WO2021245983A1 - 車載電子制御装置 - Google Patents

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WO2021245983A1
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control device
electronic control
vehicle
substrate
base
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Inventor
康博 露木
利昭 石井
義夫 河合
Original Assignee
日立Astemo株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present invention relates to an in-vehicle electronic control device.
  • An in-vehicle electronic control device having electronic components for controlling the automobile is arranged in the automobile.
  • the in-vehicle electronic control device has a heat dissipation structure in which a heat dissipation block and a heat dissipation member are thermally connected to dissipate heat.
  • the amount of heat generated by the mounted electronic components has increased along with the sophistication of the in-vehicle electronic control device. Therefore, it is not possible to sufficiently dissipate heat from electronic components only by a structure in which the heat dissipation block and the heat dissipation member are thermally connected to dissipate heat.
  • Patent Document 1 describes an element module, a cast housing of an electronic device in which the element module is fixed by sandwiching grease, and a housing so as to face the element module across the wall of the housing.
  • a housing is fixed to a body and a plate member having a different coefficient of thermal expansion is provided.
  • the fixing portion is provided so as to surround the heating element.
  • a plurality of parallel linear grooves into which grease enters are provided, and the width of the linear groove is larger than that between the adjacent linear grooves.
  • a wide flat surface is provided.
  • the purpose of the present invention is to provide an in-vehicle electronic control device capable of enhancing the heat dissipation effect in consideration of the above problems.
  • the in-vehicle electronic control device includes a substrate on which electronic components for controlling an automobile are mounted, a base, and a heat radiating member.
  • a substrate is arranged on the base, and a groove is formed at a position facing the electronic component.
  • the heat radiating member is provided between the base and the substrate.
  • a space is formed by the groove portion and the heat radiating member, and at least one end portion in the direction in which the base faces the substrate and is orthogonal to the substrate is open.
  • the heat dissipation effect can be enhanced.
  • FIG. 6A is a plan view showing the convex portion
  • FIG. 6B is a sectional view taken along line AA shown in FIG. 6A.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a groove portion in the in-vehicle electronic control device according to the fifth embodiment.
  • 6 is a cross-sectional view showing an enlarged groove portion in the in-vehicle electronic control device according to the sixth embodiment. It is sectional drawing which shows the groove part in the in-vehicle electronic control apparatus which concerns on 7th Embodiment example by enlargement.
  • FIGS. 1 to 13 The common members in each figure are designated by the same reference numerals.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing an in-vehicle electronic control device.
  • the device shown in FIG. 1 is an in-vehicle electronic control device installed in the interior of an automobile and having an electronic circuit for controlling the automobile.
  • the vehicle-mounted electronic control device 1 includes a heat-generating electronic component 2 such as a semiconductor element, a connector 3, a substrate 4, and a base 5 and a cover 6 constituting a housing.
  • the electronic component 2 and the connector 3 are mounted on the board 4.
  • the connector 3 connects the electronic component 2 mounted on the substrate 4 to an external device.
  • the connector 3 has a plurality of pin terminals 3a.
  • the connector 3 is mounted on the substrate 4 by connecting the pin terminal 3a to the substrate 4 by press fitting, soldering, or the like.
  • the connector 3 is electrically connected to the substrate 4 via the pin terminal 3a.
  • the electronic component 2 is electrically connected (mounted) to, for example, one side or both sides of the substrate 4 by using solder or the like.
  • the electronic component 2 is mounted on only one side of the substrate 4.
  • the electronic component 2 of this example is electrically connected to one side 4a facing the cover 6 of the substrate 4 via a wire bonding terminal 2a (see FIG. 2).
  • the substrate 4 is made of, for example, a general laminated wiring board made of a thermosetting resin, glass cloth, and metal wiring on which a circuit pattern is formed, a wiring board made of ceramics and metal wiring, a flexible board such as polyimide, and metal wiring. Wiring board or the like is used. Screw holes 4c are formed at the four corners of the substrate 4. Then, the substrate 4 is fixed to the pedestal portion 7 and the cover 6 of the base 5, which will be described later, by the fixing screws 8. The detailed configuration of the portion of the substrate 4 on which the electronic component 2 is mounted will be described later.
  • the base 5 is formed in a substantially flat plate shape.
  • a pedestal portion 7 and a plurality of convex portions 10 are formed on the mounting surface 5a on which the substrate 4 is arranged on the base 5.
  • the convex portion 10 projects from the mounting surface 5a of the base 5 toward the substrate 4.
  • the convex portion 10 is provided at a position facing the electronic component 2 mounted on the substrate 4 via the substrate 4 when the substrate 4 is placed on the base 5. Further, a plurality of electronic components 2 may face one convex portion 10. The detailed configuration of the convex portion 10 will be described later.
  • the pedestal portion 7 is formed along the outer peripheral portion of the base 5.
  • the pedestal portion 7 projects from the mounting surface 5a of the base 5 toward the substrate 4. Further, screw holes 7c are formed at the four corners of the pedestal portion 7.
  • the cover 6 is formed in a hollow substantially rectangular shape with one side open. Further, screw holes are formed at the four corners of the end portion of the cover 6 where the opening is formed.
