JP6458688B2 - Electronic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、基板と、基板に表面実装された電子部品と、放熱部材と、電子部品と放熱部材との間に配置された伝熱部材と、を備える電子装置に関する。 The present invention relates to an electronic device that includes a substrate, an electronic component that is surface-mounted on the substrate, a heat dissipation member, and a heat transfer member that is disposed between the electronic component and the heat dissipation member.
従来、特許文献1に記載のように、基板、電子部品(第1電子部品)、IC(第2電子部品)、カバー(放熱部材)、放熱材(伝熱部材)を備える電子制御装置(電子装置)が知られている。電子部品及びICは、基板に表面実装されている。カバーは、電子部品及びICを覆うように配置されている。放熱材は、ICとカバーとの間に配置されている。これにより、放熱材を介してICからカバーへ伝熱される。 Conventionally, as described in Patent Document 1, an electronic control device (electronic) including a substrate, an electronic component (first electronic component), an IC (second electronic component), a cover (heat dissipation member), and a heat dissipation material (heat transfer member) Device) is known. Electronic components and ICs are surface-mounted on a substrate. The cover is disposed so as to cover the electronic component and the IC. The heat dissipation material is disposed between the IC and the cover. Thus, heat is transferred from the IC to the cover via the heat dissipation material.
しかしながら、温度変化による放熱材の膨張及び収縮により、放熱材が、ICとカバーとの間から移動し、基板と電子部品との間、及び、基板とICとの間の少なくとも一方に入り込む虞がある。放熱材が入り込んだ場合、入り込んだ放熱材の温度変化に伴う膨張及び収縮により、基板と電子部品との電気的接続部分、及び、基板とICとの電気的接続部分の少なくとも一方に応力が作用する。したがって、基板と電子部品との電気的な接続信頼性、及び、基板とICとの電気的な接続信頼性の少なくとも一方が低下する。 However, due to expansion and contraction of the heat dissipation material due to temperature changes, the heat dissipation material may move from between the IC and the cover, and may enter at least one of the space between the substrate and the electronic component and between the substrate and the IC. is there. When a heat dissipation material enters, stress acts on at least one of the electrical connection portion between the substrate and the IC and the electrical connection portion between the substrate and the IC due to expansion and contraction accompanying the temperature change of the heat dissipation material. To do. Therefore, at least one of the electrical connection reliability between the board and the electronic component and the electrical connection reliability between the board and the IC is lowered.
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、基板と電子部品との電気的な接続信頼性が低下するの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。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electronic device that can suppress a decrease in electrical connection reliability between a substrate and an electronic component.
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として下記の実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in the claims and the parentheses described in this section indicate the correspondence with the specific means described in the following embodiment as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.
開示された発明のひとつは、一面(10a)にランド(14b)を有する基板(10)と、
第1本体部(36)と、接続部材(44)を介してランドのうちの第1ランド(14c)と電気的に接続された第1電極(38)と、を有し、基板に表面実装された第1電子部品(32)と、
第2本体部(40)と、接続部材を介してランドのうちの第2ランド(14d)と電気的に接続された第2電極(42)と、を有し、基板に表面実装された第2電子部品(34)と、
一面と直交する第1方向において第1電子部品に対向配置され、第1電子部品の熱を放熱する放熱部材(52)と、
第1電子部品と放熱部材との間に配置され、第1電子部品の熱を放熱部材へ伝達する伝熱部材(70)と、
を備える電子装置であって、
基板は、一面から突出する凸部(20)を有し、
凸部は、伝熱部材よりも線膨張係数が小さい材料を用いて形成され、第1方向の投影視において第1本体部及び第2本体部の少なくとも一方と重なっており、
凸部は、第1方向の投影視において、第1本体部及び第2本体部の少なくとも一方と重なる基部(22a,24a)と、第1本体部及び第2本体部の少なくとも一方における外周端の外側に形成された壁部(22b,24b)と、を有し、
基部と壁部との間に隙間(26)が形成され、
第1方向と直交する一方向において、基部の両端に隙間が形成されていることを特徴とする。
One of the disclosed inventions is a substrate (10) having a land (14b) on one side (10a);
A first body portion (36) and a first electrode (38) electrically connected to the first land (14c) of the lands through a connection member (44), and surface-mounted on the substrate The first electronic component (32),
A second body (40) and a second electrode (42) electrically connected to the second land (14d) of the lands through a connecting member, and are surface-mounted on a substrate. Two electronic components (34);
A heat dissipating member (52) disposed opposite to the first electronic component in a first direction orthogonal to the one surface and dissipating heat of the first electronic component;
A heat transfer member (70) disposed between the first electronic component and the heat dissipating member to transmit heat of the first electronic component to the heat dissipating member;
An electronic device comprising:
The substrate has a protrusion (20) protruding from one surface,
The convex portion is formed using a material having a smaller linear expansion coefficient than the heat transfer member, and overlaps at least one of the first main body portion and the second main body portion in the first direction projection view ,
The projecting portion is a base portion (22a, 24a) that overlaps at least one of the first main body portion and the second main body portion and a peripheral end of at least one of the first main body portion and the second main body portion in the first direction projection view. Wall portions (22b, 24b) formed on the outside,
A gap (26) is formed between the base and the wall,
A gap is formed at both ends of the base in one direction orthogonal to the first direction .
