JP4887273B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品が実装された配線基板と該配線基板が取付固定されるケースと備えた電子制御装置に係り、特に、車載用エンジンコントロールユニットに代表される高放熱構造が必要な電子制御装置に関する。

近年、電子制御装置、特に車両に搭載されるものでは、小型化の要求により、電子制御装置内の制御基板（配線基板）の両面に電子部品を実装し、基板の実装効率を向上させることで、基板外形サイズを小さくし、電子制御装置の小型化を可能としている（下記特許文献１等を参照）。

このような、両面実装の配線基板と該配線基板が取付固定される金属製ケースとを備えた電子制御装置においては、ケースに基板を取り付ける場合、基板に両面実装された電子部品がケースに干渉しないように、基板をケースの基板取付面（底面）から浮かせた状態、言い換えれば、基板（の取付面）とケースの基板取付面（底面）とは所定距離だけ離隔させる必要があるとともに、基板に実装されたＣＰＵ等の電子部品が発生する熱をケース側に逃がして放熱する必要があるため、金属製ケースの基板取付面（底面）に複数個の台座を突設し、この台座の上端面を基板に実装された電子部品に対接させて、当該台座をケースへの放熱路とすること、あるいは、電子部品から基板のサーマルビアを介し、絶縁性及び放熱性を有する弾性体を介してケースの台座まで放熱路を形成すること等が考えられている。

また、前記ケースへの放熱路となる台座は、放熱上の観点から、ケースの外周側に設けられた放熱フィンの近くに設けることが望まれ、そのため、複数個の台座がケースにおける放熱フィンが設けられている部位（の反対側の面）に密集して配在される傾向があった。

特開２００４−１７２４２６号公報

しかしながら、近年における電子制御装置に対する高機能化の要求により、発熱する電子部品の数や発熱量も増加していることから、前記のように台座をケースへの放熱路に使うようにしたものでは、次のような問題があった。

すなわち、前述したように、台座の配在位置は実質的に冷却フィンの近くに限られており、また、電子部品との干渉等を考慮すると、台座の個数を増やすことや台座の横断面寸法を広げることは現状では難しい。そのため、台座をケースへの放熱路として用いたものでは、台座がボトルネック（隘路）となって、発熱量に対して放熱量が不足し、電子部品等に熱による不具合が発生するおそれがあった。

本発明は、かかる問題を解消すべくなされたもので、その目的とするところは、コストアップをさほど招くことなく、放熱を効果的に促進することができて、電子部品等に熱による不具合を発生し難くでき、もって、高い信頼性を得ることのできる電子制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するべく、本発明に係る電子制御装置は、基本的には、電子部品が実装された配線基板と、該配線基板が取付固定されるケースとを備え、該ケースにおける基板取付面に、前記電子部品に対接するように台座が突設されるとともに、前記基板取付面に、一端側が前記台座に連なる放熱用凸条部が設けられていることを特徴としている。

好ましい態様では、前記一つの台座に対して前記放熱用凸条部が複数本設けられる。

他の好ましい態様では、前記台座は短角柱状とされ、前記放熱用凸条部は前記台座の側面に直交するように配在される。

前記放熱用凸条部は、好ましくは、前記台座に連なる直線状部と、該直線状部に対して平面視で直角に折り曲がって連なる延長部とを有するものとされる。

別の好ましい態様では、前記複数本の放熱用凸条部が前記台座に対して放射状に配在される。

前記放熱用凸条部は、好ましくは、断面が矩形状、半円状、台形状、もしくは三角形状とされる。

また、前記放熱用凸条部の高さは、好ましくは、前記台座の高さより低くされる。

他の好ましい態様では、前記放熱用凸条部に、その表面積を増大させるための凹凸が形成される。

さらに他の好ましい態様では、前記ケースの外周側に放熱フィンが設けられ、前記台座は前記ケースにおける前記放熱フィンが設けられている部位に配在される。

本発明に係る電子制御装置では、ケースの基板取付面に、一端側が台座に連なる放熱用凸条部が設けられるので、電子部品で発生した熱を、台座を介してケースに逃がすことができるとともに、台座から前記放熱用凸条部を介してケースのより広い範囲に拡散して逃がすことができる。これにより、放熱が促進されて、放熱フィンを含むケース全体での放熱量が増大し、電子部品等に熱による不具合が発生し難くなり、その結果、高い信頼性を得ることができる。

また、ケースの基板取付面に放熱用凸条部を設けるだけでよいので、コストアップをほとんど招くことがない。

以下、本発明の電子制御装置の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る電子制御装置の一実施形態の外観を示す斜視図、図２は、図１に示される電子制御装置の内部を裏面側から見た斜視図、図３は、図２のＡーＡ矢視線に従う拡大断面図、図４は、図１に示される電子制御装置の内部を裏面側から見た分解斜視図である。

本実施形態の電子制御装置２０は、例えば、車載用エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）として用いられるもので、下面開口がカバー４で閉塞される金属製ケース１と、この金属ケース１内にネジ類１１で取付固定されるプリント配線基板５と、この配線基板５と外部とを電気的に接続すべくケース１に取り付けられたコネクタ２と、を備え、前記配線基板５の両面には、コンデンサ６やＣＰＵ等の電子部品７、７、…が実装されている。