  • the cover 6 is installed on the base 5 so as to cover the substrate 4 arranged on the base 5. At this time, the substrate 4 is sandwiched between the cover 6 and the pedestal portion 7 of the base 5. Then, by fastening the fixing screws 8 to the screw holes 4c and 7c of the base 5, the cover 6 and the substrate 4, the substrate 4, the base 5 and the cover 6 are integrally fixed.
  • the base 5 and the cover 6 are formed by, for example, casting, pressing, cutting, injection molding, or the like.
  • the base 5 and the cover 6 are formed of, for example, a high thermal conductive resin in which a resin and a filler are mixed.
  • the thermal conductivity of the high thermal conductive resin is preferably 2 to 30 W / (m ⁇ K).
  • the base 5 and the cover 6 are not limited to the high thermal conductive resin, and the base 5 and the cover 6 may be formed only by the resin or the metal material.
  • the resin forming the base 5 and the cover 6 it is preferable to use polybutylene terephthalate resin (PBT), polyphenylene sulfide resin (PPS), polyamide resin (PA6), or the like.
  • PBT polybutylene terephthalate resin
  • PPS polyphenylene sulfide resin
  • PA6 polyamide resin
  • the filler it is preferable to use any one of glass fiber, carbon fiber, alumina (Al2O3) and the like.
  • the metal aluminum (Al) or an alloy containing aluminum as a main component is preferable.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the substrate 4 and the convex portion 10
  • FIG. 3 is a plan view showing the convex portion 10.
  • a thermal via 14 is provided at a position on the substrate 4 on which the electronic component 2 is mounted.
  • the thermal via 14 is arranged so as to penetrate from one surface 4a of the substrate 4 to the other surface 4b on the opposite side.
  • the thermal via 14 transfers the heat generated by the electronic component 2 from one surface 4a of the substrate 4 to the other surface 4b.
  • the convex portion 10 faces the portion of the substrate 4 where the thermal via 14 is provided. As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of groove portions 11 are formed in the convex portion 10.
  • the groove portion 11 is a groove of a streak extending in a direction orthogonal to the direction in which the base 5 faces the substrate 4.
  • the groove portion 11 is a concave portion of the convex portion 10 that is recessed from the facing surface 10a facing the substrate 4 toward the base 5.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing one of the groove portions 11.
  • the groove portion 11 is recessed in a rectangular shape from the facing surface 10a of the convex portion 10.
  • the groove portion 11 is continuously formed from one end portion 10b orthogonal to the facing surface 10a in the convex portion 10 to the other end portion 10c on the opposite side. Therefore, the groove portion 11 forms an opening in the one end portion 10b and the other end portion 10c of the convex portion 10.
  • the plurality of groove portions 11 are arranged at intervals in a direction orthogonal to the direction in which the groove portions 11 extend in the convex portion 10.
  • the total area of the surface of the plurality of grooves 11 facing the electronic component 2 is set to be less than half the area of the electronic component 2 facing the convex portion 10.
  • a heat radiating member 15 is filled between the convex portion 10 and the other surface 4b of the substrate 4. Then, the heat radiating member 15 thermally connects the convex portion 10 and the substrate 4, and also adheres the substrate 4 and the convex portion 10. The heat generated by the electronic component 2 by the heat radiating member 15 is radiated to the base 5 and the outside via the substrate 4.
  • the heat radiating member 15 enters a part of the groove portion 11 formed in the convex portion 10. Then, a space 17 is formed between the heat radiating member 15 and the lower surface of the groove portion 11. An air layer is formed by this space 17.
  • the groove portion 11 is continuously formed from one end portion 10b of the convex portion 10 to the other end portion 10c. Therefore, both ends of the space 17 in the direction orthogonal to the direction in which the base 5 faces the substrate 4 communicate with the outside. In this example, an example of opening both ends of the space 17 has been described, but only one of the ends may be opened.
  • the length of the space 17 in the height direction is the mounting surface 5a of the base 5 in the convex portion 10 which is the protruding height of the convex portion 10.
  • the heat radiating member 15 enters a part of the groove portion 11 so as to be less than half of the height x1 from the above.
  • the length x2 of the space 17 in the height direction is set to be half or less of the length x1 of the wall thickness of the portion of the base 5 to which the heat radiating member 15 is applied.
  • thermoplastic or thermosetting silicone or an exhaust resin containing a highly heat-conducting filler As the heat radiating member 15, a material having a function as an adhesive or grease (lubricant) and containing a sheet-like thermoplastic or thermosetting silicone or an exhaust resin containing a highly heat-conducting filler is used. ..
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the transfer of heat generated in the electronic component 2 in the in-vehicle electronic control device 1.
  • the heat generated in the electronic component 2 is transferred to the substrate 4.
  • a part of the heat transferred to the substrate 4 is transferred to the base 5 by the heat transfer Q1 via the thermal via 14, the heat radiating member 15, and the convex portion 10. Then, the heat transferred to the base 5 is radiated to the outside of the in-vehicle electronic control device 1.
  • a part of the heat transferred to the heat radiating member 15 is radiated from the side portion of the heat radiating member 15 to the outside of the convex portion 10 as heat radiation Q2. Further, a part of the heat transferred to the heat radiating member 15 is transferred to the air layer formed in the space 17. As described above, both ends of the space 17 are open. Therefore, the heat transferred to the air layer is radiated from both ends of the space 17 to the outside of the convex portion 10 as heat radiation Q2. As a result, the heat generated in the electronic component 2 by the heat radiation Q2 in addition to the heat transfer Q1 can be efficiently discharged to the outside. As a result, the heat dissipation effect of the in-vehicle electronic control device 1 can be enhanced.