上記構成では、凸部により、第1方向における本体部と基板との距離が短くされている。これによれば、伝熱部材が移動した場合であっても、本体部と基板との間に伝熱部材が入り込むのを抑制することができる。 In the above configuration, the distance between the main body portion and the substrate in the first direction is shortened by the convex portion. According to this, even if it is a case where a heat-transfer member moves, it can suppress that a heat-transfer member enters between a main-body part and a board | substrate.
また、上記構成では、凸部の線膨張係数が、伝熱部材の線膨張係数よりも低くされている。すなわち、電子装置の温度が変化した場合であっても、凸部は膨張及び収縮し難い。そのため、基板と電子部品との電気的接続部分に応力が作用するのを抑制することができる。よって、基板と電子部品との電気的な接続信頼性が低下するのを抑制することができる。 Moreover, in the said structure, the linear expansion coefficient of a convex part is made lower than the linear expansion coefficient of a heat-transfer member. That is, even when the temperature of the electronic device changes, the convex portion is difficult to expand and contract. Therefore, it can suppress that a stress acts on the electrical connection part of a board | substrate and an electronic component. Therefore, it can suppress that the electrical connection reliability of a board | substrate and an electronic component falls.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。基板の一面と直交する方向をZ方向、Z方向と直交する特定の方向をX方向、Z方向及びX方向と直交する方向をY方向と示す。X方向及びY方向により規定される平面をXY平面と示す。XY平面に沿う形状を平面形状と示す。Z方向は、特許請求の範囲に記載の第1方向に相当する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, common or related elements are given the same reference numerals. A direction orthogonal to one surface of the substrate is indicated as a Z direction, a specific direction orthogonal to the Z direction is indicated as an X direction, and a direction perpendicular to the Z direction and the X direction is indicated as a Y direction. A plane defined by the X direction and the Y direction is referred to as an XY plane. A shape along the XY plane is referred to as a planar shape. The Z direction corresponds to the first direction described in the claims.
(第1実施形態)
先ず、図1〜図5に基づき、電子装置100の概略構成について説明する。なお、図2では、第1電子部品32を破線で示している。また、図4では、第2電子部品34を破線で示している。
(First embodiment)
First, a schematic configuration of the
図1に示すように、電子装置100は、基板10と、電子部品30と、筐体50と、ねじ60と、伝熱部材70と、を備えている。電子装置100としては、例えば、車両用のECUを採用することができる。電子装置100は、周囲の温度が変化する箇所に配置されている。電子装置100の周囲温度は、例えば、最低温度が約−30度、最高温度が約100度とされている。
As shown in FIG. 1, the
図2〜図5に示すように、基板10は、絶縁基材12と、導体層14と、ソルダレジスト16と、を有している。基板10は、厚さ方向がZ方向に沿う略平板形状をなし、一面10aと、一面10aと反対の裏面10bと、を有している。本実施形態では、基板10として、プリント基板を採用する。一面10a及び裏面10bは、基板10のZ方向における両端面であって、Z方向と直交する平面とされている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
絶縁基材12は、基板10の電気絶縁層である。絶縁基材12は、コア層12aと、コア層12aよりも柔軟性に優れた第1柔軟層12b及び第2柔軟層12cと、を有している。これにより、基板10は、多層基板とされている。コア層12a、第1柔軟層12b、及び第2柔軟層12cは、Z方向に積層されている。本実施形態において、コア層12aは、Z方向において、絶縁基材12における中心に配置され、第1柔軟層12b及び第2柔軟層12cに挟まれている。
The insulating
本実施形態において、コア層12a、第1柔軟層12b、及び第2柔軟層12cは、ガラスクロスに樹脂を含浸させてなるプリプレグを用いて形成されている。ガラスクロスに含浸させる樹脂は、コア層12aと、第1柔軟層12b及び第2柔軟層12cと、で互いに異なる材料を用いている。
In the present embodiment, the
導体層14は、絶縁基材12に積層された基板10の配線である。導体層14は、銅等の金属材料を用いて形成されている。導体層14は、内層14aと表層とを有している。内層14aは、コア層12aと第1柔軟層12bとの間、及び、コア層12aと第2柔軟層12cとの間に形成されている。詳しくは、内層14aが、コア層12aと第1柔軟層12bとの間、及び、コア層12aと第2柔軟層12cとの間における一部にのみ形成されている。言い換えると、Z方向の投影視において、絶縁基材12は、内層14aと重なる部分と、内層14aと重ならない部分と、を有している。
