JP2015018864A - 電子機器の熱管理構造 - Google Patents

Abstract

【課題】主面に電子部品が搭載されて回路を形成した基板と、基板の主面に間隔をあけて配された放熱部材とを備える電子機器において、基板に形成された回路の要冷却部の放熱効率の低下や、別の熱源による要冷却部の加熱を防ぐことができ、さらに、電子機器の軽量化及び熱管理構造の汎用性向上も図れるようにする。【解決手段】基板１の主面１ａ，１ｂから放熱部材２，３まで延びる筒状の樹脂充填ケース４，５と、樹脂充填ケースに充填された放熱樹脂６と、樹脂充填ケースの外側を囲むように設けられると共に基板の主面から放熱部材まで延びる筒状の断熱部材７，８と、を備え、樹脂充填ケースが基板に形成された要冷却部９，１０を囲むように配され、放熱樹脂が、放熱部材側に位置する樹脂充填ケースの第一端部２１，３１において隙間なく充填され、かつ、基板側に位置する樹脂充填ケースの第二端部２２，３２において要冷却部に接触する熱管理構造を提供する。【選択図】図１

Description

この発明は、電子機器の熱管理構造に関する。

従来、通電により発熱する電子部品や電気部品（発熱部品）を基板に電気接続する構成の電子機器では、発熱部品をヒートシンク（放熱部材）に固定し、基板をヒートシンク上方に間隔をあけた位置に配する熱管理構造が多く採用されている。
ところで、このような熱管理構造を備える電子機器では、基板上に形成された回路（電子部品・配線等によって構成される回路）中にも、冷却を要する部分（要冷却部）が存在する。なお、要冷却部には、通電により発熱する熱源部分の他、前述したヒートシンク上の発熱部品や基板上の熱源部分によって加熱されることが好ましくない部分も含まれる。従来では、ヒートシンクと基板との隙間を放熱樹脂（熱伝導性に優れた材質の樹脂）で埋めることにより、基板上に形成された要冷却部の加熱を防ぐことが考えられている。

また、従来の電子機器には、例えば特許文献１のように、発熱部品や他の電子部品が搭載された基板を収容するケースに、ケース内空間を仕切る仕切り板を設けておき、発熱部品を分割された１つの空間に配した上で、この分割空間を放熱樹脂で充填したものもある。この構成では、発熱部品が放熱樹脂に埋設されることで、発熱部品の熱を放熱樹脂からケースに逃がすことが可能である。また、分割空間のみに樹脂が充填されることで、樹脂の充填量を減らし、電子機器の軽量化が図られている。

特開２００３−２４９７８０号公報

しかしながら、ヒートシンクと基板との隙間全体を放熱樹脂で埋めると、放熱樹脂の使用量が不必要に多くなるため、電子機器の重量が重くなる、という問題がある。特に、車載用の電子機器である場合には、車両全体の重量が重くなり、好ましくない。
特許文献１のように仕切り板を設けることで放熱樹脂の使用量を抑制できるものの、仕切り板は基板を収容するケースに一体に設けられるため、基板における発熱部品の配置に応じた形状のケースを製造する必要があり、汎用性が低い、という問題がある。
さらに、要冷却部の近傍に別の熱源（例えば発熱部品）が設けられる場合、この熱源の熱が放熱樹脂に伝わることで、要冷却部の放熱効率が低下したり、要冷却部が別の熱源によって加熱されてしまう、という問題もある。

本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、要冷却部の放熱効率の低下や別の熱源による要冷却部の加熱を防ぐことができ、さらに、軽量化を図りながら汎用性も高い電子機器の熱管理構造を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の電子機器の熱管理構造は、少なくとも一方の主面に電子部品が搭載されて回路を形成した基板と、該基板の主面に間隔をあけた位置に配された放熱部材と、前記基板の主面から前記放熱部材まで延びる筒状の樹脂充填ケースと、該樹脂充填ケースに充填された放熱樹脂と、前記樹脂充填ケースの外側を囲むように設けられると共に前記基板の主面から前記放熱部材まで延びる筒状の断熱部材と、を備え、前記樹脂充填ケースが、前記回路のうち冷却を要する要冷却部を囲むように配され、前記放熱樹脂が、前記放熱部材側に位置する樹脂充填ケースの第一端部において隙間なく充填され、かつ、前記基板側に位置する樹脂充填ケースの第二端部において少なくとも前記要冷却部に接触することを特徴とする。

本発明によれば、要冷却部の熱を放熱樹脂から（また、樹脂充填ケースも通じて）放熱部材に効率よく逃がすことができる。さらに、樹脂充填ケースの外側に断熱部材が配されることで、要冷却部の放熱効率が低下したり、要冷却部が別の熱源によって加熱されることを防止できる。また、放熱樹脂の使用量が樹脂充填ケースによって制限されて減少するため、電子機器の軽量化を図ることができる。さらに、要冷却部の大きさや、基板と放熱部材との隙間に合わせたサイズの樹脂充填ケース及び断熱部材を用意すればよいため、熱管理構造の汎用性向上も図ることができる。

本発明の第一実施形態に係る電子機器の熱管理構造を示す側断面図である。 図１の熱管理構造に備える樹脂充填ケースを示す概略斜視図である。 図２の樹脂充填ケースを折り曲げ加工により製造する場合に用いる金属平板を示す平面図である。 図１の熱管理構造に備える断熱部材を示す概略斜視図である。 図１の熱管理構造において、第一放熱部材の上面における第一発熱部品の設置領域、並びに、第一樹脂充填ケース及び第一断熱部材の配置領域を示す上面図である。 図１の第一樹脂充填ケース及び第一断熱部材を基板の上面側から見た状態を示す上面図である。 本発明の第二実施形態に係る電子機器の熱管理構造を示す側断面図である。 図７の第一樹脂充填ケース及び第一断熱部材を基板の上面側から見た状態を示す上面図である。 図１，７に示す熱管理構造の変形例を示す側断面図である。 図１，７に示す熱管理構造の変形例を示す側断面図である。

