Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6512262B2 - Heat dissipation board - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6512262B2 - Heat dissipation board - Google Patents

Heat dissipation board Download PDF

Info

Publication number
JP6512262B2
JP6512262B2 JP2017210374A JP2017210374A JP6512262B2 JP 6512262 B2 JP6512262 B2 JP 6512262B2 JP 2017210374 A JP2017210374 A JP 2017210374A JP 2017210374 A JP2017210374 A JP 2017210374A JP 6512262 B2 JP6512262 B2 JP 6512262B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
heat
conductor
hole
heat dissipation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2017210374A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018037677A (en
Inventor
嶋川 茂
茂 嶋川
崇 須永
崇 須永
孝明 関根
孝明 関根
鈴木 良一
良一 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Publication of JP2018037677A publication Critical patent/JP2018037677A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6512262B2 publication Critical patent/JP6512262B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/10Arrangements for heating
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/60Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Description

本発明は、電子部品が実装される放熱基板に関し、更に詳細には、前記放熱基板の電子部品実装面の裏面側から前記電子部品実装面側に向けて薄厚部を残して穴部を設け、前記穴部に伝導体を挿入し、前記穴部と前記伝導体との間に充填体を充填すること等により、前記電子部品実装面側に実装された発熱性のある電子部品からの熱を、効率的に前記電子部品実装面の裏面側に伝導し放熱を図ることが可能な放熱基板に関するものである。   The present invention relates to a heat dissipation board on which an electronic component is mounted, and more specifically, a hole is provided leaving a thin portion from the back surface side of the electronic component mounting surface of the heat dissipation board toward the electronic component mounting surface. A conductor is inserted into the hole, and a filler is filled between the hole and the conductor, for example, to generate heat from the heat generating electronic component mounted on the electronic component mounting surface side. The present invention relates to a heat dissipation board capable of efficiently conducting heat to the back surface side of the electronic component mounting surface to dissipate heat.

従来から、インバータ回路や電源回路のように、大電力を扱うパワー半導体等を用いた電子回路は機器の小型化にともない専用基板化が進んでいる。   2. Description of the Related Art Conventionally, electronic circuits using power semiconductors and the like that handle large electric power, such as inverter circuits and power supply circuits, have been made into dedicated substrates along with the miniaturization of equipment.

そして、このようなパワー半導体を用いた回路の専用基板化を達成するためには、高密度実装されたパワー半導体等の損失による発熱をいかに効率よく行うかが重要な課題となっている。   And, in order to achieve conversion to a dedicated substrate of a circuit using such a power semiconductor, it is an important issue how to efficiently generate heat due to the loss of a high density mounted power semiconductor or the like.

そこで、上記の様な課題の解決のために、例えば、特開2012−92747号公報(特許文献1)に記載されたような技術が開示されている。   Then, in order to solve the above problems, for example, a technology as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-92747 (Patent Document 1) is disclosed.

上記特許文献1に記載された技術は、インバータ一体型電動圧縮機において、パワー半導体等が実装された制御回路基板を熱伝導性基板とし、その制御回路基板の一方の面を制御装置のハウジングに設けられた放熱用平面部に対して熱伝達可能に設置し、上記制御回路基板の他方の面に、発熱性のあるパワー半導体および電気部品を熱伝達可能に設けた構造を有している。   The technology described in Patent Document 1 is that, in the inverter-integrated electric compressor, a control circuit substrate on which a power semiconductor or the like is mounted is used as a thermally conductive substrate, and one side of the control circuit substrate is used as a control device housing. The heat dissipating flat surface portion is provided so as to be capable of transferring heat, and the other surface of the control circuit board is provided with heat generating power semiconductors and electrical components so as to be able to transfer heat.

