JP6395947B2 - 電子制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板に実装された電子部品及び接続線と、これらを放熱するヒートシンクとを備えた電子制御装置に関するものである。
上記のような電子制御装置に関連して、下記の特許文献1及び2に記載された電子制御装置が知られている。特許文献1の技術では、半導体チップの上面及び下面には、それぞれ半導体チップの電極を兼ねた上側ヒートシンク及び下側ヒートシンクがはんだ付けされ、上側及び下側ヒートシンクが冷媒により冷却されるように構成されている。
特許文献2の技術では、半導体チップの上面に、絶縁性及び伝導性を有する中間部材を介してヒートシンクの突出部が当接し、銅製の薄膜状の接続線の上面に、絶縁性及び伝熱性を有する中間部材を介してヒートシンクの突出部が当接するように構成されている。
特開2006−165534号公報 特開2014−154745号公報
特許文献1の技術では、半導体チップの上面及び下面の両面に、上側及び下側ヒートシンクがはんだ付けされた構成とされているため、基板に実装された半導体チップ及び接続線には適応できない。また、特許文献1の技術では、半導体チップの上面に、半導体チップの電極を兼ねたヒートシンクがはんだ付けされるため、半導体チップとヒートシンクとの絶縁性を確保したい場合には適応できない。
特許文献2の技術では、基板からの突出高さの異なる半導体チップ及び接続線に当接させるため、ヒートシンクに高さの異なる突出部を設けている。そのため、ヒートシンクの形状が複雑になり、コストアップが生じる。また、特許文献2の技術では、ヒートシンクの突出部の先端面に、流動性のある中間部材を塗布して硬化させる場合に、突出部の先端面に流動性のある中間部材を均一の厚みで留まらせ、硬化させることが容易でない。
そこで、中間部材を介したヒートシンクと電子部品及び接続線との当接部分の形状を工夫することにより、放熱性を確保しつつ、中間部材も含めた製造の容易さを向上できる電子制御装置を提供する。
本発明に係る第一の電子制御装置は、通電により発熱する複数の電子部品及び前記複数の電子部品を接続する接続線と、前記複数の電子部品及び前記接続線の放熱のためのヒートシンクと、を備えた電子制御装置であって、前記複数の電子部品及び前記接続線は、基板の一方側の面である第一基板面に実装され、前記ヒートシンクは、前記複数の電子部品及び前記接続線における前記第一基板面側とは反対側の面である上面と隙間を設けて配置され、前記接続線の少なくとも一部である接続線当接部及び前記複数の電子部品と、前記ヒートシンクとの間の隙間には、絶縁性及び伝熱性を有する中間部材が、前記接続線当接部又は前記複数の電子部品と前記ヒートシンクとに当接している状態で備えられ、前記複数の電子部品の内で通電時に最も発熱する電子部品である最大発熱部品の上面は平面とされ、前記最大発熱部品の上面に対向する前記ヒートシンクの部分は、前記ヒートシンクが有する平面である基礎平面の一部とされ、前記接続線当接部の上面と対向している前記ヒートシンクの部分は、前記基礎平面よりも前記接続線当接部側に突出している突出部であるものである。


本発明に係る第二の電子制御装置は、通電により発熱する複数の電子部品及び前記複数の電子部品を接続する接続線と、前記複数の電子部品及び前記接続線の放熱のためのヒートシンクと、を備えた電子制御装置であって、前記複数の電子部品及び前記接続線は、基板の一方側の面である第一基板面に実装され、前記ヒートシンクは、前記複数の電子部品及び前記接続線における前記第一基板面側とは反対側の面である上面と隙間を設けて配置され、前記接続線の少なくとも一部である接続線当接部及び前記複数の電子部品と前記ヒートシンクとの間の隙間には、絶縁性及び伝熱性を有する中間部材が、前記接続線当接部又は前記複数の電子部品と前記ヒートシンクとに当接している状態で備えられ、前記接続線当接部の上面と対向する前記ヒートシンクの部分は、前記ヒートシンクが有する平面である基礎平面の一部とされ、前記複数の電子部品の内で通電時に最も発熱する電子部品である最大発熱部品は、前記接続線当接部よりも前記ヒートシンク側への突出高さが高く、前記最大発熱部品の上面に対向する前記ヒートシンクの部分は、前記基礎平面よりも前記最大発熱部品とは反対側に窪んでいる凹部とされ、当該凹部に前記中間部材が設けられているものである。
本発明に係る第一の電子制御装置によれば、最も放熱が必要な最大発熱部品の上面は平面とされ、最大発熱部品の上面に対向するヒートシンクの部分は、基礎平面の一部とされているので、ヒートシンクの形状を単純化できると共に、これらの平面部分に当接する中間部材を容易に形成することができる。更には、中間部材の密着性を確保することが容易になり、最大発熱部品の放熱性を確保できる。従って、当接部分の形状を工夫することにより、放熱性を確保しつつ、中間部材も含めた電子制御装置の製造の容易さを向上できる。
本発明に係る第二の電子制御装置によれば、接続線当接部に対向するヒートシンクの部分を基礎平面の一部とし、最大発熱部品に対向するヒートシンクの部分を、基礎平面よりも窪んでいる凹部としているので、双方を凹部又は突部とする場合よりもヒートシンクの凹凸の増加を抑制することができ、ヒートシンクの製造の容易さを向上できる。凹部により、最も放熱が必要な最大発熱部品が当接する中間部材を確実に位置決めすることができる。また、凹部に流動性のある中間部材を塗布して硬化させる場合に、凹部に流動性のある中間部材を溜めることができるため、凹部の中間部材の表面を均一な平面に形成すること容易になる。よって、最も放熱が必要な最大発熱部品に対する中間部材の密着性を確保することが容易になり、放熱性を確保できる。従って、当接部分の形状を工夫することにより、放熱性を確保しつつ、中間部材も含めた電子制御装置の製造の容易さを向上できる。
本発明の実施の形態1に係る電子制御装置の回路図である。 本発明の実施の形態1に係る電子制御装置の要部を上側から見た平面図である。 本発明の実施の形態1に係るヒートシンクを基板から取り外した状態の電子制御装置の要部側面図である。 本発明の実施の形態2に係るヒートシンクを基板から取り外した状態の電子制御装置の要部側面図である。 本発明の実施の形態3に係るヒートシンクを基板から取り外した状態の電子制御装置の要部側面図である。
1.実施の形態1
実施の形態1に係る電子制御装置1について図面を参照して説明する。図1は、電子制御装置1の回路図であり、図2は、ヒートシンク11及び中間部材12を透かした状態の電子制御装置1を第一基板面4側(上側Z1)から見た平面図であり、図3は、ヒートシンク11を基板10から上側Z1に取り外した状態の電子制御装置1の要部を縦方向第一側X1に見た要部分解側面図である。
電子制御装置1は、通電により発熱する複数の電子部品2(以下、対象電子部品2と称す)及び複数の対象電子部品2を接続する接続線6(以下、対象接続線6と称す)と、複数の対象電子部品2及び対象接続線6の放熱のためのヒートシンク11と、を備えている。複数の対象電子部品2及び対象接続線6は、基板10の一方側の面である第一基板面4に実装されている。本実施の形態では、電子制御装置1は、モータ25の制御装置とされている。
1−1.電子制御装置1の回路構成