〔第一実施形態〕
以下、図１〜６を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１に示すように、この実施形態に係る電子機器の熱管理構造は、基板１と、二つの放熱部材２，３と、二つの樹脂充填ケース４，５と、放熱樹脂６と、二つの断熱部材７，８とを備えている。
基板１には配線パターン（不図示）が形成されており、この配線パターンに電子部品９〜１２が電気接続されることで回路が形成されている。本実施形態では、基板１の両主面（上面１ａ及び下面１ｂ）に電子部品９，１０，１２が搭載されている。また、本実施形態では、第一放熱部材２に搭載された電子部品１１（以下、第一発熱部品（発熱部）１１と呼ぶ。）が基板１に電気接続されている。

基板１に搭載される二つの電子部品９，１０は、通電により発熱するもの、あるいは、耐熱性の低いものであり、冷却を要する要冷却部である。本実施形態では、第一電子部品９が第一放熱部材２に対向する基板１の下面１ｂに搭載されている。また、第二電子部品１０が第二放熱部材３に対向する基板１の上面１ａに搭載されている。なお、図示例の第一電子部品９や第二電子部品１０は、基板１に表面実装されるチップ部品であるが、例えば基板１にスルーホール実装されるリード部品であってもよい。

基板１に搭載される残り一つの電子部品１２（以下、第二発熱部品（発熱部）１２と呼ぶ）は、例えばパワートランジスタをはじめとするパワーデバイス等のように通電により発熱するものである。第二発熱部品１２は、本体部１２Ａと、本体部１２Ａから突出する電気接続用の外部端子１２Ｂとを有して構成されている。
本体部１２Ａは、例えば通電により発熱する半導体素子（不図示）を樹脂内に埋設して構成されている。この本体部１２Ａは、ネジ止めやはんだ付け等によって基板１の上面１ａに固定されている。一方、外部端子１２Ｂの先端部は、はんだ（不図示）により基板１に接合されている。これにより、第二発熱部品１２が基板１の配線パターンに電気接続されている。なお、図示例の第二発熱部品１２は、外部端子１２Ｂの先端部を基板１の上面１ａに配した上ではんだにより接合する表面実装型の半導体装置であるが、例えば外部端子１２Ｂを基板１に挿通させて接合するスルーホール実装型の半導体装置であってもよい。この第二発熱部品１２は、第二電子部品１０の近くに配されている。

第一放熱部材２は、アルミニウム等のように熱伝導性に優れた導電性材料を、例えば板状に形成して構成されている。この第一放熱部材２は、基板１の下面１ｂに間隔をあけた位置に配されている。これら基板１及び第一放熱部材２は、例えばネジ止め等によって相互に固定されている。本実施形態では、基板１の下面１ｂに対向する第一放熱部材２の上面（対向面）２ａに、前述した第一発熱部品１１が搭載されている。

本実施形態の第一発熱部品１１は、前述した第二発熱部品１２と同様に、例えばパワーデバイス等のように通電により発熱するものであり、本体部１１Ａと、本体部１１Ａから突出する電気接続用の外部端子１１Ｂとを有して構成されている。
本体部１１Ａは、例えば通電により発熱する半導体素子（不図示）を樹脂内に埋設して構成されている。この本体部１１Ａは、ネジやばね等を利用して第一放熱部材２の上面２ａに固定されている。一方、外部端子１１Ｂは、本体部１１Ａから基板１に向けて突出している。この外部端子１１Ｂの先端部は、基板１の厚さ方向に貫通するスルーホール１３に挿通された上で、基板１の上面１ａにおいてはんだ１４で基板１に接合されている。これにより、第一発熱部品１１が基板１の配線パターンに電気接続されている。この第一発熱部品１１は、第一電子部品９の近くに配されている。

第二放熱部材３は、第一放熱部材２と同様に、例えば銅、アルミニウム等のように熱伝導性に優れた導電性材料からなり、基板１の上面１ａに間隔をあけた位置に配されている。本実施形態の第二放熱部材３は、第一放熱部材２の上面２ａや基板１を覆うカバーであり、例えばネジ止め等により第一放熱部材２に固定されている。

各樹脂充填ケース４，５は、図１，２に示すように、筒状に形成され、基板１から各放熱部材２，３まで延びるように配されている。
本実施形態では、各放熱部材２，３側に位置する各樹脂充填ケース４，５の軸方向の一端（第一端部２１，３１）に、樹脂充填ケース４，５の径方向に延在する平板部２３，３３が形成されている。平板部２３，３３は、各放熱部材２，３に面接触可能となっている。本実施形態では、平板部２３，３３が径方向内側に延在している。すなわち、本実施形態の各樹脂充填ケース４，５は有底筒状に形成され、平板部２３，３３は各樹脂充填ケース４，５の底壁板部２３，３３となっている。底壁板部２３，３３には、その厚さ方向に貫通する貫通孔２４，３４が形成されている。

第二樹脂充填ケース５の底壁板部３３は、ネジ４２を螺着できるように構成されている。本実施形態では、第二樹脂充填ケース５の底壁板部３３に形成された貫通孔３４自体がネジ孔となっている。また、貫通孔３４は、ネジ４２を確実に螺着できるように、円筒状のリブ３７によって底壁板部３３の厚さよりも長く形成されている。リブ３７は、底壁板部３３のうち貫通孔３４の周縁から第二樹脂充填ケース５の軸方向の他端（第二端部３２）側に向けて突出している。このリブ３７は、例えばバーリング加工やナット圧入により形成することが可能である。

また、本実施形態では、基板１側に位置する各樹脂充填ケース４，５の第二端部２２，３２に、樹脂充填ケース４，５の軸方向に突出する接続突起２５，３５が形成されている。接続突起２５，３５は、各樹脂充填ケース４，５を基板１に取り付ける際に基板１に挿通される部分である。接続突起２５，３５は、樹脂充填ケース４，５の周方向に間隔をあけて複数配されている。