そして、上記制御回路基板は、絶縁体からなる基板本体と、この基板本体の厚さ方向に貫通して充填された良熱伝導体からなる熱伝導貫通部材とを備えてなり、上記熱伝導貫通部材は、その一方の端面が上記放熱用平面部に対して熱伝達可能に配置され、他方の端面にパワー半導体および電気部品が熱伝達可能に配置された構造を採っている。   The control circuit board is provided with a substrate body made of an insulator, and a heat conduction penetrating member made of a good heat conductor which is filled and penetrated in the thickness direction of the substrate body, and the heat conduction penetrating The member has a structure in which one end face thereof is disposed to be able to transmit heat to the heat radiation flat portion, and the other end face is arranged to be able to conduct heat transfer to the power semiconductor and the electric component.

特開2012−92747号公報JP, 2012-92747, A

しかし、上記特許文献1に記載された発明の構成では、例えば、熱伝導貫通部材のための貫通孔が多くなると基板自体の剛性が低下し、また、基板の全面にわたりソリ等の発生を抑える対策が別途必要になっていた。   However, in the configuration of the invention described in Patent Document 1, for example, when the number of through holes for the heat conducting through member increases, the rigidity of the substrate itself decreases, and measures to suppress the generation of warpage or the like over the entire surface of the substrate are taken. Was needed separately.

また、上記特許文献1に記載された発明の構成では、良熱伝導体からなる熱伝導貫通部材と熱伝導性の基板本体との熱膨張率の差異等により、使用環境の変化によっては上記良熱伝導体からなる熱伝導貫通部材または熱伝導性の基板本体にダメージを与える可能性が高いという問題があった。   Further, in the configuration of the invention described in Patent Document 1, the above-mentioned goodness may be caused depending on the change of the use environment due to the difference of the thermal expansion coefficient between the heat conduction penetrating member made of good heat conductor and the heat conductive substrate body. There has been a problem that there is a high possibility of damaging the thermally conductive penetrating member or thermally conductive substrate body made of the thermally conductive material.

また、例えば、車両の電動パワーステアリング装置などに用いられる電動モータの制御装置などでは、上記装置を車両内に搭載する必要があることから装置を小型化する要請が高い。しかし、従来から、上記電動パワーステアリング装置の制御装置における、モータ駆動などを行うための大電力を扱うパワー半導体を実装する専用基板(パワー基板)と、センサ系などの情報に基づいた制御演算を行うなどの小電力を扱う制御基板とは、上記制御装置内部で別々に構成されていた。   Further, for example, in a control device of an electric motor used for an electric power steering device of a vehicle or the like, there is a high demand for downsizing of the device since the above device needs to be mounted in the vehicle. However, conventionally, in the control device of the above-mentioned electric power steering apparatus, control calculation based on information such as a dedicated substrate (power substrate) on which a power semiconductor handling high power for driving a motor and the like is mounted And the control board which handles small electric power, etc. were comprised separately inside the said control apparatus.

すなわち、従来、上記パワー基板には、アルミニウムなどからなる金属支持板上の表面に薄い絶縁体層を介して導体箔(銅製ホイル)を張り合わせて、この導体箔をエッチングすることにより配線パターンを形成する基板が用いられており、これに対して上記制御基板は、専用マイコンを搭載した4層以上の積層基板が用いられている。そして、上記制御装置では、例えば図14に従来の制御装置1400の例を側断面図で示したように、パワー基板1410と制御基板1430との2枚の基板を上下2段に積み上げる構成となっており、これを上記2つの基板間に実装した多極コネクタ1450などで電気的に接続する構造を採用していた。   That is, conventionally, a conductor pattern (copper foil) is pasted on the surface of a metal supporting plate made of aluminum or the like via a thin insulator layer, and a wiring pattern is formed by etching the conductor foil. On the other hand, the control substrate is a laminated substrate of four or more layers on which a dedicated microcomputer is mounted. Then, in the control device, as shown in a side sectional view of an example of the conventional control device 1400 in FIG. 14, for example, two substrates of the power substrate 1410 and the control substrate 1430 are stacked in upper and lower two stages. A structure in which this is electrically connected by a multipolar connector 1450 or the like mounted between the two substrates is employed.