  • FIGS. 6A and 6B show the convex portion 110 of the vehicle-mounted electronic control device according to the conventional example
  • FIG. 6A is a plan view showing the convex portion 110
  • FIG. 6B is a sectional view taken along line AA shown in FIG. 6A. ..
  • a plurality of groove portions 111 are formed in the convex portion 110.
  • the groove portion 111 is formed in an annular shape along the outer shape of the convex portion 110.
  • the groove portion 111 is filled with the heat radiating member 15.
  • the space 17 serving as an air layer is not formed in the conventional convex portion 110. Therefore, in the conventional in-vehicle electronic control device, the heat generated in the electronic component 2 is released only to the heat transfer.
  • the in-vehicle electronic control device 1 of this example as described above, not only heat transfer but also heat radiation by the air layer can be used.
  • the conventional groove portion 111 is formed in an annular shape, the heat transferred to the groove portion 111 is trapped in the heat radiating member 15 filled in the groove portion 111.
  • the groove 11 is continuous from one end 10b of the convex portion 10 to the other end 10c, and both ends of the space 17 are open. As a result, heat can be efficiently released from the end of the space 17 to the outside.
  • the total area of the surfaces of the plurality of grooves 11 facing the electronic component 2 is set to be less than half the area of the electronic component 2.
  • the length x2 of the space 17 in the height direction is set to be less than half of the height x1 of the base 5 in the convex portion 10 from the mounting surface 5a.
  • the size of the air layer is not limited to the above-mentioned size, but is appropriately set according to the type and size of the electronic component 2, the substrate 4, the base 5, the thermal via 14, the heat radiating member 15, and the like. Is.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a substrate and a convex portion of a portion where electronic components are arranged in the vehicle-mounted electronic control device according to the second embodiment. It should be noted that the parts common to the in-vehicle electronic control device 1 according to the first embodiment are designated by one reference numeral, and duplicate description will be omitted.
  • the heat radiating member 15 is not only between the other surface 4b of the substrate 4 and the convex portion 10, but also the one surface 4a of the substrate 4 and the electronic component. It is also filled between 2 and 2. As a result, the heat generated by the electronic component 2 can be efficiently transferred to the substrate 4 and the thermal via 14 by the heat radiating member 15B filled between the electronic component 2 and the substrate 4.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a substrate and a convex portion of a portion where electronic components are arranged in the vehicle-mounted electronic control device according to the third embodiment. It should be noted that the parts common to the in-vehicle electronic control device 1 according to the first embodiment are designated by one reference numeral, and duplicate description will be omitted.
  • the electronic component 2 is mounted on one surface 4a which is the upper surface of the substrate 4.
  • the electronic component 2 is mounted on the lower surface of the substrate 4, that is, the other surface 4b facing the convex portion 10. is doing.
  • a heat radiating member 15 is provided between the electronic component 2 and the convex portion 10.
  • the heat radiating member 15 is also provided between the convex portion 10 and the substrate 4 via the electronic component 2.
  • the heat radiating member 15B is also provided on the other surface 4b of the electronic component 2 and the substrate 4.
  • a part of the heat generated in the electronic component 2 is transferred to the convex portion 10 via the heat radiating member 15.
  • a part of the heat generated in the electronic component 2 is transferred to the substrate 4 via the heat radiating member 15B.
  • the substrate 4 is provided with the thermal via 14 as in the substrate 4 according to the first embodiment. Therefore, the heat transferred to the substrate 4 is transmitted to the one surface 4a of the substrate 4 through the thermal via 14.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of an in-vehicle electronic control device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of the vehicle-mounted electronic control device according to the fourth embodiment. It should be noted that the parts common to the in-vehicle electronic control device 1 according to the first embodiment are designated by one reference numeral, and duplicated description will be omitted.
  • a plurality of groove portions 11 are formed in the convex portions 10.
  • the number of the groove portions 11 formed in the convex portions 10 is only one.
  • the groove portion 11 is formed in the central portion of the convex portion 10 facing the electronic component 2.
  • the groove portion 11 is formed at the end portion of the convex portion 10 at a portion facing the electronic component 2.
  • the base 5 when the base 5 is made of resin and formed by injection molding, the fluidity in the groove portion 11 is improved. As a result, the base 5 can be easily formed.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a groove portion in the in-vehicle electronic control device according to the fifth embodiment. It should be noted that the parts common to the in-vehicle electronic control device 1 according to the first embodiment are designated by one reference numeral, and duplicated description will be omitted.
  • the groove portion 11A is formed in the convex portion 10A.
  • the groove portion 11A is a concave portion recessed in a substantially triangular shape from the facing surface 10a of the convex portion 10A.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view showing a groove portion in the in-vehicle electronic control device according to the sixth embodiment. It should be noted that the parts common to the in-vehicle electronic control device 1 according to the first embodiment are designated by one reference numeral, and duplicated description will be omitted.
  • the groove portion 11B is formed in the convex portion 10B.
  • the groove portion 11B is a concave portion recessed substantially vertically from the facing surface 10a of the convex portion 10B. Further, the groove portion 11B is formed in a substantially L shape. That is, the end portion of the groove portion 11B at a portion away from the facing surface 10a of the convex portion 10B is bent substantially vertically.