以上のように構成される本実施形態の樹脂充填ケース４，５は、図示例のように平面視矩形の筒状に形成されてもよいが、例えば円筒状など任意の筒状に形成されてもよい。
また、樹脂充填ケース４，５は、例えば、金属製でもよいし樹脂製あってもよいが、放熱樹脂６よりも熱伝導率の高い材料によって形成されていることがより好ましい。また、樹脂充填ケース４，５は、導電性を有していることが好ましい。

樹脂充填ケース４，５が金属製である場合、樹脂充填ケース４，５は、例えば金属板に深絞り加工や折り曲げ加工を施すことで製造することが可能である。
例えば、図２に示す平面視矩形の有底筒状に形成された金属製の樹脂充填ケース４，５を折り曲げ加工により製造する場合には、例えば図３に示すように、打ち抜き加工等により底壁板部２３，３３の各辺に側壁部２６，３６を接続した金属平板を形成した後、底壁板部２３，３３と側壁部２６，３６との境界線において折り曲げればよい。なお、折り曲げ後の状態において隣り合う側壁部２６，３６の間に隙間がある場合には、樹脂充填ケース４，５内に充填される放熱樹脂６がこの隙間から外部に漏れ出さないように、溶接等によって隙間を埋めればよい。

一方、例えば深絞り加工により金属製の樹脂充填ケース４，５を製造する場合には、前述したような隙間が生じないため、折り曲げ加工の場合と比較して、製造工程数が少ない、という利点がある。また、放熱樹脂６が外部に漏れ出すことを容易かつ確実に防止できるという利点もある。
樹脂充填ケース４，５が樹脂製である場合には、樹脂成形等により容易に製造することが可能である。なお、樹脂製の樹脂充填ケース４，５を図１のようにはんだ１５で基板１に固定する場合には、金属製の接続突起２５，３５をインサート成形すればよい、あるいは、樹脂製の接続突起２５，３５にスズメッキを施してもよい。

以上のように構成される各樹脂充填ケース４，５の第一端部２１，３１は、各放熱部材２，３に固定され、また、第二端部２２，３２が基板１に固定されている。以下、放熱部材２，３や基板１に対する各樹脂充填ケース４，５の具体的な固定について説明する。

第一樹脂充填ケース４の第一端部２１は、第一放熱部材２に固定されている。本実施形態では、ネジ４１の軸部を第一樹脂充填ケース４の貫通孔２４に挿通させた上で、第一放熱部材２の上面２ａに形成されたネジ孔１６に螺着させている。これにより、第一樹脂充填ケース４の底壁板部２３がネジ４１の頭と第一放熱部材２の上面２ａとの間に挟み込まれ、第一樹脂充填ケース４が第一放熱部材２に固定される。
また、本実施形態では、第一樹脂充填ケース４の第一端部２１（底壁板部２３）と第一放熱部材２の上面２ａとの間に、放熱シート４３あるいは放熱グリス４４が挟み込まれている。これら放熱シート４３や放熱グリス４４は、第一樹脂充填ケース４や第一放熱部材２よりも柔らかく変形可能であるため、寸法公差等によって第一樹脂充填ケース４の第一端部２１と第一放熱部材２との間に生じた隙間を埋めることができる。

また、第一樹脂充填ケース４の第二端部２２は、基板１の下面１ｂに固定されている。これにより、第一樹脂充填ケース４が基板１の下面１ｂに搭載された第一電子部品９を囲んでいる。
本実施形態では、第一樹脂充填ケース４の接続突起２５が、基板１の厚さ方向に貫通するスルーホール１７に挿通された上で、基板１の上面１ａにおいてはんだ１５により接合されている。なお、接続突起２５が接合された状態において、基板１の下面１ｂと第一樹脂充填ケース４の第二端部２２との間に隙間が生じている場合には、この隙間が樹脂等からなる接着剤１８によって埋められる。

以上のように第一放熱部材２及び基板１に固定された第一樹脂充填ケース４の内部空間は、図６に示すように、基板１に形成された樹脂注入孔１９を介して外部に連通している。樹脂注入孔１９は、第一電子部品９に隣り合う位置において、基板１の厚さ方向に貫通して形成されている。

一方、図１に示すように、第二樹脂充填ケース５の第一端部３１は、第二放熱部材３に固定されている。本実施形態では、第二放熱部材３にその厚さ方向に貫通するネジ挿通孔（樹脂注入孔）２０にネジ４２の軸部を挿通させた上で、第二樹脂充填ケース５の貫通孔３４に螺着されている。これにより、第二放熱部材３がネジ４２の頭と第二樹脂充填ケース５の底壁板部３３との間に挟み込まれ、第二樹脂充填ケース５が第二放熱部材３に固定されている。
また、本実施形態では、第一樹脂充填ケース４の場合と同様に、第二樹脂充填ケース５の第一端部３１（底壁板部３３）と第二放熱部材３との間に放熱シート４３あるいは放熱グリス４４が挟み込まれているため、第二樹脂充填ケース５の第一端部３１と第二放熱部材３との間に生じる隙間を埋めることができる。

また、第二樹脂充填ケース５の第二端部３２は、基板１の上面１ａに固定されている。これにより、第二樹脂充填ケース５が基板１の上面１ａに搭載された第二電子部品１０を囲んでいる。
本実施形態では、第二樹脂充填ケース５の接続突起３５が、基板１の厚さ方向に貫通するスルーホール１７に挿通された上で、基板１の下面１ｂにおいてはんだ１５により接合されている。なお、接続突起３５が接合された状態において、基板１の上面１ａと第二樹脂充填ケース５の第二端部３２との間に隙間が生じている場合には、この隙間が接着剤１８によって埋められる。

