度のばらつき)から、同一生産ロットの基板21であっても反りにばらつきがある。
熱伝導部材30として、上記した柔軟性を有する熱伝導部材30を適用した場合、基板21に反りのない理想状態で、密着性を確保するために熱伝導部材30は圧縮された状態にある。それに対し、図2(a)に示すように、基板21が筐体10へ固定される固定位置(基準位置S)からカバー12側に反っている場合、カバー12と基板21における発熱素子23aの実装部位の裏面との間に配置された熱伝導部材30a、及び、カバー12と発熱素子23bとの間に配置された熱伝導部材30bは、それぞれ基板21の反りによって圧縮されて広がり、その厚さが反りのない理想状態よりも薄くなる。
また、図2(b)に示すように、基板21が筐体10へ固定される基準位置Sから反カバー12側(ケース11側)に反っている場合、カバー12と基板21における発熱素子23aの実装部位の裏面との間に配置された熱伝導部材30a、及び、カバー12と発熱素子23bとの間に配置された熱伝導部材30bは、それぞれ基板21からの圧縮力が弱まり、その厚さが反りのない理想状態よりも厚くなる。尚、図2(a),(b)において、符号12aは、発熱素子23aの実装位置に対応してカバー12から基板21方向に突出し、熱伝導部材30aと接触する突出部である。この突出部は、基板21を介して放熱する構造において、伝熱経路を短縮し、放熱性を向上するために設けられたものである。
基板21の反りによって、熱伝導部材30(30a,30b)の厚さが変化すると、発熱素子23(23a,23b)とカバー12との間の放熱性も変化することとなる。本発明者が確認したところ、図2(c)に示すように、基板21がカバー12側に0.6mm反った場合(図2(a)に示す状態)の熱抵抗は反りの無い理想状態と比べて小さく(すなわち放熱性が向上)、基板21が反カバー12側に0.6mm反った場合(図2(b)に示す状態)の熱抵抗は反りの無い理想状態と比べて大きい(すなわち放熱性が低下)。尚、図2(c)において、破線が発熱素子23aとカバー12との間の熱抵抗を、実線が発熱素子23bとカバー12との間の熱抵抗を示している。
また、発熱素子23a,23bとでは、熱伝導部材30bを介して直接カバー12に放熱する(電熱経路が短い)発熱素子23b側の方が、基板21及び熱伝導部材30aを介してカバー12に放熱する発熱素子23a側よりも熱抵抗が小さく、それぞれの熱抵抗において、±0.6mmの反りのばらつきに伴って約5℃/Wの熱抵抗のばらつき(すなわち放熱性のばらつき)が生じることが確認された。
近年、車両全体の電子制御化が進む中、車両に搭載されるECUは増加し、高機能化・多機能化によってECUの消費電力も増加してきている。また、ECU数の増加等により、車両搭載箇所も多様化(搭載場所のフリー化)してきている。従って、雰囲気温度が100℃前後(例えば吸気モジュールやエンジン周囲)部位にECUを設置しなければならない場合も考えられる。そのような中で上記のように放熱性のばらつきが大きいと、物によっては電子部品22(発熱素子23を含む)の品質を保証する所定温度(例えば電子部品22の表面温度110℃)を超えてしまう。
そこで、本実施形態においては、放熱性を向上しつつ放熱性のばらつきを低減した電子制御装置を提供することを目的としている。本実施形態に係る電子制御装置においては、発熱素子及び当該発熱素子が実装された回路基板の部位を間に挟むように柔軟性を有する熱伝導部材を配置し、熱伝導部材を介して筐体に放熱するようにしたことを特徴とする。尚、電子制御装置の構成は、図1に示した構成と基本的に同じであり、特徴的な部分がある要素について、図3及び図4を用いて説明する。
図3は、本実施形態に係る電子制御装置において、発熱素子周辺の概略構成を示す断面図である。図4は、本実施形態に係る電子制御装置において、基板の反りによる放熱性のばらつきを説明するための図であり、(a)は基板がカバー側に反った場合の模式図、(b)は基板がケース側に反った場合の模式図、(c)は基板の反りと熱抵抗との関係を示す図である。
本実施形態に係る電子制御装置100も、図1に示すように、放熱材料からなる筐体10と、発熱素子23を含む電子部品22が基板21に実装され、筐体10に固定された状態で筐体10内に収容される回路基板20と、を備えた電子制御装置100である。