そのため、上記のような制御装置の小型化(薄型化)には、上記のような2段2枚構成の基板を1枚の基板へ複合化する必要があったが、解決すべき課題が多かった。例えば、上記の様な構成では、配線パターンの形成をエッチングにより行うため、上記導体箔は70μm程度の薄いものが用いられるため、大電流が流れるようなパワー回路を構成する際にはその配線抵抗が問題となっていた。また、上記基板では、放熱特性は熱伝達係数の低い上記の絶縁体層により制限を受けてしまい、十分な放熱性能が得られないという課題があった。   Therefore, in order to miniaturize (thin) the control device as described above, it was necessary to combine the above-described two-stage two-sheet substrate into one substrate, but there are many problems to be solved. The For example, in the configuration as described above, since the wiring pattern is formed by etching, the conductor foil is used as thin as about 70 μm, so when constructing a power circuit where a large current flows, the wiring resistance Was a problem. Moreover, in the said board | substrate, the thermal radiation characteristic receives a restriction | limiting by said insulator layer with a low heat transfer coefficient, and the subject that sufficient thermal radiation performance was not obtained occurred.

そこで本発明は、上記の問題や課題の解決を目的とするものであり、上記パワー半導体等が実装された基板の放熱を効率的に行うと共に、上記のように、大電力を扱うパワー半導体等を実装するような専用基板(パワー基板)と小電力を扱う制御基板とを複合化して一体の基板とした場合の放熱性等の問題を改善することを課題とする。   Therefore, the present invention aims to solve the above problems and problems, and efficiently dissipates heat of the substrate on which the above power semiconductor and the like are mounted and, as described above, a power semiconductor and the like that handle large electric power. It is an object of the present invention to solve the problem of heat dissipation and the like in the case where a dedicated substrate (power substrate) to be mounted is combined with a control substrate handling small electric power to form an integrated substrate.

上記課題を解決するために本発明は、部品実装面側に電子部品を実装するための回路が形成された基板と、前記基板の部品実装面側とは裏面側の全部又は一部に放熱体を配設した放熱基板であって、前記基板の裏面側から前記部品実装面側に向けて穴部を設け、前記穴部は前記穴部の前記部品実装面側で前記基板を貫通することなく、前記基板の部品実装面側に形成された回路を構成する導体膜の下部に薄厚部を残して形成し、前記基板の部品実装面側に配置された発熱性電子部品に前記薄厚部を介して対向するように設けられ、前記発熱性電子部品が前記基板に実装される際の接面形状に内接する形状を有する円筒状であって、前記内接する円形状の外側の基板部分で前記発熱性電子部品の支持を行い、前記穴部の内側には、前記放熱体側から前記穴部の上面に向かって伝導体を立設して設け、前記伝導体は、前記放熱体を底面とした円柱の廻りに熱伝導板を渦巻き状に立設した形状を有し、前記穴部の内側の内面と前記穴部の内側に立設された前記伝導体との間には、充填体が配され、前記充填体には窒化アルミニウムの粒を混入させ、前記放熱体は前記基板の裏面側の板面側では板面と平行な一体のものとして形成され、前記放熱体と前記伝導体とは同一の素材により形成され、前記伝導体の表面及び前記放熱体の前記基板に面した部分とはアルマイト処理されたアルミニウムであることを特徴とする放熱基板を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention is a substrate on which a circuit for mounting an electronic component is formed on the component mounting surface side, and a radiator on all or part of the back surface side of the substrate on the component mounting surface side. A hole is provided from the back surface side of the substrate toward the component mounting surface, and the hole does not penetrate the substrate on the component mounting surface side of the hole. A thin film portion is formed on the lower side of a conductive film constituting a circuit formed on the component mounting surface side of the substrate, and the heat generating electronic component disposed on the component mounting surface side of the substrate is formed via the thin thickness portion. provided so as to face Te, wherein a cylindrical heat generating electronic components has a circular shape inscribed in contact surface shape when mounted on the substrate, wherein a circular-shaped outer substrate portion in contact in the The heat dissipating member is supported, and the heat dissipating member is provided inside the hole. From provided erected conductor toward the upper surface of the hole, the conductor, the heat conductive plate has a shape vertically spirally around the cylinder to the bottom surface of the radiator, the A filler is disposed between the inner surface inside the hole and the conductor erected inside the hole, particles of aluminum nitride are mixed in the filler, and the heat sink is The heat sink and the conductor are formed of the same material, and are formed on the surface of the conductor and the substrate of the heat sink. Provided is a heat dissipation substrate characterized in that the facing portion is anodized aluminum.