本実施の形態では、図1に示すように、電子制御装置1は、モータ25の制御装置とされている。電子制御装置1は、電源21からモータ25への電力供給をオンオフする、複数のスイッチング素子を有するブリッジ回路を備えている。本実施の形態では、モータ25は、永久磁石型直流整流子モータとされている。例えば、モータ25は、車両に搭載されるパワーウインド、パワーステアリング等の車載機器の駆動力源とされ、モータ25の回転軸がギヤ機構などに連結される。この場合は、電子制御装置1は、車両に搭載された車載電子制御装置となる。
ブリッジ回路は、四つのスイッチング素子5a、5b、5c、5dを有するHブリッジ回路とされている。具体的には、正極接続線3aと負極接続線3bとの間に二つのスイッチング素子が直列に接続された直列回路が2回線並列に接続されている。各直列回路における2つのスイッチング素子を接続する中間接続線3c、3dが、それぞれモータ接続端子20a、20bに接続されている。
第一スイッチング素子5aのドレイン端子は正極接続線3aに接続され、第一スイッチング素子5aのソース端子は第二スイッチング素子5bのドレイン端子に接続され、第二スイッチング素子5bのソース端子は負極接続線3bに接続されている。第一スイッチング素子5aのソース端子と第二スイッチング素子5bのドレイン端子とを接続する第一中間接続線3cは、第一モータ接続端子20aに接続されている。第三スイッチング素子5cのドレイン端子は正極接続線3aに接続され、第三スイッチング素子5cのソース端子は第四スイッチング素子5dのドレイン端子に接続され、第四スイッチング素子5dのソース端子は負極接続線3bに接続されている。第三スイッチング素子5cのソース端子と第四スイッチング素子5dのドレイン端子とを接続する第二中間接続線3dは、第二モータ接続端子20bに接続されている。正極接続線3aは、電源21の正極端子21aに接続される正極電源接続端子19aに接続され、負極接続線3bは、電源21の負極端子21bに接続される負極電源接続端子19bに接続されている。第一モータ接続端子20aは、モータ25の第一端子に接続され、第二モータ接続端子20bは、モータ25の第二端子に接続される。本例では、負極電源接続端子19bは、電源21の負極端子21bに接続されたグランドに接続される。
スイッチング素子5a〜5dには、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)が用いられている。パワーMOSFETは、ドレイン端子とソース端子との間に逆並列接続されたダイオードの機能も有している。なお、スイッチング素子5a〜5dには、フリーホイールダイオードが逆並列接続されたIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の他の種類のスイッチング素子が用いられてもよい。
モータ25のコイル等に流れる電流を検出するためのシャント抵抗23が、正極電源接続端子19aと負極電源接続端子19bとを接続する接続経路中に直列接続されている。本実施の形態では、シャント抵抗23は、負極接続線3b中に直列接続されている。負極接続線3bは、第二スイッチング素子5bのソース端子と第四スイッチング素子5dのソース端子と接続するソース端子接続線3eと、負極電源接続端子19bに接続された負極線3fとからなり、シャント抵抗23は、ソース端子接続線3eと負極線3fとの間に直列接続されている。
電子制御装置1は、正極接続線3aと負極接続線3b(本例では負極接続線3bに接続されたグランド)との間に直列接続された平滑用コンデンサ24を備えている。平滑用コンデンサ24により直流電源電圧が平滑化される。
電子制御装置1は、マイクロコンピュータ36及び入力回路38等を有する制御回路9を備えている。各スイッチング素子5a〜5dのゲート端子は、それぞれ信号線26a〜26dを介して制御回路9に接続されており、制御回路9は、各スイッチング素子5a〜5dをオンオフする信号を出力し、各スイッチング素子5a〜5dをオンオフ制御する。また、シャント抵抗23の両端電圧は、信号線26eを介して制御回路9に入力され、制御回路9は、シャント抵抗23の両端電圧に基づいて、モータ25に流れる電流を検出する。また、入力回路38には、信号線を介して各種センサ類37が接続されており、入力回路38は、センサ類37の出力信号をマイクロコンピュータ36に入力するA/D変換器等を備えている。
制御回路9は、モータ25に第一回転方向のトルクを出力させる場合(以下、正転の場合と称す)は、第一スイッチング素子5a及び第四スイッチング素子5dをオンさせ、第二スイッチング素子5b及び第三スイッチング素子5cをオフさせる。制御回路9は、モータ25に第一回転方向とは逆方向の第二回転方向のトルクを出力させる場合(以下、逆転の場合と称す)は、第二スイッチング素子5b及び第三スイッチング素子5cをオンさせ、第一スイッチング素子5a及び第四スイッチング素子5dをオフさせる。制御回路9は、モータ25の回転を制動させる場合は、第二スイッチング素子5b及び第四スイッチング素子5dをオンさせ、第一スイッチング素子5a及び第三スイッチング素子5cをオフさせる。
制御回路9は、PWM(Pulse Width Modulation)制御により、各スイッチング素子5a〜5dのオンデューティ比を変化させるように構成されている。オンデューティ比に比例して、モータ25に流れる電流を変化し、モータ25の電流に比例して、モータ25の出力トルクが変化する。制御回路9は、シャント抵抗23の両端電圧により検出したモータ25の電流と、目標電流とを比較して、正転、逆転、又は制動の場合にオンするスイッチング素子5a〜5dのオンデューティ比を変化させる電流フィードバック制御を行うように構成されている。
各スイッチング素子5a〜5dの発熱量は、スイッチング素子を流れる電流に比例して変化する。各スイッチング素子5a〜5dの発熱量は、オンデューティ比が100%の場合に最大になる。また、シャント抵抗23の発熱量も、スイッチング素子5a〜5d及びモータ25に流れる電流に比例して変化する。
電源接続端子19a、19bと複数のスイッチング素子5a〜5dとモータ接続端子20a、20bとを接続する接続線3a〜3fの電流は、モータ25に駆動力を発生させるために、信号線26a〜26eの電流よりも大幅に大きくなり、発熱量も大幅に大きくなる。そのため、図1において、接続線3a〜3f、シャント抵抗23等の太さを、信号線26a〜26eの太さよりも太くしている。また、実際に、接続線3a〜3fの断面積は、信号線26a〜26eの断面積よりも大きくなっている。
よって、スイッチング素子5a〜5d、シャント抵抗23、及び接続線3a〜3f等のパワー系統の回路部品を流れる電流及び発熱量は、制御回路9及び信号線26a〜26e等の制御系統の回路部品を流れる電流及び発熱量よりも大幅に大きくなる。よって、電子制御装置1の機能を発揮されるためには、これらパワー系統の回路部品の放熱機構を適切に設計する必要がある。
1−2.電子制御装置1の配置構成
上記のように、電子制御装置1は、通電により発熱する複数の対象電子部品2及び複数の対象電子部品2を接続する対象接続線6と、複数の対象電子部品2及び対象接続線6の放熱のためのヒートシンク11と、を備えている。複数の対象電子部品2及び対象接続線6は、基板10の一方側の面である第一基板面4に実装されている。
