JP2020009919A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤が漏れ出すことを抑制することができる電子装置を提供する。【解決手段】電子装置は、基板と、上面において基板の一面に接触する放熱部材２０と、基板を覆うように放熱部材２０に組み付けられたケース３０と、を備える。ケース３０は、接着剤によって放熱部材２０の上面に接合されており、ケース３０のうち放熱部材２０の側面に対向する部分には、凹凸形状の接着剤だまり部３２２が形成されている。これによれば、放熱部材２０とケース３０とを接合する際に、接着剤が放熱部材２０の上面とケース３０との間の隙間から漏れ出しても、接着剤だまり部３２２の凹部に接着剤が流れ込むため、電子装置の外部に接着剤が漏れ出すことを抑制することができる。【選択図】図７

Description

本発明は、電子装置に関するものである。

モータの制御回路等が形成された基板を放熱部材に搭載するとともに、基板を保護するケースと放熱部材とをねじによって接合した電子装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−３２４９０３号公報

このような電子装置において、ケースと放熱部材は、例えば接着剤によって接合されるとともに、基板の接地のために導電性のねじによって電気的に接続される。

ケースと放熱部材とを１つのねじで接合する構成では、ねじ締めする際に、ねじで接合される部分に大きな荷重がかかる。そのため、部品寸法公差によってケースが傾いて、ケースの一部が放熱部材から浮き上がり、ケースと放熱部材との間に隙間が形成される。この隙間から電子装置の外に接着剤が漏れ出すと、短絡等の不具合が発生するおそれがある。

本発明は上記点に鑑みて、接着剤が漏れ出すことを抑制することができる電子装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基板（１０）と、上面において基板の一面に接触する放熱部材（２０）と、基板を覆うように放熱部材に組み付けられたケース（３０）と、を備える電子装置であって、ケースは、接着剤（６０）によって放熱部材の上面に接合されており、ケースのうち放熱部材の側面に対向する部分には、凹凸形状の接着剤だまり部（３２２）が形成されている。

これによれば、放熱部材とケースとを接合する際に、接着剤が放熱部材の上面とケースとの間の隙間から漏れ出しても、接着剤だまり部の凹部に接着剤が流れ込むため、電子装置の外部に接着剤が漏れ出すことを抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明では、基板（１０）と、基板の一面に接触する放熱部材（２０）と、基板を覆うように放熱部材に組み付けられたケース（３０）と、を備える電子装置であって、放熱部材とケースは、ねじ（５０）によって接合されており、放熱部材は、ねじの軸方向において、ねじが取り付けられた部分よりもねじから離れた部分の方が高くされている。

これによれば、ねじ締めする際に、放熱部材の高くされた部分がケースの底面に当たり、放熱部材からケースが浮き上がることが抑制されるため、放熱部材とケースとの間の隙間から接着剤が漏れ出すことを抑制することができる。

また、請求項６に記載の発明では、基板（１０）と、基板の一面に接触する放熱部材（２０）と、基板を覆うように放熱部材に組み付けられ、基板に電気的に接続されたケース（３０）と、を備える電子装置であって、基板とケースは、ボンディングワイヤ、リベット、ばね、プローブピン、または接着剤によって構成された導電部材（７０）によって電気的に接続されている。