なお、各樹脂充填ケース４，５が導電性を有している場合には、上述のように基板１及び各樹脂充填ケース４，５に固定された状態において、基板１の接地配線（不図示）が各樹脂充填ケース４，５を介して各放熱部材２，３に電気接続されているとよい。本実施形態では、はんだ１５によって基板１の接地配線と各樹脂充填ケース４，５とを電気接続することが可能である。また、ネジ４１，４２によって各樹脂充填ケース４，５と各放熱部材２，３とを電気接続することが可能である。

上述した各樹脂充填ケース４，５内に充填される放熱樹脂６は、熱伝導率の高い樹脂材料であることが好ましく、例えばシリコーン樹脂である。放熱樹脂６は、各放熱部材２，３側に位置する各樹脂充填ケース４，５の第一端部２１，３１において隙間なく充填され、各樹脂充填ケース４，５の第二端部２２，３２において各電子部品９，１０に接触している。本実施形態では、放熱樹脂６が各樹脂充填ケース４，５内に隙間なく充填されている。これにより、放熱樹脂６が基板１の上面１ａ及び下面１ｂに接触し、各電子部品９，１０が放熱樹脂６に埋設されている。

図１，４，６に示すように、各断熱部材７，８は、樹脂充填ケース４，５と同様に、筒状に形成され、基板１から各放熱部材２，３まで延びるように配されている。本実施形態の断熱部材７，８は、図示例のように平面視矩形の筒状に形成されてもよいが、例えば円筒状などの任意の筒状に形成されてもよい。
また、各断熱部材７，８は、樹脂充填ケース４，５の外側を囲むように設けられている。本実施形態では、各断熱部材７，８が樹脂充填ケース４，５の外周面に対して間隔をあけて配されている。そして、樹脂充填ケース４，５と断熱部材７，８との隙間には、断熱層７１，８１が形成されている。本実施形態の断熱層７１，８１は、熱伝導率の低い空気からなる空気層である。

各断熱部材７，８の軸方向の一端には、断熱部材７，８の軸方向に突出する接続突起５１，６１が形成されている。接続突起５１，６１は、断熱部材７，８を基板１や第二放熱部材３に取り付ける際に基板１や第二放熱部材３に挿通される部分である。接続突起５１，６１は、断熱部材７，８の周方向に間隔をあけて複数配されている。
各断熱部材７，８の軸方向の他端には、断熱部材７，８の軸方向に突出する断熱突起部５２，６２が形成されている。断熱突起部５２，６２は、各断熱部材７，８の軸方向の他端のうち周方向の一部から突出している。本実施形態の断熱突起部５２，６２は、図４のように平面視矩形の筒状に形成された断熱部材７，８の一つの辺全体から突出する平板状に形成されてもよいが、これに限ることはない。例えば、断熱突起部５２，６２が平面視矩形の筒状に形成された断熱部材７，８の角部から突出する場合、断熱突起部５２，６２は平板を折り曲げた形状に形成されてもよい。また、例えば断熱部材７，８が円筒状に形成される場合には、断熱突起部５２，６２が湾曲した板状に形成されてもよい。
各断熱部材７，８は、例えば金属製でもよいし樹脂製であってもよいが、熱伝導率の低い材料からなることが好ましい。熱伝導率の低い材料としては、例えばポリブチレンテレフタレート等の樹脂材料が挙げられる。
各断熱部材７，８は、前述した樹脂充填ケース４，５と同様に製造することが可能である。

図１に示すように、第一断熱部材７は、第一樹脂充填ケース４の外側を囲むように、基板１の下面１ｂから第一放熱部材２まで延びるように配されている。
第一断熱部材７の軸方向の一端は、基板１の下面１ｂ側に配されている。本実施形態では、第一樹脂充填ケース４の場合と同様に、第一断熱部材７の接続突起５１が、基板１の厚さ方向に貫通するスルーホール５３に挿通された上で、基板１の上面１ａにおいてはんだや樹脂等からなる接着剤５９により接合されている。なお、接続突起５１が接合された状態で、基板１の下面１ｂと第一断熱部材７との間に隙間が生じている場合には、例えばこの隙間を接着剤等により埋めてもよい。

第一断熱部材７の軸方向の他端は、第一放熱部材２の上面２ａ側に配されている。
第一断熱部材７の他端に形成された断熱突起部５２は、第一放熱部材２に形成された遮断孔５４に挿入されている。遮断孔５４は、図１，５に示すように、第一放熱部材２の上面２ａにおける第一発熱部品１１の設置領域と、第一樹脂充填ケース４の配置領域との間において、第一放熱部材２の上面２ａから窪んで形成されている。本実施形態では、遮断孔５４が第一放熱部材２の厚さ方向に貫通している。

第一放熱部材２の上面２ａから見た遮断孔５４の平面視形状は、断熱突起部５２の形状や大きさに対応している。本実施形態の遮断孔５４は、平板状に形成された断熱突起部５２の形状や大きさに対応するように、平面視で直線状に延びている。
また、遮断孔５４は、第一放熱部材２の上面２ａにおいて、第一発熱部品１１の設置領域と第一樹脂充填ケース４の配置領域との間の領域を、これら設置領域及び配置領域の配列方向に交差する方向（図示例では直交する方向）に横断するように形成されている。すなわち、遮断孔５４は、上述した設置領域と配置領域とを区画している。
なお、図示例では、遮断孔５４に挿入された断熱突起部５２と、上述した設置領域及び配置領域の配列方向に対向する遮断孔５４の内側面との間に隙間が形成されているが、これに限ることはない。ただし、上述した配置領域側に位置する遮断孔５４の内側面と断熱突起部５２との間には隙間がある方がより好ましい。