The
表層は、第1柔軟層12b及び第2柔軟層12cにおけるコア層12aと反対側に形成されている。詳しくは、表層が、第1柔軟層12b及び第2柔軟層12cにおけるコア層12aと反対側の一部にのみ形成されている。言い換えると、Z方向の投影視において、絶縁基材12は、表層と重なる部分と、表層と重ならない部分と、を有している。
The surface layer is formed on the opposite side of the
ソルダレジスト16は、表層同士が短絡するのを抑制するため、及び、基板10を保護するための部材である。ソルダレジスト16は、樹脂材料を用いて形成されている。ソルダレジスト16は、表層における第1柔軟層12b及び第2柔軟層12cと反対側に形成されている。また、第1柔軟層12b及び第2柔軟層12cにおけるコア層12aと反対の面において、表層が形成されない部分にも、ソルダレジスト16が形成されている。ソルダレジスト16は、基板10の一面10a及び裏面10bをなしている。
The solder resist 16 is a member for preventing the surface layers from being short-circuited and for protecting the
一面10a側において、表層の一部は、形成されたソルダレジスト16から露出している。言い換えると、一面10a側において、表層の一部には、ソルダレジスト16が形成されていない。これにより、表層の一部は、一面10aをなしている。表層は、ソルダレジスト16から露出した部分として、電子部品30がはんだ付けされるランド14bを有している。ランド14bは、基板10の電極である。表層は、例えば図示しない接続ビアを介して、内層14aと接続されている。なお、本実施形態では、裏面10bにおいて、表層がソルダレジスト16から露出していない。しかしながら、裏面10bにおいて、表層がソルダレジスト16から露出する構成を採用することもできる。
A part of the surface layer is exposed from the formed solder resist 16 on the one
基板10には、貫通孔18が形成されている。貫通孔18は、基板10を第2ケース部54にねじ締結するために形成されている。貫通孔18は、基板10をZ方向に貫通している。すなわち、貫通孔18は、一面10aから裏面10bにわたって形成されている。
A through
基板10は、一面10aから突出する凸部20を有している。凸部20は、基板10における電子部品30とのZ方向における距離を短くするものである。凸部20は、第1本体部36及び第2本体部40の少なくとも一方へ向かって突出している。凸部20の詳細構造については、下記で説明する。
The board |
電子部品30は、導体層14とともに電子回路を形成するものである。電子部品30としては、例えば、ダイオード、コイル、コンデンサ、抵抗、ICチップ、マイコン、ASICを採用することができる。電子部品30は、一面10a上に配置され、基板10に表面実装されている。電子装置100は、電子部品30として、発熱量が多い第1電子部品32と、第1電子部品32よりも発熱量が少ない第2電子部品34と、を有している。第1電子部品32を発熱部品と称することもできる。第2電子部品34は、一面10aにおいて、第1電子部品32の周辺に配置されている。そのため、第2電子部品34を周辺部品と称することもできる。
The
本実施形態では、電子装置100が、複数の第1電子部品32と、複数の第2電子部品34と、を備えている。第1電子部品32としては、例えば、MOSFET等のトランジスタ、抵抗を採用することができる。第2電子部品34としては、例えば、コンデンサ、MOSFET等のトランジスタ、抵抗を採用することができる。
In the present embodiment, the
図2及び図3に示すように、第1電子部品32は、第1本体部36と、ランド14bと電気的に接続された第1電極38と、を有している。また、図4及び図5に示すように、第2電子部品34は、第2本体部40と、ランド14bと電気的に接続された第2電極42と、を有している。本実施形態では、電極38,42が、ランド14bに対してはんだ付けされている。言い換えると、各電子部品30は、基板10に対してはんだ44を介して電気的に接続されている。はんだ44は、特許請求の範囲に記載の接続部材に相当する。なお、電子部品30が、銀ペーストを介して、基板10と電気的に接続された例を採用することもできる。第1電子部品32及び第2電子部品34の詳細構造は下記で説明する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the first
筐体50は、基板10と、電子部品30と、ねじ60と、伝熱部材70と、を収容するものである。すなわち、筐体50は、電子装置100における他の部材を収容する。筐体50は、第1ケース部52と第2ケース部54とを有している。第1ケース部52は、Z方向における一方側の一面が開口する箱状をなしている。第2ケース部54は、第1ケース部52の開口を閉塞している。
The
第1ケース部52は、基板10と、電子部品30と、ねじ60と、伝熱部材70と、を覆うように配置されている。これにより、第1ケース部52の一部は、第1電子部品32とZ方向に対向している。すなわち、第1ケース部52は、第1電子部品32に対して対向配置されている。第1ケース部52は、特許請求の範囲に記載の放熱部材に相当する。また、第2ケース部54は、裏面10bに対して接触配置されている。言い換えると、第2ケース部54には、基板10が配置されている。第1ケース部52及び第2ケース部54により、他の部材を収容する内部空間56が形成されている。
The
第1ケース部52及び第2ケース部54は、図示しない箇所でねじ締結等により互いに固定されている。第1ケース部52及び第2ケース部54は、アルミニウム等の金属材料を用いて形成されている。本実施形態では、第1ケース部52及び第2ケース部54の両方が、基板10及び電子部品30から伝達された熱を外部に放熱する放熱部材として機能する。第1ケース部52は、放熱性を向上するために、図示しない放熱フィンを有している。
The
筐体50には、ねじ60と締結するねじ孔58が形成されている。ねじ孔58は、第2ケース部54において、基板10が配置された面に形成されている。Z方向の投影視において、ねじ孔58は、貫通孔18と重なっている。
A
ねじ60は、基板10を第2ケース部54に固定する部材である。ねじ60のねじ頭は一面10aに配置されている。ねじ60において、ねじ頭からZ方向に延設された柱部は、側面がねじ切りされている。この柱部は、貫通孔18を挿通し、ねじ孔58と締結している。
The
