TW201532507A - 電子機器 - Google Patents

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TW201532507A TW103144897A TW103144897A TW201532507A TW 201532507 A TW201532507 A TW 201532507A TW 103144897 A TW103144897 A TW 103144897A TW 103144897 A TW103144897 A TW 103144897A TW 201532507 A TW201532507 A TW 201532507A
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Kiminori Ozaki
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Toyota Jidoshokki Kk
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Abstract

電子機器係具有：接地的散熱構件、透過螺栓締結至散熱構件且搭載有電子零件的基板。基板係具有：與電子零件熱結合的金屬層、螺栓可通過的貫通孔、設於貫通孔內側並具有導電性的熱傳達部。熱傳達部與金屬層係相互連結，且熱傳達部與散熱構件係相互接觸。

Description

電子機器
本發明係關於一種電子機器。
電子機器係具有例如，屬於接地的散熱構件之殼體、藉由螺栓締結至殼體並搭載有電子零件的基板。基板係具有：與電子零件的正電極電性連接之第一配線圖案、與電子零件的接地電極電性連接之第二配線圖案、使第一配線圖案與第二配線圖案絕緣的絕緣層。在此，殼體具有接地電位。因此，將無法使第一配線圖案接觸殼體、自電子零件所發出且傳達至正電極及第一配線圖案的熱傳達至殼體進行散熱。
在專利文獻1中揭示了如圖3的電子電路裝置。該電子電路裝置係具備：多層基板100、配置於該多層基板100上的發熱電子元件101(電子零件)。發熱電子元件101的散熱用電極101a(正電極)係與多層基板100的表面導體層102(第一配線圖案)電性連接。於多層基板100的厚度方向，內層傳熱導體104係以與表面導體層102重疊的方式設置於絕緣構件103(絕緣層)的內層。亦即，絕緣構件103係存在於表面導體層102與內層傳熱導體104之間，表面導體層102係藉由絕緣構件103與內層傳熱導體104絕緣。
次者，在多層基板100之一面的螺栓105的周邊設有電性連接於殼體106的接地導體107。殼體106與接地導體107的接觸乃藉由透過螺栓105以使多層基板100與殼體106締結而確保。再者，於多層基板100的接地導體107與內層傳熱導體104之間形成有通路(via)108。接地導體107與內層傳熱導體104乃經由通路108相互地電性連接。然後，自發熱電子元件101所發出的熱係被傳導至散熱用電極101a及表面導體層102。該熱係經由絕緣構件103、內層傳熱導體104、通路108及接地導體107而被傳導至殼體106，並透過殼體106散熱。
先前技術文獻
專利文獻1 日本特開2008-130684號公報
然而，若如專利文獻1之電子電路裝置般，於多層基板100形成通路108時，則多層基板100中形成有通路108之周邊部位的強度相較於其他部位會減低。因此，於使用螺栓105將多層基板100締結至殼體106的構成中，一旦於螺栓105周邊形成通路108，則有多層基板100因螺栓105之締結所產生的軸力而產生變形之虞。
