JP2014146843A - Heat dissipation structure of control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御装置の放熱構造に関する。 The present invention relates to a heat dissipation structure for a control device.
従来、制御装置の放熱構造として、電子部品を実装したプリント基板を貫通するスルーホールを設け、当該スルーホールを介して電子部品の熱をプリント基板の実装面とは反対側の面に伝達し、反対側の面と外郭構造体との間を埋めた高熱伝導性材料を介して外郭構造体に伝達するようにしたものが知られている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, as a heat dissipation structure of a control device, a through hole is provided that penetrates a printed circuit board on which an electronic component is mounted, and heat of the electronic component is transmitted to the surface opposite to the mounting surface of the printed circuit board through the through hole. There is known one that transmits to the outer structure via a high thermal conductivity material filled between the opposite surface and the outer structure (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、かかる従来の制御装置の放熱構造では、スルーホールが電子部品の実装領域に設けられており、当該実装領域において電子部品の熱がプリント基板の実装面とは反対側の面に伝達されるようにしているため、プリント基板の電子部品を実装した面とは反対側の面が、もっぱら放熱経路として用いられることとなり、プリント基板の実装面を有効に用いられていなかった。 However, in the heat dissipation structure of such a conventional control device, the through hole is provided in the mounting area of the electronic component, and the heat of the electronic component is transmitted to the surface opposite to the mounting surface of the printed board in the mounting area. Therefore, the surface of the printed circuit board opposite to the surface on which the electronic components are mounted is exclusively used as a heat dissipation path, and the mounting surface of the printed circuit board is not effectively used.
したがって、多くの電子部品を実装する場合には、少なくとも電子部品の実装領域分の面積を広くしたプリント基板を用いる必要があり、基板サイズの大型化が余儀なくされてしまう。 Therefore, when many electronic components are mounted, it is necessary to use a printed circuit board that has at least an area corresponding to the mounting area of the electronic components, and the substrate size must be increased.
そこで、本発明は、電子部品の放熱性を確保しつつ、電子部品の実装面積の拡大やプリント基板の小型化を図ることのできる制御装置の放熱構造を得ることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to obtain a heat dissipation structure for a control device that can increase the mounting area of an electronic component and reduce the size of a printed circuit board while ensuring heat dissipation of the electronic component.
本発明は、多層構造のプリント基板と、当該プリント基板を内包する第1の分割ケースおよび第2の分割ケースからなる外郭構造体と、を備えた制御装置において、前記プリント基板に実装した電子部品の熱を、当該プリント基板の実装面とは反対側の面から前記外郭構造体に伝達し、当該外郭構造体から外方に放熱する制御装置の放熱構造であって、前記プリント基板の電子部品の実装領域から当該プリント基板の実装禁止帯となる周縁部まで放熱パターンが延設されるとともに、当該周縁部に、前記放熱パターンから前記外郭構造体に伝熱する熱伝達部が設けられており、前記プリント基板は、当該プリント基板の内層に形成される第1の導体層と、前記実装面となる第2の導体層と、を備えており、前記放熱パターンは、前記第1の導体層と同じ層に形成されていることを特徴とする。 The present invention provides an electronic component mounted on a printed circuit board in a control device including a multilayer printed circuit board and an outer structure body including a first divided case and a second divided case containing the printed circuit board. Is a heat dissipation structure of a control device that transfers heat from the surface opposite to the mounting surface of the printed circuit board to the outer structure body and dissipates heat outward from the outer structure body, the electronic component of the printed circuit board A heat radiation pattern is extended from the mounting area to the peripheral edge that is the mounting prohibition band of the printed circuit board, and a heat transfer portion that transfers heat from the heat dissipation pattern to the outer structure is provided on the peripheral edge. The printed circuit board includes a first conductor layer formed in an inner layer of the printed circuit board and a second conductor layer serving as the mounting surface, and the heat dissipation pattern includes the first conductive layer. Characterized in that it is formed in the same layer as the layer.
本発明によれば、プリント基板の実装面に実装した電子部品の熱が、プリント基板の実装禁止帯となる周縁部まで延設した放熱パターンと、プリント基板の実装禁止帯となる周縁部に設けた熱伝達部と、を介してプリント基板を内包した外郭構造体に伝達されるため、プリント基板の実装禁止帯となる周縁部でプリント基板の反対側の面に電子部品の熱を伝達することができる。したがって、プリント基板は、電子部品の実装領域の反対側の面にも他の電子部品の実装が可能となり、電子部品の放熱性を確保しつつ、電子部品の実装面積の拡大やプリント基板の小型化を図ることができる。また、放熱パターンを第1の導体層と同じ層に形成することで、第2の導体層に実装された電子部品の熱を放熱パターンによって放熱させつつ、同層の他の領域を回路パターンとして用いることが可能となる。 According to the present invention, the heat of the electronic component mounted on the mounting surface of the printed circuit board is provided in the heat radiation pattern that extends to the peripheral edge that becomes the mounting prohibited band of the printed circuit board, and the peripheral edge that becomes the mounting prohibited band of the printed circuit board. The heat transfer part is transferred to the outer structure containing the printed circuit board via the heat transfer part, so that the heat of the electronic component is transferred to the opposite surface of the printed circuit board at the peripheral part which is the mounting prohibited band of the printed circuit board. Can do. Therefore, the printed circuit board can mount other electronic components on the surface opposite to the mounting area of the electronic components, ensuring the heat dissipation of the electronic components, increasing the mounting area of the electronic components, and reducing the size of the printed circuit board. Can be achieved. In addition, by forming the heat dissipation pattern in the same layer as the first conductor layer, the heat of the electronic component mounted on the second conductor layer is dissipated by the heat dissipation pattern, and other areas of the same layer are used as circuit patterns. It can be used.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that similar components are included in the following embodiments. Therefore, in the following, common reference numerals are given to those similar components, and redundant description is omitted.