伝熱部材70は、第1電子部品32から第1ケース部52へ伝熱させるための部材である。伝熱部材70は、第1電子部品32と筐体50との間に配置されている。なお、第2電子部品34と筐体50との間には、伝熱部材70が配置されていない。言い換えると、電子部品30のうち、第1ケース部52との間に伝熱部材70が配置されたものが第1電子部品32である。これに対し、電子部品30のうち、第1ケース部52との間に伝熱部材70が配置されていないものが第2電子部品34である。
The
伝熱部材70は、ゲル状又は液状とされている。本実施形態では、伝熱部材70がゲル状とされている。詳しくは、伝熱部材70が、シリコーンを用いて形成されたゲルに対し、アルミナ等の金属を用いて形成されたフィラーが添加されてなる。そのため、伝熱部材70を放熱ゲルと称することもできる。
The
次に、図2〜図6に基づき、凸部20、第1電子部品32、及び第2電子部品34の詳細構造について説明する。
Next, based on FIGS. 2-6, the detailed structure of the
本実施形態では、凸部20は、Z方向の投影視において、第1本体部36及び第2本体部40の両方と重なる位置に形成されている。図3に示すように、Z方向の投影視において第1本体部36と重なる凸部20は、第1本体部36へ向かってZ方向に突出している。また、図5に示すように、Z方向の投影視において第2本体部40と重なる凸部20は、第2本体部40へ向かってZ方向に突出している。以下、第1本体部36へ向かって突出する凸部20を第1凸部22、第2本体部40へ向かって突出する凸部20を第2凸部24と示す。
In this embodiment, the
図3に示すように、第1凸部22は、一面10a側のソルダレジスト16における第1柔軟層12bと反対側に形成されている。第1凸部22は、厚さ方向がZ方向に沿う略平板形状をなしている。図2に示すように、第1凸部22の平面形状は、各辺がX方向又はY方向に沿う略矩形状をなしている。
As shown in FIG. 3, the 1st
基板10は、1つの第1電子部品32と接続されるランド14bを2つ有している。以下、第1電子部品32と接続されるランド14bを第1ランド14cと示す。第1ランド14cは、各辺がX方向又はY方向に沿う略矩形状をなしている。2つの第1ランド14cは、X方向における第1凸部22の両側に形成されている。言い換えると、X方向において、2つの第1ランド14cにより第1凸部22が挟まれている。
The
第1凸部22におけるY方向の幅は、第1ランド14cにおけるY方向の幅とほぼ等しくされている。また、Y方向において、第1凸部22は、第1ランド14cとほぼ同じ位置に形成されている。そのため、X方向の投影視において、第1凸部22の全体は、第1ランド14cのほぼ全体と重なっている。
The width in the Y direction of the
本実施形態では、第1凸部22の全体が、Z方向において、第1ランド14cよりも伝熱部材70側に位置している。言い換えると、第1凸部22の全体は、Z方向において、第1ランド14cよりも第1本体部36側に位置している。
In the present embodiment, the entire
第1電子部品32は、各辺がX方向又はY方向又はZ方向に沿う略直方体形状をなしている。第1電子部品32におけるY方向の幅は、第1凸部22におけるY方向の幅とほぼ等しくされている。第1電極38は、厚さ方向がZ方向に沿う略平板形状をなしている。第1電極38は、第1本体部36と一体的に形成され、第1電子部品32における第1ランド14cとの対向部分に形成されている。
The first
第1本体部36は、一面10aとの対向面36aを有している。対向面36aの平面形状は、各辺がX方向又はY方向に沿う略矩形状をなしている。対向面36aの平面形状は、第1凸部22の平面形状とほぼ等しくされている。また、Z方向の投影視において、対向面36aの全体は、第1凸部22のほぼ全体と重なっている。第1凸部22は、対向面36aの全体と接触している。対向面36aは、特許請求の範囲に記載の第1対向面に相当する。
The 1st main-
第1電子部品32は、2つの第1電極38を有している。各第1電極38は、1つの第1ランド14cと接続されている。2つの第1電極38は、対向面36aに対してX方向の両側に形成されている。また、各第1電極38の平面形状は、各辺がX方向又はY方向に沿う略矩形状をなしている。第1本体部36及び第1電極38におけるY方向の幅は、第1凸部22におけるY方向の幅とほぼ等しくされている。また、Y方向において、第1電極38は、第1凸部22とほぼ同じ位置に形成されている。
The first
本実施形態では、図5に示すように、第2凸部24が、一面10a側のソルダレジスト16における第1柔軟層12bと反対側に形成されている。第2凸部24は、厚さ方向がZ方向に沿う略平板形状をなしている。図4に示すように、第2凸部24の平面形状は、各辺がX方向又はY方向に沿う略矩形状をなしている。
In this embodiment, as shown in FIG. 5, the 2nd
基板10は、1つの第2電子部品34と接続されるランド14bを2つ有している。以下、第2電子部品34と接続されるランド14bを第2ランド14dと示す。第2ランド14dは、各辺がX方向又はY方向に沿う略矩形状をなしている。2つの第2ランド14dは、X方向における第2凸部24の両側に形成されている。言い換えると、X方向において、2つの第2ランド14dにより第2凸部24が挟まれている。
The
第2凸部24におけるY方向の幅は、第2ランド14dにおけるY方向の幅とほぼ等しくされている。また、Y方向において、第2凸部24は、第2ランド14dとほぼ同じ位置に形成されている。そのため、X方向の投影視において、第2凸部24の全体は、第2ランド14dのほぼ全体と重なっている。
The width of the second
本実施形態では、第2凸部24の全体が、Z方向において、第2ランド14dよりも伝熱部材70側に位置している。言い換えると、第2凸部24の全体は、Z方向において、第2ランド14dよりも第2本体部40側に位置している。
In this embodiment, the whole 2nd
第2本体部40は、各辺がX方向又はY方向又はZ方向に沿う略直方体形状をなしている。第2本体部40は、基板10との対向面40aを有している。対向面40aの平面形状は、各辺がX方向又はY方向に沿う略矩形状をなしている。対向面40aの平面形状は、第2凸部24の平面形状とほぼ等しくされている。また、Z方向の投影視において、対向面40aの全体は、第2凸部24のほぼ全体と重なっている。第2凸部24は、対向面40aの全体と接触している。対向面40aは、特許請求の範囲に記載の第2対向面に相当する。
The 2nd main-
