JP2020004840A - 電子ユニットおよびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】発熱性電子部品の放熱効率を良くし、ヒートシンクを基板に確実に固定することができる電子ユニットおよびその製造方法を提供する。【解決手段】絶縁基板2の上面2aに、発熱性電子部品であるディジタルアンプIC11が実装されている。ヒートシンク20の凹部22の内部にディジタルアンプIC11が収納されて、ヒートシンク20の周壁部23の端面24が、絶縁基板2の上面2aに設置される。ホットメルトモールディングにより、ホットメルト樹脂層30が絶縁基板2の上面2aを覆うように成形され、周壁部23の外面23aにホットメルト樹脂層30が接触し、ホットメルト樹脂層30でヒートシンク20が保持される。ヒートシンク20の凹部22の内部には、ホットメルト樹脂が存在していない。【選択図】図3

Description

本発明は、基板に、発熱性電子部品と、前記発熱性電子部品の熱を放出するヒートシンクとが実装された電子ユニットおよびその製造方法に関する。
特許文献1に、車載用電子制御装置の製造方法に関する発明が記載されている。
この発明では、放熱フィンを有するヒートシンクと電磁シールド部ならびに車両固定部が一体化されたハウジングケースが使用され、これに電子部品を実装した制御基板とコネクタとが組み付けられている。段落[0022]以下に記載されているように、車載用電子装置の製造方法は、コネクタ部組みをハウジングケースに固定し、コネクタ部組みの端子と、電子部品を実装した制御基板のスルーホールとを接合してサブアッシーを構成する。このサブアッシーを金型にセットし、ホットメルトの封止樹脂を金型内に流入させる。
上記製造方法により、特許文献1の図2(h)などに示すように、ハウジングケースの内部で、電子部品を実装した制御基板が、封止樹脂によって固定された構造の車載用制御装置が完成する。
WO 2017/056722号公報
特許文献1の製造方法で製造された車載用制御装置は、一部がヒートシンクとなっているハウジングケースの内部に、封止樹脂が充填され、電子部品を実装した制御基板が封止樹脂の内部に埋設された構造である。この構造は、電子部品からの熱が封止樹脂を介してハウジングケースに伝達されるため、放熱効率が良好とはいえない。また、電子部品とホットメルトの封止樹脂とが接触しているため、電子部品の発熱温度がホットメルトの保証温度を超えることがあると、ホットメルトの封止樹脂が劣化し、ホットメルトの接着力が低下するなどの問題が発生する。
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、ヒートシンク内で発熱性の電子部品とホットメルト樹脂層とを接触させることなく、ヒートシンクをホットメルト樹脂層で基板に保持できるようにして、電子部品からの放熱性を良好にした電子ユニットおよびその製造方法を提供することを目的としている。
本発明は、基板と、前記基板に実装された発熱性電子部品と、前記発熱性電子部品の上に配置されたヒートシンクとが設けられた電子ユニットにおいて、
前記ヒートシンクは、上部に位置する放熱部と、下部に開口する凹部と、前記凹部を囲む周壁部とを有し、前記ヒートシンクは、前記凹部で前記発熱性電子部品を覆って、前記周壁部の端面が前記基板の表面に設置されており、
前記基板の上にホットメルト樹脂層が形成され、前記ホットメルト樹脂層は、前記基板の表面および前記ヒートシンクの前記周壁部の外面の少なくとも一部を覆い、
前記周壁部によって、前記発熱性電子部品と前記ホットメルト樹脂層とが隔絶されていることを特徴とするものである。
本発明の電子ユニットは、
前記ホットメルト樹脂層の接着力によって、前記ヒートシンクが、前記基板の表面に固定されているものである。
本発明の電子ユニットは、前記周壁部の前記端面が、接着層を介して前記基板の前記表面に設置されており、前記接着層が前記ヒートシンクを前記基板に保持している力よりも、前記ホットメルト樹脂層が前記ヒートシンクを前記基板に保持している力の方が大きいものとして構成できる。
本発明の電子ユニットは、前記基板に、前記ヒートシンクの前記凹部の内部空間と、前記基板の裏側を連通させる連通路が形成されていることが好ましい。
次に、本発明の電子ユニットの製造方法は、発熱性電子部品が実装された基板と、上部に位置する放熱部と下部に開口する凹部および前記凹部を囲む周壁部を有するヒートシンクと、を使用し、