断熱突起部５２の形成部分を除く第一断熱部材７の他端は、第一放熱部材２の上面２ａ側に配されている。本実施形態では、断熱突起部５２の形成部分を除く第一断熱部材７の他端が、第一放熱部材２に形成された有底の位置決め溝５５に挿入されている。位置決め溝５５は、第一放熱部材２の上面２ａから窪んで形成されている。位置決め溝５５の長手方向の両端は、前述した遮断孔５４の長手方向の両端に接続されている。位置決め溝５５の平面視形状は、第一断熱部材７の平面視形状に対応している。図示例では、平面視矩形状に形成された第一断熱部材７に対応するように、遮断孔５４及び位置決め溝５５を合せた平面視形状が矩形状に形成されている。
なお、図示例の位置決め溝５５は、第一断熱部材７の他端よりも幅広に形成されているが、これに限ることはない。また、第一断熱部材７の他端及び断熱突起部５２は、それぞれ位置決め溝５５及び遮断孔５４に挿入された状態で、接着剤によって第一放熱部材２に固定されてもよいが、例えば固定されなくてもよい。さらに、位置決め溝５５は例えば形成されなくてもよく、この場合、断熱突起部５２の形成部分を除く第一断熱部材７の他端は第一放熱部材２の上面２ａに配される。

図１に示すように、第二断熱部材８は、第二樹脂充填ケース５の外側を囲むように、基板１の上面１ａから第二放熱部材３まで延びるように配されている。
第二断熱部材８の軸方向の一端は、第二放熱部材３側に配されている。本実施形態では、第二断熱部材８の接続突起６１が、第二放熱部材３の厚さ方向に貫通する挿通孔６３に挿通されている。なお、挿通孔６３に挿通された接続突起６１は、例えば接着剤により第二放熱部材３に固定されてもよいが、例えば固定されなくてもよい。

第二断熱部材８の軸方向の他端は、基板１の上面１ａ側に配されている。
第二断熱部材８の他端に形成された断熱突起部６２は、基板１に形成された遮断孔６４に挿入されている。遮断孔６４は、第一放熱部材２の場合と同様に、基板１の上面１ａにおける第二発熱部品１２の設置領域と、第二樹脂充填ケース５の配置領域との間において、基板１の上面１ａから窪んで形成されている。本実施形態では、遮断孔６４が基板１の厚さ方向に貫通している。図示例では、第二断熱部材８の断熱突起部６２が遮断孔６４に挿通され、基板１の下面１ｂから突出しているが、例えば第一断熱部材７の断熱突起部５２の場合と同様に突出しなくてもよい。

基板１の上面１ａからみた遮断孔６４の平面視形状は、第一放熱部材２の場合と同様であり、断熱突起部６２の形状や大きさに対応している。また、基板１の遮断孔６４は、第一放熱部材２の場合と同様に、基板１の上面１ａにおいて、第二発熱部品１２の設置領域と第二樹脂充填ケース５の配置領域との間の領域を、これら設置領域及び配置領域の配列方向に交差する方向（例えば直交する方向）に横断するように形成されている。すなわち、遮断孔６４は、設置領域と配置領域とを区画している。
なお、図示例では、遮断孔６４の内側面と遮断孔６４に挿入された断熱突起部６２との間に隙間が無いが、例えば第一放熱部材２及び第一断熱部材７の場合と同様の隙間があってもよい。
また、断熱突起部６２の形成部分を除く第二断熱部材８の他端には、例えば第一断熱部材７と同様の接続突起が形成され、この接続突起を基板１のスルーホールに挿通させてもよい。また、この接続突起をはんだ等により基板１に固定してもよい。

以上のように構成される本実施形態の熱管理構造では、例えば第一電子部品９や第二電子部品１０が通電により発熱しても、この熱を放熱樹脂６から各樹脂充填ケース４，５を介して各放熱部材２，３に効率よく逃がすことが可能となる。なお、本実施形態では、各樹脂充填ケース４，５から、ネジ４１，４２や放熱シート４３、放熱グリス４４を介して放熱部材２，３に放熱することができる。
また、樹脂充填ケース４，５の外側に断熱部材７，８が配されていることで、電子部品９，１０の近傍に発熱部品１１，１２（別の熱源）が配されていても、これら発熱部品１１，１２の熱が樹脂充填ケース４，５や放熱樹脂６を介して各放熱部材２，３に到達することを抑制できる。したがって、前述した電子部品９，１０の放熱効率の低下を防いだり、電子部品９，１０が発熱部品１１，１２によって加熱されることを防止できる。

さらに、本実施形態の熱管理構造では、放熱樹脂６の使用量が各樹脂充填ケース４，５によって制限されて減少するため、電子機器の軽量化を図ることも可能となる。
また、本実施形態の熱管理構造では、基板１に搭載される電子部品９，１０の大きさや、基板１と各放熱部材２，３との隙間に合わせたサイズの樹脂充填ケース４，５及び断熱部材７，８を用意し、電子部品９，１０の位置に合わせて樹脂充填ケース４，５及び断熱部材７，８を配すればよいため、汎用性の高い熱管理構造を提供することが可能となる。

また、本実施形態の熱管理構造によれば、断熱部材７，８の断熱突起部５２，６２が第一放熱部材２や基板１の遮断孔５４，６４に挿入されているため、これら断熱突起部５２，６２及び遮断孔５４，６４によって、発熱部品１１，１２の設置領域と樹脂充填ケース４，５の配置領域との間の断熱を図ることができる。特に、本実施形態では、遮断孔５４，６４が第一放熱部材２や基板１の厚さ方向に貫通しているため、発熱部品１１，１２の設置領域と樹脂充填ケース４，５の配置領域との間の断熱性をさらに向上できる。
これにより、発熱部品１１，１２からこれを設置した第一放熱部材２や基板１に伝わった熱が、発熱部品１１，１２の設置領域から樹脂充填ケース４，５の配置領域に伝わることを防止できる。したがって、第一発熱部品１１が第一放熱部材２の上面２ａに設けられていても、第一電子部品９の熱を効率よく第一放熱部材２における第一樹脂充填ケース４の配置領域に逃がすことができる。また、第二発熱部品１２が基板１の上面１ａに設けられていても、基板１の上面１ａに設けられた第二電子部品１０が第二発熱部品１２によって加熱されることをより確実に防止できる。

