JPH11289036A - 電子装置 - Google Patents

電子装置

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JPH11289036A
JPH11289036A JP9201298A JP9201298A JPH11289036A JP H11289036 A JPH11289036 A JP H11289036A JP 9201298 A JP9201298 A JP 9201298A JP 9201298 A JP9201298 A JP 9201298A JP H11289036 A JPH11289036 A JP H11289036A
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JP
Japan
Prior art keywords
heat
heating element
circuit board
radiating plate
electronic
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Pending
Application number
JP9201298A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsunori Fukita
勝則 吹田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
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Publication of JPH11289036A publication Critical patent/JPH11289036A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路基板の温度が、発熱素子により過度に上
昇するのを抑制すること。 【解決手段】 放熱板2の同じ面に、ボンディングワイ
ヤ14で接続されたセラミック基板4と発熱素子8が離
間して設けられており、両者の間には、溝2aが形成さ
れている。セラミック基板4上に形成された電子回路が
動作すると、セラミック基板4上にて発熱されるが、そ
の裏面が放熱板2に密着しているので、その熱は速やか
に放散される。一方、発熱素子8においても発熱し、発
熱素子用放熱部材10を介して放熱板2に伝達される。
しかし、セラミック基板4と発熱素子8との間に溝が設
けられていることから、発熱素子8にて発生した熱は、
セラミック基板4の方には伝達し難い。これにより、セ
ラミック基板4の温度上昇を抑制し、電子回路の誤動作
等の発生を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、発熱量の多い発
熱素子を回路基板と離間させて、放熱板上に設けた電子
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば、電子制御ユニット
(ECU)の筐体内に回路基板を配置する場合、回路基
板面を筐体の一部(例えば、筐体の壁部)に密着させ、
その筐体の一部を放熱板として使用している。こうする
ことで、回路基板上の電子部品にて発生する熱を筐体外
部に速やかに放出することができる。
【0003】この様に回路基板を放熱板に密着させてい
る場合、パワートランジスタ等の発熱量の大きい素子
(所謂、発熱素子)は、回路基板上ではなく、放熱板上
に直接配置されることがある。これは、回路基板上に発
熱素子を搭載すると、発熱素子以外の他の電子部品(特
に保証温度の低い電子部品)へ熱が伝わり、悪影響を与
える可能性が高いので、発熱素子で発生される熱を直接
放熱板に放散させ、発熱素子の発熱効率を高めるためで
ある。
【0004】具体的には、例えば図5に示す様に、略長
方形の板状に形成された金属製の放熱板2の上に、回路
基板として、放熱性の良いセラミック基板4が接着剤6
aにより固定されると共に、セラミック基板4外の放熱
板2上に、発熱素子8が固定される。ここで、放熱板2
と発熱素子8との間に絶縁物質を設けて両者を互いに電
気的に絶縁する必要があるが、一般に絶縁物質は熱伝導
性が良いとはいえないので、発熱素子8は、まず発熱素
子用放熱部材10にはんだ12で固定される。この発熱
素子用放熱部材10は、その下面に絶縁膜(図示せず)
を有しており、この絶縁膜を介して放熱板2上に接着剤
6bで固定される。こうすると、発熱素子8で発生した
熱は、まず熱伝導性の良いはんだ12を介して速やかに
発熱素子用放熱部材10に逃がされるので好ましい。
尚、発熱素子8は、ボンディングワイヤ14及びボンデ
ィングパッド16にて、セラミック基板4上に配置され
た電子部品18により構成された電子回路に接続され、
