WO2022091596A1 - 電子制御装置 - Google Patents

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WO2022091596A1
WO2022091596A1 PCT/JP2021/033226 JP2021033226W WO2022091596A1 WO 2022091596 A1 WO2022091596 A1 WO 2022091596A1 JP 2021033226 W JP2021033226 W JP 2021033226W WO 2022091596 A1 WO2022091596 A1 WO 2022091596A1
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WO
WIPO (PCT)
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electronic component
heat
circuit board
control device
housing
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/033226
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English (en)
French (fr)
Inventor
美波 寺西
英司 市川
勲 方田
Original Assignee
日立Astemo株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 日立Astemo株式会社 filed Critical 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
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • 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 electronic control device, and particularly relates to an electronic control device having a heat sink function.
  • Such an in-vehicle electronic control device usually includes a heat-generating component such as an electronic component made of a semiconductor component or an electronic circuit (hereinafter, simply referred to as an electronic component) on a circuit board.
  • a heat-generating component such as an electronic component made of a semiconductor component or an electronic circuit (hereinafter, simply referred to as an electronic component) on a circuit board.
  • the amount of heat generated by electronic components used in recent in-vehicle electronic control devices tends to increase due to higher performance. Therefore, it is required to further improve the heat dissipation performance of the electronic control device.
  • Patent Document 1 discloses an image pickup device in which a circuit board provided with a plurality of electronic components having different calorific values is thermally connected to an outer housing.
  • the first electronic component having a large calorific value mounted on the circuit board is thermally connected to the outer housing via a heat radiating material, and the second electronic component having a small calorific value is generated.
  • the electronic components of the above are connected to the conductive member on the outer periphery of the circuit board via the circuit board.
  • the heat dissipation path of the second electronic component passes through the circuit board and the conductive member and is dissipated in the same exterior housing as the first electronic component, when the heat generation amount of each electronic component is sufficiently large, Alternatively, when the electronic components are arranged close to each other, thermal interference between the electronic components may occur in the circuit board and between the outer housings.
  • An object of the present invention is to provide an electronic control device capable of addressing at least one or more of the above-mentioned problems.
  • the present invention has a housing that is a combination of a first housing body and a second housing body and has a cooling function, and a circuit board that is arranged in the housing and provided with a plurality of electronic components.
  • the circuit board has at least a first region in which the first electronic component is arranged and a second region in which the second electronic component is arranged.
  • the first electronic component in the first region is thermally connected to the first housing body via the first heat conduction function unit, and the second electronic component in the second region has a second heat conduction function. It is characterized in that it is thermally connected to the second housing body via a portion.
  • the present invention when at least two electronic components are arranged close to each other, thermal interference between the respective electronic components can be prevented, and heat dissipation performance can be further improved.
  • the two electronic components can be arranged close to each other while sufficiently obtaining heat dissipation performance, miniaturization becomes possible.
  • both the effects of improving heat dissipation performance and miniaturization can be obtained.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line BB of the electronic control device shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the P portion of the electronic control device shown in FIG. 2.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a modified example of the P portion of the electronic control device shown in FIG. 2.
  • a second embodiment of the present invention is shown, which is a cross-sectional view similar to FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC of the electronic control device shown in FIG. 7. It is a top view which looked at the substrate of the electronic control apparatus from the top surface for demonstrating the heat dissipation effect of this invention. It is a comparative figure which compared the junction temperature of the Example of this invention and the comparative example.
  • the electronic control device described below is preferably an electronic control device mounted on an automobile, but it goes without saying that the electronic control device can also be applied to other electronic control devices.
  • the electronic control device 100 has a housing 13 including an upper housing (first housing main body) 1 and a lower housing (second housing main body) 2.
  • the upper housing 1 is provided with heat radiation fins 6 having a cooling function.
  • the lower housing 2 may also be provided with the heat radiation fins 6 having a cooling function.
  • the housing 13 is formed in a hollow box shape having sides in the longitudinal direction (X direction), the lateral direction (Y direction), and the thickness direction (Z direction). It is well known that the heat radiation fins 6 do not necessarily have to be provided, and heat can be dissipated from the upper housing 1 and the lower housing 2.
  • the upper housing 1 is made of a metal material having excellent thermal conductivity, such as aluminum (for example, aluminum die-cast ADC12). Further, it can be formed of a sheet metal such as iron or a non-metal material such as a resin material to reduce the cost and weight. Even if it is a resin material, it can dissipate heat by heat radiation or the like.
  • a metal material having excellent thermal conductivity such as aluminum (for example, aluminum die-cast ADC12). Further, it can be formed of a sheet metal such as iron or a non-metal material such as a resin material to reduce the cost and weight. Even if it is a resin material, it can dissipate heat by heat radiation or the like.
  • the lower housing 2 can be formed of a metal material having excellent thermal conductivity such as aluminum, a sheet metal such as iron, or a non-metal material such as a resin material.
  • the upper housing 1 and the lower housing 2 have a cooling function for dissipating heat from electronic components.
  • the heat radiation fin 6 is integrally formed with the upper housing 1 and, if necessary, a part of the lower housing 2 by casting such as die casting. However, the heat radiation fin 6 may be manufactured as a separate member from the upper housing 1 and attached to the upper housing 1.
  • the upper housing 1 and the lower housing 2 are integrally fixed by fastening members such as screws (not shown).
  • One or more connectors 7 and an Ethernet (registered trademark) terminal (not shown) are arranged on the side wall on the front side of the housing 13.
  • a hole or notch for inserting the connector 7 or the like is formed in the side wall on the front surface side of the housing 13, and the connector 7 or the like is formed in the circuit board 3 through these holes or the notch. It is connected to a wiring pattern (not shown). Power is supplied and control signals are transmitted and received between the external device and the electronic control device 100 via the connector 7 and the like.
  • the circuit board 3 is arranged inside the housing 13, and as shown in FIG. 2, the circuit board 3 is accommodated so as to be sandwiched between the upper housing 1 and the lower housing 2. ing. Fixed bosses 8f protruding toward the circuit board 3 are provided at the corners (four corners) of the upper housing 1. The circuit board 3 is fixed to the end face of the fixing boss 8f by a screw (not shown).
  • Electronic components 4 (4a, 4b) including semiconductor elements such as a plurality of microcomputers are placed and fixed on one side of the circuit board 3.
  • a passive element such as a capacitor is also mounted on one side of the circuit board 3, and the wiring pattern for connecting these electronic components 4 (4a, 4b) and the connector 7 or the like is the circuit board 3. Is formed in.
  • the circuit board 3 is made of an organic material such as an epoxy resin.
  • the circuit board 3 is particularly preferably made of FR4 (glass epoxy resin) material, but may be made of a metal material such as a metal core board.
  • the circuit board 3 can be a single-layer board or a multi-layer board.
  • an electronic component 4a such as a microcomputer responsible for high-speed arithmetic processing on the circuit board 3 and electronic components such as a memory and a power supply IC linked with the electronic component 4a around the electronic component 4a are used.
  • the component 4b needs to be mounted.
  • an electronic component 4b such as a memory or a power supply IC in the immediate vicinity of an electronic component 4a such as a microcomputer.
  • the electronic component 4a such as a microcomputer is a high heat generation electronic component
  • the electronic component 4b such as a memory or a power supply IC is a low heat generation electronic component.
  • the electronic component 4a such as a microcomputer and the electronic component 4b such as a memory or a power supply IC are mounted close to each other, the heat generation density increases. For this reason, since the heat dissipation portion is also close to each other, the heat of the electronic component 4a such as a high heat generation microcomputer is transferred to the electronic component 4b such as the memory and the power supply IC via the circuit board 3 and the housing 13, and the memory and the power supply IC. There is a risk that the permissible temperature of the electronic component 4b such as the above will be exceeded.
  • the circuit board 3 at least the first area in which the electronic component 4a (first electronic component) such as a microcomputer is arranged, the memory, the power supply IC, and the like are used. It has a second region in which the electronic component 4b (second electronic component) is arranged, and the electronic component 4a such as a microcomputer in the first region has a first housing body via a first heat conduction function unit.
  • the electronic component 4b such as the memory and the power supply IC in the second region is thermally connected to the second housing body via the second heat conduction function unit.
  • the plurality of electronic components 4 (4a, 4b) are placed on the first surface (the surface on the upper housing 1 side) on one side of the circuit board 3, and are electrically connected by a joining material such as solder. It is connected to the.
  • the first electronic component 4a is a semiconductor element such as a microcomputer or a CPU, and a BGA (Ball Grid Array) is adopted as a package structure.
  • the first electronic component 4a is a semiconductor element such as a microcomputer or a CPU, and is a high heat generation electronic component for performing high-speed arithmetic processing.
  • the main heat dissipation path of the first electronic component 4a is the upper housing 1, and the heat is not dissipated to the circuit board 3 via the solder balls, but directly to the upper housing 1 by using a heat spreader such as a metal plate.
  • the heat is dissipated.
  • a heat conductive member 5a1 is provided above the first electronic component 4a, and an upper housing 1 is provided on the inner surface of the upper housing 1 further above the heat conductive member 5a1.
  • a heat dissipation boss 8a1 is provided to fill the gap.
  • the heat dissipation boss 8a1 is a "heat dissipation boss on the upper housing side".
  • the heat radiating boss 8a2 is thermally connected to the first surface of the circuit board 3 via the heat conductive member 5a2.
  • the heat dissipation boss 8a2 is an "upper housing side auxiliary heat dissipation boss".
  • the heat of the circuit board 3 can be passed to the upper housing 1 (heat transfer) and radiated to the atmosphere from the surface of the upper housing 1 and the heat radiating fins 6.
  • the materials of the heat conductive members 5a1 and 5a2 will be described later. Further, the heat conductive member 5a1 can also be used in combination with a heat spreader.
  • one or both of the heat conductive members 5a1 and 5a2 and the heat dissipation bosses 8a1 and 8a2 exert an action and effect as a "heat conduction function unit".
  • the heat conductive member 5a2 and the heat dissipation boss 8a2 can be omitted if necessary.
  • the heat generated from the first electronic component 4a flows directly from the heat radiating boss 8a1 to the upper housing 1 and the heat radiating fins 6 via the heat conductive member 5a1, and convection heat is transferred by natural convection or an air cooling fan (not shown). Is dissipated into the atmosphere.