第2電極42は、略棒形状をなしている。第2電極42は、第2本体部40からX方向に突出するとともに、第2ランド14dへ向かって屈曲している。第2電子部品34は、10個の第2電極42を有している。しかしながら、第2電極42の個数は、10個に限定されない。本実施形態では、第2本体部40から、5つの第2電極42がX方向のうちの一方に突出し、残り5つの第2電極42がX方向のうちの他方に突出している。各第2電極42の平面形状は、長辺がX方向に沿い、短辺がY方向に沿う略矩形状をなしている。Z方向の投影視において、第2凸部24は、第2電極42と重なっていない。
The
凸部20は、樹脂材料を用いて形成されている。言い換えると、凸部20は、基板10の樹脂層とされている。本実施形態では、凸部20が、シルク印刷を用いて形成されている。そのため、凸部20を印刷体と称することもできる。本実施形態では、シルク印刷により、基板10にアドレス等を印字する。そのため、凸部20を形成する工程と、基板10に印字する工程と、をシルク印刷により同時に実施する。凸部20を形成した後に、基板10に対して電子部品30をはんだ付けする。
The
凸部20は、伝熱部材70よりも線膨張係数が小さい材料を用いて形成されている。図6は、電子装置100が温度変化する場合において、本実施形態及び参考例における電子部品30の歪みについての計算結果である。電子部品30の歪みとは、Z方向において、温度変化前後における電子部品30の幅の変化量を温度変化した後における電子部品30の幅で割った値である。
The
図6では、電子装置100の温度が130度変化する場合における、電子部品30の歪みを示している。線膨張係数については、凸部20が50ppm/K、伝熱部材70が150ppm/K、本体部36,40が7.5ppm/Kとして計算している。また、凸部20の厚さが0.05mm、本体部36,40におけるZ方向の幅が0.5nmとして計算している。参考例の値としては、基板10が凸部20を有することなく、基板10と電子部品30との間における全体に伝熱部材70が入り込んだ場合における電子部品30の歪みについて計算した結果を示している。
FIG. 6 shows the distortion of the
本実施形態では、電子部品30の歪みが1625μである。これに対し、参考例では、電子部品30の歪みが2925μである。これによれば、参考例に対して、本実施形態では、電子部品30の歪みが半減している。すなわち、本実施形態の電子部品30では、温度変化に基づく電子部品30へのストレスが半減している。
In the present embodiment, the distortion of the
次に、上記した電子装置100の効果について説明する。
Next, effects of the
ところで、第2電子部品34と基板10との間に伝熱部材70が入り込んだ場合、すなわち伝熱部材70が浸潤した場合、伝熱部材70の膨張及び収縮により、基板10と第2電子部品34との電気的接続部分に応力が作用する。また、第1電子部品32と基板10との間に伝熱部材70が入り込んだ場合、Z方向において、第1電子部品32は伝熱部材70により挟まれる。この場合であっても、第1電子部品32と基板10との間における一部にのみ伝熱部材70が入り込むと、伝熱部材70から第1電子部品32へZ方向に作用する応力が相殺されない。よって、基板10と第1電子部品32との電気的接続部分に応力が作用する。
By the way, when the
これに対し、本実施形態では、凸部20により、Z方向における本体部36,40と基板10との距離が短くされている。これによれば、伝熱部材70が移動した場合であっても、本体部36,40と基板10との間に伝熱部材70が入り込むのを抑制することができる。
On the other hand, in this embodiment, the distance between the
また、本実施形態では、凸部20の線膨張係数が、伝熱部材70の線膨張係数よりも低くされている。すなわち、電子装置100の温度が変化した場合であっても、凸部20は膨張及び収縮し難い。そのため、基板10と電子部品30との電気的接続部分に応力が作用するのを抑制することができる。よって、基板10と電子部品30との電気的な接続信頼性が低下するのを抑制することができる。電子部品30が基板10にはんだ付された本実施形態では、はんだ44にクラックが生じるのを抑制することができる。
In the present embodiment, the linear expansion coefficient of the
また、本実施形態では、Z方向の投影視において、凸部20が対向面36a,40aのほぼ全体と重なっている。これによれば、Z方向の投影視において、凸部20が対向面36a,40aの一部のみと重なる構成に較べ、本体部36,40と基板10との間に伝熱部材70が入り込むのを効果的に抑制することができる。したがって、基板10と電子部品30との電気的な接続信頼性が低下するのを効果的に抑制することができる。
In the present embodiment, the
(第2実施形態)
本実施形態において、第1実施形態に示した電子装置100と共通する部分についての説明は割愛する。なお、図7では、第1電子部品32を破線で示している。また、図10では、第2電子部品34を破線で示している。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, the description of the parts common to the
図7〜図9に示すように、第1凸部22は、Z方向の投影視において、第1本体部36と重なる基部22aと、第1本体部36の外周端の外側に形成された壁部22bと、を有している。
As shown in FIGS. 7 to 9, the first
基部22aの平面形状は、各辺がX方向又はY方向に沿う略矩形状をなしている。基部22aの平面形状は、対向面36aの平面形状とほぼ等しくされている。Z方向の投影視において、基部22aの全体は、対向面36aのほぼ全体と重なっている。基部22aは、対向面36aのほぼ全体と接触している。
The planar shape of the
第1凸部22は、2つの壁部22bを有している。2つの壁部22bは、Y方向において基部22aの両側に形成されている。本実施形態では、壁部22bが基部22aと連なっている。言い換えると、壁部22bは基部22aに連結されている。壁部22bの平面形状は、長辺がX方向に沿い、短辺がY方向に沿う略矩形状をなしている。壁部22bにおけるX方向の幅は、基部22aにおけるX方向の幅よりも長くされている。X方向において、壁部22bの一端は、一方の第1ランド14cにおける基部22aと反対側の端部とほぼ同じ位置とされている。また、X方向において、壁部22bの他端は、他方の第1ランド14cにおける基部22aと反対側の端部とほぼ同じ位置とされている。
The first
Z方向の投影視において、第1本体部36は、壁部22b及び第1ランド14cにより囲まれている。よって、Z方向の投影視において、基部22aは、壁部22b及び第1ランド14cにより囲まれている。これにより、基部22aは、壁部22b及びはんだ44により囲まれている。