本実施形態に係る電子制御装置100おいては、発熱素子23が実装された基板21の部位に対向するケース11及びカバー12間に、熱伝導部材30を発熱素子23の実装された回路基板21を挟んで隙間なく配置している。具体的には、図3に示すように、基板21のカバー12と対向する面上に発熱素子23が実装され、カバー12と発熱素子23との間に熱伝導部材30cを配置している。また、基板21の発熱素子実装部位の裏面と対向するケース11との間に熱伝導部材30dを配置している。
熱伝導部材30c,30dは、上記した熱伝導部材30同様に、柔軟性、すなわち、完全な固体ではなく流動性を有するものを適用することができる。本実施形態においては、粘度が200Pa・sec以上1500Pa・sec以下の範囲内で調整された(例えば800Pa・sec)放熱ゲルを適用している。この放熱ゲルは、シリコンをベースとし、金属酸化物を添加(例えば酸化亜鉛を60〜90wt%)することにより、熱伝導率を向上したものである。200Pa・sec未満であると、粘度が低いため、所定位置に熱伝導部材30c,30dを配置しておくのが困難である。また、1500Pa・secより大きいと、粘度が高いため、組み付けずれや冷熱によって熱伝導部材30c,30dに生じた応力が発熱素子23に伝達され、基板21との接合部の接続信頼性が低下する恐れがある。それに対し、上記粘度範囲にある熱伝導部材30c,30dであれば、適度な柔軟性を有し、放熱性を向上することができる。また、発熱素子23の局部に応力が集中し、破損が生じるのを防ぐことができる。さらには、接着剤のように硬化しないため、発熱素子23に熱応力が加わることもない。尚、柔軟性を有する熱伝導部材30c,30dとしては、上記放熱ゲル以外にも、例えば放熱グリスを適用することができる。
また、本実施形態においては、熱伝導部材30a,30dの厚さを、組み付け前の状態で0.1mm以上2.0mm以下の範囲内としている。0.1mm未満であると、基板21への発熱素子23、及び、筐体10への回路基板20の組み付けずれによって、熱伝導部材30c,30dが筐体10、発熱素子23、及び回路基板20のいずれかに接触せず、放熱性が低下することが考えられる。2.0mmより大きいと、例えば振動や冷熱によって、熱伝導部材30c,30dに応力が生じて基板21の平面方向にずれ、筐体10、発熱素子23、又は回路基板20との接触面積が小さくなって、放熱性が低下することも考えられる。また、伝熱距離が長くなって放熱性が低下する。従って、熱伝導部材30c,30dの厚さを上記範囲内とすれば、放熱性の向上に好適である。
尚、本実施形態に係る電子制御装置100おいては、回路基板20を構成する基板21を、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを複数枚積層してなる多層基板として構成している。熱可塑性樹脂としては特に限定されるものではないが、例えば液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、シンジオタクチック構造を有するスチレン系樹脂等を単独、或いは複数の樹脂を所定の比率で混合して適用することができる。また、その層数も特に限定されるものではない。1枚の樹脂フィルムから構成されても良い。また、図3において、符号25は、基板21の発熱素子23実装位置に設けられた、熱伝導層である。この熱伝導層25は、例えば基板21上に設けられた銅箔をパターン化してなるものであり、発熱素子23は熱伝導層25に接した状態で基板21に実装されている。従って、ケース11側への放熱性を向上することができる。
このように構成される電子制御装置100において、熱伝導部材30は、基板21に反りのない理想状態では密着性を確保するために圧縮された状態にある。図4(a)に示すように、基板21が筐体10へ固定される固定位置(基準位置S)からカバー12側に反っている場合、カバー12と発熱素子23との間に配置された熱伝導部材30cは、基板21の反りによって圧縮されて広がり、その厚さが反りのない理想状態よりも薄くなる。また、ケース11と基板21における発熱素子23の実装部位の裏面との間に配置された熱伝導部材30dは、基板21からの圧縮力が弱まり、その厚さが反りのない理想状態よりも厚くなる。