(第1実施形態)
本実施形態にかかる制御装置の放熱構造は、たとえば、図1に示す電子制御装置1に適用されている。この電子制御装置1は、図2に示すように、プリント基板2と、プリント基板2を内包するベース(第1の分割ケース)31およびカバー(第2の分割ケース)32とを有するケーシング(外郭構造体)3と、を備えている。なお、本実施形態では、矩形状に形成されたプリント基板2を用いているが、その形状は特に限定されるものではない。
(First embodiment)
The heat dissipation structure of the control device according to the present embodiment is applied to, for example, the electronic control device 1 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the electronic control device 1 includes a printed
また、電子制御装置1は、例えば自動車用のエンジン制御ユニットやステアリング制御ユニット或いはブレーキ制御ユニット等に使用され、自動車車体に取り付けられる。もちろん、この電子制御装置は、自動車用に限定されるものではない。 The electronic control device 1 is used in, for example, an automobile engine control unit, a steering control unit, a brake control unit, or the like, and is attached to an automobile body. Of course, the electronic control device is not limited to an automobile.
そして、図2および図3に示すように、プリント基板2には電子部品4が実装されている。この電子部品4としては、たとえば、エンジン制御ユニットでは、コンデンサ、コイル、トランジスタ、半導体素子などがある。そして、それら電子部品4のなかには、作動させることによって高い発熱性を呈するもの(たとえば、半導体素子やパワートランジスタおよびインバータなど)があり、図2では、便宜上、発熱性の高い電子部品4のみを示し、その他の電子部品は図示を省略している。
As shown in FIGS. 2 and 3, an
ベース31およびカバー32は、それぞれ耐熱性および放熱性に優れた材料、例えば、アルミ板、アルミダイキャスト、鉄などによって形成されている。そして、ベース31およびカバー32は、プリント基板2を内包できるように当該プリント基板2の外側形状にほぼ沿って形成されている。すなわち、本実施形態では、ベース31およびカバー32の両者を結合することで、全体的にほぼ直方体状となるケーシング3が形成される。
The
ベース31は、図2に示すように、ほぼ矩形状をなす板材の短幅方向に対向する両側部31a、31bが、ケーシング3の内方に向けて谷折り方向に2段階で折曲されており、その先端面311が底面31cと平行となって、プリント基板2の支持面およびプリント基板2からの受熱面とされている。
As shown in FIG. 2, the
また、ベース31の四隅部には、ケーシング3の内方に向けてエンボス加工して形成した固定面312を備えており、それら固定面312には取付用ねじ5を挿通する取付孔313がそれぞれ形成されている。さらに、ベース31の長幅方向に対向する両側部31d、31eのほぼ中央部には、電子制御装置1を車体等に取り付ける一対の取付ブラケット314が突設されている。
In addition, the four corners of the
カバー32は、側壁321が、矩形状となった天面32aの周縁部からプリント基板2およびベース31の外周を囲繞するように垂設されている。この側壁321の内面には、基端側となる上方が幅狭となり、先端側となる下方が幅広となる段差部322がカバー32の内壁の周囲に連続して形成されており、その段差部322の段差面322aでプリント基板2の周縁部を押さえるようになっている。
The
また、周囲に巡らされた段差部322の四隅部には、ベース31の固定面312の形成位置に対応して、段差面322aを広げた押え面323が設けられ、その押え面323には、取付用ねじ5を螺合するねじ孔324が形成されている。このとき、ベース31の固定面312とカバー32の押え面323と取付用ねじ5とが、プリント基板2を固定する固定部Fとなる。なお、カバー32の天面32aは、平坦ではなく、プリント基板2に実装される電子部品やその他の機能部品の突出形状にほぼ沿って凹凸形成されている。
In addition, at the four corners of the
そして、図4に示すように、ベース31の支持面となる先端面311にプリント基板2の周縁部を載置した状態で、カバー32をプリント基板2の上方から被せることにより、カバー31の側壁321は、プリント基板2を内包した状態でベース31の外周にほぼ密接して嵌合される。このとき、プリント基板2の周縁部は、ベース31の先端面311とカバー31の段差面322aとの間に挟持された状態となる。
Then, as shown in FIG. 4, the
また、図2および図3に示すように、プリント基板2の四隅部には、ベース31の取付孔313の形成位置に対応して取付用ねじ5を挿通する挿通孔21が形成されている。そして、図2に示すように、ベース32の下方から取付孔313に挿通した取付用ねじ5を、プリント基板2の挿通孔21に挿通した後、カバー32のねじ孔324に螺合させて締め付けることにより、プリント基板2は、ベース31とカバー32とに挟まれ、かつ、ケーシング3に内包された状態で固定される。
As shown in FIGS. 2 and 3,
プリント基板2は、図4に示すように、多層構造をしており、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁樹脂材料をベース部22とし、そのベース部22の表裏面に配線回路層や絶縁層などを積層することで形成されている。本実施形態では、プリント基板2の電子部品4が実装される一般領域では、ベース部22の表裏面から外方に向かって順に、第1の導体層23、プリプレグ層24、第2の導体層25およびレジスト層26が積層されている。
As shown in FIG. 4, the printed
そして、上述した発熱性の高い電子部品4は、プリント基板2の片面側(図4中上面)の第2の導体層25に実装されている。このとき、電子部品4の実装領域4Pは、予め、レジスト層26が設けられない部分となっている。また、電子部品4の実装は、当該電子部品4のリード41を半田42によって第2の導体層25にろう付けすることにより行われる。
The above-described highly exothermic