このような導電部材によって放熱部材とケースとを電気的に接続する構成では、ねじを用いる場合に比べて、ケースを放熱部材に組み付ける際に、接着剤が塗布された部分にかかる荷重が小さくなるため、接着剤が漏れ出すことを抑制することができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態にかかる電子装置の正面図である。 図１のII−II断面図である。 第１実施形態にかかる電子装置の上面図である。 図２のIV−IV断面図である。 基板が搭載された放熱フィンの上面図である。 第１実施形態にかかる電子装置の底面図である。 図４のVII部分の拡大図である。 第１実施形態の第１変形例の断面図であって、図７に相当する図である。 第１実施形態の第２変形例の断面図であって、図７に相当する図である。 電子装置の製造工程を示す断面図である。 電子装置の製造工程を示す断面図である。 第２実施形態にかかる電子装置の断面図である。 第３実施形態にかかる電子装置の断面図である。 第３実施形態の変形例の断面図である。 第４実施形態にかかる電子装置の断面図である。 第５実施形態における放熱フィンの上面図である。 第６実施形態にかかる電子装置の断面図である。 第６実施形態の変形例の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。図１〜図６に示すように、本実施形態の電子装置は、基板１０と、放熱部材としての放熱フィン２０と、ケース３０とを備えている。電子装置は、例えば車両のラジエーターファンコントローラに用いられる。

基板１０は、ラジエーターファンの制御回路等を構成する半導体素子や配線層が形成された半導体基板である。放熱フィン２０は、基板１０を冷却するためのものであり、例えばアルミニウム等で構成されている。放熱フィン２０は矩形板状やブロック状とされており、基板１０は、図示しない導電性の接着剤によって、放熱フィン２０の上面に面接触するように固定されている。

ケース３０は、基板１０を保護するものであり、基板１０を覆うように放熱フィン２０に組み付けられている。図２〜図４に示すように、ケース３０は、底部３１と、側壁部３２と、プレート部３３とを備えている。底部３１、側壁部３２、プレート部３３は、樹脂等で構成される。

底部３１は、矩形板状とされており、放熱フィン２０の上面に接合されている。図２に示すように、底部３１の上面には、抵抗器やコンデンサ等で構成された回路部４０が配置されている。底部３１のうち回路部４０が配置されていない部分には、底部３１を厚さ方向に貫通する開口部３１１が形成されており、基板１０と、放熱フィン２０の上面の一部は開口部３１１から露出している。

側壁部３２は、底部３１の上面に垂直な方向に延設された四角筒状の部材とされており、内壁面において底部３１と接合され、底部３１と一体に構成されている。図４に示すように、側壁部３２の一部は、底部３１から放熱フィン２０側に向かって突出しており、突出した部分において、放熱フィン２０の側面の一部を覆っている。放熱フィン２０は、基板１０が接着された上面の一部と、側面のうち上面に近い部分とを、底部３１および側壁部３２によって覆われている。

側壁部３２の外壁面には、凸部３２１が形成されている。凸部３２１には、図示しないねじ穴が形成されており、このねじ穴を通る図示しないねじによって、ケース３０が車体等に固定される。

側壁部３２のうち放熱フィン２０とは反対側の開口部は、板状のプレート部３３によって塞がれており、開口部３１１から露出した基板１０と、放熱フィン２０の一部と、回路部４０は、側壁部３２とプレート部３３に覆われている。

図４、図５に示すように、電子装置はねじ５０を備えており、放熱フィン２０の上面の角部には、ねじ５０を取り付けるためのねじ穴２１が形成されている。また、図４に示すように、底部３１のうちねじ穴２１に対応する部分には、底部３１を厚さ方向に貫通するねじ穴３１２が形成されている。

ケース３０のうちねじ穴３１２の周囲には、図２に示すように導電部材３４が配置されている。放熱フィン２０とケース３０は、ねじ穴３１２およびねじ穴２１を通るねじ５０によって接合されるとともに、電気的に接続されている。基板１０は、放熱フィン２０、ねじ５０、導電部材３４を介して接地される。

図５に示すように、放熱フィン２０の上面の外周部には、接着剤６０が塗布されており、放熱フィン２０とケース３０は、接着剤６０によって接合されている。図６に示すように、放熱フィン２０は、底部３１の一部を覆うように配置されている。

図７に示すように、側壁部３２のうち放熱フィン２０の側面に対向する部分には、放熱フィン２０に接触する部分と放熱フィン２０から離れた部分とを含む凹凸形状の接着剤だまり部３２２が形成されている。接着剤だまり部３２２は、放熱フィン２０と底部３１との間の隙間から電子装置の外部に接着剤６０が漏れ出すことを抑制するためのものである。