さらに、本実施形態の熱管理構造によれば、樹脂充填ケース４，５と断熱部材７，８との間に断熱層７１，８１が形成されているため、また、断熱層７１，８１が熱伝導率の低い空気層であるため、樹脂充填ケース４，５と断熱部材７，８との断熱をさらに図ることができる。このため、電子部品９，１０の近傍に設けられた発熱部品１１，１２の熱が、樹脂充填ケース４，５や放熱樹脂６にさらに到達しにくくなる。したがって、前述した電子部品９，１０の放熱効率低下や、発熱部品１１，１２による電子部品９，１０の加熱をより確実に防止できる。

さらに、本実施形態の熱管理構造によれば、各樹脂充填ケース４，５の第一端部２１，３１と各放熱部材２，３との間に生じる隙間が放熱シート４３や放熱グリス４４によって埋められるため、これら放熱シート４３や放熱グリス４４が無い場合（上記隙間がある場合）と比較して、樹脂充填ケース４，５から放熱部材２，３への放熱を効率よく行うことができる。

また、本実施形態の熱管理構造において、基板１の接地配線が導電性を有する樹脂充填ケース４，５を介して放熱部材２，３に電気接続されていれば、別途部品によって基板１の接地配線を放熱部材２，３に電気接続する必要が無くなり、電子機器の構成部品点数を減らすことが可能となる。
さらに、樹脂充填ケース４，５が接地されるため、基板１に形成された回路の電位を安定させることができる。

また、本実施形態の熱管理構造では、各樹脂充填ケース４，５内に連通する樹脂注入孔１９やネジ挿通孔２０が基板１や第二放熱部材３に形成されているため、各樹脂充填ケース４，５を基板１や第二放熱部材３に取り付けた後に、樹脂充填ケース４，５内に放熱樹脂６を注入することが可能となる。
例えば、第一樹脂充填ケース４に放熱樹脂６を注入する際には、第一樹脂充填ケース４をはんだ１５やネジ４１によって基板１と第一放熱部材２との間に取り付ければよい。この取付の際には、第一樹脂充填ケース４の第二端部２２と基板１の下面１ｂとの間に隙間が生じないように、この隙間を接着剤１８等により埋めてもよい。これにより、第一樹脂充填ケース４内が樹脂注入孔１９のみを介して外部に連通するため、放熱樹脂６を樹脂注入孔１９から第一樹脂充填ケース４内に注入することができる。

また、例えば、第二樹脂充填ケースに放熱樹脂６を注入する際には、第二樹脂充填ケース５をはんだ１５により基板１に取り付けた上で、第二放熱部材３のネジ挿通孔２０が第二樹脂充填ケース５の貫通孔３４に重なるように、第二放熱部材３を第二樹脂充填ケース５の第一端部３１上に配しておけばよい。また、第二樹脂充填ケース５の第二端部３２と基板１の上面１ａとの間に隙間が生じないように、この隙間を接着剤１８等により埋めてもよい。この状態では、第二樹脂充填ケース５内がネジ挿通孔２０のみを介して外部に連通するため、放熱樹脂６をネジ挿通孔２０から第二樹脂充填ケース５内に注入することができる。なお、第二樹脂充填ケース５内に放熱樹脂６を充填した後には、第二樹脂充填ケース５の第一端部３１をネジ４２によって第二放熱部材３に固定すればよい。ただし、この固定は、ネジ４２の軸部を第二樹脂充填ケース５の貫通孔３４に螺着させる必要があるため、第二樹脂充填ケース５に注入された放熱樹脂６が硬化する前に行われることがより好ましい。

さらに、本実施形態の熱管理構造は、放熱樹脂６を、基板１の下面１ｂに配された第一樹脂充填ケース４の第二端部２２側の開口から第一樹脂充填ケース４内に注入し、また、基板１の上面１ａに配された第二樹脂充填ケース５の第一端部３１側の開口から第二樹脂充填ケース５内に注入するように構成されている。このため、基板１の向きを変えることなく、二つの樹脂充填ケース４，５内にそれぞれ放熱樹脂６を注入し、同時に硬化させることができる。すなわち、二つの樹脂充填ケース４，５内に放熱樹脂６を充填する工程を一括して短時間で実施することが可能となる。

さらに、本実施形態の熱管理構造では、樹脂充填ケース４，５や断熱部材７，８が、その接続突起２５，３５，５１や断熱突起部６２を基板１に差し込むように構成されているため、基板１に対する樹脂充填ケース４，５や断熱部材７，８の位置決めを容易に行うことができる。
また、本実施形態では、第一放熱部材２に、第一断熱部材７の端部を挿入する遮断孔５４、位置決め溝５５が形成されているため、第一放熱部材２に対する第一断熱部材７の位置決めも容易に行うことができる。

さらに、本実施形態の熱管理構造では、樹脂充填ケース４，５が有底筒状に形成されているため、樹脂充填ケース４，５に底壁板部２３，３３が無い場合と比較して、容易かつ確実に樹脂充填ケース４，５の第一端部２１，３１を放熱部材２，３に固定することができる。特に、本実施形態では、ネジ４１，４２を用いて樹脂充填ケース４，５の底壁板部２３，３３を放熱部材２，３にねじ止めするため、樹脂充填ケース４，５を容易に放熱部材２，３に固定することができる。
また、本実施形態の熱管理構造では、ネジ４１，４２によって各樹脂充填ケース４，５が各放熱部材２，３に固定されるため、同一の放熱部材２，３に対して様々な形状や大きさの樹脂充填ケース４，５を固定することが可能である。したがって、さらに汎用性の高い熱管理構造を提供できる。
さらに、各樹脂充填ケース４，５の底壁板部２３，３３が各放熱部材２，３に固定されることで、各樹脂充填ケース４，５から各放熱部材２，３に効率よく熱を逃がすことができる。