また、前記ケース１における外周（上面）の一端側には、多数の矩形プレートからなる放熱フィン３が設けられている。

前記電子部品７は、図３に示される如くに、シリコンチップ７ａとそれに接するヒートシンク７ｂを有し、チップ７ａはリード線７ｃとワイヤボンディング７ｄにて電気的に接続されている。また、電子部品７（シリコンチップ７ａとヒートシンク７ｂ）の上面側外周はエポキシ系の樹脂７ｅにより封止されている。リード線７ｃは基板５上のパターンと半田５ｂを介して電気的に接続されている。

そして、本実施形態では、図３、図４を参照すればよくわかるように、前記ケース１における基板取付面１ａの前記放熱フィン３が設けられている部位（とは反対側の面）に、２個の台座９が突設されるとともに、一端側が前記台座９に連なる放熱用凸条部１０が複数本設けられている。

ここでは、図５に示される如くに、台座９は、横幅がWａで高さがＨａの短角柱状とされ、その上端面が絶縁性を有する放熱用接着剤８を介して前記電子部品７に対接するように配在されている。また、放熱用凸条部１０は、横幅がWａより短いWｂで高さがＨａより低いＨｂの断面矩形状とされており、図６に示される如くに、前記台座９の側面に直交する直線状部１０ａと、該直線状部１０ａに対して平面視で直角に折り曲がって連なる延長部１０ｂ、１０ｃとを有している。

なお、この種の電子制御装置用のケースでは、通常、強度を増加させる目的やケースがダイカストで成形される場合には、湯流れの向上を図るべく格子状のリブを形成することが知られているが、本実施形態の放熱用凸条部１０は、リブに見えなくもないが、熱を拡散することを目的としているので、前述した如くの強度向上や湯流れ向上を目的にしたリブより高さがあり、また幅も広くなっている。また、本実施形態の放熱用凸条部１０は、断面が矩形状とされているが、それに限られることはなく、断面形状を半円状、台形状、もしくは三角形状としてもよい。さらに、放熱用凸条部１０の外周部に、その表面積を増大させるための凹凸を形成してもよい。

このような構成とされた本実施形態の電子制御装置２０では、電子部品７が動作することにより、チップ７ａが発熱し、その熱はヒートシンク７ｂを介して基板５に形成されているサーマルビア５ａを伝わり、さらに放熱用接着剤８を介して台座９に伝わる。そして、台座９に伝わった熱は、該台座９を介してケース１に逃げるとともに、台座９から放熱用凸条部１０を介してケース１のより広い範囲に拡散し、ケース１の放熱フィン３にて熱が電子制御装置２０外の流体層に伝達されることで電子制御装置１内の熱は放熱される。これにより、放熱が促進されて、放熱フィン３を含むケース１全体での放熱量が増大し、電子部品７等に熱による不具合が発生し難くなり、その結果、高い信頼性を得ることができる。

また、ケース１の基板取付面１ａに放熱用凸条部１０を設けるだけでよいので、コストアップをほとんど招くことがない。

なお、放熱用凸条部１０の配在形態は、上記したものに限られることはなく、例えば、図７に示される如くに、複数本の放熱用凸条部１０’、１０’、…を台座９’に対して放射状に配在するようにしてもよい。

本発明に係る電子制御装置の一実施形態の外観を示す斜視図。 図１に示される電子制御装置の内部を裏面側から見た斜視図。 図２のＡーＡ矢視線に従う拡大断面図。 図４は、図１に示される電子制御装置の内部を裏面側から見た分解斜視図。 図４に示されるケースの基板取付面に設けられた台座と放熱用凸条部とを示す拡大斜視図。 図４に示されるケースの基板取付面に設けられた台座と放熱用凸条部とを示す平面図。 放熱用凸条部の他の配在形態を示す概略平面図。

符号の説明

１・・・ケース、１ａ・・・基板取付面、２・・・コネクタ、３・・・放熱フィン、４・・・カバー、５・・・配線基板、５ａ・・・サーマルビア、５ｂ・・・半田、６・・・コンデンサ、７・・・電子部品、７ａ・・・チップ、７ｂ・・・ヒートシンク、７ｃ・・・リード線、７ｄ・・・ワイヤボンディング、７ｅ・・・封止樹脂、８・・・放熱用接着剤、９・・・台座、１０・・・放熱用凸条部、１１・・・ネジ類

Claims (8)

1. 電子部品が実装された配線基板と、該配線基板が取付固定されるケースとを備え、該ケースの内側における基板取付面に、前記電子部品に対接するように台座が突設されている電子制御装置であって、
   前記基板取付面に、一端側が前記台座に連続して繋がった放熱用凸条部が設けられ、
   前記ケースの外側には、放熱フィンが設けられ、前記台座は前記ケースにおける前記放熱フィンが設けられている部位に配在されていることを特徴する電子制御装置。
2. 前記一つの台座に対して前記放熱用凸条部が複数本設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記台座は短角柱状とされ、前記放熱用凸条部は前記台座の側面に直交するように配在されていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
4. 前記放熱用凸条部は、前記台座に連なる直線状部と、該直線状部に対して平面視で直角に折り曲がって連なる延長部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
5. 前記複数本の放熱用凸条部が前記台座に対して放射状に配在されていることを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
6. 前記放熱用凸条部は、断面が矩形状、半円状、台形状、もしくは三角形状とされていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
7. 前記放熱用凸条部の高さは、前記台座の高さより低くされていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
8. 前記放熱用凸条部に、その表面積を増大させるための凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。

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