  • the heat from the first electronic component 4a which generates a high amount of heat, is directly passed from the heat radiating boss 8a1 to the upper housing 1 and the heat radiating fins 6 via the heat conductive member 5a1 (heat transfer), and the upper casing is used. Since heat is radiated into the atmosphere from the surface of the body 1 and the heat radiating fin 6, efficient heat radiating can be achieved.
  • the second electronic component 4b is a semiconductor element such as a gigabit ether, a memory, and a power supply IC, and a QFP (Quad Flat Package) or QFN (Quad Flat Non lead package) is adopted as a package structure.
  • QFP Quad Flat Package
  • QFN Quad Flat Non lead package
  • the main heat dissipation path of the second electronic component 4b is the lower housing 2, and the heat of the second electronic component 4b is first radiated to the circuit board 3 via a die pad or the like.
  • a heat conductive member 5b1 is provided on a second surface (a surface on the lower housing 2 side) opposite to the first surface of the circuit board 3 directly under the second electronic component 4b, and the heat conductive member 5b1 is provided. Further below, a heat dissipation boss 8b1 is provided to fill the gap with the lower housing 2.
  • the heat radiation boss 8b1 is a "lower housing side heat radiation boss".
  • the heat radiating boss 8b2 is thermally connected to the second surface of the circuit board 3 via the heat conductive member 5b2. There is.
  • the heat radiation boss 8b2 is an "auxiliary heat radiation boss on the lower housing side". As a result, the heat of the circuit board 3 can be dissipated to the lower housing 2.
  • one or both of the heat conductive members 5b1 and 5b2 and the heat dissipation bosses 8b1 and 8b2 exert an action and effect as a "heat conduction function unit".
  • the heat conductive member 5b2 and the heat dissipation boss 8b2 can be omitted if necessary.
  • the heat generated from the second electronic component 4b flows from the heat dissipation boss 8b1 to the lower housing 2 via the circuit board 3 and the heat conductive member 5b1, and is in the atmosphere by natural convection or convection heat transfer by an air-cooled fan (not shown). It is dissipated to.
  • the heat from the second electronic component 4b which has low heat generation, is indirectly dissipated from the heat dissipation boss 8b1 to the lower housing 2 via the circuit board 3 and the heat conductive member 5b1, so that there is a problem of insufficient heat dissipation. It doesn't happen so much.
  • indirect means that heat is dissipated via the circuit board 3, and since the second electronic component 4b has low heat generation, heat is dissipated via the circuit board 3. However, the effect is small.
  • a wiring pattern and a thermal via (or through hole) (not shown) can be provided on the circuit board 3 directly under the second electronic component 4b.
  • a thermal via or through hole
  • the calorific value of the first electronic component 4a that is thermally connected to the upper housing 1 having the heat radiation fins 6 is thermally connected to the lower housing 2 via the circuit board 3. It is larger than the second electronic component 4b. Therefore, since the heat dissipation performance is improved by having the heat dissipation fins 6, it is important that the first electronic component 4a having a large heat generation amount is thermally connected to the upper housing 1 having the heat dissipation fins 6.
  • the heat conductive members 5a1 to 5b2 can be used for the heat conductive members 5a1 to 5b2 described above.
  • a grease-like heat conductive material such as a thermosetting resin having adhesiveness and a semi-curing resin having low elasticity.
  • the heat conductive members 5a1 to 5b2 contain a filler formed of metal, carbon, ceramic or the like and having good heat conductivity.
  • the heat conductive members 5a1 to 5b2 have flexibility that can be deformed with respect to deformation and vibration due to heat of the circuit board 3 and tolerances during manufacturing.
  • a silicon-based resin containing a ceramic filler For example, a silicon-based resin containing a ceramic filler. A semi-cured resin using the above is preferable.
  • a heat dissipation boss 8a2 protruding from the upper housing 1 in the direction of the circuit board 3 is formed around the first electronic component 4a. Further, a heat conductive member 5a2 (see FIG. 2) is provided so as to fill the gap between the heat dissipation boss 8a2 and the circuit board 3.
  • the heat dissipation boss 8a2 is arranged in the first region RA and may have any shape and size, but it is desirable that the heat dissipation boss 8a2 is provided at a position that does not interfere with a wiring pattern (not shown) of the circuit board 3.
  • a heat dissipation boss 8b2 protruding from the lower housing 2 in the direction of the circuit board 3 is formed around the second electronic component 4b.
  • a heat conductive member 5b2 (see FIG. 2) is provided so as to fill the gap between the heat radiating boss 8b2 and the circuit board 3.
  • the heat radiating boss 8b2 is arranged in the second region RB, and may have any size and shape like the heat radiating boss 8a2.
  • the first region RA and the second region RB can be defined as follows.
  • the first electronic component 4a and the second electronic component 4b face each other on the first surface of the circuit board 3, and the facing portions are divided into two by a virtual dividing line to form the first electronic component 4a.
  • the region including the heat radiation boss 8a2 is referred to as a first region RA, and the region including the second electronic component 4b and the heat radiation boss 8b2 is referred to as a second region RB.
  • the heat insulating function portion 9 described later can also be used as a dividing line.
  • first region RA and the second region RB can be defined as follows. That is, the region surrounding the first electronic component 4a and the heat radiating boss 8a2 is defined as the first region RA, and the region surrounding the second electronic component 4b and the heat radiating boss 8b2 is defined as the second region RA without being defined by a virtual dividing line. It can also be a region RB. Further, the region surrounding the first electronic component 4a may be designated as the first region RA, and the region surrounding the second electronic component 4b may be designated as the second region RB.
  • the heat dissipation bosses 8b1 and 8b2 may have a structure in which the inner surface side of the lower housing 2 is formed to be convex toward the circuit board 3 side.
  • the fixing boss 8f and the circuit board 3 may be fixed by a screw, a method of filling a gap between the fixing boss 8f and the circuit board 3 with a component such as a gasket, or an upper casing. A method of sandwiching and fixing the body 1 and the lower housing 2 may be adopted.
  • the heat dissipation path (heat dissipation boss 8a1, heat conductive member 5a1) from directly above the first electronic component 4a to the upper housing 1, and the circuit board 3 directly below the second electronic component 4b to the lower housing 2 Not only the heat dissipation path (heat dissipation boss 8b1, heat conduction member 5b1), but also the heat dissipation path (heat dissipation boss 8a2, heat conduction member 5a2) from the upper surface of the circuit board 3 to the upper housing 1, and the lower surface of the circuit board 3.
  • the heat of the circuit board 3 can be positively dissipated, and the heat dissipation performance of the electronic control device 100 can be further improved. Can be done.
  • the heat insulating function portion 9 is formed on the circuit board 3 between the first electronic component 4a and the second electronic component 4b facing each other. It is a feature.
  • the heat insulating function portion 9 has a function of suppressing heat transfer from the first electronic component 4a to the second electronic component 4b via the circuit board 3.
  • the heat insulating function portion 9 is formed on a part of the circuit board 3 between the first electronic component 4a and the second electronic component 4b.
  • the detailed configuration of the heat insulating function unit 9 will be described later, but the heat insulating function unit 9 is provided with wiring patterns such as signal wiring and GND (ground) wiring (not shown).
  • the heat insulating function portion 9 By providing the heat insulating function portion 9 on the circuit board 3, it is possible to communicate by signal wiring in this region, and it is possible to suppress heat transfer through the circuit board 3 between the electronic component 4a and the electronic component 4b. can do. Therefore, it is possible to improve the heat dissipation performance while ensuring high-speed communication between the electronic component 4a and the electronic component 4b.
  • the circuit board 3 has a first region RA in which the first electronic component 4a and the heat radiation bosses 8a1 and 8a2 are located, and the second electronic component 4b and the heat radiation bosses 8b1 and 8b2. Is divided into a second region RB in which is located.
  • the heat insulating function portion 9 is located between the first region RA and the second region RB. As described above, the heat insulating function portion 9 forms a part of the dividing line. Further, the first region RA and the second region RB can exist over a plurality of regions on the circuit board 3.
  • the circuit board 3 is a multilayer board having a dielectric layer 10 and a conductor layer 11 of 6 layers (L1 to L6), and the L1 layer from the side on which the electronic components 4a and 4b are placed.
  • L2 layer ...
  • the conductor layer 11 is formed as the L6 layer.
  • the L1 layer is a signal wiring layer 11a
  • the L2 layer is a GND wiring layer 11b to form the conductor layer 11.
  • the GND wiring layer 11b may be thermally connected to the heat radiating boss 8a2 and the heat radiating member 5a2, whereby the heat of the circuit board 3 is efficiently transferred to the upper casing via the heat radiating member 5a2 and the heat radiating boss 8a2. It can dissipate heat to the body 1.
  • the thermal connection between the GND wiring layer 11b, the heat conductive member 5a2, and the heat dissipation boss 8a2 is performed by forming a through hole connected to the GND wiring layer 11b on the circuit board 3 while avoiding the signal wiring layer 11a. .. That is, the GND wiring layer 11b, the heat conductive member 5a2, and the heat dissipation boss 8a2 are thermally connected through the through hole.
  • the heat insulating region RC by the heat insulating function portion 9 between the first region RA and the second region RB is a flexible substrate portion 9a.
  • the flexible substrate portion 9a is formed of an organic material such as an epoxy resin, and the dielectric layer 10 is preferably made of an FR4 material.
  • the flexible substrate portion 9a is characterized in that it can be bent unlike a normal circuit board 3, and is a region where the substrate thickness is thin except for the signal wiring layer 11a and the conductor layer 11 other than the GND wiring layer 11b. ing. Therefore, as shown in FIG. 4, the flexible substrate portion 9a has only the signal wiring layer 11a of the L1 layer, the GND wiring layer 11b of the L2 layer, and the dielectric layer 10 between them.
  • the circuit board 3 may be a 4-layer board or an 8-layer board.
  • the flexible substrate portion 9a has at least two pairs of conductor layers 11 (a signal wiring layer 11a of the L1 layer and a GND wiring layer 11b of the L2 layer) in order to function to perform signal communication. Just do it. Therefore, the L3 layer and the L4 layer, or the L6 layer and the L5 layer may be formed as the signal wiring layer 11a and the GND wiring layer 11b, respectively. In this case, the flexible substrate portion 9a can be formed by removing the remaining conductor layer 11 and the dielectric layer 10.