(a)前記ヒートシンクと前記基板を金型にセットして、前記凹部で前記発熱性電子部品を覆い、前記ヒートシンクの前記周壁部の端面を前記基板の表面に設置し、
(b)前記金型の内部に形成されたキャビティ内に溶融したホットメルト樹脂を射出して、前記基板の表面と前記ヒートシンクの前記周壁部の外面の少なくとも一部を覆うホットメルト樹脂層を形成する、
ことを特徴とするものである。
本発明の電子ユニットの製造方法は、前記周壁部によって、前記発熱性電子部品と前記ホットメルト樹脂層とを隔絶するものである。
さらに、本発明の電子ユニットの製造方法は、
前記ホットメルト樹脂層の接着力によって、前記ヒートシンクを前記基板の表面に固定することができる。
本発明の電子ユニットの製造方法は、前記(a)の工程で、前記ヒートシンクの前記放熱部を前記金型内のキャビティの外部に位置させることによって、
前記(b)の工程で、前記キャビティ内に射出する前記ホットメルト樹脂を、前記放熱部に付着させることなく、前記周壁部の前記外面に付着させることが可能である。
本発明の電子ユニットの製造方法は、前記(a)の工程で、前記周壁部の前記端面を、接着層を介して前記基板の前記表面に設置し、
前記接着層が前記ヒートシンクを前記基板に保持している力よりも、前記ホットメルト樹脂層が前記ヒートシンクを前記基板に保持している力の方を大きくするものとして構成できる。
本発明の電子ユニットは、ヒートシンクの凹部内に位置する発熱性電子部品にホットメルト樹脂層が接触していないため、発熱性電子部品からの熱がヒートシンクに効果的に伝達されて放熱効果を高めることができる。また、発熱性電子部品の熱でホットメルト樹脂層が劣化することもない。さらに、ホットメルト樹脂層の接着力で、ヒートシンクを基板に固定することが可能であるため、ヒートシンクを基板の表面に固定するねじ止め作業や半田付け作業が不要である。
本発明の電子ユニットの製造方法は、ヒートシンクの周壁部の端面を基板に設置した状態でヒートシンクと基板を金型にセットし、金型のキャビティ内にホットメルト樹脂を射出して、ホットメルト樹脂を、基板の表面および周壁部の外面に接触させることで、ホットメルト樹脂層の接着層でヒートシンクを基板に保持できるようにしている。すなわち、ホットメルトモールディングにより、ヒートシンクを基板に固定でき、さらにヒートシンクの凹部の内部にホットメルト樹脂が侵入しない構造を実現することが可能である。
本発明の実施形態の電子ユニットを示す斜視図、 図1に示す電子ユニットを、基板とヒートシンクとホットメルト樹脂層および補助金属板に分離して示す分解斜視図、 図1に示す電子ユニットのアンプ実装領域を示すものであり、図1をIII−III線で切断した部分拡大断面図、 図1に示す電子ユニットの製造方法を示すものであり、金型にヒートシンクが設置される工程を示す断面図、 図1に示す電子ユニットの製造方法を示すものであり、金型にヒートシンクが設置され、さらにコネクタと電子部品が実装された絶縁基板が設置される工程を示す断面図、 図1に示す電子ユニットの製造方法を示すものであり、さらに絶縁基板に補強金属板が固定される工程を示す断面図、 図1に示す電子ユニットの製造方法を示すものであり、金型に形成されたキャビティにホットメルト樹脂が射出される工程を示す断面図、
図1に、本発明の実施形態の電子ユニット1が示されている。電子ユニット1は、車載用であり、ディジタルアンプを備えたオーディオアンプである。
図2の分解斜視図に示すように、電子ユニット1は絶縁基板2を有している。絶縁基板2は、図示上向きの上面2aと図示下向きの下面2bを有している。ここでの上下方向は、電子ユニット1を基準とした相対的な方向である。図2に示すように、絶縁基板2の下面2bは、補強金属板8に重ねられており、絶縁基板2と補強金属板8とがねじ止めなどの手段で互いに固定されている。
絶縁基板2の上面2aに複数種類の電子部品が実装されている。絶縁基板2の上面2aに、アンプ実装領域10が設定されている。アンプ実装領域10には、発熱性電子部品である2個のディジタルアンプIC11が実装されている。図3に示すように、ディジタルアンプIC11の各側面から複数の端子11aが延び出ており、それぞれの端子11aが、絶縁基板2の上面2aに形成された導体部に半田付けされている。また、アンプ実装領域10には、ディジタルアンプIC11の周囲に、アンプ回路に必要なチップ部品群12が半田付けされて実装されている。