  • the heat radiating member 15 when the heat radiating member 15 is applied to the facing surface 10a of the convex portion 10B, it is possible to prevent the heat radiating member 15 from entering the tip portion which is the bent portion of the groove portion 11B. As a result, the space 17 can be easily formed, and the size of the air layer can be adjusted only by changing the length of the bent portion of the groove portion 11B.
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view showing a groove portion in the in-vehicle electronic control device according to the seventh embodiment. It should be noted that the parts common to the in-vehicle electronic control device 1 according to the first embodiment are designated by one reference numeral, and duplicated description will be omitted.
  • the groove portion 11C is formed in the convex portion 10C.
  • the groove portion 11C is a concave portion recessed substantially vertically from the facing surface 10a of the convex portion 10C.
  • the end portion of the groove portion 11C on the side away from the facing surface 10a, that is, the tip portion is formed in a substantially semicircular shape or a substantially hemispherical shape.
  • the shape of the groove is not limited to the shape of the groove of the in-vehicle electronic control device according to the first, fifth to seventh embodiments described above, and various other shapes may be applied. ..
  • the substrate 4 may be placed on the mounting surface 5a of the base 5 and the heat radiating member 15 may be applied directly to the mounting surface 5a of the base 5 without providing the convex portion 10 on the base 5.
  • the groove portion 11 may be formed directly on the mounting surface 5a, and the space 17 constituting the air layer may be provided on the mounting surface 5a. In this case, an opening at the end of the space 17 is formed at the end of the base 5.

Abstract

放熱効果を高めることができる車載電子制御装置を提供する。 車載電子制御装置１は、電子部品２が搭載された基板４と、ベース５と、放熱部材１５と、を備えている。ベース５は、電子部品２と対向する箇所に溝部１１が形成されている。放熱部材１５は、ベース５と基板４との間に設けられている。そして、溝部１１と放熱部材１５により空間１７が形成される。また、空間１７における少なくとも一つの端部は開放されている。

Description

車載電子制御装置
　本発明は、車載電子制御装置に関するものである。
　自動車には、自動車を制御する電子部品を有する車載電子制御装置が配置されている。
電子部品を放熱させるために、車載電子制御装置は、放熱ブロックと、放熱部材とを熱的に接続し、放熱する放熱構造を有している。しかしながら、近年では、車載電子制御装置の高機能化に伴い、搭載される電子部品の発熱量が増加している。そのため、放熱ブロックと放熱部材とを熱的に接続し、放熱する構造だけでは、電子部品の放熱を十分に行うことができない。
　電子部品の放熱に関する技術としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、素子モジュールと、グリスを挟んで素子モジュールを固定箇所にて固定している電子機器の鋳造製の筐体と、筐体の壁を挟んで素子モジュールと対向するように筐体に固定されており、筐体と熱膨張率の異なる板部材と、を備えた技術が記載されている。また、特許文献１に記載された技術では、固定箇所は発熱体を囲むように設けられている。そして、素子モジュールに対向する筐体面の固定箇所で囲まれた領域に、グリスが入り込む複数の平行な線条溝が設けられているとともに、隣接する線条溝の間に線条溝幅よりも幅広の平坦面が設けられている。
特開２０１３－１６５２０２号公報
　しかしながら、特許文献１に記載された技術では、素子モジュールと筐体がグリスで熱的に接続されており、接着性を高めるために、線条溝の内部はグリスで埋められていた。
そのため、特許文献１に記載された技術では、電子部品で発生した熱がグリスを介して筐体に伝わるだけであり、電子部品の放熱を効率よく行えていなかった。