In the projection view in the Z direction, the first
本実施形態では、Z方向の投影視において、第1本体部36を囲む壁部22b及び第1ランド14cが、連続的に配置されている。言い換えると、Z方向の投影視において、第1本体部36を囲む壁部22b及び第1ランド14c同士の間に隙間が形成されていない。しかしながら、Z方向の投影視において、第1本体部36を囲む壁部22b及び第1ランド14c同士の間に隙間が形成されていてもよい。
In the present embodiment, the
図10〜図12に示すように、第2凸部24は、Z方向の投影視において、第2本体部40と重なる基部24aと、第2本体部40の外周端の外側に形成された壁部24bと、を有している。
As shown in FIGS. 10-12, the 2nd
基部24aの平面形状は、各辺がX方向又はY方向に沿う略矩形状をなしている。基部24aの平面形状は、対向面40aの平面形状とほぼ等しくされている。また、Z方向の投影視において、第2凸部24の全体は、対向面40aのほぼ全体と重なっている。対向面40aは、第2凸部24の全体と接触している。
The planar shape of the
第2凸部24は、2つの壁部24bを有している。2つの壁部24bは、Y方向において基部24aの両側に形成されている。本実施形態では、壁部24bが基部24aと連なっている。言い換えると、壁部24bは基部24aに連結されている。壁部24bの平面形状は、長辺がX方向に沿い、短辺がY方向に沿う略矩形状をなしている。壁部24bにおけるX方向の幅は、基部24aにおけるX方向の幅よりも長くされている。X方向において、壁部24bの一端は、一方の第2ランド14dにおける基部24aと反対側の端部とほぼ同じ位置とされている。また、X方向において、壁部24bの他端は、他方の第2ランド14dにおける基部24aと反対側の端部とほぼ同じ位置とされている。
The second
Z方向の投影視において、第2本体部40は、壁部24b及び第2ランド14dにより囲まれている。よって、Z方向の投影視において、基部24aは、壁部24b及び第2ランド14dにより囲まれている。これにより、基部24aは、壁部24b及びはんだ44により囲まれている。
In the projection view in the Z direction, the second
本実施形態では、Z方向の投影視において、基部22a,24aを囲む壁部22b,24b及びランド14bが、連続的に配置されている。言い換えると、Z方向の投影視において、壁部22b,24b及びランド14b同士の間に隙間が形成されていない。しかしながら、Z方向の投影視において、壁部22b,24b及びランド14b同士の間に隙間が形成されていてもよい。
In the present embodiment, the
本実施形態では、壁部22b,24bにより、本体部36,40と基板10との間に伝熱部材70が入り込むのを効果的に抑制することができる。したがって、基板10と電子部品30との電気的な接続信頼性が低下するのを効果的に抑制することができる。
In the present embodiment, the
ところで、壁部22b,24bが基部22a,24aと離れた構成では、壁部22b,24b及び基部22a,24aの間に伝熱部材70が入り込む虞がある。伝熱部材70が入り込んだ場合、入り込んだ伝熱部材70の温度変化に伴う膨張及び収縮により、基部22aに応力が作用する。
By the way, in the structure which
これに対し、本実施形態では、壁部22b,24bが基部22a,24aと連なっている。これによれば、壁部22b,24b及び基部22a,24aの間に伝熱部材70が入りむのを抑制することができる。そのため、伝熱部材70から基部22aに応力が作用するのを抑制することができる。よって、伝熱部材70から基部22aを介して電子部品30へ応力が作用するのを抑制することができる。すなわち、基板10と電子部品30との電気的な接続信頼性が低下するのを効果的に抑制することができる。
On the other hand, in this embodiment,
また、本実施形態では、Z方向の投影視において、本体部36,40が、壁部22b,24b及びランド14bにより囲まれている。これによれば、はんだ44及び壁部22b,24bにより、本体部36,40と基板10との間に伝熱部材70が入り込むのを効果的に抑制することができる。したがって、基板10と電子部品30との電気的な接続信頼性が低下するのを効果的に抑制することができる。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態では、壁部22b,24bが基部22a,24aと連なっている例を示したが、これに限定するものではない。図13の第1変形例に示すように、基部22a及び壁部22bが互いに離れて形成された例を採用することもできる。なお、図13では、第1電子部品32を破線で示している。
In the present embodiment, the
第1変形例では、基部22aと壁部22bとの間に隙間26が形成されている。Y方向において、基部22aの両端に隙間26が形成されている。言い換えると、Y方向において、隙間26が基部22aを挟んでいる。これによれば、両方の隙間26に伝熱部材70が入り込んだ場合、伝熱部材70から基部22aに作用するY方向の応力を相殺することができる。したがって、基板10と電子部品30との電気的な接続信頼性が低下するのを効果的に抑制することができる。
In the first modification, a
(第3実施形態)
本実施形態において、第1実施形態に示した電子装置100と共通する部分についての説明は割愛する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, the description of the parts common to the
図14に示すように、基板10は、一面10aから凹む凹部28を有している。凹部28は、一面10aに対して所定深さを有して凹んでいる。凹部28の底面には、第1ランド14c及び第2ランド14dの少なくとも一方が形成されている。これにより、第1電子部品32及び第2電子部品34の少なくとも一方は、凹部28に配置されている。
As shown in FIG. 14, the
本実施形態では、基板10に複数の凹部28が形成されている。1つの凹部28の底面には、第1ランド14c及び第2ランド14dの一方が形成されている。1つの凹部28には、1つの第1電子部品32、又は、1つの第2電子部品34が配置されている。第1電子部品32が配置された凹部28の構造は、第2電子部品34が配置された凹部28の構造とほぼ同じである。以下、第2電子部品34が配置された凹部28の構造についてのみ説明する。
In the present embodiment, a plurality of