また、図4(b)に示すように、基板21が基準位置Sからケース11側に反っている場合、カバー12と発熱素子23との間に配置された熱伝導部材30cは、基板21からの圧縮力が弱まり、その厚さが反りのない理想状態よりも厚くなる。また、ケース11と基板21における発熱素子23の実装部位の裏面との間に配置された熱伝導部材30dは、基板21の反りによって圧縮されて広がり、その厚さが反りのない理想状態よりも薄くなる。すなわち、図4(a),(b)に示すように、一方の熱伝導部材30c(30d)が厚くなると、他方の熱伝導部材30d(30c)が薄くなる。
1つの発熱素子23に対し、基板21を挟んで2つの熱伝導部材30c,30dを配置すると、1つの発熱素子23の放熱が2つの熱伝導部材30c,30dによる放熱性の影響を受ける。構成材料が同じ場合、2つの熱伝導部材30c.30dの放熱性はその厚さ(伝熱経路の長さ)の影響を受けるが、図4(a),(b)に示したように、基板21がケース11及びカバー12のどちら側に反ろうと、2つの熱伝導部材30c,30dの厚さの総和はほぼ一定である。本発明者が確認したところ、図4(c)に示すように、両熱抵抗の総和として、±0.6mmの反りのばらつきに伴って約2.5℃/Wの熱抵抗のばらつき(すなわち放熱性のばらつき)が生じることが確認された。すなわち、上記した従来構成(約5℃/Wの熱抵抗のばらつき)と比べて放熱性のばらつきを低減することができることが明らかとなった。尚、図4(c)において、破線がカバー12側の熱抵抗を、実線がケース11側の熱抵抗を、二点鎖線が両者を合わせた熱抵抗を示している。
このように、本実施形態に係る電子制御装置100によると、基板21の発熱素子実装部位の反りが基板21毎に異なるものであっても、放熱性のばらつきを低減することができる。そして、柔軟性を有する熱伝導部材30c,30dによって、それぞれ筐体10と基板21、及び、筐体10と電子部品23との間の密着性を向上し、放熱性を向上することができる。すなわち、放熱性を向上しつつ安定化することができる。
また、1つの発熱素子23に対し、基板21を挟んで2つの熱伝導部材30c,30dを配置しているので、伝熱経路が増え、放熱性をより向上することができる。
尚、本実施形態においては、図3に示すように、基板21の平面方向において、ケース11から基板21に向けて突出する突出部11aの面積を、発熱素子23の面積以上としている。このように、伝熱経路を短縮、且つ、広くしているので、放熱性をより向上することができる。尚、このような突出部11aは、型成形(プレス成形、ダイカスト成形、樹脂成形等)によって、ケース11に一体的に設けることができる。
また、本実施形態においては、図3に示すように、基板21の平面方向において、熱伝導部材30c,30dの面積を、発熱素子23の面積以上としている。このように、伝熱経路を広くしているので、放熱性をより向上することができる。尚、本実施形態においては、基板21の平面方向において、熱伝導部材30c,30dの面積を発熱素子23の面積以上として発熱素子23の全面(例えば上面全面)に密着し、さらに、発熱素子23の面積以上の面積を有する突出部11aに熱伝導部材30dが完全に密着する構成としている。従って、放熱性をより向上することができる。
また、本実施形態においては、基板21の構成材料として熱可塑性樹脂を適用する例を示した。熱可塑性樹脂は線膨張係数が大きいため反り量が比較的大きく、基板21形成時の冷熱(例えば多層基板形成時の熱プレス温度のばらつき)から、同一生産ロットの基板21であっても反り(反り量、反り方向、反り位置)のばらつきが大きい。しかしながら、本実施形態に係る電子制御装置100によれば、このように反りのばらつきが大きくても、放熱性を向上しつつ安定化することができる。しかしながら、図4(c)に示したように、基板21の反りが大きいほど、熱伝導部材30の熱抵抗は大きくなる。従って、基板21の反りを小さくするよう考慮することが好ましい。尚、基板21の構成材料としては、それ以外にも、熱硬化性樹脂、セラミック、ガラス(例えばガラス布)と樹脂との複合体等の公知の材料を適用することができる。