　本目的は、上記の問題点を考慮し、放熱効果を高めることができる車載電子制御装置を提供することにある。
　上記課題を解決し、目的を達成するため、車載電子制御装置は、自動車を制御するための電子部品が搭載された基板と、ベースと、放熱部材と、を備えている。ベースは、基板が配置され、電子部品と対向する箇所に溝部が形成されている。放熱部材は、ベースと基板との間に設けられている。そして、溝部と放熱部材により空間が形成され、空間におけるベースが基板と対向する方向と直交する方向の少なくとも一つの端部は開放されている。
　上記構成の車載電子制御装置によれば、放熱効果を高めることができる。
第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置を示す分解斜視図である。 第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置における基板及び凸部を示す断面図である。 第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置における凸部を示す平面図である。 第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置における溝部を拡大して示す断面図である。 第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置における電子部品で発生した熱の移動を示す説明図である。 従来例にかかる車載電子制御装置の凸部を示すもので、図６Ａは凸部を示す平面図、図６Ｂは図６Ａに示すＡ－Ａ線断面図である。 第２の実施の形態例にかかる車載電子制御装置における電子部品が配置された箇所の基板及び凸部を示す断面図である。 第３の実施の形態例にかかる車載電子制御装置における電子部品が配置された箇所の基板及び凸部を示す断面図である。 第４の実施に形態例にかかる車載電子制御装置の一例を示す断面図である。 第４の実施の形態例にかかる車載電子制御装置の他の例を示す断面図である。 第５の実施の形態例にかかる車載電子制御装置における溝部を拡大して示す断面図である。 第６の実施の形態例にかかる車載電子制御装置における溝部を拡大して示す断面図である。 第７の実施の形態例にかかる車載電子制御装置における溝部を拡大して示す断面図である。
　以下、車載電子制御装置の実施の形態例について、図１～図１３を参照して説明する。
なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。
１．第１の実施の形態例１－１．車載電子制御装置の構成
　まず、第１の実施の形態例（以下、「本例」という。）にかかる車載電子制御装置の構成について図１から図４を参照して説明する。
　図１は、車載電子制御装置を示す分解斜視図である。
　図１に示す装置は、自動車の室内に設置され、自動車を制御する電子回路を有する車載電子制御装置である。図１に示すように、車載電子制御装置１は、半導体素子等の発熱する電子部品２と、コネクタ３と、基板４と、筐体を構成するベース５及びカバー６とを備えている。
　電子部品２及びコネクタ３は、基板４に搭載されている。コネクタ３は、基板４に搭載された電子部品２と外部の機器とを接続する。コネクタ３は、複数本のピン端子３ａを有している。コネクタ３は、ピン端子３ａを基板４に圧入やはんだ等により接続することで、基板４に搭載される。コネクタ３は、ピン端子３ａを介して基板４と電気的に接続される。
　電子部品２は、例えば、基板４の片面又は両面にはんだ等を用いて電気的に接続（実装）される。本例の車載電子制御装置１では、電子部品２は、基板４の片面のみに実装されている。具体的には、本例の電子部品２は、ワイヤボンディング端子２ａ（図２参照）を介して基板４におけるカバー６と対向する一面４ａに電気的に接続される。
　基板４は、例えば、熱硬化性樹脂及びガラスクロス、回路パターンが形成される金属配線からなる一般的な積層配線基板や、セラミクスと金属配線からなる配線基板、ポリイミドなどのフレキシブル基板と金属配線からなる配線基板等が用いられる。基板４の四隅には、ねじ孔４ｃが形成されている。そして、基板４は、固定ねじ８により後述するベース５の台座部７及びカバー６に固定される。また、基板４における電子部品２が搭載された箇所の詳細な構成については、後述する。
　ベース５は、略平板状に形成されている。ベース５における基板４が配置される載置面５ａには、台座部７と、複数の凸部１０が形成されている。凸部１０は、ベース５の載置面５ａから基板４に向けて突出している。凸部１０は、基板４がベース５に載置された際に、基板４に搭載された電子部品２と、基板４を介して対向する位置に設けられている。
また、一つの凸部１０に対して複数の電子部品２が対向してもよい。なお、凸部１０の詳細な構成については、後述する。
　台座部７は、ベース５の外周部に沿って形成されている。台座部７は、ベース５の載置面５ａから基板４に向けて突出している。また、台座部７における四隅には、ねじ孔７ｃが形成されている。
　カバー６は、一面が開口した中空の略矩形状に形成されている。また、カバー６における開口が形成された端部の四隅には、ねじ孔が形成されている。カバー６は、ベース５に配置された基板４を覆うようにして、ベース５に設置される。このとき、基板４は、カバー６とベース５の台座部７に挟持される。そして、固定ねじ８をベース５、カバー６及び基板４のねじ孔４ｃ、７ｃに締結することで、基板４及びベース５、カバー６が一体に固定される。
　なお、ベース５及びカバー６は、例えば、鋳造やプレス、切削加工、射出成形等により形成される。ベース５及びカバー６としては、例えば、樹脂と充填材（フィラー）とを混合する高熱伝導樹脂で形成される。高熱伝導樹脂の熱伝導率は、２～３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが好ましい。また、ベース５及びカバー６としては、高熱伝導樹脂に限定されるものではなく、樹脂や金属材料のみでベース５及びカバー６を形成してもよい。
　なお、ベース５及びカバー６を形成する樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）や、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ６）等を用いることが好ましい。また、充填材としては、ガラス繊維や炭素繊維、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のいずれかを用いることが好ましい。そして、金属としては、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウムを主成分とする合金が好ましい。