また、上記課題の解決は、前記放熱基板において、前記穴部の内面は熱伝導体による被覆が施されていることにより、或いは、前記熱伝導体による被覆は、前記穴部の内面に施された銅メッキであることにより、或いは、前記伝導体は金属からなる熱伝導材料であることにより、更に効果的に達成される。 Also, solving the above problems, the Te radiating substrate smell, the inner surface of the front Kiana portion by covering with the heat conductor has been applied or coated by the heat conductor, the inner surface of the hole Ri by that it is decorated with copper plating, Or, the conductor by a thermally conductive material made of metal, is more effectively achieved.

また、上記課題の解決は、前記薄厚部の厚さが0であることにより、或いは、前記基板は多層基板であることにより、更に効果的に達成される。   Further, the solution of the above-mentioned problems can be achieved more effectively by the thickness of the thin portion being zero or by the substrate being a multilayer substrate.

また、上記課題の解決は、前記放熱基板により、パワー基板と制御基板とを一体化したことにより、或いは、前記放熱基板を有する制御装置により、或いは、前記制御装置を有する電動パワーステアリング装置により、更に効果的に達成される。   Further, to solve the above problems, the heat dissipation substrate integrates the power substrate and the control substrate, or the control device having the heat dissipation substrate, or the electric power steering device having the control device. It is achieved more effectively.

本発明では、従来別々の基板構成としていたパワー基板と制御基板とを、一の基板上に複合化(2枚の基板を1枚の基板へ複合化)し、上記基板上に実装されるパワー半導体等の発熱する電子部品の直下に相当する位置に、上記電子部品実装面の裏側から上記基板に穴部を設けて、その中に放熱体から立設した熱伝導材料からなる伝導体を埋め込む構成としている。そのため、本発明による放熱基板では、上記パワー半導体等が実装された基板からの放熱を従来よりも一層効率的に行うと共に、上記パワー基板と制御基板とを複合化して一体の基板とした場合の放熱性等の熱問題を改善することが可能である。   In the present invention, a power substrate and a control substrate, which have been provided as separate substrate configurations, are compounded on one substrate (two substrates are compounded on one substrate), and the power mounted on the above substrate A hole is provided in the substrate from the back side of the electronic component mounting surface at a position corresponding to the position directly below the heat generating electronic component such as a semiconductor, and a conductor made of a heat conductive material erected from a heat sink is embedded therein. It has composition. Therefore, in the heat dissipation board according to the present invention, the heat dissipation from the board on which the power semiconductor or the like is mounted is more efficiently performed than before, and the power board and the control board are compounded into an integral board. It is possible to improve thermal problems such as heat dissipation.

そして、本発明による放熱基板では、上記穴部の内面に熱伝導体による被覆を設けたり、上記伝導体を金属等で構成し表面をアルマイト処理したり、上記穴部と伝導体との間に充填体を配し、上記充填体に窒化アルミニウム粒を混入したりなどすることにより、或いは、これらの構成を適宜組み合わせることにより、更に一層の放熱性の向上を図ることが可能である。   In the heat dissipation substrate according to the present invention, the inner surface of the hole is coated with a heat conductor, the conductor is made of metal or the like and the surface is alumite treated, or between the hole and the conductor It is possible to further improve the heat dissipation by arranging a filler and mixing aluminum nitride particles in the filler, or by combining these components as appropriate.