〔第二実施形態〕
次に、図９，１０を参照して本発明の第二実施形態について説明する。
この実施形態では、第一実施形態の熱管理構造と比較して、樹脂充填ケース４，５と断熱部材７，８との間に形成される断熱層及びこれに付随する構成のみが異なっており、その他の構成については第一実施形態と同様である。本実施形態では、第一実施形態と同一の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
図９に示すように、この実施形態の熱管理構造では、樹脂充填ケース４，５と断熱部材７，８との間の断熱層が、放熱樹脂６よりも熱伝導率の低い樹脂材料からなる断熱樹脂層７２，８２となっている。断熱樹脂層７２，８２をなす樹脂材料の具体例としては、エポキシ樹脂などが挙げられる。

また、図９，１０に示すように、基板１や第二放熱部材３には、その厚さ方向に貫通して、樹脂充填ケース４，５と断熱部材７，８との隙間を外部に連通させる樹脂注入孔５７，６７が形成されている。樹脂注入孔５７，６７は、第一樹脂充填ケース４や第一断熱部材７の接続突起２５，５１を挿通させる基板１のスルーホール１７，５３、また、第二断熱部材８の接続突起６１を挿通させる第二放熱部材３の挿通孔６３（図１参照）と干渉しないように、スルーホール１７，５３や挿通孔６３に対して第一樹脂充填ケース４や断熱部材７，８の周方向にずらした位置に形成されている。
本実施形態では、樹脂注入孔５７，６７が、平面視矩形状に形成された第一樹脂充填ケース４や断熱部材７，８の各辺の中間部分に対応する位置に形成されている。これにより、樹脂注入孔５７，６７が、第一樹脂充填ケース４や断熱部材７，８の角部に対応する位置に形成されたスルーホール１７，５３や挿通孔６３と干渉することを防いでいる。また、本実施形態では、樹脂注入孔５７，６７が複数形成されている。複数の樹脂注入孔５７，６７は、第一樹脂充填ケース４や断熱部材７，８の周方向に間隔をあけて配列されている。

本実施形態の熱管理構造によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、本実施形態の熱管理構造によれば、樹脂充填ケース４，５と断熱部材７，８との隙間に、放熱樹脂６よりも熱伝導率の低い樹脂材料からなる断熱樹脂層７２，８２が形成されるため、電子部品９，１０の近傍に設けられた発熱部品１１，１２の熱が、樹脂充填ケース４，５や放熱樹脂６に到達しにくくなる。また、電子部品９，１０の熱が放熱樹脂６を介して断熱樹脂層７２，８２に伝わることも抑制できる。したがって、前述した電子部品９，１０の放熱効率低下や、発熱部品１１，１２による電子部品９，１０の加熱を確実に防止できる。

さらに、本実施形態の熱管理構造によれば、基板１や第二放熱部材３には、樹脂充填ケース４，５と断熱部材７，８との隙間に連通する樹脂注入孔５７，６７が形成されているため、基板１と放熱部材２，３との間に樹脂充填ケース４，５及び断熱部材７，８を取り付けた後に、樹脂充填ケース４，５と断熱部材７，８との隙間に溶融樹脂を注入して断熱樹脂層７２，８２を形成することが可能となる。
樹脂充填ケース４，５と断熱部材７，８との隙間に溶融樹脂を注入して断熱樹脂層７２，８２を形成する場合には、樹脂充填ケース４，５と断熱部材７，８との隙間が樹脂注入孔５７，６７以外の部分において外部に連通しないように、予め断熱部材７，８の各端部と基板１や放熱部材２，３との間を接着剤等により埋めておけばよい。例えば、位置決め溝５５の内面と位置決め溝５５に収容された第一断熱部材７の他端との間を接着剤により埋めればよい。また、例えば図９に示すように、第一樹脂充填ケース４の配置領域側に位置する遮断孔５４の内側面と遮断孔５４に挿入された断熱突起部５２とを接着剤により隙間なく接着すればよい。

なお、上記第二実施形態では、断熱樹脂層用の樹脂注入孔が基板１や第二放熱部材３に形成されていても、樹脂充填ケース４，５と断熱部材７，８との間の断熱層が、例えば第一実施形態と同様の空気層となっていてもよい。

以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、放熱樹脂６は、上記実施形態のように第一樹脂充填ケース４内に隙間なく充填されることに限らず、少なくとも基板１に搭載された電子部品９に接触するように充填されればよい。したがって、放熱樹脂６は、例えば図９に示すように、基板１との間に隙間が生じるように充填されてもよい。この構成では、使用する放熱樹脂６の量をさらに減少できるため、電子機器の軽量化をさらに図ることが可能である。
なお、上記のように放熱樹脂６を第一樹脂充填ケース４内に充填する場合には、放熱樹脂６を注入する際に基板１と第一樹脂充填ケース４の第二端部２２との隙間から放熱樹脂６が漏れ出すことが無い。したがって、この隙間を接着剤１８によって埋める必要が無くなり、電子機器の製造を簡便に行うことができる。

また、上記実施形態では、第二樹脂充填ケース５の底壁板部３３に形成された貫通孔３４自体がネジ孔となっているが、例えば図１０に示すように、ネジ孔を有する筒状部材４５が、第二樹脂充填ケース５の貫通孔３４に圧入等により嵌め込まれていてもよい。
さらに、上記実施形態では、樹脂充填ケース４，５の外周面と断熱部材７，８との間に断熱層が形成されているが、例えば、断熱部材７，８が樹脂充填ケース４，５の外周面に接触して断熱層が形成されなくてもよい。