その一部を構成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、放熱板2
は、熱伝導性の良い材質(例えば、アルミニウム等)で
形成されるために、発熱素子8の発熱量が著しく多い場
合や、多数搭載されている場合には、却って、発熱素子
8から発生した熱が放熱板2全体の温度を上昇させ、セ
ラミック基板4延いてはその上に配置された電子部品1
8の温度を上昇させる。そして、セラミック基板4上の
本来冷却されるべき電子部品18の保証温度を超過して
しまう可能性があった。こうした電子部品18の保証温
度の超過は、セラミック基板4上に組まれた電子回路の
誤動作や寿命に影響を与えるがあり好ましくない。
【0006】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、過度な温度上昇を抑制可能な電子装置を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するためになされた本発明(請求項1)の電子装
置においては、放熱板の同一面に、離して設けられた回
路基板と発熱素子との間の放熱板の表面に溝を設けてい
る。
【0008】この様に構成された請求項1に記載の電子
装置によれば、回路基板と発熱素子との間の放熱板の表
面に溝が設けられていることから、両者の間の熱抵抗が
大きくなり、発熱素子にて発生した熱は、回路基板の方
には伝達し難くなる。この結果、発熱素子にて発生した
熱は、回路基板が過度に温度上昇させることなく、放熱
板に吸収された後放散される。また特に、その溝を、回
路基板及び発熱素子が設けられた面と同一面に設けるよ
うにすると、発熱素子から回路基板に至る熱伝達経路が
長くなり(即ち、両者間の熱抵抗が大きくなり)、発熱
素子にて発生した熱が回路基板に更に伝達し難くなるの
で好ましい。
【0009】また、上記課題を解決するためには、請求
項2に記載の様に、放熱板に、発熱素子を収容可能な凹
部を形成し、その凹部内部に発熱素子を設けるようにし
てもよく、この様に構成すれば、発熱素子は、放熱板の
反対側(即ち、発熱素子が設けられた面の反対側)の面
に近付く。このため、発熱素子にて発生した熱は、その
反対側の面に速やかに伝達され、そこから雰囲気中に放
散される一方、回路基板には伝達され難くなり、回路基
板やその上に実装された電子部品の過度な温度上昇を抑
制することができる。また、発熱素子は、放熱板の凹部
内部に設けられていることから、放熱板は、発熱素子か
らの熱をより受けやすくなり(即ち、熱抵抗が減少す
る)、より良い放熱効率で放熱されるので好ましい。
【0010】更に、上記課題を解決するためには、請求
項3に記載の様に、回路基板が、保証温度の低い電子部
品が実装された部分にて、放熱板から離れるよう、放熱
板に窪み部を形成するようにしても良い。こうすれば、
発熱素子で発生した熱は、回路基板上に実装された電子
部品には伝達され難くなるので、その電子部品の温度上
昇を抑制することができ、回路基板上に形成された電子
回路の動作に悪影響が及ぶ可能性を少なくすることがで
きる。尚、保証温度が低い電子部品とは、例えば電解コ
ンデンサ、セラミックコンデンサ、ICチップ等の電子
部品が挙げられ、保証温度が低いとは、その上限が例え
ば80℃〜105℃であることをいう。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施例を図面
と共に説明する。図1は、第1実施例として、電子装置
としての電子制御ユニット1(以下、「ECU1」とい
う。)の全体構成を示す説明図である。なお、図6に示
した構成部材と同一のものには、同一の符号を付してあ
る。
【0012】ECU1は、「回路基板」としてのセラミ
ック基板4、発熱素子8等が設けられた放熱板2と、外
部との信号の受け渡しをするためのコネクタ20を備え
たプリント基板22と、プリント基板22を保持すると
共にセラミック基板4とプリント基板22とを電気的に
接続するための端子台24と、その端子台24にて接続
されたプリント基板22及びセラミック基板4で構成さ
れた電子回路を覆って保護するための蓋26とから構成
されている。
【0013】放熱板2は熱伝導性の良いアルミニウム
で、略長方形の板状に形成されている。図2に示す様
に、放熱板2の同じ面に、セラミック基板4及び発熱素
子8が従来と略同様に設けられているが、本実施例の放
熱板2においては、セラミック基板4と発熱素子8との
間に溝2aが設けられている。
【0014】プリント基板22上には、図示しない電子
回路が形成されており、セラミック基板4上の電子回路
と協同し、コネクタ20を介して外部との信号のやり取
りをする。このコネクタ20は、その多数の信号線20
aがプリント基板22の孔に挿入されることにより、電
気的及び機械的にプリント基板22に接続されている。
また、プリント基板22には、後述する端子台24の金