ヒートシンク11は、複数の対象電子部品2及び対象接続線6における第一基板面4側とは反対側の面である上面と隙間を設けて配置されている。すなわち、ヒートシンク11は、複数の対象電子部品2及び対象接続線6の上側Z1に隙間を設けて配置されている。対象接続線6の少なくとも一部である接続線当接部13及び複数の対象電子部品2とヒートシンク11との間の隙間には、絶縁性及び伝熱性を有する中間部材12が、接続線当接部13又は複数の対象電子部品2とヒートシンク11とに当接している状態で備えられている。そして、複数の対象電子部品2の内で通電時に最も発熱する電子部品である最大発熱部品8の上面は平面とされ、最大発熱部品8の上面と対向するヒートシンク11の部分は、ヒートシンク11が有する平面である基礎平面31の一部とされている。なお、通電時の最大発熱部品8の発熱量は、複数の対象電子部品2の発熱量の内で最も大きくなる。通電時の対象接続線6の発熱(発熱量)は、最大発熱部品8の発熱(発熱量)よりも低い。
この構成によれば、複数の対象電子部品2及び対象接続線6が発生した熱を、それらの上面に当接した伝熱性を有する中間部材12に伝達させた後、中間部材12の上面に当接したヒートシンク11に伝達させ、ヒートシンク11から放熱させることができる。よって、複数の対象電子部品2及び対象接続線6の発熱を、1つのヒートシンク11により効率的に放熱させることができる。中間部材12は、絶縁性を有するので、複数の対象電子部品2及び対象接続線6と、ヒートシンク11との絶縁性を確保することができる。最も放熱が必要な最大発熱部品8の上面は平面とされ、最大発熱部品8の上面に対向するヒートシンク11の部分は、基礎平面31の一部とされているので、ヒートシンク11の形状を単純化できると共に、これらの平面部分に当接する中間部材12を容易に形成することができる。更には、中間部材12の密着性を確保することが容易になり、最大発熱部品8の放熱性を確保できる。
本実施の形態では、ヒートシンク11により放熱される複数の対象電子部品2は、電源21からモータ25への電力供給をオンオフする複数のスイッチング素子(本例では、四つのスイッチング素子5a〜5d)を含むように構成されている。対象電子部品2には、複数のスイッチング素子5a〜5dに加えて、シャント抵抗23及びモータ接続端子20a、20bが含まれている。最大発熱部品8は、複数のスイッチング素子とされている。最大発熱部品8よりも通電時の発熱が低い電子部品である低発熱部品7は、シャント抵抗23及びモータ接続端子20a、20bとされている。
ヒートシンク11により放熱される対象接続線6は、電源接続端子19a、19bと複数のスイッチング素子(本例では、四つのスイッチング素子5a〜5dに加えてシャント抵抗23)とモータ接続端子20a、20bとを接続する複数の接続線(本例では、五つの接続線3a〜3f)を含むように構成されている。具体的には、対象接続線6には、正極接続線3a、負極接続線3b、第一中間接続線3c、第二中間接続線3d、及びソース端子接続線3eが含まれている。
図2の平面図及び図3の側面図に示すように、基板10は、ガラス繊維及びエポキシ樹脂等の非導電性の材料からなる平板状(本例では矩形平板状)に形成されている。基板10の一方側の面を第一基板面4とし、第一基板面4とは反対側の面を第二基板面17とする。第一基板面4及び第二基板面17は平面とされている。第一基板面4及び第二基板面17には、発熱量が比較的大きいパワー系統の接続線3a〜3f、29の配線パターンが形成され、基板10の内層には、発熱量が比較的小さい信号線26a〜26eの配線パターンが形成されている(不図示)。
複数のスイッチング素子5a〜5d、シャント抵抗23、及び複数の接続線3a〜3fは、基板10の第一基板面4に表面実装されている。なお、第一基板面4に実装された、スイッチング素子5a〜5d、シャント抵抗23、及び接続線3a〜3f等の回路部品、並びにヒートシンク11において、第一基板面4側の面を下面とし、第一基板面4側とは反対側の面を上面とし、また、第一基板面4側を下側Z2とし、第一基板面4側とは反対側を上側Z1とする。第一基板面4の法線方向が上となり、第一基板面4の法線方向とは反対方向が下となる。なお、ここでいう上、下は、鉛直方向の上、下ではない。
また、第一基板面4に平行な所定の方向を縦方向Xとし、第一基板面4に平行であり、縦方向Xに直交する方向を横方向Yとする。縦方向Xにおける一方側を縦方向第一側X1とし、縦方向Xにおける縦方向第一側X1とは反対側を縦方向第二側X2とする。横方向Yにおける一方側を横方向第一側Y1とし、横方向Yにおける横方向第一側Y1とは反対側を横方向第二側Y2とする。
各接続線3a〜3fは、銅製の平板状に形成されており、銅板(又は銅箔)の下面が、基板10の第一基板面4に接着剤等により張り付けられている。よって、各接続線3a〜3fの上面及び下面は、基板10の第一基板面4と平行な平面となっている。各接続線3a〜3fの幅及び厚みは流れる電流量に応じて設定される。各接続線3a〜3fの厚みは同一とされており、各接続線3a〜3fの第一基板面4からの突出高さは同一とされている。なお、接続線3a〜3fは、例えば、サブトラクティブ法、アディティブ法等の方法により第一基板面4に形成されてもよい。
各スイッチング素子5a〜5dのソース端子S及びドレイン端子Dは、それぞれ、対応する二つの接続線の上面にはんだ付けされ、対応する二つの接続線の上側Z1に跨って配置されている。各スイッチング素子5a〜5dは、接続線3a〜3fよりも上側Z1に突出している。詳細には、ドレイン端子Dは、スイッチング素子5a〜5dの側方に突出する矩形平板状に形成されており、接続線の上面にはんだ付けにより接続されている。ソース端子Sは、スイッチング素子5a〜5dの下側Z2に、比較的大きい面積の矩形平板状に形成されており、接続線の上面にはんだ付けにより接続されている。なお、スイッチング素子5a〜5dのゲート端子Gは、スイッチング素子5a〜5dの下側Z2に、比較的小さい面積の矩形平板状に形成されており、基板10の内層に形成された信号線26a〜26eの配線パターン(不図示)の上面露出部に、はんだ付けにより接続されている。
各スイッチング素子5a〜5eは、矩形平板状(又はチップ状、直方体状)に形成されており、同一形状のものが用いられている。各スイッチング素子5a〜5eの上面は、基板10の第一基板面4と平行な矩形平面となっている。
第一スイッチング素子5aのドレイン端子Dは、正極接続線3aの上面にはんだ付けされ、第一スイッチング素子5aのソース端子Sは第一中間接続線3cの上面にはんだ付けされている。第二スイッチング素子5bのドレイン端子Dは、第一中間接続線3cの上面に接続され、第二スイッチング素子5bのソース端子Sはソース端子接続線3eの上面にはんだ付けされている。第三スイッチング素子5cのドレイン端子Dは、正極接続線3aの上面にはんだ付けされ、第三スイッチング素子5cのソース端子Sは第二中間接続線3dの上面にはんだ付けされている。第四スイッチング素子5dのドレイン端子Dは、第二中間接続線3dの上面に接続され、第四スイッチング素子5dのソース端子Sはソース端子接続線3eの上面にはんだ付けされている。
シャント抵抗23の二つの端子は、それぞれ、ソース端子接続線3e及び負極接続線3bの上面にはんだ付けされ、ソース端子接続線3e及び負極接続線3bの上側Z1に跨って配置されている。よって、シャント抵抗23は、接続線3a〜3fよりも上側Z1に突出している。シャント抵抗23は、矩形平板状(又はチップ状、直方体状)に形成されている。シャント抵抗23の上面及び下面は、基板10の第一基板面4と平行な矩形平面となっている。