また、プリント基板2の周縁部2Eは、上述したようにベース31の先端面311と、カバー32の段差面322aおよび押え面323と、の間に挟持されるため、電子部品4を実装することができない実装禁止帯(図3中斜線部分で示す)となっている。
Since the
ところで、プリント基板2に実装した電子部品4に発生する熱は、一旦、ケーシング3に伝達された後、当該ケーシング3から外方(大気中)に放出される。
By the way, the heat generated in the
ここで、本実施形態では、図3および図4に示すように、プリント基板2の電子部品4の実装領域4Pからプリント基板2の実装禁止帯となる周縁部2Eまで放熱パターン6を延設するとともに、その周縁部2Eに、放熱パターン6からケーシング3に伝熱する熱伝達部7を設けている。そして、電子部品4の熱が、放熱パターン6および熱伝達部7を介してケーシング3、つまり、本実施形態では、ベース31の先端面311に伝達されるようにしている。このように、先端面311がベース31の受熱部分となっている。
Here, in the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the
このとき、放熱パターン6は、プリント基板2の第1の導体層23と同じ層に形成されることにより、その放熱パターン6は、プリント基板2の内層に形成されるようになっている。したがって、放熱パターン6は、プリント基板2の実装面となる第2の導体層25から少なくとも2層目よりも基板内部側の層に設けられることになり、その放熱パターン6とプリント基板2の実装面となる第2の導体層25との間には、熱遮断領域(熱遮断層)となるプリプレグ層24を介在させている。プリプレグ層24は、たとえば、補強材のガラス布に熱硬化性樹脂を含浸させることで形成されている。もちろん、放熱パターン6は、熱伝導率の高い材料、本実施形態では銅箔で形成されており、放熱パターン6は、同じ層内に設けられる第1の導体層23とプリプレグ層24により分離されている。本実施形態では、プリプレグ層24に、放熱パターン6および第1の導体層23が形成される層に向けて突出する突出部24aを形成し、この突出部24aによって、放熱パターン6と第1の導体層23とを分離している。こうすれば、放熱パターン6に伝達された電子部品4の熱が第1の導体層23に伝達されてしまうのが抑制され、より迅速に外部への放熱を行うことができる。また、第1の導体層23の実装領域が電子部品4の熱による影響を受けてしまうのを抑制することもできる。
At this time, the
上述したように、放熱パターン6は、第1の導体層23と同じ層に形成されており、プリント基板2に形成される他の回路パターンの形成層、つまり、上述した第2の導体層25と異なる層に形成されている。
As described above, the
ここで、本実施形態では、熱伝達部7は、放熱パターン6に接触してプリント基板2の厚さ方向に貫通した熱伝達用の複数のスルーホール71で形成している。スルーホール71は、プリント基板2を貫通した貫通孔の内面にメッキ(銅)を施すことで形成されており、そのメッキ部分を介して熱伝達されるようになっている。
Here, in this embodiment, the
また、プリント基板2は、第2の導体層25が電子部品4の実装面となり、その第2の導体層25にレジスト層26が設けられて絶縁されている。このため、複数のスルーホール71が群をなして形成されたスルーホール形成領域71Pには、レジスト層26の非形成領域26P、つまり、レジスト層26が予め設けられない部分が設けられている。なお、そのレジスト層26の非形成領域26Pは、上述した電子部品4の実装領域4Pにも設けられている。
In the printed
さらに、レジスト層26の非形成領域26Pは、両面に設けた第2の導体層25と同じ層で、導体のベタ面27として設けられる。ただし、非形成領域26Pは、プリント基板2の周縁部分を含んでいる点で導体のベタ面27とは異なっている。そして、スルーホール71に伝達された熱は、ベース31の先端面311に接触したスルーホール71の端面およびベタ面27からその先端面311に伝達される。
Further, the
図3に示すように、放熱パターン6は、電子部品4の実装領域4Pでは、電子部品4の外形よりも大きく形成される。なお、放熱パターン6の電子部品4の実装領域4Pにおける形状は、電子部品4の外形とほぼ同一であってもよい。
As shown in FIG. 3, the
また、図3に示すように、プリント基板2では、上述したように、取付用ねじ5が挿通される挿通孔21がプリント基板2の固定部Fとなり、放熱パターン6は、少なくとも電子部品4の実装領域4Pから固定部Fの近傍まで延設されている。なお、放熱パターン6は、固定部Fまで直接延設されていてもよい。このように、放熱パターン6が、固定部Fまたは固定部Fの近傍まで延設される場合、電子部品4は、伝熱経路を短縮するために、その固定部Fの近傍に配置されることが好ましい。さらにまた、放熱パターン6は、連続して延出する一部61を、プリント基板2の周縁部に所定幅wをもって連続的に巡らせてある。
As shown in FIG. 3, in the printed
以上の本実施形態によれば、プリント基板2の実装面に実装した電子部品4の熱は、プリント基板2の実装禁止帯となる周縁部2Eまで延設した放熱パターン6と、その周縁部2Eに設けた熱伝達部7と、を介して、プリント基板2を内包したベース31の先端面311に伝達される(図4参照。なお、放熱パターン6の伝熱経路は矢印aで示し、熱伝達部7の伝熱経路は矢印bで示している)。そして、ベース31に伝達された電子部品4の熱は、矢印cに示すように、先端面311からベース31の底面31cに伝達されて外方に放出される。
According to the above-described embodiment, the heat of the
したがって、本実施形態では、電子部品4の熱を外方に放出するにあたって、プリント基板2の実装禁止帯となる周縁部2Eを有効利用して、周縁部2Eでプリント基板2の反対面に電子部品4の熱を伝達することができる。これにより、プリント基板2は、電子部品4の実装領域4Pの反対面にも、他の電子部品の実装が可能な領域を設けることができ、電子部品4の放熱性を確保しつつ、電子部品4の実装面積の拡大やプリント基板2の小型化を図ることができる。
Therefore, in the present embodiment, when the heat of the
また、放熱パターン6をプリント基板2の内層に形成したので、プリント基板2の表面に設けられる実装面を広く確保できるようになり、プリント基板2をより小型化することができる。
Moreover, since the
さらに、放熱パターン6をプリント基板2の内層の一部に形成しつつ、放熱パターン6が形成される層と同じ層の他の領域に第1の導体層23を形成したので、放熱パターン6として用いない領域を有効利用することができる。
Furthermore, since the