  • the heat insulating region RC functions to perform signal communication. Therefore, high-speed communication between the first electronic component 4a located in the first region RA and the second electronic component 4b located in the second region RB can be enabled.
  • the reduction of the conductor layer 11 reduces the plate thickness of the circuit board 3, so that the thermal resistance in the in-plane direction increases, and between the first electronic component 4a and the second electronic component 4b. It comes to have a heat insulating effect that the heat of the above does not interfere.
  • FIG. 5 shows that the circuit board 3 is a multilayer board having a dielectric layer 10 and 6 conductor layers 11 as in FIG.
  • the circuit board 3 is a multilayer board having a dielectric layer 10 and a conductor layer 11 of 6 layers (L1 to L6), and the L1 layer from the side on which the electronic components 4a and 4b are placed.
  • L2 layer ...
  • the conductor layer 11 is formed as the L6 layer.
  • the conductor layer 11 is formed so that the L1 layer is the signal wiring layer 11a and the L2 layer is the GND wiring layer 11b.
  • the heat insulating region RC by the heat insulating function portion 9 between the first region RA and the second region RB was the inner layer wiring heat insulating substrate portion 9b.
  • the inner layer wiring heat insulating substrate portion 9b is formed of an organic material such as an epoxy resin, and the dielectric layer 10 is preferably made of an FR4 material.
  • the inner layer wiring heat insulating substrate portion 9b has a heat insulating function portion 9b excluding the conductor layer 11 other than the signal wiring layer 11a and the GND wiring layer 11b while maintaining the plate thickness in the heat insulating region RC. Therefore, as shown in FIG. 5, the inner layer wiring heat insulating substrate portion 9b has only the signal wiring layer 11a of the L1 layer, the GND wiring layer 11b of the L2 layer, and the dielectric layer 10. As described above, the reduction of the conductor layer 11 increases the thermal resistance of the circuit board 3 in the in-plane direction so as to have a heat insulating effect in which the heat between the first electronic component 4a and the second electronic component 4b does not interfere with each other. become.
  • the circuit board 3 may be a 4-layer board or an 8-layer board.
  • the inner layer wiring heat insulating substrate portion 9b has at least two pairs of conductor layers 11 (signal wiring layer 11a of the L1 layer) in order to function so as to perform signal communication, similarly to the flexible substrate portion 9a shown in FIG. And L2 layer GND wiring layer 11b) may be provided. Therefore, the L3 layer and the L4 layer, or the L6 layer and the L5 layer may be formed as the signal wiring layer 11a and the GND wiring layer 11b, respectively. In this case, the thermal resistance can be increased by removing the remaining conductor layer 11.
  • the heat insulating region RC functions to perform signal communication. do. Therefore, high-speed communication between the first electronic component 4a located in the first region RA and the second electronic component 4b located in the second region RB can be enabled.
  • the reduction of the conductor layer 11 increases the thermal resistance in the in-plane direction, and provides a heat insulating effect in which the heat between the first electronic component 4a and the second electronic component 4b does not interfere with each other. Will have.
  • the first electronic component 4a and the second electronic component 4b are mounted on the same surface (first surface) of the circuit board 3, but in the second embodiment, the first electronic component 4a and the second electronic component 4b are mounted on the same surface (first surface).
  • the electronic component 4a is mounted on one first surface and the second electronic component 4b is double-sided mounted on the other second surface.
  • the same reference numbers as those in FIG. 2 are the same components and have the same functions (actions, effects, etc.). Therefore, the description thereof will be omitted unless there is a particular need.
  • the second electronic component 4bu has a second surface (lower surface) opposite to the first surface (the surface on the upper housing 1 side) of the circuit board 3 on which the first electronic component 4a is mounted. It is placed on the surface on the side of the housing 2).
  • the main heat dissipation path of the second electronic component 4bu is the lower housing 2, and the heat is directly radiated to the lower housing 2 by using a heat spreader such as a metal plate rather than the heat radiating to the circuit board 3. I'm letting you.
  • a heat conductive member 5b1 is provided below the second electronic component 4bu, and a lower housing 2 is provided on the inner surface of the lower housing 2 further below the heat conduction member 5b1.
  • a heat dissipation boss 8b1 is provided to fill the gap.
  • the height of the heat dissipation boss 8b1 is formed to be lower (shorter) than that of the heat dissipation boss 8b1 shown in FIG. Then, the heat generated from the second electronic component 4bu is directly transferred from the heat radiating boss 8b1 to the lower housing 2 via the heat conductive member 5b1 and into the atmosphere by natural convection or convection heat transfer by an air-cooled fan (not shown). Is dissipated.
  • the heat dissipation paths of the first electronic component 4a and the second electronic component 4b to be targeted are divided into the upper housing 1 and the lower housing 2, respectively, so that the first electronic component 4a and the second electronic component 4a and the second electronic component 4a can be separated from each other. Thermal interference between the electronic components 4b can be suppressed and heat dissipation performance can be improved.
  • a heat dissipation boss 8a2 extending from the upper housing 1 to the first surface side of the circuit board 3 is provided in the first region RA, and extends from the lower housing 2 to the second surface side of the circuit board 3 in the second region RB.
  • the heat insulating function portion 9 on the circuit board 3 between the first region RA and the second region RB the communication between the electronic components 4 is ensured and the thermal interference via the circuit board 3 is suppressed. Therefore, from the viewpoint of heat dissipation performance, it is not necessary to increase the mounting distance between the first electronic component 4a and the second electronic component 4b. Therefore, it is possible to improve the heat dissipation performance without impairing the high-speed communication between the first electronic component 4a and the second electronic component 4b.
  • the circuit board 3 is composed of one board, but in the third embodiment, the circuit board 3 is divided into two pieces. There is.
  • FIGS. 7 and 8 the same reference numbers as those in FIG. 1 are the same components, and their functions (actions and effects) are the same. Therefore, the description thereof will be omitted unless there is a particular need.
  • the circuit board 3 is divided into two with a gap GA (see FIG. 8) between the first region RA and the second region RB, and the circuit boards 3a and 3b are separated from each other. It is connected by BtoB (Board to Board) connectors 12a and 12b.
  • the BtoB connectors 12a and 12b are known as "board-to-board connectors", and connect the terminals of the connectors 12a and 12b provided on the respective circuit boards 3a and 3b to make an electrical connection. ..
  • the circuit board 3 is divided into two pieces, a first circuit board 3a and a second circuit board 3b, and housed in the housing 13.
  • the first circuit board 3a on which the first electronic component 4a is mounted is defined as the first region RA
  • the second circuit board 3b on which the second electronic component 4b is mounted is defined as the second region RB. ..
  • the heat dissipation bosses 8a1 and 8a2 protruding from the upper housing 1 toward the first surface of the circuit board 3a are thermally attached to the first electronic component 4a and the first circuit board 3a via the heat conductive members 5a1 and 5a2. It is connected.
  • the heat dissipation bosses 8b1 and 8b2 protruding from the lower housing 2 toward the second surface of the circuit board 3b are attached to the second electronic component 4b and the second circuit board 3b via the heat conductive members 5b1 and 5b2. It is thermally connected.
  • the BtoB connectors 12a and 12b are provided on the first circuit board 3a and the second circuit board 3b, respectively, and the first electronic component 4a and the second electronic component 4b are provided with each other. It is preferably located in between.
  • BtoB connectors 12a and 12b enable signal connection between the first circuit board 3a and the second circuit board 3b, high-speed communication is possible between the first electronic component 4a and the second electronic component 4b. be.
  • the circuit board 3 is divided into a first circuit board 3a and a second circuit board 3b to positively form a gap GA. Therefore, even if the heat from the first electronic component 4a and the second electronic component 4b is transferred to the corresponding circuit board 3a and the circuit board 3b, the gap GA between the circuit board 3a and the circuit board 3b. It is difficult for thermal interference to occur with each other. Therefore, it is possible to improve the heat dissipation performance without impairing the high-speed communication between the first electronic component 4a and the second electronic component 4b.
  • the second electronic component 4b is mounted on the first surface of the second circuit board 3b.
  • the second electronic component 4b may be mounted on the second surface of the second circuit board 3b, or the first electronic component 4a may be mounted on the first surface.
  • the structure may be mounted on the second surface of the circuit board 3a of the above.
  • BtoB connectors 12a and 12b may be provided on the second surface of each circuit board 3a and 3b, or a plurality of BtoB connectors 12 may be provided by increasing the number of divisions of the circuit board 3.
  • FIG. 9 adopts substantially the same configuration as the first embodiment shown in FIG. 1, and will be described below as the present embodiment.
  • the external shape of the upper housing 1 is 116 mm ⁇ 176 mm ⁇ 28 mm (thickness).
  • the circuit board 3 uses screws (not shown) to provide fixed bosses 8f (partially shown) at four corners of the upper housing 1 and two locations near the middle of the longitudinal side. I fixed it to. Further, in order to accommodate the circuit board 3 inside the housing 13, the upper housing 1 and the lower housing 2 are fixed so as to sandwich the circuit board 3 using screws (not shown).
  • the upper housing 1 and the lower housing 2 were made of an ADC12 material having a thermal conductivity of 96.3 W / mK and an emissivity of 0.5.
  • Two connectors 7 were installed according to the front opening of the upper housing 1.
  • the connector 7 was made of a PBT (polybutylene terephthalate) material having a thermal conductivity of 0.23 W / mK and an emissivity of 0.95.
  • the first electronic component 4a was mounted as an FCBGA (Flip Chip Ball Grid Array) type semiconductor device having a size of 30 mm ⁇ 30 mm ⁇ 3.1 mm (thickness).
  • the second electronic component 4b was formed as a QFN (Quad Flat Non-leaded) type semiconductor device having a size of 16 mm ⁇ 16 mm ⁇ 1 mm (thickness), and was mounted at a distance of 10 mm from the first electronic component 4a.
  • the other electronic components 4c were formed and mounted as QFN-type and BGA-type semiconductor devices having various dimensions.
  • the circuit board 3 was formed of an FR4 material having a size of 156 mm ⁇ 89.8 mm ⁇ 1.6 mm (thickness).
  • the circuit board is an eight-layer multilayer board, and the equivalent thermal conductivity is 69.4 W / mK in the in-plane direction and 0.45 W / mK in the vertical direction.