凹部28の底面は、導体層14及び第1柔軟層12bにより構成されている。凹部28の底面なす導体層14は、第2ランド14dである。凹部28の底面をなす第1柔軟層12bは、第2凸部24である。言い換えると、第2凸部24は、凹部28の底面から突出している。すなわち、凸部20は、凹部28の底面から突出している。
The bottom surface of the
Z方向において、第1柔軟層12bにおけるコア層12aと反対側の面は、第2ランド14dよりも、コア層12aに対して離反している。言い換えると、Z方向において、第2凸部24におけるコア層12aと反対側の面は、第2ランド14dよりも、第2本体部40側に位置している。すなわち、第2凸部24の一部は、Z方向において、第2ランド14dよりも伝熱部材70側に位置している。本実施形態において、第2ランド14dの厚さは、約10μmとされている。これに対し、第2凸部24、すなわち第1柔軟層12bの厚さは、約200μmとされている。
In the Z direction, the surface of the first
凹部28は、基板10において、ソルダレジスト16及び第1柔軟層12bが除去されることにより形成されている。例えば、エッチングにより、ソルダレジスト16及び第1柔軟層12bを除去する。一面10a側のソルダレジスト16及び第1柔軟層12bが除去されることにより、第1柔軟層12b、及び、除去する前において内層14aをなしていた導体層14が、一面10aに露出し、凹部28の底面とされる。本実施形態の電子装置100では、第1実施形態の電子装置100と同等の効果を奏することができる。
The
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
上記実施形態では、Z方向の投影視において、凸部20が対向面36a,40aのほぼ全体と重なる例を示したが、これに限定されるものではない。図15及び図16の第2変形例に示すように、Z方向の投影視において、凸部20が対向面36a,40aの一部のみと重なる例を採用することもできる。なお、図15では、第1電子部品32を破線で示している。
In the above-described embodiment, an example in which the
第2変形例では、1つの第1電子部品32に対して、2つの第1凸部22が形成されている。Z方向の投影視において、第1凸部22は、第1ランド14c同士の間に形成されている。Z方向の投影視において、第1凸部22の全体は、対向面36aの一部と重なっている。2つの第1凸部22は、Y方向において互いに離反している。これにより、第1凸部22同士の間には、空間が形成されている。Z方向の投影視において、第1ランド14c及び第1凸部22は、ソルダレジスト16を囲んでいる。Z方向の投影視において、第1ランド14c及び第1凸部22に囲まれるソルダレジスト16は、対向面36aと重なっている。
In the second modification, two first
また、上記実施形態では、第1電極38が、略平板形状をなし、第1本体部36と一体的に形成される例を示したが、これに限定されるものではない。第1電極38が、第2電極42と同様に、略棒形状をなし、第1本体部36から突出する例を採用することもできる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、第2電極42が、略棒形状をなし、第2本体部40から突出する例を示したが、これに限定されるものではない。第2電極42が、第1電極38と同様に、略平板形状をなし、第2本体部40と一体的に形成される例を採用することもできる。
Moreover, although the
また、上記実施形態では、凸部20が、基板10の樹脂層とされた例を示したが、これに限定するものではない。凸部20が、金属材料を用いて形成された例を採用することもできる。基板10において、ソルダレジスト16及び表層をなす導体層14が凸部20を構成する例を採用することもできる。この例では、凸部20の一部が、金属材料を用いて形成される。
Moreover, although the
また、上記実施形態では、凸部20が、本体部36,40と接触する例を示したが、これに限定するものではない。凸部20が本体部36,40と接触しない例を採用することもできる。
Moreover, although the
また、上記実施形態では、第1電子部品32の熱を外部へ放熱する部材として、筐体50の一部である第1ケース部52を採用する例を示したが、これに限定するものではない。第1電子部品32が伝熱部材70を介して熱的に接続される放熱部材が、筐体50を構成しない例を採用することもできる。
Moreover, although the example which employ | adopts the
また、上記実施形態では、第1ケース部52及び第2ケース部54が、金属材料を用いて形成された例を示したが、これに限定するものではない。第1ケース部52及び第2ケース部54の少なくとも一方が、樹脂材料を用いて形成された例を採用することもできる。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、基板10がプリント基板とされた例を示したが、これに限定するものではない。基板10がセラミック基板とされた例を採用することもできる。また、上記実施形態では、基板10が多層基板とされた例を示したが、これに限定するものではない。絶縁基材12が1層とされた例を採用することもできる。
In the above-described embodiment, an example in which the
10…基板、10a…一面、10b…裏面、12…絶縁基材、12a…コア層、12b…第1柔軟層、12c…第2柔軟層、14…導体層、14a…内層、14b…ランド、14c…第1ランド、14d…第2ランド、16…ソルダレジスト、18…貫通孔、20…凸部、22…第1凸部、22a…基部、22b…壁部、24…第2凸部、24a…基部、24b…壁部、26…隙間、28…凹部、30…電子部品、32…第1電子部品、34…第2電子部品、36…第1本体部、36a…対向面、38…第1電極、40…第2本体部、40a…対向面、42…第2電極、44…はんだ、50…筐体、52…第1ケース部、54…第2ケース部、56…内部空間、58…ねじ孔、60…ねじ、70…伝熱部材、100…電子装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
第1本体部(36)と、接続部材(44)を介して前記ランドのうちの第1ランド(14c)と電気的に接続された第1電極(38)と、を有し、前記基板に表面実装された第1電子部品(32)と、
第2本体部(40)と、前記接続部材を介して前記ランドのうちの第2ランド(14d)と電気的に接続された第2電極(42)と、を有し、前記基板に表面実装された第2電子部品(34)と、
前記一面と直交する第1方向において前記第1電子部品に対向配置され、前記第1電子部品の熱を放熱する放熱部材(52)と、