尚、本実施形態においては、発熱素子23をカバー12側の基板21上に実装し、ケース11に突出部11aを設ける例を示した。しかしながら、上記構成に限定されるものではない。発熱素子23をケース11側の基板21上に実装し、カバー12に図2に示した突出部12aと同様の突出部を設けても良い。また、突出部を有さない構成としても良い。しかしながら、電子部品22の中には、例えばアルミ電解コンデンサのように背の高い部品も存在する。この場合、基板21と対向する筐体10との間隔を一定とすると、背の高い電子部品22に合わせなければならず、伝熱経路が長くなって、放熱性が低下する。従って、突出部11aを設けることで、背の高い部品を配置しつつ、伝熱経路を短くして放熱性を向上することができる。
また、本実施形態においては、発熱素子23を基板21の一面側にのみ配置し、カバー12と発熱素子23の間に熱伝導部材30cを配置し、ケース11と基板21との間に熱伝導部材30dを配置する例を示した。しかしながら、基板21の両表面の対向部位にそれぞれ発熱素子23を配置した構成においても本実施形態に係る構成を適用することができる。具体的には、カバー12と発熱素子23との間、及び、ケース11と発熱素子23との間に、それぞれ熱伝導部材30を配置することで、基板21の反りが基板21毎に異なるものであっても、放熱性のばらつきを低減することができる。
また、基板21における発熱素子23の実装位置は特に限定されるものではない。本実施形態に係る電子制御装置100によると、基板21の発熱素子実装部位の反りが基板21毎に異なるものであっても、放熱性のばらつきを低減することができるので、例えば筐体10に固定される固定部位の近傍であっても良いし、固定部位から離れた部位に実装しても良い。固定部位は筐体10に固定されるため、固定部位の基板21の反りは強制的に略ゼロとなる。すなわち、上記したように、固定部位は反りに対する基準位置Sとなり、固定部位の近傍の基板21の反り量及び反りのばらつきも小さくなる。それに対し、固定部位から離間した部位は、基準位置Sから離れており、固定部位の反りを固定によって強制的に略ゼロとした際の応力によって、反り量及び反りのばらつきが固定部位の近傍に対して大きい。このように、基板21の反りのばらつきが大きい部位でも、放熱性のばらつきを低減することができる。そして、柔軟性を有する熱伝導部材30c,30dによって、筐体10と基板21、及び/又は、筐体10と発熱素子23との間の密着性を向上し、放熱性を向上することができる。すなわち、放熱性を向上しつつ安定化することができる。
尚、回路設計上、及び、筐体10の構造上、基板21の周縁部位に筐体10に固定される固定部を設け、周縁部位に囲まれる中央部位に発熱素子23を実装するのが一般的である。この場合、中央部位は、上記したように反り量及び反りのばらつきが大きいが、このような構成においても、放熱性を向上しつつ安定化することができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を、図5及び図6(a)〜(c)に基づいて説明する。図5は、本実施形態に係る電子制御装置において、発熱素子周辺の概略構成を示す断面図である。図6は、本実施形態に係る電子制御装置において、基板の反りによる放熱性のばらつきを説明するための図であり、(a)は基板がカバー側に反った場合の模式図、(b)は基板がケース側に反った場合の模式図、(c)は基板の反りと熱抵抗との関係を示す図である。
次に、本発明の第2の実施形態を、図5及び図6(a)〜(c)に基づいて説明する。図5は、本実施形態に係る電子制御装置において、発熱素子周辺の概略構成を示す断面図である。図6は、本実施形態に係る電子制御装置において、基板の反りによる放熱性のばらつきを説明するための図であり、(a)は基板がカバー側に反った場合の模式図、(b)は基板がケース側に反った場合の模式図、(c)は基板の反りと熱抵抗との関係を示す図である。
第2の実施形態における電子装置の放熱構造は、第1の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
本実施形態に係る電子制御装置においては、第1実施形態に対して、さらに固定部位を基準位置Sとして、回路基板に反りのない理想状態において、発熱素子23から導電性部材30を介して筐体10へ放熱する側の発熱素子23と筐体10との間の熱抵抗と、発熱素子23から基板21、導電性部材30を介して筐体10へ放熱する側の発熱素子23と筐体10との間の熱抵抗が略等しく、発熱素子実装部位における基板21の反り方向が逆で反り量が同じ場合に、上記量熱抵抗が略等しくなるように構成した点を特徴とする。