  • 30 thermal vias (not shown) having a diameter of 0.4 mm were formed.
  • the thermal via has a hollow structure in which the inner layer is plated with copper, and the equivalent thermal conductivity in the vertical direction is 169.6 W / mK.
  • a heat conductive member 5a1 (not shown) was provided in the gap between the first electronic component 4a and the upper housing 1, and the size was the same as that of the first electronic component 4a and the thickness was 1.9 mm.
  • the heat dissipation boss 8a1 also has the same size as the first electronic component 4a.
  • a heat conductive member 5b1 (not shown) is provided in the gap between the circuit board 3 directly below the second electronic component 4b and the lower housing 2, and has the same size and thickness as the second electronic component 4b, with a thickness of 1.4 mm. bottom.
  • the heat dissipation boss 8b1 also has the same size as the second electronic component 4b.
  • the heat conductive members 5a1 to 5b2 (not shown) have a thermal conductivity of 2 W / mK and are formed by using a low elastic heat conductive material containing a heat conductive filler in a silicon resin.
  • a plurality of 5 mm ⁇ 5 mm heat dissipation bosses 8a2 and 8b2 were formed on the upper housing 1 and the lower housing 2.
  • the heat radiating boss 8a2 protrudes from the upper housing 1 toward the circuit board 3, and the heat radiating boss 8b2 protrudes from the lower housing 2 toward the circuit board 3.
  • Two heat radiating bosses 8a2 are provided on the left side (first region RA) of the first electronic component 4a, and two heat radiating bosses 8b2 are provided on the right side (second region RB) of the second electronic component 4b.
  • These heat radiation bosses 8a2 and 8b2 and the circuit board 3 are connected by heat conductive members 5a2 and 5b2 (thickness 1.4 mm) (not shown).
  • a part of the circuit board 3 between the first electronic component 4a and the second electronic component 4b forms a flexible substrate portion 9a as a heat insulating function portion 9.
  • the size was 4 mm ⁇ 16 mm, and in this heat insulating region RC, only the signal wiring layer 11a of the L1 layer and the GND wiring layer 11b of the L2 layer were formed. (See Fig. 4) Further, a comparative example was created for comparison with the present embodiment shown in FIG. In the comparative example, in the configuration shown in FIG.
  • the heat dissipation bosses 8b1 to 8b2 protruding from the lower housing 2 toward the circuit board 3, the heat conductive members 5b1 to 5b2, and protruding from the upper housing 1 toward the circuit board 3
  • the configuration does not include the heat dissipation boss 8a2, the heat conductive member 5a2, and the flexible substrate portion 9a.
  • the second electronic component 4b is configured to be able to dissipate heat by the heat radiating boss extending from the upper housing 1 and the heat conductive member as in the case of the first electronic component 4a.
  • the materials of the upper housing 1 and the lower housing 2 were formed by using the ADC 12 having the same thermal conductivity and emissivity as in the present embodiment.
  • the circuit board 3, the electronic components 4a to 4c, and the like are the same as those in the present embodiment and are arranged at the same positions.
  • the junction temperature of the first electronic component 4a and the second electronic component 4b of this embodiment and the comparative example in a natural air-cooled environment with an environmental temperature of 85 ° C. and a wind speed of 0 m / s is set. It was measured by thermo-fluid analysis.
  • the junction temperature is the surface temperature of the semiconductor chip that constitutes the electronic component, and is the operation compensation temperature of the electronic component.
  • the junction temperature was measured under the condition that the calorific value per unit time of the first electronic component 4a and the second electronic component 4b was "8W” and "0.7W", respectively.
  • the other electronic components 4c also generate heat, and the total heat generation amount of the electronic control device 100 is set to "13.2W".
  • FIG. 10 is a graph showing the junction temperature of the present embodiment and the comparative example. As shown in FIG. 10, it was confirmed that the junction temperature under the above-mentioned setting conditions was lower in the first electronic component 4a and the second electronic component 4b in the present embodiment than in the comparative example.
  • the temperature was -0.3 ° C for the first electronic component 4a and -2.6 ° C for the second electronic component 4b.
  • the present invention has a circuit board provided with a plurality of electronic components, and the circuit board is provided with at least a first region in which the first electronic component is arranged and a second electronic component.
  • the first electronic component in the first region is thermally connected to the first housing body via the first heat conduction function unit, and the second electronic component is arranged.
  • the second electronic component to be formed is configured to be thermally connected to the second housing body via the second heat conduction function unit.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications.