絶縁基板2のアンプ実装領域10に、ヒートシンク20が設置される。ヒートシンクは、アルミニウムやアルミニウム合金など、熱伝導率の高い金属材料で形成されている。図3に示すように、ヒートシンク20の上部に、放熱部21が設けられている。放熱部21には複数の放熱フィン21aが間隔を空けて形成されている。ヒートシンク20には、絶縁基板2と対向する方向である下方向に向けて開口する凹部22が形成されている。凹部22は、発熱性電子部品であるディジタルアンプIC11を収納する収納空間として機能する。
ヒートシンク20の下部では、凹部22が周壁部23で囲まれている。ヒートシンク20は平面形状が矩形状(長方形状)であり、周壁部23は矩形状の4辺の全周に連続して形成されている。周壁部23は、それぞれの辺の外側に向く外面23aと下向きの端面24とを有している。端面24は、凹部22の周囲の全周を途切れることなく囲んで連続する平坦面である。
ヒートシンク20は、凹部22で2個のディジタルアンプIC11とチップ部品群12を覆うようにし、周壁部23の端面24の全面を上面2aに面当接させた状態で、絶縁基板2上に設置される。端面24が平坦面で、絶縁基板2の上面2aも平坦面であるため、端面24の全面を上面2aに面当接させることにより、凹部22の内部を上面2a上でのヒートシンク20よりも外部の空間から隔絶させることができる。ただし、図2に示すように、実施形態の電子ユニット1では、絶縁基板2の上面2aと周壁部23の端面24との間に介装材13が介在している。介装材13は、両面接着テープを貼りつけて形成された接着層または接着剤を塗布した接着層である。介装材13として接着層を使用することによって絶縁基板2の上にヒートシンク20を位置決めして仮止めでき、また絶縁基板2の上面2aと、ヒートシンク20の周壁部23の端面24との隙間を埋めることが可能である。
介装材13は、ヒートシンク20の位置決めおよび仮止めと隙間を埋めるために使用されるものであり、絶縁基板2とヒートシンク20とを強固に固定することを目的としたものではない。よって、介装材13は、接着性を有しない発泡樹脂シートや紙シートあるいは布シートなどであってもよい。また、アンプ実装領域10において絶縁基板2の上面2aの平坦度を高く形成でき、周壁部23の端面24を上面2aに隙間なく面当接させることができれば、介装材13を設けなくてもよい。
図2に示すように、絶縁基板2の上面2aに、発熱性電子部品であるディジタルアンプIC11ならびにその周囲に配置されたチップ部品群12以外の他の電子部品が実装されている。他の電子部品には、2個の電解コンデンサ4と、電子部品群5が含まれている。電解コンデンサ4は金属ケースを有し、金属ケースの底部から下向きに延びる端子が、絶縁基板2のスルーホールを貫通し、絶縁基板2の下面2bに形成された導電層と端子とが半田付けされている。電子部品群5には、ICや各種チップ型部品が含まれており、ICやチップ型部品のそれぞれの端子部や電極部は、絶縁基板2の上面2aに形成された導電層に半田付けされている。絶縁基板2の上面2aには、2個のコネクタ6が実装されている。コネクタ6には底面から下方に延びる複数の端子が設けられている。これら端子は、絶縁基板2のスルーホールを貫通し、絶縁基板2の下面2bに形成された導電層に半田付けされている。
図1と図2に示すように、電子ユニット1はホットメルト樹脂層30を有している。ホットメルト樹脂層30は、接着性の熱可塑性樹脂であるポリエステル系のホットメルト樹脂すなわちホットメルト接着剤で形成されている。ホットメルト樹脂層30はホットメルトモールディングで立体的に形成されている。図2には、説明の都合上、成形後のホットメルト樹脂層30が、絶縁基板2の表面から離れた状態で示されているが、実際は、図1に示すように、ホットメルト樹脂層30は、絶縁基板2の上面2aのほぼ全面を覆うように密着して形成されている。また、図3に示すように、ホットメルト樹脂層30の一部30aは、絶縁基板2の下面2bに延びている。
ホットメルト樹脂層30によって、ヒートシンク被覆部31が形成されている。図1と図3に示すように、ヒートシンク被覆部31は、ヒートシンク20の周壁部23の外面23aを覆うように密着して形成されている。ヒートシンク被覆部31は周壁部23の外面23aの少なくとも一部を覆うように密着していればよいが、周壁部23の全周において外面23aに密着していることが好ましい。ヒートシンク被覆部31はヒートシンク20の周壁部23の外面23aに密着しているが、放熱部21の放熱フィン21aには接していない。また周壁部23の端面24が絶縁基板2の上面2aに面当接しているため、ヒートシンク20の凹部22内にホットメルト樹脂層30が入り込んでおらず、発熱性電子部品であるディジタルアンプIC11とホットメルト樹脂層30は接触していない。すなわち、ヒートシンク20の周壁部23によって、発熱性電子部品であるディジタルアンプIC11とホットメルト樹脂層30とが隔絶されている。