為處理此種問題，於多層基板100中，可考慮在螺栓105締結時之軸力到達不了的位置上形成通路 108。但是，若在螺栓105締結時之軸力到達不了的位置上形成通路108，則必須將接地導體107延伸到通路108的形成位置。再且，表面導體層102的配置位置係變為自螺栓105的周邊遠離的位置上，其遠離程度係接地導體107延伸的長度。因此，發熱電子元件101的配置位置亦變為被配置在自螺栓105的周邊遠離的位置上。其結果，多層基板100在大型化的同時，自發熱電子元件101至殼體106的熱傳導路徑也變長，自發熱電子元件101所發出的熱之散熱效率係惡化。
本發明的目的在於提供一種電子機器，其能將自電子零件所發出的熱以良好之效率散熱而不致使基板大型化。
達成上述目的之一態樣係提供一種電子機器，其係具有：接地的散熱構件、透過螺栓締結至前述散熱構件並搭載有電子零件的基板。前述基板具有：與前述電子零件熱結合的金屬層、前述螺栓可通過的貫通孔、及設置於前述貫通孔內側之具有導電性的熱傳達部。前述熱傳達部與前述金屬層係相互連結。前述熱傳達部與前述散熱構件係相互接觸。
10‧‧‧電子機器
11‧‧‧殼體
11a‧‧‧基部
11b‧‧‧蓋部
11c‧‧‧流體路徑
11f‧‧‧凸座部
12‧‧‧螺栓
13‧‧‧電子零件
13a‧‧‧正電極
13b‧‧‧接地電極
20‧‧‧控制基板
21‧‧‧第一配線圖案
22‧‧‧第二配線圖案
23‧‧‧絕緣層
24‧‧‧金屬層
30‧‧‧貫通孔
31‧‧‧金屬膜
31a‧‧‧內周部
31b‧‧‧背面部
31c‧‧‧表面部
40‧‧‧電源基板
40a‧‧‧電源元件
41‧‧‧第一金屬板
42‧‧‧第二金屬板
43‧‧‧絕緣基板
圖1係顯示一實施形態之電子機器的剖面圖。
圖2係顯示其他實施形態之電子機器的剖面圖。
圖3係習知之電子機器的剖面圖。
以下，依照圖1說明將電子機器予以具體化之一實施形態。
如圖1所示，電子機器10具有：殼體11，作為接地之散熱構件；控制基板20，作為透過螺栓12對殼體11進行締結並搭載有電子零件13之基板。殼體11係由鋁形成。殼體11係由筒狀的基部11a與蓋部11b所構成。基部11a具備具有開口的一面與閉塞的底部，蓋部11b係堵塞基部11a的開口。於基部11a的內底面，有螺栓12螺入的凸座(boss)部11f係以突出的方式設置在此。控制基板20係被收納於殼體11內部。
又，電子機器10係具備電源基板40，電源基板40係具有異於控制基板20的種類即異於控制基板20的構造。電源基板40為厚銅基板。電源基板40係由搭載有電源元件40a的第一金屬板41、積層於第一金屬板41之一部分的上面的絕緣基板43、積層於絕緣基板43上面的第二金屬板42所形成。
第一金屬板41係與基部11a接觸，與基部11a熱結合。第一金屬板41乃由厚度0.5mm的平板狀銅板所構成。第一金屬板41係以既定的形狀圖案化。又，第一金屬板41的一部分係被折彎。第二金屬板42乃由厚度0.5mm的平板狀銅板所構成。第二金屬板42係以既定的形狀圖案化。而且，第一金屬板41及第二金屬板42係構成可對應大電流例如120A之電路圖案。絕緣基板43係使第一金屬板41與第二金屬板42絕緣。
於基部11a底部的內部形成有作為冷卻媒體之流體，例如水，所通過的流體路徑11c。基部11a係藉由利用通過流體経路11c的流體將自控制基板20及電源基板40傳導至基部11a的熱奪去而進行散熱。
控制基板20係具有：與電子零件13之正電極13a電性連接的第一配線圖案21、與電子零件13之接地電極13b電性連接的第二配線圖案22、將第一配線圖案21與第二配線圖案22絕緣的絕緣層23。第一配線圖案21及第二配線圖案22係各自由厚度70μm~105μm的片狀銅箔所構成。第一配線圖案21及第二配線圖案22係各自以既定的形狀圖案化。第一配線圖案21及第二配線圖案22被設置在絕緣層23表面(一面)。絕緣層23乃由厚度1.6mm的板狀玻璃環氧樹脂所構成。