さらに、遮断孔５４，６４は、第一放熱部材２や基板１の厚さ方向に貫通することに限らず、少なくとも第一放熱部材２の上面２ａや基板１の上面１ａから窪んで形成されていればよい。この場合、第一放熱部材２に形成される遮断孔５４は、例えば位置決め溝５５と同様であってもよい。また、遮断孔５４，６４や位置決め溝５５は、例えば形成されなくてもよい。
さらに、各断熱部材７，８には、例えば接続突起５１，６１が形成されなくてもよい。この場合、断熱部材７，８の軸方向の一端は、例えば接着剤により基板１の下面１ｂや、基板１の上面に対向する第二放熱部材３の対向面に接着されてもよい。

また、上記実施形態では、放熱部材２，３と樹脂充填ケース４，５の第一端部２１，３１とが、ネジ４１，４２及び放熱シート４３あるいは放熱グリス４４の両方によって接続されているが、例えば、ネジ４１，４２のみ、あるいは、放熱シート４３や放熱グリス４４のみによって接続されてもよい。また、放熱部材２，３と樹脂充填ケース４，５の第一端部２１，３１とは、例えば接着によって接続されてもよい。
なお、放熱部材２，３と樹脂充填ケース４，５の第一端部２１，３１とを放熱シート４３や放熱グリス４４のみによって接続する場合は、基板１や第二放熱部材３を第一放熱部材２に固定する力を利用して、樹脂充填ケース４，５を各放熱部材２，３に押し付けるようにすればよい。

さらに、第一樹脂充填ケース４の第一端部２１を接着によって第一放熱部材２に固定する場合、第一樹脂充填ケース４の底壁板部２３には貫通孔２４が形成されなくてもよい。
また、樹脂充填ケース４，５を接着によって放熱部材２，３に固定する場合、樹脂充填ケース４，５の第一端部２１，３１には平板部２３，３３が形成されていなくてもよい。ただし、樹脂充填ケース４，５が平板部２３，３３を有していれば、樹脂充填ケース４，５と放熱部材２，３との接着面積が平板部２３，３３によって拡大するため、容易かつ確実に樹脂充填ケース４，５を放熱部材２，３に固定できる、という利点がある。

さらに、放熱樹脂６には、上記実施形態のように基板１に搭載された電子部品９，１０が接触することに限らず、少なくとも基板１に形成される回路のうち冷却を要する要冷却部が接触すればよい。このような要冷却部としては、電子部品９，１０の他に、配線パターンのうち通電により発熱する部分（例えば配線パターンのうち大きな電流が流れる主回路の部分）が挙げられる。
また、樹脂充填ケース４，５及び断熱部材７，８は、基板１の両主面（上面１ａ及び下面１ｂ）に配されることに限らず、少なくとも電子機器の要冷却部を囲むように少なくとも基板１の一方の主面（上面１ａあるいは下面１ｂ）に配されていればよい。
さらに、断熱部材７，８の外側に配される発熱部品１１，１２は、一つに限らず例えば複数であってもよい。また、断熱部材７，８の外側に配される発熱部は、一つあるいは複数の発熱部品１１，１２によって構成されることに限らず、例えば、基板１に形成されて大きな電流が流れる配線パターンであってもよいし、これら発熱部品１１，１２及び配線パターンを組み合わせたものであってよい。

１ 基板
１ａ 上面（主面）
１ｂ 下面（主面）
２ 第一放熱部材
２ａ 上面（対向面）
３ 第二放熱部材
４ 第一樹脂充填ケース
５ 第二樹脂充填ケース
６ 放熱樹脂
７ 第一断熱部材
８ 第二断熱部材
９ 第一電子部品（要冷却部）
１０ 第二電子部品（要冷却部）
１１ 第一発熱部品（発熱部）
１２ 第二発熱部品（発熱部）
２１，３１ 第一端部
２２，３２ 第二端部
５２，６２ 断熱突起部
５４，６４ 遮断孔
５７，６７ 樹脂注入孔
７１，８１ 断熱層
７２，８２ 断熱樹脂層（断熱層）

Claims (6)

1. 少なくとも一方の主面に電子部品が搭載されて回路を形成した基板と、該基板の主面に間隔をあけた位置に配された放熱部材と、前記基板の主面から前記放熱部材まで延びる筒状の樹脂充填ケースと、該樹脂充填ケースに充填された放熱樹脂と、前記樹脂充填ケースの外側を囲むように設けられると共に前記基板の主面から前記放熱部材まで延びる筒状の断熱部材と、を備え、
   前記樹脂充填ケースが、前記回路のうち冷却を要する要冷却部を囲むように配され、
   前記放熱樹脂が、前記放熱部材側に位置する樹脂充填ケースの第一端部において隙間なく充填され、かつ、前記基板側に位置する樹脂充填ケースの第二端部において少なくとも前記要冷却部に接触することを特徴とする電子機器の熱管理構造。
2. 前記基板の主面、及び、該主面に対向する前記放熱部材の対向面のうち、少なくとも一方の面に通電により発熱する発熱部が設けられ、
   前記一方の面における前記発熱部の設置領域と前記樹脂充填ケースの配置領域との間に、前記一方の面から窪んで前記設置領域と前記配置領域とを区画する遮断孔が形成され、
   前記断熱部材が、前記遮断孔に挿入される断熱突起部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器の熱管理構造。
3. 前記遮断孔が、前記一方の面に直交する前記基板あるいは前記放熱部材の厚さ方向に貫通していることを特徴とする請求項２に記載の電子機器の熱管理構造。
4. 前記断熱部材が、前記樹脂充填ケースの外周面に対して間隔をあけて配され、
   前記樹脂充填ケースと前記断熱部材との隙間に断熱層が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電子機器の熱管理構造。
5. 前記断熱層が、前記放熱樹脂よりも熱伝導率の低い樹脂材料からなる断熱樹脂層であることを特徴とする請求項４に記載の電子機器の熱管理構造。
6. 前記放熱部材あるいは前記基板に、前記樹脂充填ケースと前記断熱部材との隙間に連通する樹脂注入孔が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の電子機器の熱管理構造。
   

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