第一及び第二モータ接続端子20a、20bには、それぞれ、モータ25から延出した第一モータ接続線27aと第二モータ接続線27bとが接続される。第一及び第二モータ接続端子20a、20bは、それぞれ、第一中間接続線3cと第二中間接続線3dとに形成されている。具体的には、第一及び第二中間接続線3c、3dは、それぞれ、第一及び第二モータ接続線27a、27bが貫通する貫通孔と、貫通孔に下側Z2から挿入された第一及び第二モータ接続線27a、27bを固定する固定部と、を備えており、これらが、第一及び第二モータ接続端子20a、20bを構成している。基板10には、第一及び第二モータ接続線27a、27bが貫通する貫通孔が備えられている。第一及び第二モータ接続線27a、27bは、断面が長方形の棒状に形成されている。基板10の第二基板面17側から貫通孔に挿入された第一及び第二モータ接続線27a、27bの先端部は、接続線3a〜3fよりも上側Z1に突出しており、これらの先端突出部も、第一及び第二モータ接続端子20a、20bの一部を構成している。
複数のスイッチング素子は、互いに間隔を空けて縦横行列状に配置されている。本例では、二つのスイッチング素子が縦方向Xに間隔を空けて一列に並べられ、二つのスイッチング素子が横方向Yに間隔を空けて一列に並べられている。複数のスイッチング素子は、ドレイン端子Dが縦方向第一側X1に配置され、ソース端子Sが縦方向第二側X2に配置される向きで並べられている。縦横行列配列における横方向第一側Y1の列には、第一の直列回路を構成する第一スイッチング素子5a及び第二スイッチング素子5bが、縦方向第一側X1から順番に近接して配置されている。縦横行列配列における横方向第二側Y2の列には、第二の直列回路を構成する第三スイッチング素子5c及び第二スイッチング素子5bが、縦方向第一側X1から順番に近接して配置されている。第一の直列回路と第二の直列回路とは、第一及び第二モータ接続端子20a、20bの配置のための横方向Yの間隔を空けて配置されている。
正極接続線3aは、第一スイッチング素子5a及び第三スイッチング素子5cの縦方向第一側X1を横方向Yに延びており、第一スイッチング素子5aのドレイン端子Dと第三スイッチング素子5cのドレイン端子Dとを接続していると共に、更に横方向第二側Y2に延びて正極電源接続端子19aに接続されている(一部不図示)。第一中間接続線3cは、第一スイッチング素子5aと第二スイッチング素子5bとの間を縦方向Xに延びており、第一スイッチング素子5aのソース端子Sと第二スイッチング素子5bのドレイン端子Dとを接続していると共に、更に、L字状に横方向第二側Y2に延びた後、縦方向第二側X2に延びて第一モータ接続端子20aに接続されている。第二中間接続線3dは、第三スイッチング素子5cと第四スイッチング素子5dとの間を縦方向Xに延びており、第三スイッチング素子5cのソース端子Sと第四スイッチング素子5dのドレイン端子Dとを接続していると共に、更に、L字状に横方向第一側Y1に延びた後、縦方向第二側X2に延びて第二モータ接続端子20bに接続されている。
ソース端子接続線3eは、第二スイッチング素子5b及び第四スイッチング素子5dの縦方向第二側X2を横方向Yに延びており、第二スイッチング素子5bのソース端子Sと第四スイッチング素子5dのソース端子Sとを接続している。ソース端子接続線3eの横方向Yの中央部分は、シャント抵抗23の第一端子に接続されている。負極線3fは、ソース端子接続線3eの縦方向第二側X2に間隔を空けて配置され、横方向Yに延びている。負極線3fの横方向Yの中央部分は、シャント抵抗23の第二端子に接続されている。負極線3fは、更に横方向第二側Y2に延びて負極電源接続端子19bに接続されている(一部不図示)。シャント抵抗23は、第二スイッチング素子5bと第四スイッチング素子5dとに対して等間隔に配置されている。
このように、ヒートシンク11の放熱対象となる複数の対象電子部品2及び対象接続線6の配置領域は、平面視で縦方向X又は横方向Yに平行な辺を有する矩形状の領域となっている。ヒートシンク11は、これら放熱対象部品の矩形状の配置領域の上側Z1を覆うように形成されている。本実施形態では、ヒートシンク11は、縦方向X又は横方向Yに平行な辺を有する直方体状に形成されている。ヒートシンク11の配置領域は、平面視で、放熱対象部品の配置領域よりも広い矩形状の領域となっている。
本実施の形態では、対象接続線6の接続線当接部13には、対象接続線6と同種材料又は対象接続線6と同等の伝熱性を有する材料からなり、ヒートシンク11側に突出している伝熱突出部16が設けられ、伝熱突出部16が中間部材12に当接している。すなわち、接続線当接部13は、伝熱突出部16を介して中間部材12に当接している。
伝熱突出部16は、角丸長方形の平板状(又は断面形状が角丸長方形である柱状)に形成されている。伝熱突出部16の上面及び下面は、基板10の第一基板面4と平行な角丸長方形の平面となっている。伝熱突出部16は、接続線3a〜3fと同じ銅製とされている。なお、伝熱突出部16は、接続線3a〜3fと同等の伝熱性を有するアルミニウム等の金属材料製とされてもよい。伝熱突出部16の下面は、接続線3a〜3fの上面にはんだ付けされている。伝熱突出部16の表面は、はんだ付けを容易にするために、スズメッキ処理がされてもよい。なお、接続線3a〜3fの接続線当接部13の上面は、ソルダーレジスト処理がされておらず、銅が露出しており、はんだ付けが可能とされている。接続線3a〜3fの接続線当接部13以外の上面は、ソルダーレジスト処理がされている。
伝熱突出部16は、複数の接続線3a〜3fのそれぞれに一つ以上備えられている。各接続線3a〜3fには、各接続線3a〜3fの長さに応じた数の伝熱突出部16が備えられている。そのため、長さに応じて発熱量が変化する各接続線3a〜3fの発熱を適切に放熱させることができる。具体的には、正極接続線3aには、横方向Yの一列に間隔を空けて三つの伝熱突出部16が備えられ、負極線3fには、横方向Yの一列に間隔を空けて四つの伝熱突出部16が備えられ、第一中間接続線3cには、一つの伝熱突出部16が備えられ、第二中間接続線3dには、一つの伝熱突出部16が備えられ、ソース端子接続線3eに、横方向Yに二つの伝熱突出部16が備えられている。各伝熱突出部16の厚みは同一とされており、各伝熱突出部16の第一基板面4からの上側Z1への突出高さは同一とされている。
対象接続線6(接続線当接部13)に伝熱突出部16を設けることにより、対象接続線6とヒートシンク11との隙間を適切に狭めることができる。よって、伝熱突出部16を介して接続線3a〜3fを中間部材12に接触させることが容易になり、接続線3a〜3fの放熱性を向上させることができる。また、伝熱突出部16を設けることにより、接続線3a〜3fの抵抗値が低下し、接続線3a〜3fによる電力ロスを低減させることができる。
接続線当接部13及び複数の対象電子部品2の上面と対向するヒートシンク11の部分の対向面は、ヒートシンク11が有する平面である基礎平面31の一部とされている。そして、中間部材12は、ヒートシンク11の基礎平面31に当接する、弾力性を有する一枚のシート状に形成されている。