すなわち、基準位置Sに対して、反りのない理想状態において、カバー12側とケース11側の熱抵抗が略等しく、カバー12側にXmm反っているとき、前者の熱抵抗がA、後者の熱抵抗がBとすると、ケース11側にXmm反っているとき、前者の熱抵抗がB、後者の熱抵抗がAとなるように構成している。この様に構成すると、放熱性のばらつきをより低減することができる。尚、熱抵抗を略等しくするためには、熱伝導部材30、基板21、及び電子部品23の少なくとも1つを調整することで可能である。
図5に示すように、本実施形態に係る電子制御装置100においては、第1の実施形態で示した熱伝導層25同様、基板21の発熱素子実装部位に、周囲よりも熱伝導性の高い熱伝導層25aを有している。また、基板21の発熱素子実装部位の裏面にも熱伝導層25bを有し、基板21の両表面に設けられた対向する熱伝導層25a,25b間を、熱伝導性の高い材料を配置してなるビアホール(所謂サーマルビア26)で熱的に接続した構成としている。これにより、基板21の放熱性を向上させて、ケース11側の熱抵抗を抑え、カバー12側の熱抵抗と略等しくしている。それ以外の構成は、第1の実施形態で示した図1及び図3と同様である。
尚、サーマルビア26としては、公知の構成を採用することができる。例えば基板21にビアホールを形成し、その内壁面にメッキを施したり、孔内に導電性ペースト等を充填することによって形成することができる。本実施形態においては、錫と銀を含むペーストを孔内に充填して構成されている。
このように構成される電子制御装置100において、熱伝導部材30は、基板21に反りのない理想状態では密着性を確保するために圧縮された状態にある。図6(a)に示すように、基板21が筐体10へ固定される固定位置(基準位置S)からカバー12側に反っている場合、カバー12と発熱素子23との間に配置された熱伝導部材30cは、基板21の反りによって圧縮されて広がり、その厚さが反りのない理想状態よりも薄くなる。また、ケース11と基板21における発熱素子23の実装部位の裏面との間に配置された熱伝導部材30dは、基板21からの圧縮力が弱まり、その厚さが反りのない理想状態よりも厚くなる。
また、図6(b)に示すように、基板21が基準位置Sからケース11側に反っている場合、カバー12と発熱素子23との間に配置された熱伝導部材30cは、基板21からの圧縮力が弱まり、その厚さが反りのない理想状態よりも厚くなる。また、ケース11と基板21における発熱素子23の実装部位の裏面との間に配置された熱伝導部材30dは、基板21の反りによって圧縮されて広がり、その厚さが反りのない理想状態よりも薄くなる。すなわち、図6(a),(b)に示すように、一方の熱伝導部材30c(30d)が厚くなると、他方の熱伝導部材30d(30c)が薄くなる。
また、図6(a),(b)に示す状態における基板21の反りと熱抵抗との関係を本発明者が確認したところ、図6(c)に示すように、ケース11側の熱抵抗(図中の実線)とカバー12側の熱抵抗(図中の破線)とが、反りの無い状態で略等しく、また、それぞれの熱伝導部材30c,30dの厚さが略等しい(反り方向が逆で反り量が等しい)場合にも略等しい関係にあると、図中の二点鎖線で示すように、総和として±0.6mmの反りのばらつきに伴って約0.5℃/Wの熱抵抗のばらつき(すなわち放熱性のばらつき)が生じることが確認された。すなわち、第1の実施形態に示した構成(約2.5℃/W)と比べて大幅に放熱性のばらつきを低減することができることが明らかとなった。
このように、本実施形態に係る電子制御装置100によると、第1の実施形態に示した構成に比べて、放熱性のばらつきをより低減することができる。そして、柔軟性を有する熱伝導部材30c,30dによって、それぞれ筐体10と基板21、及び、筐体10と電子部品23との間の密着性を向上し、放熱性を向上することができる。すなわち、放熱性を向上しつつより安定化することができる。
また、1つの発熱素子23に対し、基板21を挟んで2つの熱伝導部材30c,30dを配置しているので、伝熱経路が増え、放熱性をより向上することができる。さらには、基板21にサーマルビア26を設けているので、放熱性をより向上することができる。