また、熱遮断領域(熱遮断層)となるプリプレグ層24に、放熱パターン6および第1の導体層23が形成される層に向けて突出する突出部24aを形成し、この突出部24aによって、放熱パターン6と第1の導体層23とを分離しているので、放熱パターン6に伝達された電子部品4の熱が第1の導体層23に伝達されてしまうのを抑制することができる。その結果、より迅速に外部への放熱を行うことができる上、第1の導体層23の実装領域が電子部品4の熱による影響を受けてしまうのを抑制することができるようになる。
Further, the
さらに、熱伝達部7をスルーホール71で形成したので、放熱パターン6に伝達された熱を、スルーホール71を介してプリント基板2の反対面に効率よく伝達できる。
Furthermore, since the
さらにまた、プリント基板2の実装面にレジスト層26を設ける場合にも、スルーホール形成領域71Pにレジスト層71の非形成領域26Pを設けたので、図4中矢印dに示すように、スルーホール71からプリント基板2の実装面側への放熱を、レジスト層26で邪魔されることなく効率良く行うことができる。そして、プリント基板2の実装面側に放出された熱は、ケーシング3内からカバー32を経由して外方に放出されることになる。
Furthermore, when the resist
また、放熱パターン6を、電子部品4の実装領域4Pで、その電子部品4の外形とほぼ同一、もしくは、それよりも大きく形成したので、電子部品4から放熱パターン6への伝熱効率を向上することができる。
Moreover, since the
そして、放熱パターン6を、プリント基板2の電子部品4が実装される部位またはその周辺に設けるようにすれば、プリント基板2のうち電子部品4が実装されていない部位を他の回路パターンとして利用することができるようになる。
If the
さらに、放熱パターン6を、少なくとも電子部品4の実装領域4Pから固定部Fもしくはその固定部F近傍まで延設したので、放熱パターン6を介して伝達される電子部品4の熱を、固定部Fから効率良くケーシング3に伝達することができる。
Furthermore, since the
さらにまた、放熱パターン6を、プリント基板2の実装面から少なくとも2層目よりも基板内部側の層に設け、放熱パターン6とプリント基板2の実装面との間にプリプレグ層24を設けたので、電子部品4の熱が放熱パターン6を介して熱伝達部7まで伝達される間に、放熱パターン6の熱をプリプレグ層24で遮熱できるため、プリント基板2の一般実装領域の表面から放熱してしまうのを抑制し、プリント基板2に実装した他の電子部品や機能部品への熱影響を低減することができる。
Furthermore, since the
また、電子部品4を、固定部Fの近傍に配置することにより、熱発生源である電子部品4と、ケーシング3の熱受け取り部分との間の距離をより短くできるため、ケーシング3からの熱放出効率を高めることができる。
In addition, by disposing the
さらに、放熱パターン6の一部を、プリント基板2の周縁部2Eを巡って形成したので、電子部品4の熱を放熱パターン6を介してプリント基板2の周縁部に伝達し、その周縁部2Eからベース31とカバー32の挟持部分の周囲に伝熱できるため、ケーシング3の広い面積からの放熱を可能として、熱の放熱効率を高めることができる。
Further, since a part of the
なお、放熱パターン6を、プリント基板2の電子部品4が実装される部位またはその周辺に設けるとともに、放熱パターン6の一部をプリント基板2の周縁部2Eに沿うように延設させるようにすれば、プリント基板2の電子部品4が実装されていない領域を有効利用しつつ、熱の放熱効率を高めることができるようになる。
The
さらにまた、放熱パターン6を、プリント基板2に形成される他の回路パターンの形成層となる第2の導体層25と異なる第1の導体層23に形成したので、放熱パターン6と他の回路パターンとが互いに干渉するのを避けることができる。これにより、放熱パターン6および他の回路パターンのレイアウトの自由度を高めることができる。
Furthermore, since the
また、放熱パターン6を、プリント基板2に形成される他の回路パターンの形成層となる第1の導体層23と同じ層に形成することで、プリント基板2の厚みを薄くして軽量化を図ることができる。なお、この場合は、第2の導体層25が省略されることが前提となる。
In addition, by forming the
ここで、図5は、上記第1実施形態の変形例を示している。本変形例では、熱伝達部7からベース31に伝熱される部分は、ベース31の両側部31a、31bを、一旦、ケーシング3の内方に折曲した後、その先端部をカバー32の側壁321に向けて底面31cと平行となるように断面クランク状に折曲しており、その先端面311aがプリント基板2の支持面およびプリント基板2からの受熱面とされている。そして、受熱面となる先端面31の外側に複数の放熱フィン315が一体に突設されている。
Here, FIG. 5 shows a modification of the first embodiment. In this modified example, the portion of the heat transferred from the
この本変形例のようにベース31の先端面311aを断面クランク状に形成した場合にあっても、上記第1実施形態と同様に、プリント基板2を支持するとともに熱伝達部7を介して電子部品4の熱を受熱することができる。また、本変形例によれば、先端面311aの外側に放熱フィン315が設けられることにより、放熱効果をさらに向上することができる。
Even in the case where the
(第2実施形態)
本実施形態が、上記第1実施形態と主に異なる点は、スルーホール71とベース31の先端面311との接触部およびスルーホール71が設けられたプリント基板2の周縁部2Eのベタ面27とベース31の先端面311との接触部に、熱伝導材としての放熱板72を介在させたことにある。
(Second Embodiment)
The main difference between the present embodiment and the first embodiment is that the contact portion between the through
放熱板72は、熱伝導性に優れた材料、例えば、アルミ板、アルミダイキャスト、鉄などで形成されており、スルーホール71とベース31の先端面311との間、および、ベタ面27とベース31の先端面311との間を密接して埋めるようになっている。
The
以上の本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。 Also according to this embodiment described above, the same operations and effects as those of the first embodiment can be achieved.