控制基板20具有螺栓12可通過的貫通孔30。作為熱傳達部的金屬膜31係設置在貫通孔30的內周面、絕緣層23的表面及背面之貫通孔30周圍的部位。金屬膜31由銅構成。金屬膜31係包含：形成於貫通孔30之內周面的內周部31a、連接於內周部31a並露出於絕緣層23背面的背面部31b、連接於內周部31a並露出於絕緣層23表面的表面部31c。
金屬膜31是藉由於貫通孔30的內周面、絕緣層23的表面及背面之貫通孔30周圍的部位施行金屬鍍敷而形成。具體而言，首先，施行無電解鍍敷而在貫通孔30的內周面、絕緣層23的表面及背面之貫通孔30周圍的部位形成鍍敷層。之後，再對鍍敷層施行電解鍍敷以形成金屬膜31。
在絕緣層23的內側，以於控制基板20的厚度方向與電子零件13重疊的方式埋設金屬層24。因此，絕緣層23係存在於第一配線圖案21與金屬層24之間。第一配線圖案21係藉由絕緣層23與金屬層24絕緣。金屬層24係由厚度70μm~105μm的片狀銅箔構成。金屬層24乃經由絕緣層23與第一配線圖案21(電子零件13)熱結合。金屬層24係在控制基板20的厚度方向，自與電子零件13重疊的位置往貫通孔30延伸。金屬層24之接近於貫通孔30的端部係連結於金屬膜31的內周部31a。因此，金屬層24與金屬膜31的內周部31a係相互地電性連接。
電子機器10中，凸座部11f上載置有控制基板20。藉由蓋部11b將基部11a的開口封閉。藉由螺栓12螺入凸座部11f，控制基板20及蓋部11b係安裝至基部11a。而且，透過螺栓12的締結，金屬膜31的背面部31b與基部11a的凸座部11f之接觸得以確保，且金屬膜31的表面部31c與蓋部11b的接觸得以確保。因此，金屬膜31的背面部31b與基部11a的凸座部11f係相互接觸，且金屬膜31的表面部31c與蓋部11b係相互接觸。因此，金屬膜31及金屬層24係具有接地電位。
接下來，針對本實施形態的作用進行說明。
自電子零件13所發出的熱係傳導至正電極13a及第一配線圖案21。該熱係經由絕緣層23、金屬層24、金屬膜31的內周部31a及背面部31b傳導到基部11a的凸座部11f，藉由基部11a進行散熱。又，自電子 零件13所發出的熱係傳導至正電極13a及第一配線圖案21。該熱係經由絕緣層23、金屬層24、金屬膜31的內周部31a及表面部31c傳導到蓋部11b，藉由蓋部11b進行散熱。意即，將金屬膜31作為熱傳導路徑，將自電子零件13所發出的熱予以散熱。
在上述實施形態中可以獲得下述之效果。
(1)作為熱傳達部的金屬膜31係設置在貫通孔30的內周面、絕緣層23的表面及背面之貫通孔30周圍的部位。而且，金屬膜31與金屬層24係相互連結，金屬膜31與殼體11係相互接觸。據此，自電子零件13所發出的熱乃經由金屬層24及金屬膜31而傳導至殼體11，並藉由殼體11散熱。因此，由於設置於貫通孔30的內側、絕緣層23的表面及背面之貫通孔30周圍的部位之金屬膜31係被作為熱傳導路徑利用，為了將自電子零件13所發出的熱進行散熱，因此沒有在控制基板20形成通路的必要。從而，相較於在控制基板20形成通路而將自電子零件13所發出的熱進行散熱之構成，可將自電子零件13所發出的熱以良好之效率進行散熱而不致使控制基板20大型化。
(2)金屬膜31係藉由在貫通孔30的內周面、絕緣層23的表面及背面之貫通孔30周圍的部位上施行金屬鍍敷而設置。據此，例如：在貫通孔30內側，若與配置具有導電性的筒構件作為熱傳達部的情形相比，可易於確保熱傳導路徑。
(3)由於金屬層24具有接地電位，因此例如：無法使第一配線圖案21接觸於金屬層24而將傳導至正電極13a及第一配線圖案21的熱傳導到金屬層24。但是，在本實施形態，絕緣層23係存在於第一配線圖案21與金屬層24之間。因此，在藉由絕緣層23使第一配線圖案21與金屬層24絕緣的狀態下，自電子零件13所發出的熱係傳導至正電極13a及第一配線圖案21。可將該熱經由絕緣層23、金屬層24及金屬膜31傳導至殼體11，並藉由殼體11進行散熱。