尚、本実施形態においては、基板21にサーマルビア26を設けることで、基準位置Sに対して、反りのない理想状態において、カバー12側とケース11側の熱抵抗が略等しく、カバー12側にXmm反っているとき、前者の熱抵抗がA、後者の熱抵抗がBとすると、ケース11側にXmm反っているとき、前者の熱抵抗がB、後者の熱抵抗がAとなるように構成する例を示した。しかしながら、サーマルビア26に限定されるものではない。
熱抵抗を略等しくするためには、熱伝導部材30、基板21、及び発熱素子23の少なくとも1つを調整することで可能である。
熱抵抗を略等しくするためには、熱伝導部材30、基板21、及び発熱素子23の少なくとも1つを調整することで可能である。
例えば、基板21においては、サーマルビア26以外にも、発熱素子実装位置に対応する基板21の内部に熱伝導率の高い部材を配置することで、上記両熱抵抗を略同等とすることが可能である。例えば図7に示すように、基板21に内に、回路を構成する他の配線とは熱的に分離された銅箔からなる熱伝導層27を設けた構成を採用することができる。図7は、本実施形態に係る電子制御装置100の変形例を示す拡大断面図である。
また、電子部品23に放熱部材を設けることで、上記両熱抵抗を略同等とすることも可能である。このような放熱部材としては、放熱フィンや、ヒートシンクがある。例えば図8に示すように、基板搭載面側に熱伝導率の高い材料からなるヒートシンク23aを配置した状態で一体モールドしてなる発熱素子23を採用することができる。図8は、本実施形態に係る電子制御装置100の変形例を示す拡大断面図である。
それ以外にも、熱伝導部材30c,30dの構成材料を異なるもの(例えば、熱伝導部材30dの構成材料として熱伝導部材30cよりも熱伝導率の高いものを選択する)とすることで、発熱素子23とカバー12との間の熱抵抗と、発熱素子23とケース11との間の熱抵抗を略等しくすることも可能である。さらには、種々組み合わせても良い。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態を、図9に基づいて説明する。図9は、本実施形態に係る電子制御装置を説明するための図であり、(a)は発熱素子の配置と放熱構造を示す模式図であり、(b)は発熱素子周辺の概略構成を示す断面図である。
次に、本発明の第3の実施形態を、図9に基づいて説明する。図9は、本実施形態に係る電子制御装置を説明するための図であり、(a)は発熱素子の配置と放熱構造を示す模式図であり、(b)は発熱素子周辺の概略構成を示す断面図である。
第3の実施形態における電子制御装置は、第1又は第2の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
本実施形態に係る電子制御装置は、第1及び第2の実施形態同様、筐体10、基板21上に発熱素子23が実装されてなる回路基板20、及び熱伝導部材30を備えている。そして、筐体10に対する基板固定部位の近傍に発熱素子23を実装し、筐体10と発熱素子23との間、及び、筐体10と基板21における発熱素子実装部位の裏面部位との間、の少なくとも一方に柔軟性を有する熱伝導部材30を配置して点を特徴とする。
基板21の固定部位は筐体10に固定されるため、固定部位の反りは強制的に略ゼロとなる。すなわち、反りに対する基準位置Sとなる。従って、固定部位の近傍の反りも小さくなり、そのばらつきも小さくなる。そこで、例えば図9(a),(b)に示すように、基板21の筐体10への固定部位27の近傍に、発熱素子23(図9(a)においては一例としてパワー系(の素子)として図示)を配置することで、放熱性のばらつきを低減することができる。
また、この安定化された筐体10と発熱素子23との間、及び、筐体10ときばん21における発熱素子実装部位の裏面部位との間、の少なくとも一方に、熱伝導部材30を配置(図9(b)においては、両方にそれぞれ熱伝導部材30c,30dを配置)することで、熱伝導部材30が配置される両者間の密着性を向上し、放熱性を向上することができる。すなわち、本実施形態に係る電子制御装置100によっても、放熱性を向上しつつ安定化することができる。