属端子24dの上端を挿入するための挿入孔22aが設
けられると共に、プリント基板22を端子台24にネジ
で固定する際、そのネジに貫通される貫通孔22bが設
けられている。
【0015】端子台24は、プリント基板22を支える
ための2つの支持部24aと、その2つの支持部24a
を接続する接続部24bとで構成されている。端子台2
4の下部には、該端子台24が放熱板2上に配設された
際、放熱板2上に設けられたセラミック基板4及び発熱
素子8を挿入可能な挿入口24cが形成されている。支
持部24aの一方には、図1に示す様に、棒状の金属端
子24dが設けられている。金属端子24dの上端は、
図に示す様に支持部24aの上部より突出しており、端
子台24がプリント基板22を支持した際、プリント基
板22に設けられた挿入孔22aに挿入される。こうし
て挿入孔22aに挿入された金属端子24dと、プリン
ト基板22上に形成された電子回路とは、はんだ付けに
より電気的に接続される。また金属端子24dの下端
は、支持部24aの下部にて露出(図示せず)されてお
り、放熱板2に、端子台24がセラミック基板4や発熱
素子8を覆うよう設置された際、セラミック基板4に当
接して、セラミック基板4上に形成された電子回路と電
気的に接続する。また、支持部24aには、プリント基
板22をネジで固定するためのネジ孔24eが設けられ
ている。
【0016】この様に形成された端子台24は放熱板2
に接着剤で固定され、そして、プリント基板22は、貫
通孔22bを貫通したネジを端子台24に設けられたネ
ジ孔24eにねじ込まれることにより、端子台24に固
定される。尚、ネジに変えて接着剤で、又は、接着剤に
変えてネジで夫々を固定するようにしても良い。
【0017】こうして組み立てられたECU1におい
て、図示しない電源により電流が供給され、ECU1が
動作すると、セラミック基板4上に形成された電子回路
から発熱されるが、セラミック基板4は放熱性に優れて
いると共に、その裏面が放熱板2に密着しているので、
その熱は速やかにECU1外部に放散される。一方、発
熱素子8においても発熱し、発熱素子用放熱部材10を
介して放熱板2に伝達される。しかし、セラミック基板
4と発熱素子8との間に溝2aが設けられていることか
ら、熱の流路の断面積が小さくなっているので、発熱素
子8にて発生した熱は、セラミック基板4の方には伝達
し難い。また、溝2aは、セラミック基板4と発熱素子
8と同じ面に設けられていることから、発熱素子8から
セラミック基板に至る熱の経路が長くなっており、発熱
素子8の熱は、セラミック基板4に、更に伝達し難くな
っている。この結果、セラミック基板4の温度が過度に
上昇することが防止される。
【0018】次に、第2実施例の電子装置としてのEC
U1について説明する。図3は、第2実施例のECU1
の放熱板2の形状を示す説明図であり、放熱板2上にお
いて、発熱素子8を設ける位置(即ち、発熱素子用放熱
部材10を密着させる部分)に、発熱素子8を挿入可能
な凹部2bが形成されている。そして、この放熱板2に
設けた凹部2bに、発熱素子を8を接着剤6bにて接着
するのである。また、発熱素子用放熱部材10は、図3
(c)に示す様に、その底面だけでなく側面にも絶縁膜
が設けられているので、凹部2bに埋め込まれても、放
熱板2とは電気的絶縁が保たれる。なお、放熱板2の形
状以外は、第1実施例と同様であるのでその説明は省略
する。
【0019】この様に形成された放熱板2によれば、発
熱素子8(発熱素子用放熱部材10)が、放熱板2の底
面に近付くことから、発熱素子8にて発生し、発熱素子
用放熱部材10に伝達された熱は、速やかに放熱板2に
底面に伝達され、底面から雰囲気中(例えば、空気中)
に放散される。そのため、発熱素子8にて発生した熱
は、セラミック基板4に伝達され難くなり、その温度を
過度に上昇させる可能性を低くすることができる。ま
た、発熱素子用放熱部材10は、その底面だけでなく、
その側面にて放熱板2に密着(即ち、密着する面積が増
加する)するので、発熱素子用放熱部材10と放熱板2
との熱抵抗が小さくなる。その結果、発熱素子8の熱
は、放熱板2に吸収され易くなり、より良い放熱効率で
放熱されるので好ましい。
【0020】次に、第3実施例の電子装置としてのEC
U1について説明する。図4は、第3実施例のECU1
の放熱板2の形状を示す説明図であり、熱に弱い(保証
温度が低い)電子部品18が設けられる位置にて、放熱
板2とセラミック基板4とが密着しないよう窪み部2c
を形成している。なお、放熱板2の形状以外は、第1実
施例と同様であるのでその説明は省略する。
【0021】この様に形成された放熱板2においても、
発熱素子8にて発生した熱は、従来と同様に放熱板2に
伝達される。しかし、保証温度が低い電子部品18が設
けられている部分において、セラミック基板4と放熱板
2とは密着せず、離れていることから、発熱素子8の熱