(4)在絕緣層23的表面及背面之貫通孔30周圍的部位上形成有金屬膜31的背面部31b及表面部31c。據此，相較於不形成金屬膜31的背面部31b及表面部31c，而將金屬膜31的內周部31a之絕緣層23的表面及背面的端部各自接觸蓋部11b及凸座部11f的情況，可易於確保對蓋部11b及凸座部11f的接觸面積。
(5)在本實施形態中，為了確保用以將自電子零件13所發出的熱進行散熱的熱傳導路徑，於控制基板20未形成通路(via)。因此，控制基板20自身可保有充分的強度。
另，上述實施形態亦可做如下述之變更。
○如圖2所示，電性連接於電子零件13的接地電極13b的第二配線圖案22亦可接觸金屬膜31。藉此，自電子零件13所發出的熱係傳導到接地電極13b及第二配線圖案22。該熱亦可經由金屬膜31傳導至殼體11，並藉由殼體11散熱。在此情況下，第二配線圖案 22係與電子零件13熱結合的同時可作為與金屬膜31連結的金屬層發揮功能。
○在實施形態中，亦可省略金屬膜31的背面部31b及表面部31c。只要藉由至少在貫通孔30的內周面施行金屬鍍敷而在貫通孔30的內周面形成金屬膜31的內周部31a即可。在此情況下，金屬膜31的內周部31a之絕緣層23的表面及背面的端部係各自有接觸蓋部11b及凸座部11f的必要。
○在實施形態中，在貫通孔30的內周面、絕緣層23的表面及背面之貫通孔30周圍的部位，亦可塗布導電性黏著劑熱傳達部以取代金屬膜31。
○在實施形態中，亦可於金屬膜31內側配置具有導電性的筒構件作為熱傳達部。
○在實施形態中，亦可配置具有導電性的筒構件作為熱傳達部以取代金屬膜31。
○在實施形態中，金屬膜31亦可以使用銅以外之具有導電性的材料形成。
○在實施形態中，殼體11亦可以藉由鋁以外之導電性材料形成。
○在實施形態中，第一配線圖案21及第二配線圖案22亦可以藉由銅箔以外之導電性材料形成。
○在實施形態中，絕緣層23亦可藉由玻璃環氧樹脂以外的樹脂材料形成。
○在實施形態中，第一配線圖案21、第二配線圖案22及絕緣層23的厚度並未特別被限定。
10‧‧‧電子機器
11‧‧‧殼體
11a‧‧‧基部
11b‧‧‧蓋部
11c‧‧‧流體路徑
11f‧‧‧凸座部
12‧‧‧螺栓
13‧‧‧電子零件
13a‧‧‧正電極
13b‧‧‧接地電極
20‧‧‧控制基板
21‧‧‧第一配線圖案
22‧‧‧第二配線圖案
23‧‧‧絕緣層
24‧‧‧金屬層
30‧‧‧貫通孔
31‧‧‧金屬膜
31a‧‧‧內周部
31b‧‧‧背面部
31c‧‧‧表面部
40‧‧‧電源基板
40a‧‧‧電源元件
41‧‧‧第一金屬板
42‧‧‧第二金屬板
43‧‧‧絕緣基板

Claims (6)

  1. 一種電子機器，具有：接地的散熱構件；及透過螺栓締結至前述散熱構件並搭載有電子零件的基板；前述基板係具有：與前述電子零件熱結合的金屬層；前述螺栓可通過的貫通孔；及設置於前述貫通孔內側且具有導電性的熱傳達部；前述熱傳達部與前述金屬層相互連結，且前述熱傳達部與前述散熱構件係相互接觸。
  2. 如請求項1之電子機器，其中前述熱傳達部係至少設置在前述貫通孔的內周面之金屬膜。
  3. 如請求項1之電子機器，其中前述金屬膜係藉由施行金屬鍍敷而形成。
  4. 如請求項1~3中任一項之電子機器，其中前述基板係具有：第一配線圖案，其與前述電子零件的正電極電性連接；第二配線圖案，其與前述電子零件的接地電極電性連接；及絕緣層，其使前述第一配線圖案及前述第二配線圖案絕緣； 前述絕緣層係存在於前述第一配線圖案與前述金屬層之間。
  5. 如請求項1~3中任一項之電子機器，其中前熱傳達部係包含：內周部，其形成於前述貫通孔的內周面；背面部，其連接於前述內周部並露出於前述絕緣層的背面；及表面部，其連接於前述內周部並露出於前述絕緣層的表面。
  6. 如請求項1~3中任一項之電子機器，其中前述基板為控制基板。
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