　次に、図２から図４を参照して基板４及びベース５における電子部品２が搭載される箇所の詳細な構成について説明する。
　図２は、基板４及び凸部１０を示す断面図、図３は、凸部１０を示す平面図である。
　図２に示すように、基板４における電子部品２が搭載される箇所には、サーマルビア１４が設けられている。サーマルビア１４は、基板４における一面４ａから反対側の他面４ｂにかけて貫通して配置されている。サーマルビア１４は、電子部品２で発生する熱を基板４の一面４ａから他面４ｂに向けて伝達させる。
　凸部１０は、基板４におけるサーマルビア１４が設けられた箇所と対向する。図２及び図３に示すように、凸部１０には、複数の溝部１１が形成されている。溝部１１は、ベース５が基板４と対向する方向と直交する方向に向けて延在する線条の溝である。溝部１１は、凸部１０における基板４と対向する対向面１０ａからベース５に向けて凹んだ凹部である。
　図４は、溝部１１の一つを拡大して示す断面図である。
　図４に示すように、溝部１１は、凸部１０の対向面１０ａから矩形状に凹んでいる。また、図３に示すように、溝部１１は、凸部１０における対向面１０ａと直交する一端部１０ｂから反対側の他端部１０ｃにかけて連続して形成されている。そのため、凸部１０の一端部１０ｂ及び他端部１０ｃは、溝部１１により開口が形成される。
　複数の溝部１１は、凸部１０における溝部１１が延在する方向と直交する方向に間隔をあけて配置される。複数の溝部１１における電子部品２と対向する面の総面積は、凸部１０と対向する電子部品２の面積の半分以下に設定されている。
　図２に示すように、凸部１０と基板４の他面４ｂとの間には、放熱部材１５が充填される。そして、放熱部材１５は、凸部１０と基板４とを熱的に接続すると共に基板４と凸部１０を接着する。放熱部材１５により電子部品２で発生する熱が基板４を介してベース５や外部に放熱される。
　放熱部材１５は、凸部１０に形成した溝部１１の一部に入り込む。そして、放熱部材１５と溝部１１の下面との間には、空間１７が形成される。この空間１７により空気層が形成される。上述したように、溝部１１は、凸部１０の一端部１０ｂから他端部１０ｃかけて連続して形成されている。そのため、空間１７におけるベース５が基板４と対向する方向と直交する方向の両端部は、いずれも外部に連通している。なお、本例では、空間１７の両端部を開放させる例を説明したが、開放させる端部は、片方だけでもよい。
　また、空間１７の高さ方向の長さ、すなわち溝部１１の下面から放熱部材１５までの間隔の長さｘ２は、凸部１０の突出高さである凸部１０におけるベース５の載置面５ａからの高さｘ１の半分以下となるように放熱部材１５が溝部１１の一部に入り込む。空間１７の高さ方向の長さｘ２は、ベース５における放熱部材１５が塗布される箇所の肉厚の長さｘ１の半分以下に設定される。
　放熱部材１５としては、接着材やグリース（潤滑剤）としての機能を有し、かつシート状の熱可塑性又は熱硬化性のシリコーンやエキポシ樹脂に高熱伝導の充填材を含有させた材料が用いられる。
１－２．放熱効果
　次に、上述した構成を有する車載電子制御装置１における放熱効果について図５を参照して説明する。
　図５は、車載電子制御装置１における電子部品２で発生した熱の移動を示す説明図である。
　図５に示すように、電子部品２で発生した熱は、基板４に伝達される。基板４に伝達した熱の一部は、伝熱Ｑ１によりサーマルビア１４、放熱部材１５及び凸部１０を介してベース５に伝わる。そして、ベース５に伝わった熱は、車載電子制御装置１の外部に放射される。
　また、放熱部材１５に伝わった熱の一部は、熱放射Ｑ２として放熱部材１５の側部から凸部１０の外側に放射される。さらに、放熱部材１５に伝わった熱の一部は、空間１７に形成された空気層に伝わる。上述したように、空間１７の両端部は、開放されている。そのため、空気層に伝わった熱は、熱放射Ｑ２として空間１７の両端部から凸部１０の外部に放射される。これにより、伝熱Ｑ１に加えて熱放射Ｑ２により電子部品２で発生した熱を効率よく外部の放出することができる。その結果、車載電子制御装置１の放熱効果を高めることができる。
　次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照して従来例との比較について説明する。
　図６Ａ及び図６Ｂは、従来例にかかる車載電子制御装置の凸部１１０を示すもので、図６Ａは凸部１１０を示す平面図、図６Ｂは図６Ａに示すＡ－Ａ線断面図である。
　図６Ａに示すように、凸部１１０には、複数の溝部１１１が形成されている。溝部１１１は、凸部１１０の外形に沿って環状に形成されている。また、図６Ｂに示すように、溝部１１１には、放熱部材１５が充填されている。従来の凸部１１０には、本例の凸部１０のように空気層となる空間１７が形成されていない。そのため、従来の車載電子制御装置では、電子部品２で発生した熱は、伝熱にのみ放出される。これに対して、本例の車載電子制御装置１では、上述したように、伝熱だけでなく、空気層による熱放射を用いることができる。
　さらに、従来の溝部１１１は、環状に形成されているため、溝部１１１に伝わった熱は、溝部１１１内に充填された放熱部材１５内に熱がこもる。これに対して、本例の車載電子制御装置１では、溝部１１が凸部１０の一端部１０ｂから他端部１０ｃにかけて連続しており、空間１７の両端部が開放されている。これにより、空間１７の端部から外部に熱を効率よく放出することができる。
　ここで、空気層の容積が大きすぎると、空気層による熱放射の効果が低減する。本例の車載電子制御装置１では、空気層による熱放射の効果を高めるために、複数の溝部１１における電子部品２と対向する面の総面積は、電子部品２の面積の半分以下に設定している。さらに、空間１７の高さ方向の長さｘ２は、凸部１０におけるベース５の載置面５ａからの高さｘ１の半分以下に設定している。空気層の大きさは、上述した大きさに限定されるものではなく、電子部品２や基板４、ベース５、サーマルビア１４、放熱部材１５等の種類や大きさに応じて適宜設定されるものである。
２．第２の実施の形態例
　次に、図７を参照して第２の実施に形態例にかかる車載電子制御装置について説明する。
　図７は、第２の実施に形態例にかかる車載電子制御装置における電子部品が配置された箇所の基板及び凸部を示す断面図である。なお、第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１と共通する部分には、一の符号を付して重複した説明を省略する。