この構成によれば、ヒートシンク11の基礎平面31と、接続線当接部13及び複数の対象電子部品2との間の隙間に、絶縁性及び伝熱性に加えて、弾力性を有する一枚のシート状の中間部材12を挟むだけの簡単な構造とすることができる。接続線当接部13及び複数の対象電子部品2の間で突出高さが異なっていても、中間部材12が弾力性を有するので、中間部材12の厚みが変化し、突出高さの異なりを吸収することができる。また、ヒートシンク11が、例えばアルミダイキャスト製であり、表面に多少の凹凸があったとしても、中間部材12の変形により凹凸を吸収できる。よって、中間部材12を、接続線当接部13及び複数の対象電子部品2とヒートシンク11とに当接させることができ、放熱性を高めることができる。また、弾力性を有する中間部材12を挟み込むことにより、中間部材12と複数の対象電子部品2及びヒートシンク11との密着性を向上させることができ、伝熱性を確実に確保することができる。
本実施形態では、中間部材12には、所定の厚さのシート状に形成されたシリコーンゴムが用いられており、絶縁性、伝熱性、及び弾力性を有している。なお、中間部材12は、ヒートシンク11の基礎平面31に塗布され、シート状に固まった弾力性を有する樹脂材(例えば、エポキシ樹脂、シリコーンゴム)であってもよい。基礎平面31に、所定の厚さに塗布するだけであるので、塗布しやすい。なお、流動性のある中間部材12をヒートシンク11に塗布する場合は、基礎平面31の法線方向が鉛直上向きになるようにヒートシンク11を配置した状態で、流動性のある中間部材12を塗布し、硬化させる。
本実施の形態では、矩形状のヒートシンク11の基礎平面31の四隅付近には、基板10側(下側Z2)に突出する四つの脚部30が備えられている。脚部30の下面は、第一基板面4に当接しており、基板10に固定されている。四つの脚部30の長さにより、ヒートシンク11の基礎平面31と、第一基板面4との間隔が調節されている。四隅の脚部30を除くヒートシンク11の基礎平面31は、第一基板面4に平行な矩形状の平面とされている。中間部材12は、基礎平面31に対応する矩形状の平面形状を有する一枚のシート状に形成されており、基礎平面31に当接している。
複数の対象電子部品2(本例ではスイッチング素子、モータ接続端子20a、20b、シャント抵抗23)の第一基板面4からの突出高さは、接続線当接部13の第一基板面4からの突出高さよりも高くされている。そして、複数の対象電子部品2とヒートシンク11との間の隙間に配置される中間部材12の部分の厚みは、接続線当接部13とヒートシンク11との間の隙間に配置される中間部材12の部分の厚みよりも薄くなっている。
この構成によれば、複数の対象電子部品2に対応する中間部材12は、接続線当接部13に対応する中間部材12よりも厚みが薄くされているので、中間部材12の伝熱性がより高くなり、複数の対象電子部品2の放熱性をより高めることができる。
本実施の形態では、中間部材12は、弾力性を有する一枚のシート状に形成されているので、中間部材12をヒートシンク11と複数の対象電子部品2及び接続線当接部13との間に挟み込むことにより、弾力性により変形し、複数の対象電子部品2に対応する中間部材12の厚みが、接続線当接部13に対応する中間部材12の厚みよりも薄くなる。また、中間部材12と複数の対象電子部品2及びヒートシンク11との密着性をより向上させることができ、伝熱性をより確実に確保できる。
本実施の形態では、マイクロコンピュータ36及び入力回路38は、ヒートシンク11により覆われていない第一基板面4の領域(本例では、ヒートシンク11の配置領域の横方向第一側Y1の領域)に実装されている。また、平滑用コンデンサ24も、ヒートシンク11により覆われていない第一基板面4の領域(本例では、ヒートシンク11の配置領域の横方向第二側Y2の領域)に実装されている。
以上のように、対象電子部品2及び対象接続線6である放熱対象部品を基板10の第一基板面4上にできるだけ集中して配置し、更に放熱対象部品の突出高さを同等に揃えることで、放熱対象部品に対向するヒートシンク11の部分を平坦な基礎平面31とすることができ、中間部材12を一枚のシート状とすることができる。よって、ヒートシンク11及び中間部材12の形状を単純で製造が容易なものにすることができる。また、中間部材12と放熱対象部品及びヒートシンク11との密着性を確保することが容易になり、放熱性を確保できる。伝熱突出部16の厚みを調節することで、対象電子部品2との突出高さを揃えることができため、任意の突出高さの対象電子部品2に対応できる。
2.実施の形態2
実施の形態2に係る電子制御装置1について図面を参照して説明する。上記の実施の形態1と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る電子制御装置1の回路構成は、図1に示す実施の形態1と同じである。本実施の形態に係る複数の対象電子部品2、対象接続線6、及びヒートシンク11等の平面視での配置構成は、図2に示す実施の形態1と同様である。図4は、本実施の形態に係るヒートシンク11を基板10から上側Z1に取り外した状態の電子制御装置1の要部を縦方向第二側X2に見た要部分解側面図である。
本実施の形態では、実施の形態1とは異なり、中間部材12は、各放熱対象部品に対応して、複数のシート状の部材に分割されている。本実施の形態でも、接続線当接部13には、ヒートシンク11側に突出している伝熱突出部16が設けられている。しかし、伝熱突出部16は、上記の実施の形態1とは異なり、接続線当接部13の上面に塗布されたはんだにより形成されている。伝熱突出部16は、上記の実施の形態1と同様に平板状に形成されている。この構成によれば、マイクロコンピュータ36及び入力回路38、又はスイッチング素子及びシャント抵抗23を基板10にはんだ付けする工程と同一行程で、接続線当接部13の上面にはんだを塗布し、伝熱突出部16を形成することができる。この場合は、伝熱突出部16のはんだの厚みを、他の部品のはんだ付けの厚みと同一とすることができ、工程を簡略化できる。本実施の形態の伝熱突出部16の突出高さは、実施の形態1の伝熱突出部16の突出高さよりも低くなっている。そのため、接続線当接部13(伝熱突出部16)の第一基板面4からの突出高さと、複数の対象電子部品2の第一基板面4からの突出高さとの差は、実施の形態1よりも広がっている。なお、上記の実施の形態1と同様に、銅製の平板が接続線当接部13にはんだ付けされて、伝熱突出部16が形成されてもよい。
本実施の形態では、上記の実施の形態1とは異なり、接続線当接部13の上面と対向しているヒートシンク11の部分は、基礎平面31よりも接続線当接部13側(下側Z2)に突出している突出部14とされている。この構成によれば、突出部14により接続線当接部13とヒートシンク11との間隔を適切に狭めて、当該間隔に配置される中間部材12の厚さが厚くなり過ぎないように調節することができ、中間部材12の伝熱性及び絶縁性を適切に確保できる。よって、対象接続線6の放熱を効率的に行うことができる。また、突出部14により突出部14の周囲の基礎平面31に配置される中間部材12の位置決めが容易になる。例えば、最大発熱部品8に当接する中間部材12を、突出部14の周壁に当接させて位置決めを行うことができる。或いは、突出部14の周囲の基礎平面31に、中間部材12を塗布する場合には、突出部14の周壁を目安に中間部材12の塗布の厚みを調節することができる。
突出部14は、接続線当接部13(伝熱突出部16)に対応した平面形状(本例では、伝熱突出部16の平面形状よりも広い平面形状)を有する平板状に形成されている。突出部14の先端面には、接続線当接部13とは反対側(上側Z1)に窪んでいる先端凹部15が形成され、先端凹部15に中間部材12が設けられている。この構成によれば、先端凹部15により中間部材12の位置決めを行うことが容易になる。また、流動性のある中間部材12を突出部14の先端面に塗布した後硬化させる場合も、流動性のある中間部材12を先端凹部15に溜めることができるため、中間部材12を適切に形成することができる。