電動パワーステアリング装置の一般的な構成を示した図である。It is a figure showing the general composition of an electric power steering device. 本発明の放熱基板の例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the example of the thermal radiation board | substrate of this invention. (A)、(C)は伝導体の形状例を示した斜視図であり、(B)は伝導体の他の形状例を示す半断面斜視図である。(A) and (C) are perspective views showing an example of the shape of the conductor, and (B) is a half sectional perspective view showing another example of the shape of the conductor. 本発明の基板に構成された穴部の内面に熱伝導体による被覆を施した例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the example which provided the coating | cover by a heat conductor on the inner surface of the hole comprised by the board | substrate of this invention. 本発明による基板の伝導体を金属で構成し、その表面をアルマイト処理されたアルミニウムで構成した例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the example which comprised the conductor of the board | substrate by this invention with a metal, and comprised the alumite-treated aluminum for the surface. 図5に示したと同様の構成において、伝導体の内部を銅などのアルミニウムよりも熱伝導性の高い別の熱伝導材料により構成した例を示す側断面図である。FIG. 6 is a side cross-sectional view showing an example in which the inside of a conductor is made of another heat conductive material having a higher heat conductivity than aluminum such as copper and the like in the configuration shown in FIG. 5; 本発明による基板の穴部の内面に熱伝導体による被覆を施すと共に、伝導体を金属で構成し、その表面をアルマイト処理されたアルミニウムで構成した例を示す側断面図である。While coating the inside with the heat conductor on the inner surface of the hole of the substrate according to the present invention, the conductor is made of metal, and the surface is made of alumite-treated aluminum. 本発明による基板の穴部の内側の内面と前記穴部120の内側に立設された伝導体との間の充填体に窒化アルミニウム粒を混入させた例を示す側断面図である。FIG. 6 is a side cross sectional view showing an example in which aluminum nitride particles are mixed in a filler between an inner surface inside a hole of a substrate according to the present invention and a conductor erected inside the hole 120; 本発明による基板の穴部の内面に熱伝導体による被覆を施すことに加えて、充填体に窒化アルミニウム粒を混入させた例を示す側断面図である。In addition to coating with the heat conductor on the inner surface of the hole of the substrate according to the present invention, it is a side sectional view showing an example in which aluminum nitride particles are mixed in the filler. 本発明による基板の伝導体の表面をアルマイトとすることに加えて、充填体に窒化アルミニウム粒を混入させた例を示す側断面図である。In addition to making the surface of the conductor of the board | substrate by this invention into alumite, it is a sectional side view which shows the example which mixed the aluminum-nitride particle | grains in the filler. 本発明による基板の穴部の内面に熱伝導体による被覆を施すと共に、伝導体を金属で構成し、その表面をアルマイト処理されたアルミニウムで構成した上で、更に、充填体に窒化アルミニウム粒を混入させる構成を採用した例を示す側断面図である。The coating according to the present invention is coated with a heat conductor on the inner surface of the hole of the substrate, the conductor is made of metal, the surface is made of alumite-treated aluminum, and aluminum nitride particles are further added to the filler. It is a side sectional view showing the example which adopted the composition made to mix. 本発明による基板の導体膜の下面の一部を利用して穴部を形成した場合の例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the example at the time of forming a hole part using a part of lower surface of the conductor film of the board | substrate by this invention. 本発明による放熱基板を有する制御装置の例を示す側断面図である。It is a side sectional view showing an example of a control device which has a heat dissipation board by the present invention. 従来の2つの基板を有する制御装置の側断面図である。It is a sectional side view of the control device which has two conventional substrates.