は、その電子部品18には伝達され難くなっている。そ
のため、保証温度が低い電子部品18の温度上昇を抑制
することができ、セラミック基板4上に形成された電子
回路の動作に悪影響が及ぼされる可能性を少なくするこ
とができる。
【0022】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の態様を取ることができる。例えば、上記実施例の電
子装置においては、熱伝導性・放熱性の良いセラミック
基板4を使用するものとして、その説明を行ったが、こ
れに限られるものではなく、例えば、メタルコア基板
(ガラスエポキシ樹脂等の樹脂製の基板内にアルミニウ
ム等の金属片を埋設したもの)等の、熱伝導性の良い基
板を用いても良い。
【0023】また、上記第1実施例では、溝2aを、放
熱板2の端から端まで形成したが、これに限られるもの
ではなく、セラミック基板4と発熱素子8との間であれ
ば、どこでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例の電子装置の全体的構造
を示す説明図である。
【図2】 (a)は、第1実施例の放熱板付近の構成を
示す説明図であり、(b)は(a)の放熱板の側面図で
ある。
【図3】 (a)は第2実施例の放熱板付近の構成を示
す説明図、(b)は(a)のA−A断面における断面
図、(c)は発熱素子用放熱部材の構成を示す説明図で
ある。
【図4】 (a)は、第3実施例の放熱板付近の構成を
示す説明図であり、(b)は(a)のB−B断面におけ
る断面図である。る。
【図5】 従来の放熱板を示す説明図である。
【符号の説明】
1…電子制御ユニット(電子装置)、2…放熱板、2a
…溝、2b…凹部、2c…窪み部、4…セラミック基板
(回路基板)、8…発熱素子、18…電子部品。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品が実装された回路基板と、該回
    路基板に実装された電子部品と共に所定の電子回路を構
    成する発熱素子とを備え、 前記回路基板と前記発熱素子とを互いに離し、放熱板の
    同一面に設けると共に、電気的に接続してなる電子装置
    において、 前記回路基板と前記発熱素子との間の前記放熱板の表面
    に溝を設けたことを特徴とする電子装置。
  2. 【請求項2】 電子部品が実装された回路基板と、該回
    路基板に実装された電子部品と共に所定の電子回路を構
    成する発熱素子とを備え、 前記回路基板と前記発熱素子とを互いに離し、放熱板の
    同一面に設けると共に、電気的に接続してなる電子装置
    において、 前記放熱板に、前記発熱素子を収容可能な凹部を形成
    し、 該形成された凹部内部に、前記発熱素子を設けたことを
    特徴とする電子装置。
  3. 【請求項3】 電子部品が実装された回路基板と、該回
    路基板に実装された電子部品と共に所定の電子回路を構
    成する発熱素子とを備え、 前記回路基板と前記発熱素子とを互いに離し、放熱板の
    同一面に設けると共に、電気的に接続してなる電子装置
    において、 前記回路基板が、保証温度の低い電子部品が実装された
    部分にて、前記放熱板から離れるよう、該放熱板に窪み
    部を形成したことを特徴とする電子装置。
JP9201298A 1998-04-03 1998-04-03 電子装置 Pending JPH11289036A (ja)

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JP9201298A JPH11289036A (ja) 1998-04-03 1998-04-03 電子装置

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JP9201298A JPH11289036A (ja) 1998-04-03 1998-04-03 電子装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6940164B1 (en) 2000-08-18 2005-09-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Power module
WO2017208687A1 (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 カルソニックカンセイ株式会社 流体加熱装置
US11778729B2 (en) 2019-06-25 2023-10-03 Hitachi Astemo, Ltd. Electronic control device

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