また、本実施形態においては、基板21の固定部位27を、図9(a),(b)に示すように、基板21の周縁部位に設けている。筐体10の周縁部位には、取り付け部に取り付けるための取り付け用部材であるブラケット40の一端が固定されている。従って、発熱素子23からの熱を、筐体10を介してブラケット40に放熱し、ブラケット40を介して取り付け部に放熱することができる。このように、周縁部位に固定部位27を設けると、ブラケット40への伝熱経路を短縮することができるので、放熱性をより向上することができる。しかしながら、固定部位27は基板21の周縁部位に限定されるものではない。周縁部位以外に設けられた固定部位27の近傍に発熱素子23を実装しても、放熱性を向上しつつ安定化することができる。
尚、図9(b)において、符号41は、筐体10に基板21の固定部位27において、基板21を筐体10に固定する固定手段である。本実施形態においては、一例として締結固定するための螺子を示している。また、符号42は、ブラケット40を筐体10に固定する固定手段である。本実施形態においては、一例として締結固定するための螺子を示している。しかしながら、いずれの固定手段41,42も上記例に限定されるものではない。ブラケット27は筐体10と一体成形されたものでも良い。すなわち、筐体10の一部として構成されても良い。
また、本実施形態においては、発熱素子23とカバー12との間に熱伝導部材30cを配置し、発熱素子23とケース11との間に、基板21、導電性部材30dを配置する例を示した。しかしながら、上記構成に限定されるものではない。熱伝導部材30c,30dのうち、いずれか一方のみを配置した構成としても良い。しかしながら、両面放熱(ケース11及びカバー12への放熱)構造とした方が、放熱性をより向上することができる。また、固定部位27の近傍といえど、多少の反りが存在することが考えられるので、放熱性のばらつきを低減することができる。また、発熱素子23をケース11側の基板21上に実装しても良いし、両面に実装しても良い。
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施することができる。
本実施形態においては、電子制御装置100を、車両のエンジンECU(Electric Control Unit)として適用する例を示した。車両に搭載される電子制御装置、特にエンジンルーム等に搭載される電子制御装置は、温度等の使用条件が厳しいため、放熱性のばらつきがあると温度に対して品質を保証することができない。それに対し、本実施形態に係る電子制御装置100を適用すれば、放熱性を向上しつつ安定化することができるので好適である。しかしながら、上記例以外にも適用することができる。
また、本実施形態においては、柔軟性を有する熱伝導部材30(30c,30d)を適用する例を示した。このように柔軟性を有すると、密着性を向上し、放熱性を向上することができる。また、発熱素子23の局部に応力が集中し、破損が生じるのを防ぐことができる。さらには、接着剤のように硬化しないため、発熱素子23に熱応力が加わることもない。しかしながら、柔軟性、すなわち、完全な固体ではなく流動性を有するものであるため、配置によっては、外部振動等によって熱伝導部材30の位置ずれが懸念される。従って、本出願人が出願した特開2003−289191号公報等に記載されているように、筐体10に凹凸(例えば凸状の移動防止部)を設けることで、熱伝導部材30の位置ずれを抑制するようにしても良い。
10・・・筐体
11・・・ケース
11a・・・突出部
12・・・カバー
12a・・・突出部
20・・・回路基板
21・・・基板
22・・・電子部品
23・・・発熱素子(発熱する電子部品)
23a・・・ヒートシンク
26・・・サーマルビア
27・・・固定用孔(固定部位)
28・・・ブラケット
30,30a〜30d・・・熱伝導部材
100・・・電子制御装置
11・・・ケース
11a・・・突出部
12・・・カバー
12a・・・突出部
20・・・回路基板
21・・・基板
22・・・電子部品
23・・・発熱素子(発熱する電子部品)
23a・・・ヒートシンク
26・・・サーマルビア
27・・・固定用孔(固定部位)
28・・・ブラケット
30,30a〜30d・・・熱伝導部材
100・・・電子制御装置
Claims (18)
- 放熱材料からなる筐体と、
発熱する電子部品が実装され、前記筐体に固定された状態で前記筐体内に収容される回路基板と、を備えた電子制御装置において、
前記筐体に対する前記回路基板の固定部位の近傍に、前記電子部品を実装し、