また、本実施形態によれば、熱伝導材である放熱板72を介することでスルーホール71からベース31への伝熱効率をさらに向上させることができるという利点がある。なお、放熱板72は、スルーホール71とベース31の先端面311との接触部と、ベタ面27とベース31の先端面311との接触部と、のいずれか一方に設けられていてもよい。
Moreover, according to this embodiment, there exists an advantage that the heat-transfer efficiency from the through
もちろん、本実施形態にあっても、ベース31の受熱部分および放熱部分に、図5に示した変形例のように、先端面311aおよび放熱フィン315を形成することも可能である。
Of course, even in the present embodiment, the
(第3実施形態)
本実施形態が、上記第2実施形態と主に異なる点は、熱伝導材として放熱グリス73を用い、当該放熱グリス73をスルーホール71内に充填させたことにある。
(Third embodiment)
The main difference between the present embodiment and the second embodiment is that the
また、放熱グリス3をスルーホール71内に充填させるにあたって、放熱グリス3を放熱パターン6側からベース31に向けてスルーホール内71に充填させるようにしている。
In addition, when filling the
以上の本実施形態によっても、上記第2実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。 Also according to this embodiment described above, the same operations and effects as those of the second embodiment can be achieved.
また、本実施形態によれば、放熱グリス73をスルーホール71内に充填したので、空気を介した放熱に比し、スルーホール71の熱伝導率をさらに向上し、スルーホール71からベース31への伝熱効率のさらなる向上を図ることができる。
Further, according to the present embodiment, since the
また、放熱グリス73を、放熱パターン6側からベース31に向けてスルーホール71内に充填したので、スルーホール71とベース31の先端面311との間を放熱グリス73で確実に埋めることができ、スルーホール71からベース31への伝熱効率をさらに向上することができる。ここで、放熱グリスに換えて熱伝導性接着剤を用いてもよく、この場合は、制御装置の組付け、固定の工程の一部として製造工程を削減したり、接着により接合強度の向上を図ることもできる。
Further, since the
もちろん、本実施形態にあっても、ベース31の受熱部分および放熱部分に、図5に示した変形例のように、先端面311aおよび放熱フィン315を形成することも可能である。
Of course, even in the present embodiment, the
(第4実施形態)
本実施形態が、上記第3実施形態と主に異なる点は、プリント基板2の両面に、それぞれの実装領域4Pを対応させて電子部品4を実装させたことにある。
(Fourth embodiment)
The main difference between the present embodiment and the third embodiment is that the
本実施形態では、電子部品4をプリント基板2の両面に、それぞれの実装領域4Pを対応させて実装するにあたり、プリント基板2の第1の導体層23、プリプレグ層24、第2の導体層25およびレジスト層26が、少なくとも電子部品4が実装される周辺において、ベース部22を境にほぼ対称な構造となるように形成している。
In the present embodiment, when the
したがって、放熱パターン6は、プリント基板2の表面側の実装面および裏面側の実装面から少なくとも2層目よりも基板内部側の層に設けられることとなる。
Therefore, the
さらに、放熱パターン6とプリント基板2の表裏の実装面との間には、熱遮断領域(熱遮断層:プリプレグ層24)がそれぞれ設けられている。
Furthermore, between the
そして、両面に実装された電子部品4の熱は、プリント基板2の両面側で、矢印a、b、cを経由してスルーホール71からベース31に伝達される。また、スルーホール71を経由して矢印dに示すようにケーシング3内にも放熱され、その熱はカバー32から外方に放出される。
The heat of the
以上の本実施形態によっても、上記第3実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。 Also according to the present embodiment described above, the same operations and effects as those of the third embodiment can be achieved.