　図７に示すように、第２の実施の形態例にかかる車載電子制御装置では、放熱部材１５が基板４の他面４ｂと凸部１０の間だけでなく、基板４の一面４ａと電子部品２との間にも充填されている。これにより、電子部品２と基板４との間に充填された放熱部材１５Ｂにより、電子部品２で発生した熱を基板４及びサーマルビア１４に効率よく伝達することができる。
　その他の構成は、第１の実施の形態にかかる車載電子制御装置１と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する車載電子制御装置によっても、上述した第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１と同様の作用効果を得ることができる。
３．第３の実施の形態例
　次に、図８を参照して第３の実施に形態例にかかる車載電子制御装置について説明する。
　図８は、第３の実施に形態例にかかる車載電子制御装置における電子部品が配置された箇所の基板及び凸部を示す断面図である。なお、第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１と共通する部分には、一の符号を付して重複した説明を省略する。
　第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１では、電子部品２を基板４の上面である一面４ａに搭載している。これに対して、第３の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１では、図８に示すように、電子部品２は、基板４における下面、すなわち凸部１０と対向する他面４ｂに搭載している。
　そして、電子部品２と凸部１０の間には、放熱部材１５が設けられる。この放熱部材１５は、電子部品２を介して凸部１０と基板４との間にも設けられる。また、電子部品２と基板４の他面４ｂにも放熱部材１５Ｂが設けられる。そして、電子部品２で発生した熱の一部は、放熱部材１５を介して凸部１０に伝達される。また、電子部品２で発生した熱の一部は、放熱部材１５Ｂを介して基板４に伝達される。基板４には、第１の実施の形態例にかかる基板４と同様に、サーマルビア１４が設けられている。そのため、基板４に伝達した熱は、サーマルビア１４を伝って基板４の一面４ａに伝達される。
　その他の構成は、第１の実施の形態にかかる車載電子制御装置１と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する車載電子制御装置によっても、上述した第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１と同様の作用効果を得ることができる。
４．第４の実施の形態例
　次に、図９及び図１０を参照して第４の実施に形態例にかかる車載電子制御装置について説明する。
　図９は、第４の実施に形態例にかかる車載電子制御装置の一例を示す断面図である。図１０は、第４の実施の形態例にかかる車載電子制御装置の他の例を示す断面図である。なお、第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１と共通する部分には、一の符号を付して重複した説明を省略する。
　第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１では、図２及び図３に示すように、凸部１０に複数の溝部１１を形成している。これに対して、第４の実施の形態例にかかる車載電子制御装置では、図９及び図１０に示すように、凸部１０に形成された溝部１１の数は、一つだけである。図９に示す例では、溝部１１は、凸部１０における電子部品２と対向する箇所の中央部に形成されている。また、図１０に示す例では、溝部１１は、凸部１０における電子部品２と対向する箇所の端部に形成されている。
　これにより、第４の実施の形態例にかかる車載電子制御装置では、ベース５を樹脂で構成し、かつ射出成型により形成する場合には、溝部１１での流動性が向上する。その結果、ベース５を容易に形成することができる。
　その他の構成は、第１の実施の形態にかかる車載電子制御装置１と同様であるため、それらの説明は省略する。そして、第４の実施の形態例にかかる車載電子制御装置のように溝部１１の数が一つの場合でも、上述した第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１と同様の作用効果を得ることができる。
５．第５の実施の形態例
　次に、図１１を参照して第５の実施に形態例にかかる車載電子制御装置について説明する。
　図１１は、第５の実施の形態例にかかる車載電子制御装置における溝部を拡大して示す断面図である。なお、第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１と共通する部分には、一の符号を付して重複した説明を省略する。
　図１１に示すように、第５の実施の形態例にかかる車載電子制御装置は、凸部１０Ａに溝部１１Ａが形成されている。溝部１１Ａは、凸部１０Ａの対向面１０ａから略三角形状に凹んだ凹部である。溝部１１Ａを略三角形状に形成することで、ベース５を樹脂で構成し、かつ射出成型により形成する場合には、溝部１１Ａでの流動性を向上させることができる。その結果、ベース５を容易に形成することができる。
　その他の構成は、第１の実施の形態にかかる車載電子制御装置１と同様であるため、それらの説明は省略する。そして、第５の実施の形態例にかかる車載電子制御装置のように溝部１１を三角形状に形成した場合でも、上述した第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１と同様の作用効果を得ることができる。
６．第６の実施の形態例
　次に、図１２を参照して第６の実施に形態例にかかる車載電子制御装置について説明する。
　図１２は、第６の実施の形態例にかかる車載電子制御装置における溝部を拡大して示す断面図である。なお、第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１と共通する部分には、一の符号を付して重複した説明を省略する。
　図１２に示すように、第６の実施の形態例にかかる車載電子制御装置は、凸部１０Ｂに溝部１１Ｂが形成されている。溝部１１Ｂは、凸部１０Ｂの対向面１０ａから略垂直に凹んだ凹部である。また、溝部１１Ｂは、略Ｌ字状に形成されている。すなわち、溝部１１Ｂにおける凸部１０Ｂの対向面１０ａから離れた箇所の端部は、略垂直に屈曲している。