なお、流動性のある中間部材12を各凹部に塗布する場合は、基礎平面31の法線方向が鉛直上向きになるようにヒートシンク11を配置した状態で、鉛直上向きに開口した各凹部に、流動性のある中間部材12を塗布し、硬化させる。
先端凹部15の平面形状は、伝熱突出部16の平面形状よりも広くされている。よって、先端凹部15の周囲を形成する下側Z2に突出した縁部が、伝熱突出部16に接触し、導通しないようにできる。先端凹部15の底面は、第一基板面4と平行な平面とされている。また、中間部材12は、先端凹部15から下側Z2に突出するように構成されている。よって、先端凹部15の縁部が、伝熱突出部16に接触し、導通しないようにできる。
低発熱部品7であるシャント抵抗23及びモータ接続端子20a、20bは、接続線当接部13よりもヒートシンク11側(上側Z1)への突出高さが高くされている。そして、シャント抵抗23、第一モータ接続端子20a、及び第二モータ接続端子20bのそれぞれの上面に対向するヒートシンク11の部分は、基礎平面31よりも低発熱部品7とは反対側(上側Z1)に窪んでいる凹部18とされ、各凹部18に中間部材12が設けられている。
この構成によれば、突出高さが高い発熱部品とヒートシンク11との間隔を凹部18により適切に広げて、当該間隔に配置される中間部材12の厚さが薄くなり過ぎないように調節することができ、中間部材12の絶縁性を適切に確保できる。また、凹部18により中間部材12の位置決めを行うことが容易になる。流動性のある中間部材12をヒートシンク11の下面に塗布した後硬化させる場合も、流動性のある中間部材12を凹部18に溜めることができるため、中間部材12を適切に形成することができる。
各凹部18の平面形状は、対向する放熱対象部品の平面形状よりも広くされている。よって、凹部18の周囲の基礎平面31の部分が、放熱対象部品に接触し導通しないようにできる。凹部18の底面は、第一基板面4と平行な平面とされている。
また、シャント抵抗23及びモータ接続端子20a、20bは、最大発熱部品8である複数のスイッチング素子5a〜5dよりもヒートシンク11側への突出高さが高くされている。そして、複数のスイッチング素子5a〜5dの上面に対向するヒートシンク11の部分は、基礎平面31の一部とされている。
以上のように、第一基板面4からの突出高さは、接続線当接部13、最大発熱部品8である複数のスイッチング素子5a〜5d、低発熱部品7であるシャント抵抗23及びモータ接続端子20a、20bの順に高くなっている。そして、接続線当接部13のそれぞれに対向するヒートシンク11の部分は、ヒートシンク11の基礎平面31から下側Z2に突出した突出部14とされ、複数のスイッチング素子5a〜5dに対向するヒートシンク11の部分は、ヒートシンク11の基礎平面31の部分とされ、シャント抵抗23、第一モータ接続端子20a、及び第二モータ接続端子20bのそれぞれに対向するヒートシンク11の部分は、ヒートシンク11の基礎平面31から上側Z1に窪んでいる凹部18とされている。
従って、各放熱対象部品の突出高さに応じて、ヒートシンク11の下面に突部又は凹部を形成して、各放熱対象部品とヒートシンク11の対向面との隙間を所定範囲内に揃えることができる。よって、各放熱対象部品に対応する中間部材12の厚みを、伝熱性及び絶縁性を適切に確保できる所定範囲の厚みに揃えることができ、各放熱対象部品の放熱を良好に行うことができる。
また、最大発熱部品8であるスイッチング素子を、中間部材12を介してヒートシンク11の基礎平面31に当接させているので、最大発熱部品8の放熱性及び絶縁性が良好になるようにヒートシンク11及び中間部材12の基本的な構造を設計することができる。そして、最大発熱部品8よりも突出高さが高い低発熱部品7に合わせて、ヒートシンク11の基礎平面31に凹部18を形成し、最大発熱部品8よりも突出高さが低い接続線当接部13に合わせて、ヒートシンク11の基礎平面31に突出部14を形成することにより、最大発熱部品8以外の放熱対象部品の放熱性及び絶縁性も良好に確保している。
ヒートシンク11の上部には、表面積を増加させ、放熱性を向上するための複数の放熱フィン32が設けられている。複数の放熱フィン32は、互いに間隔を空けて平行な矩形平板状に形成されている。脚部30の下面と第一基板面4との間にはシート状の中間部材12が挟まれている。
3.実施の形態3
実施の形態3に係る電子制御装置1について図面を参照して説明する。上記の実施の形態1と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る電子制御装置1の回路構成は、図1に示す実施の形態1と同じである。本実施の形態に係る複数の対象電子部品2、対象接続線6、及びヒートシンク11等の平面視での配置構成は、図2に示す実施の形態1と同様である。図5は、本実施の形態に係るヒートシンク11を基板10から上側Z1に取り外した状態の電子制御装置1の要部を縦方向第二側X2に見た要部分解側面図である。
本実施の形態でも、実施の形態1と同様に、複数の対象電子部品2の内で通電時に最も発熱する電子部品である最大発熱部品8(複数のスイッチング素子5a〜5d)は、接続線当接部13よりもヒートシンク11側への突出高さが高くされている。上記の実施の形態1とは異なり、接続線当接部13の上面と対向するヒートシンク11の部分は、ヒートシンク11が有する平面である基礎平面31の一部とされている。最大発熱部品8の上面に対向するヒートシンク11の部分は、基礎平面31よりも最大発熱部品8とは反対側に窪んでいる凹部22とされ、当該凹部22に中間部材12が設けられている。
この構成によれば、接続線当接部13に対向するヒートシンク11の部分を基礎平面31の一部とし、最大発熱部品8に対向するヒートシンク11の部分を、基礎平面31よりも窪んでいる凹部22としているので、ヒートシンク11の凹凸の増加を抑制することができ、ヒートシンク11の製造の容易さを確保できる。凹部22により、最大発熱部品8が当接する中間部材12を確実に位置決めすることができる。また、凹部22に流動性のある中間部材12を塗布して硬化させる場合に、凹部22に流動性のある中間部材12を溜めることができるため、凹部22の中間部材12の表面を均一な平面に容易に形成することができる。よって、最も放熱が必要な最大発熱部品8に対する中間部材12の密着性を確保することが容易になり、最大発熱部品8の放熱性を確保できる。
なお、流動性のある中間部材12を各凹部に塗布する場合は、基礎平面31の法線方向が鉛直上向きになるようにヒートシンク11を配置した状態で、鉛直上向きに開口した各凹部に、流動性のある中間部材12を塗布し、硬化させる。
凹部22の平面形状は、対向する最大発熱部品8の平面形状よりも広くされている。よって、凹部22の周囲の基礎平面31の部分が、最大発熱部品8に接触し導通しないようにできる。凹部22の底面は、第一基板面4と平行な平面とされている。