また、本実施形態によれば、プリント基板2の両面に、それぞれの実装領域4Pを対応させて電子部品4を実装したので、1つのプリント基板2に対してより多くの電子部品4を実装できるようになり、一定の面積を有するプリント基板2への実装効率を高めることができる。
Further, according to the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば、プリント基板2の表面側の実装面および裏面側の実装面から少なくとも2層目よりも基板内部側の層に放熱パターン6を設けるとともに、放熱パターン6とプリント基板2の表裏の実装面との間に熱遮断領域(熱遮断層:プリプレグ層24)をそれぞれ設けている。
Further, according to the present embodiment, the
そのため、電子部品4の熱が放熱パターン6を介して熱伝達部7まで伝達される間に、放熱パターン6の熱を熱遮断領域で遮熱してプリント基板2の一般実装領域の表面から放熱してしまうのを抑制することができる。したがって、プリント基板2に実装した他の電子部品や機能部品への熱影響をより低減させつつ、プリント基板2の実装禁止帯となる周縁部2Eでプリント基板2の反対側の面に電子部品4の熱をより確実に伝達させることができるようになる。
Therefore, while the heat of the
もちろん、本実施形態にあっても、ベース31の受熱部分および放熱部分に、図5に示した変形例のように、先端面311aおよび放熱フィン315を形成することも可能である。
Of course, even in the present embodiment, the
(第5実施形態)
本実施形態では、上記第1実施形態と同様に、電子部品4がプリント基板2Aの固定部Fの近傍に配置されている。
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, as in the first embodiment, the
ここで、本実施形態が上記第1実施形態と主に異なる点は、スルーホール形成領域71Pを、電子部品4の実装領域4Pに最も近いプリント基板2Aの一辺に沿って帯状に形成し、かつ、放熱パターン6を当該スルーホール形成領域71Pに沿って延設したことにある。
Here, this embodiment is mainly different from the first embodiment in that the through-
また、本実施形態にあっても、放熱パターン6の一部61をプリント基板2Aの周縁部に巡らせてあり、スルーホール形成領域71Pに沿った放熱パターン6は、両端部の挿通孔21を迂回して放熱パターン6の一部61に繋げられている。また、本実施形態では、発熱性の高い電子部品4が複数(本実施形態では2個)隣接して実装されており、放熱パターン6は、それら複数の電子部品4の実装領域4Pを包含するように形成されている。
Also in this embodiment, a
以上の本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。 Also according to this embodiment described above, the same operations and effects as those of the first embodiment can be achieved.
また、本実施形態によれば、スルーホール形成領域71Pを、プリント基板2Aの一辺に沿って帯状に形成したので、スルーホール形成領域71Pの面積が増大されて、放熱パターン6から伝達された熱を効率よくベース31に伝達することができる。これにより、複数の電子部品4が隣接して実装された場合にも、それら電子部品4で発生した熱を効率よくケーシング3の外方に放出させることができる。
In addition, according to the present embodiment, since the through-
(第6実施形態)
本実施形態では、上記第5実施形態と同様に、矩形状となったプリント基板2Bの辺に沿って発熱性の高い電子部品4と、スルーホール形成領域71Pと、放熱パターン6と、が設けられている。
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, similarly to the fifth embodiment, the highly heat-generating
ここで、本実施形態が上記第5実施形態と主に異なる点は、電子部品4とスルーホール形成領域71Pと放熱パターン6とを1つの放熱セットRとした場合に、その放熱セットRを、矩形状となったプリント基板2Bの複数の辺に沿って設けたことにある。なお、本実施形態では、3つの辺に沿って放熱セットRが設けられているが、2つの辺または4つ全ての辺に沿って放熱セットRを設けるようにしてもよい。
Here, the main difference between the present embodiment and the fifth embodiment is that when the
この場合、スルーホール形成領域71Pは、各辺に対応するものどうしが互いに分離されているが、放熱パターン6は全ての放熱セットRで連続している。また、本実施形態にあっても、放熱パターン6の一部61をプリント基板2Aの周縁部に巡らせてあり、また、スルーホール形成領域71Pに沿った放熱パターン6は挿通孔21を迂回した形状となっている。
In this case, in the through-
以上の本実施形態によっても、上記第5実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。 Also according to this embodiment described above, the same operations and effects as those of the fifth embodiment can be obtained.
また、本実施形態によれば、さらに多くの電子部品4を1つのプリント基板2Bに実装させたい場合に、それら多くの電子部品4を複数のグループに分けて、プリント基板2Bの各辺に沿って配置することにより、それら多くの電子部品4で発生した熱を効率よくケーシング3に伝達して外方に放出させることができるようになる。
In addition, according to the present embodiment, when more
(第7実施形態)
本実施形態では、上記第6実施形態と同様に、矩形状となったプリント基板2Cの複数の辺に沿って、複数のスルーホール形成領域71Pが、それぞれの辺で独立した帯状に形成されるとともに、それら独立したスルーホール形成領域71Pに沿って延設される放熱パターン6は、挿通孔21を迂回しつつ連続している。
(Seventh embodiment)
In the present embodiment, as in the sixth embodiment, a plurality of through-
ここで、本実施形態が上記第6実施形態と主に異なる点は、発熱性の高い電子部品4をプリント基板2Cの中央部分に実装したことにある。そして、その電子部品4の実装領域4Pを包含するように、プリント基板2Cの中央部分に設けられた放熱パターン6は、複数のスルーホール形成領域71Pに沿ってそれぞれ延設した部分に、電子部品4を中心としてT字状に延設された連結パターン62を介して繋げられている。なお、本実施形態では、プリント基板2Cの中央部分に実装される電子部品4は1個であるが、複数個の電子部品4をまとめて中央部分に実装してもよい。
Here, this embodiment is mainly different from the sixth embodiment in that the
以上の本実施形態によっても、上記第6実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。 Also according to this embodiment described above, the same operations and effects as those of the sixth embodiment can be achieved.
また、本実施形態によれば、プリント基板2Cの中央部分に実装した電子部品4の熱は、連結パターン62を含む放熱パターン6によって、プリント基板2Cの複数の辺に沿って設けられた複数のスルーホール形成領域71Pに伝達される。これにより、中央部の電子部品4の熱は複数のスルーホール形成領域71Pを介してベース31に伝達できるため、放熱効率をさらに向上させることができる。
In addition, according to the present embodiment, the heat of the
(第8実施形態)
本実施形態では、図13に示すように、上記第1実施形態と同様に、電子部品4の熱は、放熱パターン6および熱伝達部7Aを介してケーシング3、詳細にはベース31の先端面311aに伝達されるようになっている。
(Eighth embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, as in the first embodiment, the heat of the
ここで、本実施形態が上記第1実施形態と主に異なる点は、熱伝達部7Aが、放熱パターン6に接触してプリント基板2の厚さ方向に貫通され、ベース31とカバー32とを結合する取付用ねじ5によって形成されたことにある。
Here, the present embodiment is mainly different from the first embodiment in that the
すなわち、取付用ねじ5は、上記第1実施形態(図2参照)で示したように、ベース32の下方から取付孔313およびプリント基板2の挿通孔21に挿通した後、カバー32のねじ孔324に螺合して締め付けられるようになっている。このとき、取付用ねじ5を、プリント基板2の挿通孔21の内周に密接して挿通させることにより、当該取付用ねじ5が放熱パターン6と接触した状態となる。
That is, the mounting
以上の本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。 Also according to this embodiment described above, the same operations and effects as those of the first embodiment can be achieved.