前記第1電子部品と前記放熱部材との間に配置され、前記第1電子部品の熱を前記放熱部材へ伝達する伝熱部材(70)と、
を備える電子装置であって、
前記基板は、前記一面から突出する凸部(20)を有し、
前記凸部は、前記伝熱部材よりも線膨張係数が小さい材料を用いて形成され、前記第1方向の投影視において前記第1本体部及び前記第2本体部の少なくとも一方と重なっており、
前記凸部は、前記第1方向の投影視において、前記第1本体部及び前記第2本体部の少なくとも一方と重なる基部(22a,24a)と、前記第1本体部及び前記第2本体部の少なくとも一方における外周端の外側に形成された壁部(22b,24b)と、を有し、
前記基部と前記壁部との間に隙間(26)が形成され、
前記第1方向と直交する一方向において、前記基部の両端に前記隙間が形成されていることを特徴とする電子装置。 A substrate (10) having lands (14b) on one side (10a);
A first body (36) and a first electrode (38) electrically connected to the first land (14c) of the lands through a connecting member (44), A surface mounted first electronic component (32);
A second body (40) and a second electrode (42) electrically connected to the second land (14d) of the lands via the connection member, and is surface-mounted on the substrate The second electronic component (34),
A heat dissipating member (52) disposed opposite to the first electronic component in a first direction orthogonal to the one surface and dissipating heat of the first electronic component;
A heat transfer member (70) disposed between the first electronic component and the heat dissipating member to transmit heat of the first electronic component to the heat dissipating member;
An electronic device comprising:
The substrate has a protrusion (20) protruding from the one surface,
The convex portion is formed using a material having a smaller linear expansion coefficient than the heat transfer member, and overlaps at least one of the first main body portion and the second main body portion in the projection view in the first direction ,
The projecting portion includes a base portion (22a, 24a) that overlaps at least one of the first main body portion and the second main body portion, and the first main body portion and the second main body portion in the projection view in the first direction. A wall portion (22b, 24b) formed on the outer side of at least one of the outer peripheral ends,
A gap (26) is formed between the base and the wall;
The electronic device , wherein the gap is formed at both ends of the base in one direction orthogonal to the first direction .
前記凸部は、前記底面から突出していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子装置。 The substrate has a recess (28) that is recessed from the one surface, and at least one of the first land and the second land is formed on the bottom surface,
The electronic device according to claim 1 , wherein the convex portion protrudes from the bottom surface.
前記第2本体部は、前記第1方向において前記一面と対向する第2対向面(40a)を有し、
前記凸部は、前記第1方向の投影視において、前記第1対向面及び前記第2対向面の少なくとも一方の全体と重なっていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子装置。 The first main body has a first facing surface (36a) facing the one surface in the first direction,
The second main body has a second facing surface (40a) facing the one surface in the first direction,
The convex portion is a projection view of the first direction, in any one of claims 1 to 4, characterized in that overlaps with at least one of the whole of the first opposing face and the second opposing surface The electronic device described.
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