  • the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations.
  • it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.
  • 100 Electronic control device, 1 ... Upper housing, 2 ... Lower housing, 3 ... Circuit board, 4a ... First electronic component, 4b ... Second electronic component, 5a1, 5a2, 5b1, 5b2 ... Heat conductive member , 6 ... Heat dissipation fin, 7 ... Connector, 8a1, 8a2, 8b1, 8b2 ... Heat dissipation boss, 9 ... Insulation function part, 9a ... Flexible substrate part, 9b ... Inner layer wiring Insulation substrate part, 10 ... Dielectric layer, 11 ... Conductor Layer, 12 ... BtoB connector, RA ... first area, RB ... second area.

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Abstract

電子部品を近接して配置した際に、高速通信を損なうことなく電子部品同士の熱干渉を防ぐことができ、放熱性能を向上した電子制御装置を提供する。　複数の電子部品が設けられた回路基板３を有し、回路基板３は、少なくとも、第１の電子部品４ａが配置される第１の領域ＲＡと第２の電子部品４ｂが配置される第２の領域ＲＢとを有し、第１の領域ＲＡの第１の電子部品４ａは第１の熱伝導機能部８ａ１、５ａ１を介して第１筐体本体１と熱的に接続され、第２の領域ＲＢの第２の電子部品４ｂは第２の熱伝導機能部８ｂ１、５ｂ１を介して第２筐体本体２と熱的に接続されている。

Description

電子制御装置
　本発明は電子制御装置に係り、特にヒートシンク機能を備えた電子制御装置に関する。
　自動車等の車両には、例えば、エンジン制御用、モータ制御用等の電子制御装置が搭載されている。このような車載用の電子制御装置は、通常、回路基板の上に、半導体部品からなる電子部品や電子回路等(以下、単に電子部品と表記する)の発熱部品を備えている。
特に、最近の車載用の電子制御装置に用いられる電子部品は、高性能化により発熱量が増加する傾向にある。このため、電子制御装置の放熱性能をより向上することが要請されている。
　電子部品の放熱性能を向上する放熱構造として、冷却機能を備えた筐体に回路基板を取り付け、回路基板上に実装された複数の電子部品からの熱を筐体に放熱することが有効である。例えば、特開２０１６－１２７２２５号公報(特許文献１)には、外装筐体に、発熱量の異なる複数の電子部品を備えた回路基板を熱的に接続する撮像装置が示されている。
　そして、特許文献1の撮像装置においては、回路基板上に実装された発熱量が大きい第１の電子部品は、放熱材を介して外装筐体と熱的に接続され、発熱量が小さい第２の電子部品は、回路基板外周の導電性部材に回路基板を介して接続されている。これにより、発熱量の異なる複数の発熱体間での伝熱を抑制しつつ、放熱性能の向上を図っている。
特開２０１６－１２７２２５号公報
　しかしながら、特許文献1の撮像装置においては、第１及び第２の電子部品の間の距離は、第２の電子部品と導電性部材との距離よりも長いため、夫々の電子部品の実装位置の制限によって高密度実装が困難となり、回路基板及び外装筐体の大型化の原因となる。
　また、第２の電子部品の放熱経路は、回路基板及び導電性部材を通って第１の電子部品と同じ外装筐体で放熱されるため、夫々の電子部品の発熱量が十分に大きい場合、或いは夫々の電子部品を近接して配置する場合に、回路基板内及び外装筐体間を介した電子部品同士の熱干渉が起こる恐れがある。
　本発明の目的は、上述した課題の少なくとも1つ以上の課題に対応することができる電子制御装置を提供することにある。
　本発明は、
　冷却機能を備えた、第１筐体本体と第２筐体本体を組み合わせた筐体と、この筐体内に配置され、複数の電子部品が設けられた回路基板とを有し、
　回路基板は、少なくとも、第１の電子部品が配置される第１の領域と、第２の電子部品が配置される第２の領域とを有し、
　第１の領域の第１の電子部品は第１の熱伝導機能部を介して第１筐体本体と熱的に接続され、第２の領域の第２の電子部品は第２の熱伝導機能部を介して第２筐体本体と熱的に接続されている
ことを特徴としている。
　本発明によれば、少なくとも２つの電子部品を近接して配置した際に、夫々の電子部品同士の熱干渉を防ぐことができ、放熱性能をより向上することができる。或いは、放熱性能を十分に得ながら２つの電子部品を近接して配置できるので、小型化が可能となる。或いは、放熱性能の向上と小型化の両方の作用、効果を共に得ることができる。
　尚、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の「発明を実施するための形態」の説明により明らかにされる。
本発明が適用される電子制御装置を斜め上方から見た外観斜視図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図１に示した電子制御装置のＡ－Ａ線の方向に断面した断面図である。 図２に示した電子制御装置のＢ―Ｂ線の方向に断面した断面図である。 図２に示した電子制御装置のＰ部を拡大した拡大断面図である。 図２に示した電子制御装置のＰ部の変形例を拡大した拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態を示し、図２と同様の断面図である。 本発明の第３の実施形態を示し、図２と同様の断面図である。 図７に示した電子制御装置のＣ―Ｃ線の方向に断面した断面図である。 本発明の放熱効果を説明するための、電子制御装置の基板を上面から見た上面図である。 本発明の実施例と比較例のジャンクション温度を比較した比較図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
　ここで、以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
　図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
　以下、図１～図５を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。尚、以下に説明する電子制御装置は、好ましくは自動車に搭載される電子制御装置であるが、これ以外の電子制御装置にも適用できることはいうまでもない。
　図１において、電子制御装置１００は、上部筐体(第１の筐体本体)１と下部筐体(第２の筐体本体)２からなる筐体１３を有する。上部筐体１は冷却機能を有する放熱フィン６を備えている。ここで、下部筐体２も冷却機能を有する放熱フィン６を備えることもできる。
　筐体１３は、長手方向(Ｘ方向)、短手方向(Ｙ方向)、及び厚さ方向(Ｚ方向)に辺を有した中空状の箱型に形成されている。尚、放熱フィン６は必ずしも備えていなくても良く、上部筐体１、及び下部筐体２から放熱できることは良く知られいる。
　上部筐体１は、アルミニウム（例えば、アルミダイカストＡＤＣ１２）等の熱伝導性に優れた金属材料により形成されている。また、鉄などの板金、或いは樹脂材料等の非金属材料により形成し、低コスト化および軽量化を図ることもできる。尚、樹脂材料であっても、熱放射等によって放熱できるものである。
　下部筐体２も同様に、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料、鉄などの板金、あるいは樹脂材料等の非金属材料により形成することができる。いずれにしても、上部筐体１及び下部筐体２は電子部品からの熱を放熱する冷却機能を備えている。
　放熱フィン６はダイキャスト等の鋳造により、上部筐体１、及び必要に応じて下部筐体２の一部に一体に形成されている。但し、放熱フィン６を上部筐体１とは別部材として作製して、上部筐体１に取り付けるようにしてもよい。
　上部筐体１と下部筐体２の夫々は、図示しない螺子等の締結部材により一体的に固定されている。筐体１３の前面側の側壁には、１つ、または複数のコネクタ７や、図示しないイーサネット(登録商標)ターミナルが配置されている。
　上述の筐体１３の前面側の側壁にはコネクタ７等を挿通するための孔、または切欠きが形成されており、これらの孔、または切欠きを通してコネクタ７等が回路基板３に形成された配線パターン(図示せず)に接続されている。コネクタ７等を介して、外部機器と電子制御装置１００の間での電力供給や制御信号の送受信が行われる。
　図２において、筐体１３の内部には回路基板３が配置されており、図２に示す通り、上部筐体１と下部筐体２の間には回路基板３が挟まれるようにして収容されている。上部筐体１のコーナー部(四隅)には、回路基板３の側に突出する固定ボス８ｆが設けられている。回路基板３は、図示しない螺子により固定ボス８ｆの端面に固定されている。
　回路基板３の片面には、複数個のマイコン等の半導体素子を含む電子部品４(４a、４ｂ)が載置、固定されている。尚、図示はしていないが、回路基板３の片面には、コンデンサ等の受動素子も実装され、これらの電子部品４(４a、４ｂ)とコネクタ７等とを接続する配線パターンが回路基板３に形成されている。
　回路基板３は、例えば、エポキシ樹脂等の有機材料により形成されている。回路基板３は、特にＦＲ４(ガラスエポキシ樹脂)材料とすることが好ましいが、メタルコア基板等の金属材料であっても良い。回路基板３は、単層基板または多層基板とすることができる。
　ところで、高性能な車載用電子制御装置の実現には、回路基板３上に高速演算処理を担うマイコン等の電子部品４ａと、その周辺に電子部品４ａと連携されるメモリや電源ＩＣ等の電子部品４ｂが実装される必要がある。特に、高速通信の観点から、マイコン等の電子部品４ａのすぐ近くにメモリや電源ＩＣ等の電子部品４ｂを実装する必要がある。ここで、マイコン等の電子部品４ａは高発熱電子部品であり、メモリや電源ＩＣ等の電子部品４ｂは低発熱電子部品である。
　一方で、マイコン等の電子部品４ａとメモリや電源ＩＣ等の電子部品４ｂを近接して実装すると発熱密度が増大する。このため、放熱部分も近接するので、高発熱なマイコン等の電子部品４ａの熱が、回路基板３や筐体１３を介してメモリや電源ＩＣ等の電子部品４ｂへ伝熱し、メモリや電源ＩＣ等の電子部品４ｂの許容温度を超えてしまう恐れがある。
　このため、本実施形態では以下に述べるように、回路基板３においては、少なくとも、マイコン等の電子部品４ａ(第１の電子部品)が配置される第１の領域と、メモリや電源ＩＣ等の電子部品４ｂ(第２の電子部品)が配置される第２の領域とを有し、第１の領域のマイコン等の電子部品４ａは第１の熱伝導機能部を介して第１筐体本体と熱的に接続され、第２の領域のメモリや電源ＩＣ等の電子部品４ｂは第２の熱伝導機能部を介して第２筐体本体と熱的に接続される構成とした。
　これによれば、少なくとも２つの電子部品を近接して配置した際に、夫々の電子部品同士の熱干渉を防ぐことができ、放熱性能をより向上することができる。或いは、放熱性能を十分に得ながら２つの電子部品を近接して配置できるので、小型化が可能となる。或いは、放熱性能の向上と小型化の両方の作用、効果を共に得ることができる。以下その具合的な構成を説明する。