前記筐体と前記電子部品との間、及び、前記筐体と前記回路基板における前記電子部品実装部位の裏面部位との間、の少なくとも一方に柔軟性を有する熱伝導部材を配置したことを特徴とする電子制御装置。 - 前記固定部位を、前記回路基板の周縁部位に設けたことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
- 前記電子部品を、前記回路基板の両面に実装したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子制御装置
- 放熱材料からなる筐体と、
発熱する電子部品が実装され、前記筐体に固定された状態で前記筐体内に収容される回路基板と、を備えた電子制御装置において、
前記電子部品及び当該電子部品が実装された前記回路基板の部位を間に挟むように柔軟性を有する熱伝導部材を配置し、前記熱伝導部材を介して前記筐体に放熱するようにしたことを特徴とする電子制御装置。 - 前記電子部品を、前記筐体に対する前記回路基板の固定部位から離間した部位に実装したことを特徴とする請求項4に記載の電子制御装置。
- 前記固定部位を、前記回路基板の周縁部位に設け、
前記電子部品を、前記回路基板の周縁部位に囲まれる中央部位に実装したことを特徴とする請求項5に記載の電子制御装置。 - 前記電子部品を前記回路基板の一面側に実装し、
前記筐体と前記電子部品との間、及び、前記筐体と前記回路基板における前記電子部品実装部位の裏面部位との間に、それぞれ前記熱伝導部材を配置したことを特徴とする請求項4〜6いずれか1項に記載の電子制御装置。 - 前記固定部位を基準として、前記回路基板に反りのない理想状態において、前記電子部品から前記導電性部材を介して前記筐体へ放熱する側の前記電子部品と前記筐体との間の熱抵抗と、前記電子部品から前記回路基板、前記導電性部材を介して前記筐体へ放熱する側の前記電子部品と前記筐体との間の熱抵抗が略等しく、前記電子部品実装部位における前記回路基板の反り方向が逆で反り量が同じ場合に、前記両熱抵抗が略等しくなるように構成したことを特徴とする請求項7に記載の電子制御装置。
- 前記熱伝導部材は、その粘度が200Pa・sec以上1500Pa・sec以下の範囲内にあることを特徴とする請求項1〜8いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記熱伝導部材は、放熱ゲル若しくは放熱グリスであることを特徴とする請求項9に記載の電子制御装置。
- 前記熱伝導部材は、その厚さが0.1mm以上2.0mm以下の範囲内にあることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の電子制御装置。
- 前記筐体は、前記電子部品の実装位置に対応して前記回路基板方向に突出し、前記熱伝導部材と接触する突出部を有し、
前記回路基板の平面方向において、前記突出部の面積を、前記電子部品の面積以上としたことを特徴とする請求項1〜11いずれか1項に記載の電子制御装置。 - 前記回路基板の平面方向において、前記熱伝導部材の面積を、前記電子部品の面積以上としたことを特徴とする請求項1〜12いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記回路基板は、樹脂材料からなる樹脂基板であることを特徴とする請求項1〜13いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 前記回路基板は、前記電子部品の実装部位に、周囲よりも熱伝導性の高い熱伝導層を有し、
前記電子部品を、前記熱伝導層に接する状態で前記回路基板に実装したことを特徴とする請求項1〜14いずれか1項に記載の電子制御装置。 - 前記回路基板は、前記電子部品の実装部位の裏面に、周囲よりも熱伝導性の高い熱伝導層を有し、
前記回路基板の両表面に設けられた前記熱伝導層間を、熱伝導性の高い材料を配置してなるビアホールで熱的に接続したことを特徴とする請求項1〜15いずれか1項に記載の電子制御装置。 - 前記電子部品は、一体モールドされた放熱部材を有することを特徴とする請求項1〜16いずれか1項に記載の電子制御装置。
- 車両に搭載されることを特徴とする請求項1〜17いずれか1項に記載の電子制御装置。
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