ホットメルト樹脂層30はホットメルト接着剤で形成されており、ホットメルト樹脂層30は、絶縁基板2の上面2aに固着し、これに連続してヒートシンク被覆部31において、ヒートシンク20の周壁部23の外面23aに固着されている。そのため、ヒートシンク20は、ホットメルト樹脂層30の接着力によって絶縁基板2の上面2aに固定されている。
図2に示すように、絶縁基板2の上面2aと、ヒートシンク20の周壁部23の端面24との間に介在する介装材13が、両面接着テープなどの接着層である場合には、接着層がヒートシンク20を絶縁基板2の上面2aに保持している力よりも、ホットメルト樹脂層30がヒートシンク20を絶縁基板2の上面2aに保持している力の方が十分に大きい。すなわち、接着層のみで仮止めされたヒートシンク20を絶縁基板2の上面2aから上方へ垂直に分離するのに必要な力に比べて、接着層を設けずにホットメルト樹脂層30のみで固定されたヒートシンク20を絶縁基板2の上面2aから上方へ垂直に分離するのに必要な力が十分に大きくなっている。
図3に示すように、発熱性電子部品であるディジタルアンプIC11の上面とヒートシンク20の凹部22の上内面22aとの間には若干の隙間が形成されている。この隙間にシリコングリス26が塗布されており、ディジタルアンプIC11からの熱がシリコングリス26を介してヒートシンク20に伝達されやすくなっている。図2と図3に示すように、アンプ実装領域10には、絶縁基板2を上下に貫通する貫通穴によって連通路27が形成されている。ヒートシンク20の凹部22の内部空間と、絶縁基板2の下面2bと補強金属板8との間の空間とが、連通路27を介して連通している。そのため、ディジタルアンプIC11の発熱によって、凹部22の内部空間の温度が異常に高くなるのを防止できるようになっている。また、凹部22の内部空間の温度上昇により凹部22の内部圧力が異常に高くなるのも抑制できるようになっている。
図1と図2に示すように、ホットメルト樹脂層30には、コネクタ6の基部の周囲部を覆うコネクタ被覆部32が形成されている。また、ホットメルト樹脂層30には、2個の電解コンデンサ4の表面の全域を覆う電解コンデンサ被覆部34と、電子部品群5の表面の全域を覆う電子部品群被覆部35が形成されている。すなわち、発熱性電子部品であるディジタルアンプIC11ならびにその周囲に配置されたチップ部品群12以外の、絶縁基板2の上面2aに実装された他の電子部品が、ホットメルト樹脂層30で覆われている。
図1に示す電子ユニット1は、車載用のオーディオアンプとして使用される。電子ユニット1は、絶縁基板2の上面2aと電解コンデンサ4の表面全域および電子部品群5の表面の全域がホットメルト樹脂層30で覆われている。また、図3に示すように、アンプ実装領域10では、ディジタルアンプIC11とその周囲のチップ部品群12が、ヒートシンク20の凹部22の内部に収納されており、コネクタ6の基部周囲もホットメルト樹脂層30で覆われている。そのため、絶縁基板2の上面2aの全域において、防水性を確保できており、筐体内に収納することが不要である。この電子ユニット1は、筐体の内部に収納されていない図1の外観のままで、自動車のインストルメントパネルの内部、ドアの内部、シートの下などの狭い空間に設置することが可能である。
次に、図4Aないし図4Dを参照して、電子ユニット1の製造方法を説明する。
電子ユニット1のホットメルト樹脂層30は、ホットメルトモールディングによって形成される。
図4Dに示すように、ホットメルトモールディングに金型40が使用される。金型40は、第1金型(下部金型)41と第2金型(上部金型)42とに分離されている。
図4Aに示すように、第1金型41には、ヒートシンク収納凹部43とコネクタ収納凹部44が形成されている。さらに、第1金型41には、電解コンデンサ4を収納する凹部や電子部品群5を収納する凹部も形成されている。
図4Aに示す工程では、ヒートシンク収納凹部43にヒートシンク20を設置する。ヒートシンク20を第1金型41にセットするときに、放熱フィン21aを有する放熱部21をヒートシンク収納凹部43の内部に挿入し、ヒートシンク20の周壁部23の上端面23bを、第1金型41のヒートシンク収納凹部43の周辺の平面部に突き当て、周壁部23の端面24を上向きとする。