　図２、図３において、複数の電子部品４(４ａ、４ｂ)は、回路基板３の片側の第１面(上部筐体１側の面)に載置され、半田等の接合材で電気的に接続されている。第１の電子部品４ａは、マイコンやＣＰＵ等の半導体素子であり、パッケージ構造はＢＧＡ(Ball Grid Array)が採用されている。上述したように、第１の電子部品４ａは、マイコンやＣＰＵ等の半導体素子であり、高速演算処理を行うため高発熱電子部品である。
　第１の電子部品４ａの主要放熱経路は上部筐体１であり、半田ボールを介した回路基板３への放熱よりも、金属板のようなヒートスプレッダー等を利用して上部筐体１に直接的に放熱させている。図２にあるように、第１の電子部品４ａの上方には熱伝導部材５ａ１が設けられており、熱伝導部材５ａ１の更に上方の上部筐体１の内面には、上部筐体１との隙間を埋めるために放熱ボス８ａ１が設けられている。この放熱ボス８ａ１は、「上部筐体側放熱ボス」である。
　また、第１の電子部品４ａと熱的に接続されている放熱ボス８ａ1以外に、回路基板３の第１面に対して熱伝導部材５ａ２を介して、放熱ボス８ａ２が熱的に接続されている。
この放熱ボス８ａ２は「上部筐体側補助放熱ボス」である。これによって回路基板３の熱を上部筐体１に熱を流し(伝熱)、上部筐体１や放熱フィン６の表面から大気中へ放熱することができる。尚、熱伝導部材５ａ１、５ａ２の材料については後述する。更に、熱伝導部材５ａ１は、ヒートスプレッダーと組み合わせて用いることもできる。
　ここで、熱伝導部材５ａ１、５ａ２、及び放熱ボス８ａ１、８ａ２の一方、或いは両方は、「熱伝導機能部」としての作用、効果を奏する。尚、熱伝導部材５ａ２、及び放熱ボス８ａ２は、必要に応じて省略することができる。
　そして、第１の電子部品４ａから生じた熱は、熱伝導部材５ａ１を介して放熱ボス８ａ1から直接的に上部筐体１や放熱フィン６に流れ、自然対流や図示しない空冷ファンによる対流熱伝達によって大気中へと放熱される。このように、高発熱である第１の電子部品４ａからの熱を、熱伝導部材５ａ１を介して放熱ボス８ａ１から直接的に上部筐体１や放熱フィン６に流し(伝熱)、上部筐体１や放熱フィン６の表面から大気中へ放熱するので、効率的な放熱とすることができる。
　一方、第２の電子部品４ｂは、ギガビットイーサやメモリ、電源ＩＣ等の半導体素子であり、パッケージ構造はＱＦＰ(Quad Flat Package)やＱＦＮ(Quad Flat Non lead package)が採用されている。第１の電子部品と同様にＢＧＡ等でも良いことは言うまでもない。
　第２の電子部品４ｂの主要放熱経路は下部筐体２であり、第２の電子部品４ｂの熱は、先ずは回路基板３へダイパッド等を介して放熱する。第２の電子部品４ｂの直下の回路基板３の第１面と反対側の第２面(下部筐体２側の面)には、熱伝導部材５ｂ１が設けられており、熱伝導部材５ｂ１の更に下方には、下部筐体２との隙間を埋めるために放熱ボス８ｂ１が設けられている。この放熱ボス８ｂ１は、「下部筐体側放熱ボス」である。
　また、第２の電子部品４ｂと熱的に接続されている放熱ボス８ｂ１以外に、回路基板３の第２面に対して熱伝導部材５ｂ２を介して、放熱ボス８ｂ２が熱的に接続されている。
この放熱ボス８ｂ２は「下部筐体側補助放熱ボス」である。これによって回路基板３の熱を下部筐体２に放熱することができる。
　ここで、熱伝導部材５ｂ１、５ｂ２、及び放熱ボス８ｂ１、８ｂ２の一方、或いは両方は、「熱伝導機能部」としての作用、効果を奏する。尚、熱伝導部材５ｂ２、及び放熱ボス８ｂ２は、必要に応じて省略することができる。
　そして、第２の電子部品４ｂから生じた熱は、回路基板３及び熱伝導部材５ｂ１を介して放熱ボス８ｂ１から下部筐体２に流れ、自然対流や図示しない空冷ファンによる対流熱伝達によって大気中へと放熱される。このように、低発熱である第２の電子部品４ｂからの熱を、回路基板３、熱伝導部材５ｂ１を介して放熱ボス８ｂ１から間接的に下部筐体２に放熱するので、放熱不足という問題はさほど生じない。
　ここで、「間接的」というのは、回路基板３を介して放熱していることを意味しており、第２の電子部品４ｂが低発熱であることから、回路基板３を介して放熱してもさほど影響は少ない。
　更に、回路基板３から熱伝導部材５ｂ１への放熱を向上するため、第２の電子部品４ｂの直下の回路基板３に、図示しない配線パターン及びサーマルビア(又はスルーホール)を設けることができる。これによって、回路基板３から下部筐体２まで効率よく熱が伝わり、効果的な放熱が可能となる。
　上述したように、放熱フィン６を有する上部筐体１と熱的に接続している第１の電子部品４ａの発熱量は、回路基板３を介して下部筐体２と熱的に接続している第２の電子部品４ｂより大きい。したがって、放熱フィン６を有することで放熱性能が向上するため、発熱量の大きい第１の電子部品４ａは、放熱フィン６を有する上部筐体１と熱的に接続することが重要である。
　このように、第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂの放熱経路を、それぞれ上部筐体１及び下部筐体２に分割することで、回路基板３や筐体１３を介した熱干渉を抑制することができ、放熱性能を向上することができる。これにより、電子部品４ａ、４ｂは、距離をおいて離して実装する必要がなくなり、電子部品４ａ、４ｂの間の高速通信を確保できる。更に、放熱性能を十分に得ながら２つの電子部品４ａ、４ｂを近接して配置できるので、小型化が可能となる。
　上述した熱伝導部材５ａ１～５ｂ２には、グリース状、ジェル状、シート状等さまざまな種類の材料を用いることができる。一般的に使用されているのはグリース状の熱伝導材であり、接着性を有する熱硬化樹脂や、低弾性を有する半硬化樹脂等がある。また、熱伝導部材５ａ１～５ｂ２は、金属、カーボン、セラミック等により形成された熱伝導性が良好なフィラーが含有されている。
　更に、熱伝導部材５ａ１～５ｂ２は、回路基板３の熱による変形や振動、及び製造時の公差に対して変形可能な柔軟性を有するものであり、例えば、セラミックフィラーが含有されたシリコン系樹脂を用いた半硬化樹脂が好ましい。
　図３にあるように、第１の電子部品４ａの周辺には、上部筐体１から回路基板３の方向に突出した放熱ボス８ａ２が形成されている。また、放熱ボス８ａ２と回路基板３との隙間を埋めるように、熱伝導部材５ａ２(図２参照)が設けられている。放熱ボス８ａ２は第１の領域ＲＡに配置され、サイズや形状はどのような形でも良いが、回路基板３の図示しない配線パターンと干渉しない位置に設けることが望ましい。
　同様に、第２の電子部品４ｂの周辺には、下部筐体２から回路基板３の方向に突出した放熱ボス８ｂ２が形成されている。放熱ボス８ｂ２と回路基板３との隙間を埋めるように、熱伝導部材５ｂ２(図２参照)が設けられている。放熱ボス８ｂ２は第２の領域ＲＢに配置され、放熱ボス８ａ２と同様にサイズや形状はどのような形でも良い。
　ここで、第１の領域ＲＡと第２の領域ＲＢは次のように定義できる。第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂとが、回路基板３の第１面上で互いに向き合う形態で、向き合った部分を仮想の分割線で二分割して、第１の電子部品４ａと放熱ボス８ａ２を含む領域を第１の領域ＲＡとし、第２の電子部品４ｂと放熱ボス８ｂ２を含む領域を第２の領域ＲＢとしている。尚、本実施形態では、後述する断熱機能部９を分割線として用いることもできる。
　また、第１の領域ＲＡと第２の領域ＲＢは次のようにも定義できる。つまり、仮想の分割線で定義せずに、第１の電子部品４ａと放熱ボス８ａ２を囲む領域を第1の領域ＲＡとし、第２の電子部品４ｂと放熱ボス８ｂ２を囲む領域を第２の領域ＲＢとすることもできる。更には、第１の電子部品４ａを囲む領域を第1の領域ＲＡとし、第２の電子部品４ｂを囲む領域を第２の領域ＲＢとすることもできる。
　また、下部筐体２が板金等の鉄板から形成された場合において、放熱ボス８ｂ１，８ｂ２は、下部筐体２の内面側を回路基板３側に向かって凸状に形成した構造としても良い。
　固定ボス８ｆと回路基板３との固定は、螺子により締結する構造としても良く、また、固定ボス８ｆと回路基板３との間にガスケット等の部品により隙間を埋めて固定する方法や、上部筐体１と下部筐体２によって挟み込んで固定する方法を採用しても良い。
　このように、第１の電子部品４ａの直上から上部筐体１に抜ける放熱経路(放熱ボス８ａ１、熱伝導部材５ａ１)、及び第２の電子部品４ｂの直下の回路基板３から下部筐体２に抜ける放熱経路(放熱ボス８ｂ１、熱伝導部材５ｂ１)だけでなく、回路基板３の上面から上部筐体１に抜ける放熱経路(放熱ボス８ａ２、熱伝導部材５ａ２)、及び回路基板３の下面から下部筐体２に抜ける放熱経路(放熱ボス８ｂ２、熱伝導部材５ｂ２)を設けることで、回路基板３の熱を積極的に放熱することができ、電子制御装置１００の放熱性能を更に向上することができる。
　特に、発熱量の大きい第１の電子部品４ａからの熱が、近接して配置された第２の電子部品４ｂへ伝導することを防ぐことができ、熱干渉による第２の電子部品４ｂの温度上昇を抑えることができる。
　本実施形態では、更に図３に示しているように、互いに向き合う第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂの間の回路基板３には、断熱機能部９が形成されていることを特徴としている。この断熱機能部９は、第１の電子部品４ａからの熱が、回路基板３を介して第２の電子部品４ｂに伝熱されるのを抑制する機能を備えている。
　断熱機能部９は、第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂ間の回路基板３の一部に形成されている。断熱機能部９の詳細な構成については後述するが、断熱機能部９には図示しない信号配線、ＧＮＤ(グランド)配線等の配線パターンが設けられている。
　回路基板３に断熱機能部９を設けることで、この領域における信号配線による通信を可能としながら、電子部品４ａと電子部品４ｂの間の回路基板３を介して、熱が伝熱することを抑制することができる。したがって、電子部品４ａと電子部品４ｂの間の高速通信を確保しながら、放熱性能を向上することができる。
　図２及び図３に示されるように、回路基板３は、第１の電子部品４ａや放熱ボス８ａ１、８ａ２が位置する第１の領域ＲＡと、第２の電子部品４ｂや放熱ボス８ｂ１、８ｂ２が位置する第２の領域ＲＢとに分割される。そして、断熱機能部９は第１の領域ＲＡと第２の領域ＲＢの間に位置している。上述したように、断熱機能部９は分割線の一部を形成している。また、第１の領域ＲＡと第２の領域ＲＢは、回路基板３に複数領域に亘って存在することができる。
　図４に示されるように、回路基板３は誘電体層１０と６層(Ｌ１～Ｌ６)の導体層１１を有する多層基板であり、電子部品４ａ、４ｂが載置される側からＬ１層、Ｌ２層…Ｌ６層として導体層１１が形成されている。Ｌ１層は信号配線層１１ａであり、Ｌ２層はＧＮＤ配線層１１ｂとなるようにして、導体層１１を形成している。尚、ＧＮＤ配線層１１ｂは、放熱ボス８ａ２、熱伝導部材５ａ２と熱的に接続されても良く、これによって、回路基板３の熱を熱伝導部材５ａ２、放熱ボス８ａ２を介して効率よく上部筐体１に放熱することができる。
　この場合、ＧＮＤ配線層１１ｂと熱伝導部材５ａ２、放熱ボス８ａ２との熱的な接続は、信号配線層１１aを避けてＧＮＤ配線層１１ｂに繋がるスルーホールを回路基板３に形成して行っている。つまり、このスルーホールを通して、ＧＮＤ配線層１１ｂと熱伝導部材５ａ２、放熱ボス８ａ２を熱的に接続する構成としている。
　また、本実施形態においては、第１の領域ＲＡと第２の領域ＲＢの間の断熱機能部９による断熱領域ＲＣは、フレキシブル基板部９ａとした。フレキシブル基板部９ａは、回路基板３と同様に、エポキシ樹脂等の有機材料により形成されており、誘電体層１０はＦＲ４材料とすることが好ましい。