接着剤だまり部３２２の凸部および凹部は、接着剤６０が放熱フィン２０の上面から底面に向かって流れることを抑制するように延設されている。例えば、接着剤だまり部３２２の凸部および凹部は、放熱フィン２０の上面および底面に平行な方向（図７中紙面奥行き方向）に延設されている。

なお、図７では接着剤だまり部３２２の凸部の断面が台形状とされているが、図８、図９に示すように、接着剤だまり部３２２の凸部の断面が三角形状や半円形状とされていてもよい。

このような電子装置を製造するには、まず、基板１０に回路を形成し、図示しない導電性の接着剤によって放熱フィン２０の上面に基板１０を固定する。また、一体に構成された底部３１、側壁部３２および導電部材３４を用意し、底部３１の上面に回路部４０を配置する。

そして、放熱フィン２０の上面の外周部に接着剤６０を塗布し、開口部３１１から基板１０と放熱フィン２０の一部とが露出するように、接着剤６０によって放熱フィン２０にケース３０を固定する。

その後、ねじ５０によって放熱フィン２０とケース３０とを接合し、側壁部３２にプレート部３３を接合することにより、電子装置が製造される。基板１０は放熱フィン２０およびねじ５０を介してケース３０に電気的に接続されており、図示しないねじによってケース３０を車体等に取り付けることで、基板１０が接地される。

放熱フィン２０とケース３０とを接合する際には、ねじ締めされる部分に荷重がかかり、部品寸法公差によって放熱フィン２０の上面に対して底部３１が傾斜し、ねじ５０とは反対側の部分が浮き上がる。すると、放熱フィン２０と底部３１との間に隙間が形成され、図６の領域Ｒで示す部分から接着剤が漏れ出すおそれがある。

これに対して、本実施形態では、放熱フィン２０と底部３１との間の隙間から接着剤６０が漏れ出すと、接着剤だまり部３２２の凹部に接着剤６０が流れ込むため、接着剤６０が放熱フィン２０の上面から底面に向かって流れることが抑制される。これにより、電子装置の外部に接着剤６０が漏れ出すことを抑制することができる。

なお、ねじ５０によって放熱フィン２０とケース３０とを接合する際には、図１０に示すように、側壁部３２の開口端部の全体を放熱フィン２０に向かって加圧しながらねじ締めすることが望ましい。このようにすると、底部３１の全体に均一に荷重がかかり、ねじ５０が配置された部分だけに荷重がかかることが抑制されるため、ねじ５０とは反対側の部分が浮き上がることを抑制することができる。これにより、放熱フィン２０と底部３１との間に形成される隙間が小さくなり、接着剤６０が漏れ出すことをさらに抑制することができる。

また、ねじ５０によって放熱フィン２０とケース３０とを接合する際に、図１１に示すように、側壁部３２のうち、ねじ５０とは反対側の部分を加圧しながらねじ締めしてもよい。このようにしても、同様に、接着剤６０が漏れ出すことをさらに抑制することができる。

また、本実施形態ではねじ５０を放熱フィン２０の角部とケース３０の角部とを接合するように配置したが、ねじ５０を放熱フィン２０の内周部とケース３０の内周部とを接合するように配置してもよい。このような構成では、ねじ締めする際に、放熱フィン２０の上面に対する底部３１の傾きが低減され、放熱フィン２０と底部３１との間に形成される隙間が小さくなる。これにより、接着剤６０が漏れ出すことをさらに抑制することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して放熱フィン２０の形状を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

第１実施形態では、放熱フィン２０の高さが一定とされているが、図１２に示すように、本実施形態の放熱フィン２０の断面は、ねじ５０の軸方向において、ねじ５０が取り付けられた部分よりもねじ５０から離れた部分の方が高くされた台形状とされている。