絶縁基板2の上面2aには、ディジタルアンプIC11とその周辺のチップ部品群12、さらに電子部品群5を半田付けで実装する。また、上面2aに2個の電解コンデンサ4を実装し、さらに2個のコネクタ6も実装する。図4Bの工程では、各電子部品が実装された絶縁基板2を第1金型41にセットする。このとき、絶縁基板2の上面2aを第1金型41に向け、アンプ実装領域10において、発熱性電子部品であるディジタルアンプIC11とチップ部品群12をヒートシンク20の凹部22の内部に収納させる。また、絶縁基板2の上面2aを、ヒートシンク20の周壁部23の端面24に介装材13を介して位置決めして仮止めする。このとき、第1金型41のコネクタ収納凹部44にコネクタ6を収納し、電解コンデンサ4と電子部品群5を、第1金型41に形成された凹部内に配置する。
次に、図4Cの工程において、第1金型41にセットされた絶縁基板2の下面2bに補強金属板8を固定する。あるいは、絶縁基板2と補強金属板8を予め固定し、固定後の絶縁基板2と補強金属板8の双方を、図4Cに示すように、第1金型41にセットしてもよい。
図4Dの工程で、第1金型41と第2金型42とを型合わせする。この型合わせで、絶縁基板2の上面2aと第1金型41との間にキャビティCが形成され、絶縁基板2と補強金属板8の合わせ部の周囲部分にもキャビティが形成される。さらに、第1金型41と第2金型42との合わせ部にゲートGが形成される。金型40内では、ヒートシンク20の放熱部21がキャビティC内に露出せず、またコネクタ6もキャビティC内に露出せずに、放熱部21とコネクタ6がキャビティCの外部に位置するように、絶縁基板2がセットされる。加熱された溶融状態の接着性のホットメルト樹脂をゲートGからキャビティC内に低圧で注入し、冷却し硬化させることで、図1と図2に示す立体形状のホットメルト樹脂層30が成形される。
実施形態の電子ユニット1の製造方法では、ホットメルト樹脂層30がホットメルトモールディングによって成形されるので、一度の工程で、電解コンデンサ4の表面と電子部品群5の表面およびコネクタ6の基部周囲部をホットメルト樹脂層30で覆うことができる。さらに、介装材13で仮止めしているヒートシンク20の周壁部23の外面23aおよび絶縁基板2の上面2aに接着性のホットメルト樹脂が密着しているため、ホットメルト樹脂層30でヒートシンク20を確実に固定することができ、全体として耐水性に優れた電子ユニット1を構成することができる。また、ヒートシンク20の周壁部23によって、ディジタルアンプIC11とホットメルト樹脂層30とを、互いに触れることのように隔絶できる。
実施形態の製造方法で製造された電子ユニット1は、図3に示すように、発熱性電子部品であるディジタルアンプIC11が、ヒートシンク20の凹部22の内部に位置し、ディジタルアンプIC11にホットメルト樹脂層30が接触していない。よって、ディジタルアンプIC11からの熱をヒートシンク20に効果的に伝達させることができ、またディジタルアンプIC11がホットメルト樹脂層30に直接に伝達されないので、ホットメルト樹脂層30が熱で劣化することもない。さらに絶縁基板2に形成された連通路27により凹部22内の熱が逃げるため、凹部22の内圧が異常に高まることもない。
1 電子ユニット
2 絶縁基板
4 電解コンデンサ
5 電子部品群
8 補強金属板
10 アンプ実装領域
11 ディジタルアンプIC(放熱性電子部品)
13 介装材(接着層)
20 ヒートシンク
21 放熱部
22 凹部
23周壁部
24 端面
26 シリコングリス
27 連通路
30 ホットメルト樹脂層
31 ヒートシンク被覆部
41 第1金型
42 第2金型
43 ヒートシンク収納凹部
C キャビティ

Claims (9)

  1. 基板と、前記基板に実装された発熱性電子部品と、前記発熱性電子部品の上に配置されたヒートシンクとが設けられた電子ユニットにおいて、
    前記ヒートシンクは、上部に位置する放熱部と、下部に開口する凹部と、前記凹部を囲む周壁部とを有し、前記ヒートシンクは、前記凹部で前記発熱性電子部品を覆って、前記周壁部の端面が前記基板の表面に設置されており、
    前記基板の上にホットメルト樹脂層が形成され、前記ホットメルト樹脂層は、前記基板の表面および前記ヒートシンクの前記周壁部の外面の少なくとも一部を覆い、
    前記周壁部によって、前記発熱性電子部品と前記ホットメルト樹脂層とが隔絶されていることを特徴とする電子ユニット。
  2. 前記ホットメルト樹脂層の接着力によって、前記ヒートシンクが、前記基板の表面に固定されている請求項1記載の電子ユニット。