上記の実施の形態1、2とは異なり、接続線当接部13には、ヒートシンク11側に突出している伝熱突出部16が設けられておらず、接続線当接部13は、平面とされた対象接続線6(接続線3a〜3f)の上面の内、中間部材12と当接している部分とされている。対象接続線6には伝熱突出部16が設けられていないが、対象接続線6の厚みは、上記の実施の形態1、2よりも厚くされている。接続線当接部13に当接する中間部材12は、複数の接続線3a〜3fのそれぞれに一つ以上備えられている。この構成によれば、ヒートシンク11の平坦な基礎平面31と、対象接続線6の平坦な上面との間に、シート状の中間部材12を挟むことができる。よって、中間部材12とヒートシンク11及び対象接続線6との密着性を向上させることができ、伝熱性を確保できる。
接続線当接部13とされた接続線3a〜3fの上面の部分は、ソルダーレジスト処理がされておらず、銅が露出するように構成されてもよい。なお、接続線当接部13以外の接続線3a〜3fの上面の部分は、ソルダーレジスト処理がされる。この構成によれば、接続線当接部13と中間部材12との伝熱性を向上させることができる。
低発熱部品7であるシャント抵抗23及びモータ接続端子20a、20bは、接続線当接部13よりもヒートシンク11側(上側Z1)への突出高さが高くされている。そして、上記の実施の形態2と同様に、シャント抵抗23、第一モータ接続端子20a、及び第二モータ接続端子20bのそれぞれの上面に対向するヒートシンク11の部分は、基礎平面31よりも低発熱部品7とは反対側(上側Z1)に窪んでいる凹部18とされ、各凹部18に中間部材12が設けられている。
以上のように、最大発熱部品8に対向するヒートシンク11の部分を凹部22とし、対象接続線6に対向するヒートシンク11の部分を平坦な基礎平面31としたので、最大発熱部品8及び対象接続線6の放熱性を向上することができる。また、中間部材12の凹部22への配置及び基礎平面31への配置を簡略化できる。流動性のある中間部材12を塗布する場合も、中間部材12を凹部22に充填した後硬化させることにより、厚みが均一のシート状の中間部材12を形成することができる。よって、中間部材12の最大発熱部品8への密着性を確保でき、放熱が最も必要な最大発熱部品8の放熱性を良好に保つことができる。
上記の実施の形態1、2とは異なり、最大発熱部品8(スイッチング素子)が表面実装された基板10(本例では、基板10及び接続線)の部分には、基板10を貫通する複数のスルーホール33が形成されている。基板10を挟んで最大発熱部品8の反対側の第二基板面17の部分には、ヒートスプレッダ34(又はヒートシンク)が、絶縁性及び伝熱性を有するシート状の中間部材35を介して当接している。よって、最大発熱部品8の発熱を、スルーホール33及びヒートスプレッダ34により基板10の第二基板面17側にも伝達でき、放熱性能を向上させることができる。
〔その他の実施の形態〕
最後に、本発明のその他の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施の形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記の各実施の形態においては、電子制御装置1は、モータ25の制御装置とされており、最大発熱部品8は、電源21からモータ25への電力供給をオンオフする複数のスイッチング素子とされている場合を例に説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、電子制御装置1は、モータ25以外、例えば昇圧又は降圧コンバータ、直流電力と交流電力とを変換する電力変換コンバータ等の制御装置とされてもよく、最大発熱部品8は、これらのコンバータに用いられる単数又は複数のスイッチング素子とされてもよい。或いは、最大発熱部品8は、サイリスタ又はダイオード等とされてもよい。
(2)上記の各実施の形態においては、電子制御装置1は、永久磁石型直流整流子モータの制御装置とされており、二つのスイッチング素子の直列回路が2回線並列に接続されたHブリッジ回路とされ、合計四つのスイッチング素子を備えている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、電子制御装置1は、各種のモータの制御装置とされてもよく、任意の数のスイッチング素子を備え、任意のスイッチング素子の回路構成とされてもよい。例えば、電子制御装置1は、二つのスイッチング素子の直列回路が1回線だけ設けられたハーフブリッジ回路とされ、合計二つのスイッチング素子を備えてもよい。或いは、電子制御装置1は、交流モータの制御装置とされてもよく、二つのスイッチング素子の直列回路が3回線並列に接続されたブリッジ回路とされ、合計六つのスイッチング素子を備えてもよい。
(3)上記の実施の形態2においては、第一基板面4からの突出高さは、接続線当接部13、最大発熱部品8、低発熱部品7の順に高くなっており、各最大発熱部品8に対向するヒートシンク11の部分は、ヒートシンク11の基礎平面31の部分とされ、各接続線当接部13に対向するヒートシンク11の部分は、ヒートシンク11の基礎平面31から下側Z2に突出した突出部14とされ、各低発熱部品7に対向するヒートシンク11の部分は、ヒートシンク11の基礎平面31から上側Z1に窪んでいる凹部18とされている場合を例に説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第一基板面4からの突出高さは、最大発熱部品8が最も高くされ、各最大発熱部品8の上面に対向するヒートシンク11の部分は、ヒートシンク11の基礎平面31の部分とされ、他の放熱対象部品の上面に対向するヒートシンク11の部分は、各放熱対象部品の突出高さに応じて、ヒートシンク11の基礎平面31から下側Z2に突出した突出部とされてもよい。或いは、第一基板面4からの突出高さは、最大発熱部品8が最も低くされ、各最大発熱部品8の上面に対向するヒートシンク11の部分は、ヒートシンク11の基礎平面31の部分とされ、他の放熱対象部品の上面に対向するヒートシンク11の部分は、各放熱対象部品の突出高さに応じて、ヒートシンク11の基礎平面31から上側Z1に窪んだ凹部とされてもよい。
(4)上記の実施の形態3においては、1つの凹部22は、1つの最大発熱部品8(スイッチング素子)の上面に対向している場合を例に説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、1つの凹部22は、複数の最大発熱部品8の上面に対向するように形成され、1つの凹部22に一枚のシート状の中間部材12が配置されてもよい。例えば、互いに隣接している二つの第一スイッチング素子5a及び第二スイッチング素子5bに対向する1つの凹部22が形成され、1つの凹部22に一枚のシート状の中間部材12が設けられてもよい。同様に、互いに隣接している二つの第三スイッチング素子5c及び第四スイッチング素子5dに対向する1つの凹部22が形成され、1つの凹部22に一枚のシート状の中間部材12が設けられてもよい。或いは、四つのスイッチング素子5a〜5dに対応する凹部22がつながり、平面形状が角張ったU字状になった1つの凹部22が形成され、1つの凹部22に一枚のシート状の中間部材12が設けられてもよい。この構成によれば、1つの凹部22に、流動性のある中間部材12を流し込んだ後硬化させて、一枚のシート状の中間部材12を形成させることができる。1つの凹部22に形成されたシート状の中間部材12の厚みを均一化させることができ、1つの凹部22に対向する複数の最大発熱部品8の間の放熱バラつきを抑制することができ、温度を均一化させることができる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