また、本実施形態によれば、熱伝達部7Aが、ベース31とカバー32とを結合する取付用ねじ5によって形成されているので、部品(取付用ねじ5)の共用化を図りつつ、放熱パターン6に伝達された電子部品4の熱をケーシング3(ベース31)に効率よく伝達でき、これにより、熱伝達部の構造を簡素化しつつ安価な製品を提供できる。
In addition, according to the present embodiment, the
以上、本発明にかかる電子制御装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限ることなく要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態を採用することができる。 The preferred embodiments of the electronic control device according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various embodiments can be adopted without departing from the scope of the invention.
たとえば、プリント基板を構成する各層は、それぞれの素材や積層数を用途に応じて適宜選択することが可能である。 For example, for each layer constituting the printed circuit board, the respective materials and the number of layers can be appropriately selected according to the application.
また、外郭構造体、スルーホール、その他細部のスペック(形状、大きさ、レイアウト等)も適宜に変更可能である。 In addition, the outer structure, through-hole, and other detailed specifications (shape, size, layout, etc.) can be changed as appropriate.
また、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。 Further, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiment will be described together with the effects thereof.
(1)プリント基板の実装面にレジスト層が設けられるとともに、スルーホールの形成領域にレジスト層の非形成領域が設けられるようにするのが好適である。 (1) It is preferable that a resist layer is provided on the mounting surface of the printed board, and a non-resist layer formation region is provided in a through hole formation region.
こうすれば、プリント基板の実装面にレジスト層を設ける場合にも、スルーホールからプリント基板の実装面側への放熱を、レジスト層で邪魔されることなく効率良く行うことができる。 In this way, even when a resist layer is provided on the mounting surface of the printed circuit board, heat can be efficiently radiated from the through hole to the mounting surface side of the printed circuit board without being obstructed by the resist layer.
(2)熱伝達部は、放熱パターンに接触するとともにプリント基板の厚さ方向に貫通し、第1の分割ケースと第2の分割ケースとを結合する取付用ねじであるようにするのが好適である。 (2) It is preferable that the heat transfer portion is a mounting screw that contacts the heat radiation pattern and penetrates in the thickness direction of the printed circuit board to couple the first divided case and the second divided case. It is.
こうすれば、部品(取付用ねじ)の共用化を図りつつ、放熱パターンに伝達された電子部品の熱を外郭構造体(第1の分割ケース)に効率よく伝達でき、これにより、熱伝達部の構造を簡素化しつつ安価な製品を提供できる。 This makes it possible to efficiently transfer the heat of the electronic component transferred to the heat dissipation pattern to the outer structure (first divided case) while sharing the components (mounting screws). It is possible to provide an inexpensive product while simplifying the structure.
(3)放熱パターンは、電子部品の実装領域で、当該電子部品の外形とほぼ同一、もしくは、それよりも大きく形成されるようにするのが好適である。 (3) It is preferable that the heat radiation pattern be formed to be substantially the same as or larger than the outer shape of the electronic component in the mounting region of the electronic component.
こうすれば、電子部品から放熱パターンへの伝熱効率を向上することができる。 If it carries out like this, the heat-transfer efficiency from an electronic component to a thermal radiation pattern can be improved.
(4)プリント基板は、第1の分割ケースと第2の分割ケースとの間で固定される固定部を有し、放熱パターンは、少なくとも電子部品の実装領域から固定部もしくは当該固定部近傍まで延設されるようにするのが好適である。 (4) The printed circuit board has a fixed portion fixed between the first divided case and the second divided case, and the heat radiation pattern extends from at least the mounting region of the electronic component to the fixed portion or the vicinity of the fixed portion. It is preferable to extend.
こうすれば、放熱パターンを介して伝達される電子部品の熱を、固定部から効率良く外郭構造体に伝達することができる。 If it carries out like this, the heat | fever of the electronic component transmitted via a thermal radiation pattern can be efficiently transmitted to an outline structure from a fixing | fixed part.
(5)放熱パターンは、プリント基板の実装面から少なくとも2層目よりも基板内部側の層に設けられ、当該放熱パターンとプリント基板の実装面との間に熱遮断領域が設けられるようにするのが好適である。 (5) The heat dissipating pattern is provided in a layer inside the substrate from at least the second layer from the mounting surface of the printed circuit board, and a heat blocking region is provided between the heat dissipating pattern and the mounting surface of the printed circuit board. Is preferred.
こうすれば、電子部品の熱が放熱パターンを介して熱伝達部まで伝達される間に、放熱パターンの熱を熱遮断領域で遮熱できるため、プリント基板の一般実装領域の表面から放熱してしまうのを抑制し、プリント基板に実装した他の電子部品や機能部品への熱影響を低減することができる。 In this way, the heat of the heat dissipation pattern can be shielded in the heat blocking area while the heat of the electronic component is transferred to the heat transfer part via the heat dissipation pattern, so that heat is dissipated from the surface of the general mounting area of the printed circuit board. The thermal influence on other electronic components and functional components mounted on the printed circuit board can be reduced.