  3. 前記周壁部の前記端面が、接着層を介して前記基板の前記表面に設置されており、前記接着層が前記ヒートシンクを前記基板に保持している力よりも、前記ホットメルト樹脂層が前記ヒートシンクを前記基板に保持している力の方が大きい請求項2記載の電子ユニット。
  4. 前記基板に、前記ヒートシンクの前記凹部の内部空間と、前記基板の裏側を連通させる連通路が形成されている請求項1ないし3のいずれかに記載の電子ユニット。
  5. 発熱性電子部品が実装された基板と、上部に位置する放熱部と下部に開口する凹部および前記凹部を囲む周壁部を有するヒートシンクと、を使用し、
    (a)前記ヒートシンクと前記基板を金型にセットして、前記凹部で前記発熱性電子部品を覆い、前記ヒートシンクの前記周壁部の端面を前記基板の表面に設置し、
    (b)
    前記金型の内部に形成されたキャビティ内に溶融したホットメルト樹脂を射出して、前記基板の表面と前記ヒートシンクの前記周壁部の外面の少なくとも一部を覆うホットメルト樹脂層を形成する、
    ことを特徴とする電子ユニットの製造方法。
  6. 前記周壁部によって、前記発熱性電子部品と前記ホットメルト樹脂層とを隔絶する請求項5記載の電子ユニットの製造方法。
  7. 前記ホットメルト樹脂層の接着力によって、前記ヒートシンクを前記基板の表面に固定する請求項5または6記載の電子ユニットの製造方法。
  8. 前記(a)の工程では、前記ヒートシンクの前記放熱部を前記金型内のキャビティの外部に位置させ、
    前記(b)の工程では、前記キャビティ内に射出する前記ホットメルト樹脂を、前記放熱部に付着させることなく、前記周壁部の前記外面に付着させる請求項5ないし7のいずれかに記載の電子ユニットの製造方法。
  9. 前記(a)の工程で、前記周壁部の前記端面を、接着層を介して前記基板の前記表面に設置し、
    前記接着層が前記ヒートシンクを前記基板に保持している力よりも、前記ホットメルト樹脂層が前記ヒートシンクを前記基板に保持している力の方を大きくする請求項5ないし8のいずれかに記載の電子ユニットの製造方法。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019245148A1 (ko) * 2018-06-20 2019-12-26 엘지이노텍 주식회사 컨버터
JP6945514B2 (ja) * 2018-09-20 2021-10-06 日立Astemo株式会社 電子制御装置
US11234342B2 (en) * 2019-10-15 2022-01-25 Cisco Technology, Inc. Corrosion preventive heatsink for network device
WO2021140547A1 (ja) * 2020-01-06 2021-07-15 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換ユニット
KR20220049453A (ko) * 2020-10-14 2022-04-21 호시덴 가부시기가이샤 충전기
US11910544B2 (en) * 2022-05-02 2024-02-20 Vitesco Technologies USA, LLC Assembly of printed circuit board with overmolded epoxy to baseplate
US12266874B2 (en) * 2022-05-02 2025-04-01 Vitesco Technologies USA, LLC Thermal connection between printed circuit board and base plate with epoxy molded material
US12193199B2 (en) * 2022-10-05 2025-01-07 BorgWarner US Technologies LLC Integrated capacitor cover
US20250088160A1 (en) * 2023-09-07 2025-03-13 Juke Audio Inc. Data processing and electronics management in multi-zone audio amplifiers

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW344109B (en) * 1994-02-10 1998-11-01 Hitachi Ltd Methods of making semiconductor devices