放熱フィン２０をこのような形状とすることで、ねじ締めする際に、放熱フィン２０の高くされた部分が底部３１の裏面に当たり、放熱フィン２０から底部３１が浮き上がることが抑制される。これにより、接着剤６０が漏れ出すことをさらに抑制することができる。

なお、放熱フィン２０の断面を、ねじ５０の軸方向において、ねじ５０が取り付けられた部分よりもねじ５０から離れた部分の方が高くされた他の形状としてもよい。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してねじ５０の数を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態の電子装置は、複数のねじ５０を備えている。具体的には、図１３に示すように、電子装置は２つのねじ５０を備えており、２つのねじ５０は放熱フィン２０の対向する２つの角部に配置されている。

このように複数のねじ５０によって放熱フィン２０とケース３０とを接合することにより、ねじ５０で接合される部分にかかる荷重が分散される。そのため、ケース３０が放熱フィン２０から浮き上がることが抑制され、接着剤６０が漏れ出すことをさらに抑制することができる。

なお、本実施形態では電子装置は２つのねじ５０を備えているが、電子装置が３つ以上のねじ５０を備えていてもよい。電子装置が３つのねじ５０を備える場合には、例えば図１４に示すように、３つのねじ５０は放熱フィン２０の３つの角部に配置される。また、電子装置が４つのねじ５０を備える場合には、４つのねじ５０は例えば放熱フィン２０の４つの角部に配置される。

また、電子装置が複数のねじ５０を備える場合には、少なくとも１つのねじ５０が、基板１０を接地する機能を果たしていればよい。すなわち、すべてのねじ５０が導電部材３４を介して接地されていてもよいし、一部のねじ５０のみが接地されていてもよい。

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して基板１０を接地する方法を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１５に示すように、本実施形態では、ねじ５０の代わりに配置された導電部材７０によって、基板１０がケース３０の導電部材３４に電気的に接続されている。導電部材７０は、例えば、ボンディングワイヤ、リベット、ばね、プローブピン、導電性の接着剤等とされている。なお、図１５では、導電部材７０をボンディングワイヤで構成し、放熱フィン２０の上面と導電部材３４とを電気的に接続した例について図示している。

このような導電部材７０によって放熱フィン２０とケース３０とを電気的に接続する本実施形態では、ねじ５０を用いる場合に比べて、ケース３０を放熱フィン２０に組み付ける際に、接着剤６０が塗布された部分にかかる荷重が小さくなる。そのため、接着剤６０が漏れ出すことをさらに抑制することができる。

（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してゴム状部材を追加したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１６に示すように、本実施形態では、放熱フィン２０の上面の外周部にゴム状部材としてのパッキン８０が配置されている。パッキン８０は、放熱フィン２０とケース３０との間に配置され、放熱フィン２０とケース３０との間の隙間を埋めるものである。パッキン８０は、基板１０、ねじ穴２１および接着剤６０を囲むように配置されている。なお、図１６では、接着剤６０の図示を省略している。

このようなパッキン８０によって、放熱フィン２０とケース３０の部品寸法公差による凹凸や歪みを吸収し、放熱フィン２０とケース３０との間に隙間が形成されることを抑制することができる。これにより、接着剤６０が漏れ出すことをさらに抑制することができる。

（第６実施形態）
第６実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して放熱フィン２０およびケース３０の形状を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１７に示すように、本実施形態では、側壁部３２のうち放熱フィン２０の側面に対向する部分に、放熱フィン２０の側面に向かって突出した凸部３２３が形成されている。凸部３２３は、側壁部３２のうち放熱フィン２０の１つの側面に対向する部分と、この側面とは反対側の側面に対向する部分にそれぞれ形成されている。２つの凸部３２３は、放熱フィン２０の側面に沿った一方向（図１７中紙面奥行き方向）に直線状に延設されている。