(6)電子部品は、固定部の近傍に配置されるようにするのが好適である。 (6) The electronic component is preferably arranged in the vicinity of the fixed portion.
こうすれば、熱発生源である電子部品と、外郭構造体の熱受け取り部分との間の距離をより短くできるため、外郭構造体からの熱放出効率を高めることができる。 In this way, the distance between the electronic component that is a heat generation source and the heat receiving portion of the outer structure can be further shortened, so that the heat release efficiency from the outer structure can be increased.
(7)放熱パターンは、当該放熱パターンの一部がプリント基板の周縁部を巡って形成されるようにするのが好適である。 (7) The heat radiation pattern is preferably formed so that a part of the heat radiation pattern is formed around the peripheral edge of the printed board.
こうすれば、電子部品の熱を放熱パターンを介してプリント基板の周縁部に伝達し、その周縁部から第1の分割ケースと第2の分割ケースの挟持部分の周囲に伝熱できるため、外郭構造体の広い面積からの放熱を可能として、熱の放熱効率を高めることができる。 In this way, heat of the electronic component can be transmitted to the peripheral portion of the printed circuit board through the heat dissipation pattern, and heat can be transferred from the peripheral portion to the periphery of the sandwiched portion of the first divided case and the second divided case. Heat can be radiated from a large area of the structure, and the heat radiating efficiency can be increased.
(8)放熱パターンは、プリント基板に形成される他の回路パターンの形成層と異なる層に形成されるようにするのが好適である。 (8) It is preferable that the heat radiation pattern is formed in a layer different from the formation layer of other circuit patterns formed on the printed circuit board.
こうすれば、放熱パターンと他の回路パターンとが互いに干渉するのを避けることができる。これにより、放熱パターンおよび他の回路パターンのレイアウトの自由度を高めることができる。 In this way, it is possible to avoid the heat dissipation pattern and other circuit patterns from interfering with each other. Thereby, the freedom degree of the layout of a thermal radiation pattern and another circuit pattern can be raised.
(9)放熱パターンは、プリント基板に形成される他の回路パターンの形成層と同じ層に形成されるようにするのが好適である。 (9) The heat dissipation pattern is preferably formed in the same layer as the other circuit pattern forming layer formed on the printed circuit board.
こうすれば、プリント基板の厚みを薄くして軽量化を図ることができる。 If it carries out like this, the thickness of a printed circuit board can be made thin and weight reduction can be achieved.
(10)プリント基板は、当該プリント基板の両面に電子部品が実装されるようにするのが好適である。 (10) It is preferable that the printed circuit board has electronic components mounted on both sides of the printed circuit board.
こうすれば、1つのプリント基板に対してより多くの電子部品を実装できるようになり、一定の面積を有するプリント基板への実装効率を高めることができる。 If it carries out like this, it will become possible to mount more electronic components with respect to one printed circuit board, and the mounting efficiency to the printed circuit board which has a fixed area can be improved.
2、2A、2B、2C プリント基板
2E プリント基板の周縁部(実装禁止帯)
24 プリプレグ層(熱遮断領域:熱遮断層)
24a 突出部
3 ケーシング(外郭構造体)
31 ベース(第1の分割ケース)
32 カバー(第2の分割ケース)
4 電子部品
4P 実装領域
6 放熱パターン
61 放熱パターンの一部
7、7A 熱伝達部
71 スルーホール
72 放熱板(熱伝導材)
73 放熱グリス(熱伝導材)
2, 2A, 2B, 2C Printed
24 Prepreg layer (Heat blocking area: Heat blocking layer)
31 base (first split case)
32 Cover (second split case)
4
73 Heat Dissipation Grease (Heat Conductive Material)
Claims (10)
前記プリント基板の電子部品の実装領域から当該プリント基板の実装禁止帯となる周縁部まで放熱パターンが延設されるとともに、当該周縁部に、前記放熱パターンから前記外郭構造体に伝熱する熱伝達部が設けられており、
前記プリント基板は、当該プリント基板の内層に形成される第1の導体層と、前記実装面となる第2の導体層と、を備えており、
前記放熱パターンは、前記第1の導体層と同じ層に形成されていることを特徴とする制御装置の放熱構造。 In a control device comprising a multilayered printed circuit board and an outer structure composed of a first divided case and a second divided case containing the printed circuit board, heat of electronic components mounted on the printed circuit board is obtained. A heat dissipation structure of the control device that transmits to the outer structure from the surface opposite to the mounting surface of the printed circuit board and dissipates heat outward from the outer structure,
A heat dissipation pattern extends from the mounting area of the electronic component on the printed circuit board to a peripheral edge that is a mounting prohibition band of the printed circuit board, and heat transfer is conducted to the peripheral edge from the heat dissipation pattern to the outer structure. Part is provided,
The printed circuit board includes a first conductor layer formed in an inner layer of the printed circuit board, and a second conductor layer serving as the mounting surface.
The heat dissipation structure for a control device, wherein the heat dissipation pattern is formed in the same layer as the first conductor layer.
前記熱遮断層には、前記放熱パターンおよび第1の導体層が形成される層に向けて突出する突出部が形成されており、
前記放熱パターンと前記第1の導体層とが前記突出部によって分離されていることを特徴とする請求項1に記載の制御装置の放熱構造。 Between the layer where the heat dissipation pattern and the first conductor layer are formed and the second conductor layer, a heat blocking layer is provided,
The heat blocking layer has a protruding portion that protrudes toward the layer on which the heat dissipation pattern and the first conductor layer are formed,
The heat dissipation structure for a control device according to claim 1, wherein the heat dissipation pattern and the first conductor layer are separated by the protrusion.
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