　フレキシブル基板部９ａは、通常の回路基板３と異なり折り曲げが可能であることが特徴であり、信号配線層１１ａ、ＧＮＤ配線層１１ｂ以外の導体層１１を除いた、基板厚さが薄い領域とされている。したがって図４に示すように、フレキシブル基板部９ａはＬ１層の信号配線層１１ａとＬ２層のＧＮＤ配線層１１ｂと、その間の誘電体層１０のみを有している。尚、回路基板３は４層基板や８層基板でも良い。
　また、フレキシブル基板部９ａは、信号通信を行うように機能させるために、少なくとも２つの対になる導体層１１(Ｌ１層の信号配線層１１ａと、Ｌ２層のＧＮＤ配線層１１ｂ)を有していれば良い。このため、Ｌ３層とＬ４層、もしくはＬ６層とＬ５層がそれぞれ信号配線層１１ａとＧＮＤ配線層１１ｂとして形成されても良い。この場合、残りの導体層１１や誘電体層１０を取り除くことでフレキシブル基板部９ａとすることができる。
　このように、第１の領域ＲＡと第２の領域ＲＢの間の断熱機能部９をフレキシブル基板部９ａによる断熱領域ＲＣとすることで、この断熱領域ＲＣが信号通信を行うように機能する。このため、第１の領域ＲＡに位置する第１の電子部品４ａと、第２の領域ＲＢに位置する第２の電子部品４ｂ間の高速通信を可能とすることができる。
　更に、フレキシブル基板部９ａでは、導体層１１の低減によって、回路基板３の板厚が低減するため面内方向の熱抵抗が上昇し、第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂの間の熱が干渉しない断熱効果を有するようになる。
　次に、断熱機能部９の変形例を図５に基づいて説明する。図５は、図４と同様に、回路基板３は誘電体層１０と６層の導体層１１を有する多層基板である。
　図５に示されるように、回路基板３は誘電体層１０と６層(Ｌ１～Ｌ６)の導体層１１を有する多層基板であり、電子部品４ａ、４ｂが載置される側からＬ１層、Ｌ２層…Ｌ６層として導体層１１が形成されている。Ｌ１層は信号配線層１１ａ、Ｌ２層はＧＮＤ配線層１１ｂとなるようにして、導体層１１を形成している。
　第１の領域ＲＡと第２の領域ＲＢの間の断熱機能部９による断熱領域ＲＣは、内層配線断熱基板部９ｂとした。内層配線断熱基板部９ｂは、回路基板３と同様に、エポキシ樹脂等の有機材料により形成されており、誘電体層１０はＦＲ４材料とすることが好ましい。
　内層配線断熱基板部９ｂは、断熱領域ＲＣにおいて板厚はそのままに、信号配線層１１ａ、ＧＮＤ配線層１１ｂ以外の導体層１１を除いた断熱機能部９ｂを有している。したがって図５に示すように、内層配線断熱基板部９ｂはＬ１層の信号配線層１１ａとＬ２層のＧＮＤ配線層１１ｂと、誘電体層１０のみを有している。このように、導体層１１の低減によって、回路基板３の面内方向の熱抵抗が上昇し、第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂの間の熱が干渉しない断熱効果を有するようになる。
　図４の場合と同様に、回路基板３は４層基板や８層基板でも良い。また、内層配線断熱基板部９ｂは、図４に示すフレキシブル基板部９ａと同様に、信号通信を行うように機能させるために、少なくとも２つの対になる導体層１１（Ｌ１層の信号配線層１１ａとＬ２層のＧＮＤ配線層１１ｂ）を有していれば良い。このため、Ｌ３層とＬ４層、もしくはＬ６層とＬ５層がそれぞれ信号配線層１１ａとＧＮＤ配線層１１ｂとして形成されても良い。この場合、残りの導体層１１を取り除くことで熱抵抗を大きくすることができる。
　このように、第１の領域ＲＡと第２の領域ＲＢの間の断熱機能部９を内層配線断熱基板部９ｂによる断熱領域ＲＣとすることで、この断熱領域ＲＣが信号通信を行うように機能する。このため、第１の領域ＲＡに位置する第１の電子部品４ａと、第２の領域ＲＢに位置する第２の電子部品４ｂ間の高速通信を可能とすることができる。
　更に、内層配線断熱基板部９ｂでは、導体層１１の低減によって、面内方向の熱抵抗が上昇し、第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂの間の熱が干渉しない断熱効果を有するようになる。
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂが、回路基板３の同一面(第１面)に実装されているが、第２の実施形態では、第１の電子部品４ａが一方の第１面に実装され、第２の電子部品４ｂが他方の第２面に実装された両面実装である点で異なっている。尚、図６において、図２と同じ参照番号は同一の構成部品であり、その機能(作用、効果等)は同じであるので、特に必要がなければその説明を省略する。
　図６において、第２の電子部品４ｂｕは、第１の電子部品４ａが載置されている回路基板３の第１面(上部筐体１側の面)とは反対側の第２面(下部筐体２側の面)に載置されている。
　そして、第２の電子部品４ｂｕの主要放熱経路は下部筐体２であり、回路基板３への放熱よりも、金属板のようなヒートスプレッダー等を利用して下部筐体２に直接的に放熱させている。図６にあるように、第２の電子部品４ｂｕの下方には熱伝導部材５ｂ１が設けられており、熱伝導部材５ｂ１の更に下方の下部筐体２の内面には、下部筐体２との隙間を埋めるために放熱ボス８ｂ１が設けられている。
　第２の電子部品４ｂｕが回路基板３の第２面に載置されているため、放熱ボス８ｂ１の高さは、図２に示す放熱ボス８ｂ１よりも低く(短く)形成されている。そして、第２の電子部品４ｂｕから生じた熱は、熱伝導部材５ｂ１を介して放熱ボス８ｂ1から直接的に下部筐体２に伝わり、自然対流や図示しない空冷ファンによる対流熱伝達によって大気中へと放熱される。このように、低発熱であっても第２の電子部品４ｂｕからの熱を、熱伝導部材５ｂ１を介して放熱ボス８ｂ１から直接的に下部筐体２に放熱するので、更に効率的な放熱とすることができる。
　本実施形態は、対象とする第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂの放熱経路をそれぞれ上部筐体１と下部筐体２に分けることで、第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂの間での熱干渉を抑え、放熱性能を向上することができる。
　また、第１の領域ＲＡに上部筐体１から回路基板３の第１面側に延びる放熱ボス８ａ２を設け、第２の領域ＲＢに下部筐体２から回路基板３の第２面側に延びる放熱ボス８ｂ２を設け、熱伝導部材５ａ２、５ｂ２を介して回路基板３と接続することで、回路基板３内に伝導した熱を上下筐体１、２に輸送することができ、更に放熱性能を向上することができる。
　また、第１の領域ＲＡと第２の領域ＲＢの間の回路基板３に断熱機能部９を設けることで、電子部品４同士の通信は確保しつつ、回路基板３を介した熱干渉を抑えることができ、放熱性能の観点から第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂの間の実装距離を大きくとる必要がなくなる。したがって、第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂの間の高速通信を損なうことなく、放熱性能を向上することが可能となる。
　次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態、第２の実施形態では、回路基板３は１枚の基板から構成されているが、第３の実施形態では、回路基板３が２枚に分割されている点で異なっている。尚、図７、図８において、図１と同じ参照番号は同一の構成部品であり、その機能(作用、効果)は同じであるので、特に必要がなければその説明を省略する。
　図７において、回路基板３は第１の領域ＲＡと第２の領域ＲＢの間において、隙間ＧＡ(図８参照)を有して二分割されており、それぞれの回路基板３ａ、３ｂの間をＢｔｏＢ(Board to Board)コネクタ１２ａ、１２ｂで接続されている。ＢｔｏＢコネクタ１２ａ、１２ｂは、「基板対基板コネクタ」として知られており、それぞれの回路基板３ａ、３ｂに設けられたコネクタ１２ａ、１２ｂの端子を結合して、電気的な接続を行うものである。
　図７に示されるように、回路基板３は、第１の回路基板３ａと第２の回路基板３ｂの二枚に分割して筐体１３に収容されている。第１の電子部品４ａが実装されている第１の回路基板３ａを第１の領域ＲＡとし、第２の電子部品４ｂが実装されている第２の回路基板３ｂを第２の領域ＲＢとする。
　上部筐体１から回路基板３ａの第１面の側に突出した放熱ボス８ａ１、８ａ２は、熱伝導部材５ａ１、５ａ２を介して第１の電子部品４ａ、第１の回路基板３ａに熱的に接続されている。同様に、下部筐体２から回路基板３ｂの第２面の側に突出した放熱ボス８ｂ１、８ｂ２は、熱伝導部材５ｂ１、５ｂ２を介して第２の電子部品４ｂ、第２の回路基板３ｂに熱的に接続されている。
　図８に図示されるように、ＢｔｏＢコネクタ１２ａ、１２ｂは第１の回路基板３ａと第２の回路基板３ｂにそれぞれ設けられており、第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂとの間に位置するのが好ましい。
　ＢｔｏＢコネクタ１２ａ、１２ｂは、第１の回路基板３ａと第２の回路基板３ｂの間の信号接続を可能としているので、第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂにおいて高速通信が可能である。
　また、回路基板３を第１の回路基板３ａと第２の回路基板３ｂに分割して隙間ＧＡを積極的に形成している。このため、第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂからの熱が、対応する回路基板３ａと回路基板３ｂに伝熱したとしても、隙間ＧＡによって、回路基板３ａと回路基板３ｂの間で互いに熱干渉が起こり難くなっている。したがって、第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂの間の高速通信を損なうことなく、放熱性能を向上することが可能となる。
　尚、本実施形態では、第２の電子部品４ｂを第２の回路基板３ｂの第１面に実装した構造を例示した。しかしながら、図６に示す第２の実施形態のように、第２の電子部品４ｂを第２の回路基板３ｂの第２面に実装した構造としても良いし、第１の電子部品４ａを第１の回路基板３ａの第２面に実装した構造としても良い。
　更に、ＢｔｏＢコネクタ１２ａ、１２ｂを各回路基板３ａ、３ｂの第２面に設けることや、回路基板３の分割数を増やしてＢｔｏＢコネクタ１２を複数設けても良い。
　以上に説明した第１の実施形態～第３の実施形態の電子制御装置の実際の放熱効果について更に説明する。図９は、図１に示した第１の実施形態と実質的に同じ構成を採用したものであり、以下では本実施形態として説明する。
　図９において、本実施形態になる上部筐体１の外形形状は、１１６ｍｍ×１７６ｍｍ×２８ｍｍ(厚さ)とした。回路基板３は、図示しないの螺子を用いて、上部筐体１の四隅のコーナー部と、長手方向の辺の中間付近の２箇所の計６箇所に設けられた固定ボス８ｆ(一部図示せず)に固定した。また、回路基板３を筐体１３の内部に収容するため、上部筐体１と下部筐体２は図示しない螺子を用いて回路基板３を挟むように固定した。
　上部筐体１及び下部筐体２は、熱伝導率９６．３Ｗ／ｍＫ、放射率０．５のＡＤＣ１２材を用いて作製した。コネクタ７は、上部筐体１の前面開口部に合わせて２つ設置した。
コネクタ７は、熱伝導率０．２３Ｗ／ｍＫ、放射率０．９５のＰＢＴ(ポリブチレンテレフタレート)材を用いて作製した。
　図９に示すように、電子部品４は回路基板３の第１面に計７つ実装した。第１の電子部品４ａは、３０ｍｍ×３０ｍｍ×３．１ｍｍ(厚さ)のＦＣＢＧＡ（Flip Chip Ball Grid Array）型の半導体装置として実装した。第２の電子部品４ｂは、１６ｍｍ×１６ｍｍ×１ｍｍ(厚さ)のＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded）型の半導体装置として形成し、第１の電子部品４ａから１０ｍｍの距離をおいて実装した。その他の電子部品４ｃは、様々な寸法のＱＦＮ型及びＢＧＡ型の半導体装置として形成して実装した。