この発明は、基板に実装された電子部品及び接続線と、これらを放熱するヒートシンクとを備えた電子制御装置に好適に利用することができる。
1 電子制御装置、2 対象電子部品(電子部品)、3a〜3f 接続線(対象接続線)、4 第一基板面、5a〜5d スイッチング素子(対象電子部品、最大発熱部品)、6 対象接続線(接続線)、7 低発熱部品、8 最大発熱部品、9 制御回路、10 基板、11 ヒートシンク、12 中間部材、13 接続線当接部、14 突出部、15 先端凹部、16 伝熱突出部、18 凹部、20a、20b モータ接続端子(対象電子部品、低発熱部品)、21 電源、22 凹部、23 シャント抵抗(対象電子部品、低発熱部品)、24 平滑用コンデンサ、25 モータ、30 脚部、31 基礎平面、32 放熱フィン、Z1 上側、Z2 下側

Claims (9)

  1. 通電により発熱する複数の電子部品及び前記複数の電子部品を接続する接続線と、前記複数の電子部品及び前記接続線の放熱のためのヒートシンクと、を備えた電子制御装置であって、
    前記複数の電子部品及び前記接続線は、基板の一方側の面である第一基板面に実装され、
    前記ヒートシンクは、前記複数の電子部品及び前記接続線における前記第一基板面側とは反対側の面である上面と隙間を設けて配置され、
    前記接続線の少なくとも一部である接続線当接部及び前記複数の電子部品と、前記ヒートシンクとの間の隙間には、絶縁性及び伝熱性を有する中間部材が、前記接続線当接部又は前記複数の電子部品と前記ヒートシンクとに当接している状態で備えられ、
    前記複数の電子部品の内で通電時に最も発熱する電子部品である最大発熱部品の上面は平面とされ、前記最大発熱部品の上面に対向する前記ヒートシンクの部分は、前記ヒートシンクが有する平面である基礎平面の一部とされ
    前記接続線当接部の上面と対向している前記ヒートシンクの部分は、前記基礎平面よりも前記接続線当接部側に突出している突出部である電子制御装置。
  2. 前記突出部の先端面には、前記接続線当接部とは反対側に窪んでいる先端凹部が形成され、前記先端凹部に前記中間部材が設けられている請求項に記載の電子制御装置。
  3. 通電により発熱する複数の電子部品及び前記複数の電子部品を接続する接続線と、前記複数の電子部品及び前記接続線の放熱のためのヒートシンクと、を備えた電子制御装置であって、
    前記複数の電子部品及び前記接続線は、基板の一方側の面である第一基板面に実装され、
    前記ヒートシンクは、前記複数の電子部品及び前記接続線における前記第一基板面側とは反対側の面である上面と隙間を設けて配置され、
    前記接続線の少なくとも一部である接続線当接部及び前記複数の電子部品と、前記ヒートシンクとの間の隙間には、絶縁性及び伝熱性を有する中間部材が、前記接続線当接部又は前記複数の電子部品と前記ヒートシンクとに当接している状態で備えられ、
    前記複数の電子部品の内で通電時に最も発熱する電子部品である最大発熱部品の上面は平面とされ、前記最大発熱部品の上面に対向する前記ヒートシンクの部分は、前記ヒートシンクが有する平面である基礎平面の一部とされ、
    前記接続線当接部には、前記接続線と同種材料又は前記接続線と同等の伝熱性を有する材料からなり、前記ヒートシンク側に突出している伝熱突出部が設けられ、前記伝熱突出部が前記中間部材に当接している電子制御装置。
  4. 通電により発熱する複数の電子部品及び前記複数の電子部品を接続する接続線と、前記複数の電子部品及び前記接続線の放熱のためのヒートシンクと、を備えた電子制御装置であって、
    前記複数の電子部品及び前記接続線は、基板の一方側の面である第一基板面に実装され、
    前記ヒートシンクは、前記複数の電子部品及び前記接続線における前記第一基板面側とは反対側の面である上面と隙間を設けて配置され、
    前記接続線の少なくとも一部である接続線当接部及び前記複数の電子部品と、前記ヒートシンクとの間の隙間には、絶縁性及び伝熱性を有する中間部材が、前記接続線当接部又は前記複数の電子部品と前記ヒートシンクとに当接している状態で備えられ、
    前記複数の電子部品の内で通電時に最も発熱する電子部品である最大発熱部品の上面は平面とされ、前記最大発熱部品の上面に対向する前記ヒートシンクの部分は、前記ヒートシンクが有する平面である基礎平面の一部とされ、
    前記複数の電子部品の内で前記最大発熱部品よりも通電時の発熱が低い電子部品である低発熱部品は、前記接続線当接部よりも前記ヒートシンク側への突出高さが高く、
    前記低発熱部品の上面に対向する前記ヒートシンクの部分は、前記基礎平面よりも前記低発熱部品とは反対側に窪んでいる凹部とされ、当該凹部に前記中間部材が設けられている電子制御装置。
  5. 通電により発熱する複数の電子部品及び前記複数の電子部品を接続する接続線と、前記複数の電子部品及び前記接続線の放熱のためのヒートシンクと、を備えた電子制御装置であって、
    前記複数の電子部品及び前記接続線は、基板の一方側の面である第一基板面に実装され、
    前記ヒートシンクは、前記複数の電子部品及び前記接続線における前記第一基板面側とは反対側の面である上面と隙間を設けて配置され、
    前記接続線の少なくとも一部である接続線当接部及び前記複数の電子部品と前記ヒートシンクとの間の隙間には、絶縁性及び伝熱性を有する中間部材が、前記接続線当接部又は前記複数の電子部品と前記ヒートシンクとに当接している状態で備えられ、
    前記接続線当接部の上面と対向する前記ヒートシンクの部分は、前記ヒートシンクが有する平面である基礎平面の一部とされ、
    前記複数の電子部品の内で通電時に最も発熱する電子部品である最大発熱部品は、前記接続線当接部よりも前記ヒートシンク側への突出高さが高く、
    前記最大発熱部品の上面に対向する前記ヒートシンクの部分は、前記基礎平面よりも前記最大発熱部品とは反対側に窪んでいる凹部とされ、当該凹部に前記中間部材が設けられている電子制御装置。
  6. 1つの前記凹部は、複数の前記最大発熱部品の上面に対向し、前記1つの凹部に一枚のシート状の前記中間部材が配置されている請求項に記載の電子制御装置。
  7. 前記接続線当接部には、前記接続線と同種材料又は前記接続線と同等の伝熱性を有する材料からなり、前記ヒートシンク側に突出している伝熱突出部が設けられ、前記伝熱突出部が前記中間部材に当接している請求項5又は6に記載の電子制御装置。
  8. 前記複数の電子部品の内で前記最大発熱部品よりも通電時の発熱が低い電子部品である低発熱部品は、前記接続線当接部よりも前記ヒートシンク側への突出高さが高く、
    前記低発熱部品の上面に対向する前記ヒートシンクの部分は、前記基礎平面よりも前記低発熱部品とは反対側に窪んでいる凹部とされ、当該凹部に前記中間部材が設けられている請求項5から7のいずれか一項に記載の電子制御装置。
  9. 前記最大発熱部品は、電源からモータへの電力供給をオンオフする複数のスイッチング素子であり、
    前記接続線は、前記電源に接続される電源接続端子と、前記複数のスイッチング素子と、前記モータに接続されるモータ接続端子と、を接続する複数の接続線である請求項1からのいずれか一項に記載の電子制御装置。
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