　これにより、放熱部材１５を凸部１０Ｂの対向面１０ａに塗布した際、溝部１１Ｂの屈曲部である先端部まで放熱部材１５が入り込むことを防ぐことができる。その結果、空間１７を容易に形成することができると共に、溝部１１Ｂの屈曲部の長さを変更するだけで、空気層の大きさを調整することができる。
　その他の構成は、第１の実施の形態にかかる車載電子制御装置１と同様であるため、それらの説明は省略する。そして、このような溝部１１Ｂを有する第６の実施の形態例にかかる車載電子制御装置においても、上述した第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１と同様の作用効果を得ることができる。
７．第７の実施の形態例
　次に、図１３を参照して第７の実施に形態例にかかる車載電子制御装置について説明する。
　図１３は、第７の実施の形態例にかかる車載電子制御装置における溝部を拡大して示す断面図である。なお、第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１と共通する部分には、一の符号を付して重複した説明を省略する。
　図１３に示すように、第７の実施の形態例にかかる車載電子制御装置は、凸部１０Ｃに溝部１１Ｃが形成されている。溝部１１Ｃは、凸部１０Ｃの対向面１０ａから略垂直に凹んだ凹部である。また、溝部１１Ｃにおける対向面１０ａから離れた側の端部、すなわち先端部は略半円又は略半球状に形成されている。溝部１１Ｃの先端部を略半円又は略半球状に形成することで、ベース５を樹脂で構成し、かつ射出成型により形成する場合には、溝部１１Ａでの流動性を向上させることができる。その結果、ベース５を容易に形成することができる。
　その他の構成は、第１の実施の形態にかかる車載電子制御装置１と同様であるため、それらの説明は省略する。そして、第７の実施の形態例にかかる車載電子制御装置のように溝部１１Ｃの先端部を丸めた場合でも、上述した第１の実施の形態例にかかる車載電子制御装置１と同様の作用効果を得ることができる。
　なお、溝部の形状は、上述した第１、第５から第７の実施の形態例にかかる車載電子制御装置の溝部の形状に限定されるものではなく、その他各種の形状を適用してもよい。
　なお、上述しかつ図面に示した実施の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発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
　上述した実施の形態例では、ベース５における電子部品２と対向する箇所に凸部１０を形成し、この凸部１０に溝部１１を形成した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ベース５に凸部１０を設けずに、基板４をベース５の載置面５ａに載置し、ベース５の載置面５ａに直接放熱部材１５を塗布してもよい。そして、溝部１１を載置面５ａに直接形成し、載置面５ａに空気層を構成する空間１７を設けるようにしてもよい。この場合、ベース５の端部には、空間１７の端部の開口が形成される。
　なお、本明細書において、「平行」及び「直交」等の単語を使用したが、これらは厳密な「平行」及び「直交」のみを意味するものではなく、「平行」及び「直交」を含み、さらにその機能を発揮し得る範囲にある、「略平行」や「略直交」の状態であってもよい。
　１…車載電子制御装置、　２…電子部品、　３…コネクタ、　４…基板、　４ａ…一面、　４ｂ…他面、　５…ベース、　５ａ…載置面、　６…カバー、　７…台座部、　１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…凸部、　１０ａ…対向面、　１０ｂ…一端部、　１０ｃ…他端部、　１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ…溝部、　１４…サーマルビア、　１５、１５Ｂ…放熱部材、　１７…空間（空気層）、　Ｑ１…伝熱、　Ｑ２…熱放射

Claims (10)

  1. 　自動車を制御するための電子部品が搭載された基板と、
    　前記基板が配置され、前記電子部品と対向する箇所に溝部が形成されたベースと、
    　前記ベースと前記基板との間に設けられた放熱部材と、を備え、
    　前記溝部と前記放熱部材により空間が形成され、前記空間における前記ベースが前記基板と対向する方向と直交する方向の少なくとも一つの端部は開放されている
    　車載電子制御装置。
  2. 　前記溝部は、前記ベースが前記基板と対向する方向と直交する方向に向けて延在する線条の溝である
    　請求項１に記載の車載電子制御装置。
  3. 　前記溝部における前記電子部品と対向する面の面積は、前記電子部品の面積の半分以下に設定される
    　請求項１に記載の車載電子制御装置。
  4. 　前記空間における前記溝部の下面から前記放熱部材までの間隔の長さは、前記ベースにおける前記放熱部材が塗布される箇所の肉厚の長さの半分以下に設定される
    　請求項１に記載の車載電子制御装置。
  5. 　前記ベースにおける前記電子部品と対向する箇所には、前記基板に向けて突出する凸部が形成され、
    　前記溝部は、前記凸部に形成され、
    　前記放熱部材は、前記凸部と前記基板の間に設けられる
    　請求項１に記載の車載電子制御装置。
  6. 　前記溝部は、前記凸部における前記基板と対向する対向面と直交する一端部から反対側の他端部にかけて連続して形成される
    　請求項５に記載の車載電子制御装置。
  7. 　前記溝部は、前記凸部に複数形成される
    　請求項５に記載の車載電子制御装置。
  8. 　前記溝部は、前記ベースにおける前記基板と対向する対向面から三角形状に凹んだ凹部である
    　請求項１に記載の車載電子制御装置。
  9. 　前記溝部は、前記ベースにおける前記基板と対向する対向面から略垂直に凹んだ凹部であり、
    　前記溝部における前記対向面から離れた箇所の端部は、垂直に屈曲している
    　請求項１に記載の車載電子制御装置。
  10. 　前記溝部は、前記ベースにおける前記基板と対向する対向面から略垂直に凹んだ凹部であり、
    　前記溝部における前記対向面から離れた箇所の端部は、半円又は半球状に形成されている
    　請求項１に記載の車載電子制御装置。
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