また、側壁部３２のうち凸部３２３が形成された部分に対向する放熱フィン２０の２つの側面には、それぞれ、凸部３２３に対応する形状の凹部２２が形成されている。

放熱フィン２０とケース３０をこのような形状とし、凸部３２３が凹部２２を通るようにケース３０をスライドさせて放熱フィン２０に組み付けることで、放熱フィン２０からケース３０が浮くことを抑制することができる。これにより、接着剤６０が漏れ出すことをさらに抑制することができる。

なお、図１８に示すように、放熱フィン２０の側面に、放熱フィン２０の側面に沿った一方向に直線状に延設された凸部２３を形成し、側壁部３２のうち放熱フィン２０の側面に対向する部分に、凸部２３に対応する形状の凹部３２４を形成してもよい。このような構成においても、本実施形態と同様の効果が得られる。

（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

例えば、上記第２〜第６実施形態において、側壁部３２に接着剤だまり部３２２が形成されていなくてもよい。また、上記第２〜第５実施形態において、第６実施形態のようにケース３０をスライドさせて放熱フィン２０に組み付けてもよい。また、上記第２〜第４実施形態において、放熱フィン２０とケース３０との間にパッキン８０が配置されていてもよい。また、上記第２、第３実施形態において、基板１０が導電部材７０によって接地されていてもよい。また、上記第２実施形態において、電子装置が複数のねじ５０を備えていてもよい。

１０ 基板
２０ 放熱フィン
３０ ケース
３２２ 接着剤だまり部
５０ ねじ
６０ 接着剤
７０ 導電部材

Claims (9)

1. 基板（１０）と、
   上面において前記基板の一面に接触する放熱部材（２０）と、
   前記基板を覆うように前記放熱部材に組み付けられたケース（３０）と、を備える電子装置であって、
   前記ケースは、接着剤（６０）によって前記放熱部材の上面に接合されており、
   前記ケースのうち前記放熱部材の側面に対向する部分には、凹凸形状の接着剤だまり部（３２２）が形成されている電子装置。
2. 前記放熱部材と前記ケースは、ねじ（５０）によって接合されている請求項１に記載の電子装置。
3. 基板（１０）と、
   前記基板の一面に接触する放熱部材（２０）と、
   前記基板を覆うように前記放熱部材に組み付けられたケース（３０）と、を備える電子装置であって、
   前記放熱部材と前記ケースは、ねじ（５０）によって接合されており、
   前記放熱部材は、前記ねじの軸方向において、前記ねじが取り付けられた部分よりも前記ねじから離れた部分の方が高くされている電子装置。
4. 前記ねじは、前記放熱部材の内周部と前記ケースの内周部とを接合するように配置されている請求項２または３に記載の電子装置。
5. 複数の前記ねじを備える請求項２ないし４のいずれか１つに記載の電子装置。
6. 基板（１０）と、
   前記基板の一面に接触する放熱部材（２０）と、
   前記基板を覆うように前記放熱部材に組み付けられ、前記基板に電気的に接続されたケース（３０）と、を備える電子装置であって、
   前記基板と前記ケースは、ボンディングワイヤ、リベット、ばね、プローブピン、または接着剤によって構成された導電部材（７０）によって電気的に接続されている電子装置。
7. 前記放熱部材と前記ケースとの間に配置され、前記放熱部材と前記ケースとの隙間を埋めるゴム状部材（８０）を備える請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電子装置。
8. 前記ケースのうち前記放熱部材の側面に対向する部分には、直線状の凸部（３２３）が形成されており、
   前記放熱部材の側面には、前記凸部に対応する形状の凹部（２２）が形成されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の電子装置。
9. 前記放熱部材の側面には、直線状の凸部（２３）が形成されており、
   前記ケースのうち前記放熱部材の側面に対向する部分には、前記凸部に対応する形状の凹部（３２４）が形成されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の電子装置。

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