　回路基板３は、１５６ｍｍ×８９．８ｍｍ×１．６ｍｍ(厚さ)を有するＦＲ４材料により形成した。回路基板は８層の多層基板であり、等価熱伝導率は、面内方向では６９．４Ｗ／ｍＫ、垂直方向では０．４５Ｗ／ｍＫである。第２の電子部品４ｂの直下の回路基板３には、直径０．４ｍｍの図示しないサーマルビアを３０本形成した。サーマルビアは内層に銅メッキを施した中空構造であり、垂直方向の等価熱伝導率は１６９．６Ｗ／ｍＫである。
　第１の電子部品４ａと上部筐体１の隙間には図示しない熱伝導部材５ａ１を設け、第１の電子部品４ａと同じサイズ、かつ厚さを１．９ｍｍとした。放熱ボス８ａ１も、第１の電子部品４ａと同じサイズとされている。
　第２の電子部品４ｂの直下の回路基板３と下部筐体２の隙間にも同様に図示しない熱伝導部材５ｂ１を設け、第２の電子部品４ｂと同じサイズ、かつ厚さを１．４ｍｍとした。
放熱ボス８ｂ１も、第２の電子部品４ｂと同じサイズとされている。
　図示しない熱伝導部材５ａ１～５ｂ２は、熱伝導率が２Ｗ／ｍＫとし、シリコン系樹脂に熱伝導性フィラーを含有した低弾性の熱伝導材を用いて形成した。
　上部筐体１、下部筐体２には５ｍｍ×５ｍｍの複数の放熱ボス８ａ２、８ｂ２を形成した。放熱ボス８ａ２は、上部筐体１から回路基板３の側へ突出しており、放熱ボス８ｂ２は、下部筐体２から回路基板３の側へ突出している。放熱ボス８ａ２は第１の電子部品４ａの左側(第１の領域ＲＡ)に２個、放熱ボス８ｂ２は第２の電子部品４ｂの右側(第２の領域ＲＢ)に２個設けられている。これらの放熱ボス８ａ２、８ｂ２と回路基板３は、図示しない熱伝導部材５ａ２、５ｂ２(厚さ１．４ｍｍ)で接続されている。
　また、第１の電子部品４ａと第２の電子部品４ｂの間の回路基板３の一部は、断熱機能部９としてフレキシブル基板部９ａを形成した。サイズは４ｍｍ×１６ｍｍとし、この断熱領域ＲＣでは、Ｌ１層の信号配線層１１ａと、Ｌ２層のＧＮＤ配線層１１ｂのみとなるように形成した。(図４参照)
　また、図９に示す本実施形態と比較するため、比較例を作成した。比較例は、図９に示す構成において、下部筐体２から回路基板３の側へ突出した放熱ボス８ｂ１～８ｂ２、熱伝導部材５ｂ１～５ｂ２、上部筐体１から回路基板３の側へ突出した放熱ボス８ａ２、熱伝導部材５ａ２、及びフレキシブル基板部９ａを有しない構成とした。ただ、第２の電子部品４ｂは、第１の電子部品４ａと同様に上部筐体1から延びた放熱ボスと熱伝導部材によって放熱できる構成としている。
　尚、上部筐体１及び下部筐体２の材料は、熱伝導率および放射率が本実施形態と同じＡＤＣ１２を用いて形成した。回路基板３、電子部品４ａ～４ｃ等は、本実施形態と同じで、同位置に配置した。
　本実施形態による放熱効果を確認するため、環境温度８５℃、風速０ｍ／ｓの自然空冷環境における、本実施形態と比較例の第１の電子部品４ａおよび第２の電子部品４ｂのジャンクション温度を熱流体解析により測定した。
　ジャンクション温度とは、電子部品を構成する半導体チップの表面温度のことであり、電子部品の動作補償温度のことである。ジャンクション温度は、第１の電子部品４ａおよび第２の電子部品４ｂの単位時間当たりの発熱量を、それぞれ「８Ｗ」、「０．７Ｗ」とした条件で測定した。その他の電子部品４ｃも発熱しており、電子制御装置１００の総発熱量は「１３．２Ｗ」とした。
　図１０は、本実施形態と比較例のジャンクション温度を示すグラフである。図１０に示されるように、上述した設定条件でのジャンクション温度は、本実施形態の方が比較例よりも第１の電子部品４ａおよび第２の電子部品４ｂにおいて低いことが確認された。
　具体的には、第１の電子部品４ａでは－０．３℃、第２の電子部品４ｂでは－２．６℃となった。これにより、本実施形態の電子制御装置１００によれば、電子部品４ａ及び４ｂを近接して配置した際の回路基板３内の熱干渉を低減し、高速通信を担保しながら放熱性能を向上できることが確認された。
　上述した通り、本発明は、複数の電子部品が設けられた回路基板を有し、回路基板は、少なくとも、第１の電子部品が配置される第１の領域と第２の電子部品が配置される第２の領域とを有し、第１の領域の第１の電子部品は第１の熱伝導機能部を介して第１筐体本体と熱的に接続され、第２の電子部品が配置される第２の電子部品は第２の熱伝導機能部を介して第２筐体本体と熱的に接続されている、構成とした。
　これによれば、少なくとも２つの電子部品を近接して配置した際に、夫々の電子部品同士の熱干渉を防ぐことができ、放熱性能をより向上することができる。或いは、放熱性能を十分に得ながら２つの電子部品を近接して配置できるので、小型化が可能となる。或いは、放熱性能の向上と小型化の両方の作用、効果を共に得ることができる。
　尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　１００…電子制御装置、１…上部筐体、２…下部筐体、３…回路基板、４ａ…第１の電子部品、４ｂ…第２の電子部品、５ａ１、５ａ２、５ｂ１、５ｂ２…熱伝導部材、６…放熱フィン、７…コネクタ、８ａ１、８ａ２、８ｂ１、８ｂ２…放熱ボス、９…断熱機能部、９ａ…フレキシブル基板部、９ｂ…内層配線断熱基板部、１０…誘電体層、１１…導体層、１２…ＢｔｏＢコネクタ、ＲＡ…第１の領域、ＲＢ…第２の領域。

Claims (12)

  1. 　冷却機能を備えた、第１筐体本体と第２筐体本体を組み合わせた筐体と、前記筐体の内部に配置され、複数の電子部品が設けられた回路基板とを有し、
    　前記回路基板は、少なくとも、第１の電子部品が配置される第１の領域と、第２の電子部品が配置される第２の領域とを有し、
    　前記第１の領域の前記第１の電子部品は、第１の熱伝導機能部を介して前記第１筐体本体と熱的に接続され、
    　前記第２の領域の前記第２の電子部品は、第２の熱伝導機能部を介して前記第２筐体本体と熱的に接続されている
    ことを特徴とする電子制御装置。
  2. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記回路基板の前記第１筐体本体の側の面に、前記第１の電子部品と前記第２の電子部品が配置されており、
    　前記第１の電子部品は、前記第１の熱伝導機能部を介して前記第１筐体本体と熱的に接続され、
    　前記第２の電子部品は、前記回路基板の前記第２筐体本体の側の面に設けられた前記第２の熱伝導機能部を介して前記第２筐体本体と熱的に接続されている
    ことを特徴とする電子制御装置。
  3. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記回路基板の前記第１筐体本体の側の面に前記第１の電子部品が配置され、前記回路基板の前記第２筐体本体の側の面に前記第２の電子部品が配置されており、
    　前記第１の電子部品は、前記第１の熱伝導機能部を介して前記第１筐体本体と熱的に接続され、
    　前記第２の電子部品は、前記第２の熱伝導機能部を介して前記第２筐体本体と熱的に接続されている
    ことを特徴とする電子制御装置。
  4. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　前記回路基板は、少なくとも第１の回路基板と第２の回路基板に隙間をあけて分割されおり、
    　前記第１の回路基板は、少なくとも前記第１の電子部品が配置される前記第１の領域を有し、前記第２の回路基板は、少なくとも前記第２の電子部品が配置される前記第２の領域を有し、
    　前記第１の領域の前記第１の電子部品は、前記第１の熱伝導機能部を介して前記第１筐体本体と熱的に接続され、
    　前記第２の領域の前記第２の電子部品は、前記第２の熱伝導機能部を介して前記第２筐体本体と熱的に接続されている
    ことを特徴とする電子制御装置。
  5. 　請求項４に記載の電子制御装置において、
    　前記第１の回路基板と前記第２の回路基板は、基板対基板コネクタによって電気的に接続されている
    ことを特徴とする電子制御装置。
  6. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電子制御装置において、
    　前記第１筐体本体には、放熱フィンが設けられている
    ことを特徴とする電子制御装置。
  7. 　請求項６に記載の電子制御装置において、
    　前記第１の電子部品の発熱量は、前記第２の電子部品の発熱量より大きい
    ことを特徴とする電子制御装置。
  8. 　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電子制御装置において、
    　前記第１の熱伝導機能部は、前記第１筐体本体から前記回路基板の側に延びた第１筐体側放熱ボスであり、前記第１筐体側放熱ボスは、前記第１の電子部品からの熱を前記第１筐体本体に流し、
    　前記第２の熱伝導機能部は、前記第２筐体本体から前記回路基板の側に延びた第２筐体側放熱ボスであり、前記第２筐体側放熱ボスは、前記第２の電子部品からの熱を前記第２筐体本体に流す
    ことを特徴とする電子制御装置。
  9. 　請求項８に記載の電子制御装置において、
    　前記第１筐体側放熱ボスの先端には第１の熱伝導部材が設けられ、前記第１の熱伝導部材を介して前記第１の電子部品からの熱が前記第１筐体側放熱ボスに流れ、
    　前記第２筐体側放熱ボスの先端には第２の熱伝導部材が設けられ、前記第２の熱伝導部材を介して前記第２の電子部品からの熱が前記第２筐体側放熱ボスに流れる
    ことを特徴とする電子制御装置。
  10. 　請求項２乃至請求項３のいずれか１項に記載の電子制御装置において、
    　前記第１の電子部品と前記第２の電子部品との間の前記回路基板には、前記第１の電子部品と前記第２の電子部品との間で熱の流れを抑制する断熱機能部が設けられている
    ことを特徴とする電子制御装置。
  11. 　請求項１０に記載の電子制御装置において、
    　前記断熱機能部は、少なくともＧＮＤ配線層と信号配線層と誘電体を備えており、前記ＧＮＤ配線層と前記信号配線層以外の導体層が備えられていない
    ことを特徴とする電子制御装置。
  12. 　請求項１１に記載の電子制御装置において、
    　前記ＧＮＤ配線層は、前記信号配線層よりも前記第２筐体本体の側に位置しており、
    　前記第１の熱伝導機能部は、前記第１筐体本体から前記回路基板の側に延びた第１筐体側放熱ボスであり、前記第１筐体側放熱ボスは、前記第１の電子部品からの熱を前記第１筐体本体に流し、
    　前記第１筐体本体には、前記第１筐体側放熱ボスとは別の第１筐体側補助放熱ボスが形成されており、前記第１筐体側補助放熱ボスは前記ＧＮＤ配線層と熱的に接続されていることを特徴とする電子制御装置。
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JP2004259948A (ja) * 2003-02-26 2004-09-16 Denso Corp 電子制御装置
JP2015135852A (ja) * 2014-01-16 2015-07-27 株式会社東芝 半導体装置
JP2016171210A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 株式会社東芝 プリント基板

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004259948A (ja) * 2003-02-26 2004-09-16 Denso Corp 電子制御装置
JP2015135852A (ja) * 2014-01-16 2015-07-27 株式会社東芝 半導体装置
JP2016171210A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 株式会社東芝 プリント基板

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