JPH0922970A (ja) * 1995-07-06 1997-01-21 Fujitsu Ten Ltd 電子部品
DE19533298A1 (de) * 1995-09-08 1997-03-13 Siemens Ag Elektronisches Modul mit Leistungsbauelementen
US6881077B2 (en) * 2002-07-22 2005-04-19 Siemens Vdo Automotive Corporation Automotive control module housing
JP4473141B2 (ja) 2005-01-04 2010-06-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子制御装置
JP5504683B2 (ja) * 2009-04-27 2014-05-28 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及び電子機器
CN201478977U (zh) * 2009-09-01 2010-05-19 郑云峰 一种油田抽油机稀土永磁无刷直流电机
US8730675B2 (en) * 2011-08-25 2014-05-20 Sony Corporation Electronic device and method of radiating heat from electronic device
US8964401B2 (en) * 2011-10-14 2015-02-24 Sunpower Corporation Electrical insulator casing
WO2013187298A1 (ja) * 2012-06-15 2013-12-19 株式会社カネカ 放熱構造体
US9257364B2 (en) * 2012-06-27 2016-02-09 Intel Corporation Integrated heat spreader that maximizes heat transfer from a multi-chip package
JP2014093414A (ja) * 2012-11-02 2014-05-19 Hitachi Automotive Systems Ltd 電子制御装置
DE102013215368B4 (de) 2013-08-05 2025-06-05 Zf Friedrichshafen Ag Elektronische Einheit mit Leiterplatte
JP6227937B2 (ja) * 2013-08-30 2017-11-08 株式会社ケーヒン 車両用電子制御装置
US9320183B1 (en) * 2013-10-12 2016-04-19 Cisco Technology, Inc. Ground lid opening on a substrate
JP6252871B2 (ja) * 2015-01-16 2017-12-27 株式会社オートネットワーク技術研究所 回路構成体及び電気接続箱
JP6400509B2 (ja) * 2015-02-27 2018-10-03 Towa株式会社 電子部品の製造方法
DE102015217572B3 (de) 2015-09-15 2017-03-16 Conti Temic Microelectronic Gmbh Mediendichtes Steuergerät für ein Kraftfahrzeug
CN107852833B (zh) 2015-09-29 2020-10-20 日立汽车系统株式会社 电子控制装置和车载电子控制装置的制造方法
DE102017212968B4 (de) * 2016-08-05 2024-02-01 Robert Bosch Gmbh Gehäuseaufbau für eine elektronische steuereinheit und herstellungsverfahren
JP2019220596A (ja) * 2018-06-21 2019-12-26 アルパイン株式会社 電子ユニット

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Publication number Publication date
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