以下に、本発明の放熱基板の構成例を車両の電動パワーステアリング装置などに用いられる電動モータの制御装置に用いた場合を例として、本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described by taking a case where the configuration example of the heat dissipation board of the present invention is used for a control device of an electric motor used for an electric power steering device of a vehicle or the like.

ここで、上記電動パワーステアリング装置は、車両のステアリング機構に電動モータの回転力で操舵補助力(アシスト力)を付与するものであり、モータの駆動力を減速機構を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力を付与するようになっている。そして、このような電動パワーステアリング装置(EPS)は、操舵補助力のトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。   Here, the electric power steering device applies a steering assist force (assist force) to the steering mechanism of the vehicle by the rotational force of the electric motor, and the driving force of the motor is a gear or a belt via the reduction mechanism. The transmission mechanism applies a steering assist force to the steering shaft or the rack shaft. Then, such an electric power steering apparatus (EPS) performs feedback control of a motor current in order to generate a torque of a steering assist force accurately.

かかるフィードバック制御は、操舵補助指令値(電流指令値)と電動モータ電流検出値との差が小さくなるように電動モータ印加電圧を調整するものであり、電動モータ印加電圧の調整は、一般的にPWM(パルス幅変調)制御のデューティ(Duty)の調整で行っている。   The feedback control is to adjust the voltage applied to the electric motor so that the difference between the steering assist command value (current command value) and the detected value of the electric motor current becomes smaller, and the adjustment of the voltage applied to the electric motor is generally performed. This is performed by adjusting the duty (Duty) of PWM (pulse width modulation) control.

上記の電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図1に示して説明すると、ハンドル1のコラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)2は減速機構3の減速ギア、ユニバーサルジョイント4a及び4b、ピニオンラック機構5、タイロッド6a,6bを経て、更にハブユニット7a,7bを介して操向車輪8L,8Rに連結されている。また、コラム軸2には、ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ10及び操舵角θを検出する舵角センサ14が設けられており、ハンドル1の操舵力を補助するモータ20が減速機構3の減速ギア(ギア比n)を介してコラム軸2に連結されている。   The general configuration of the above-described electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. 1. The column shaft (steering shaft, handle shaft) 2 of the steering wheel 1 is a reduction gear of the reduction mechanism 3, universal joints 4a and 4b, and a pinion rack mechanism 5, through tie rods 6a and 6b, and further connected to steering wheels 8L and 8R via hub units 7a and 7b. Further, the column shaft 2 is provided with a torque sensor 10 for detecting a steering torque of the steering wheel 1 and a steering angle sensor 14 for detecting a steering angle θ, and the motor 20 for assisting the steering force of the steering wheel 1 has a speed reducing mechanism 3. Is connected to the column shaft 2 via a reduction gear (gear ratio n).

そして、上記の電動パワーステアリング装置を制御する制御装置30であるコントロールユニット(ECU)は、マイクロコントロールユニット(MCU)を基幹部品として構成され、バッテリ13から電力が供給されると共に、イグニションキー11を経てイグニションキー信号が入力される。   A control unit (ECU), which is a control unit 30 for controlling the electric power steering apparatus described above, is configured with a micro control unit (MCU) as a basic component, and supplied with power from the battery 13 and an ignition key 11 After that, an ignition key signal is input.

このように構成される制御装置30では、トルクセンサ10で検出された操舵トルクThと車速センサ12で検出された車速Velとに基づいてアシスト(操舵補助)指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Vrefによって電動モータ20に供給する電流を制御する。なお、舵角センサ14は必須のものではなく、配設されていなくても良く、電動モータに連結されたレゾルバ等の回転位置センサから操舵角を取得することも可能である。   The control device 30 configured as described above calculates the current command value of the assist (steering assist) command based on the steering torque Th detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vel detected by the vehicle speed sensor 12. The current supplied to the electric motor 20 is controlled by the voltage control command value Vref obtained by compensating the current command value. The steering angle sensor 14 is not essential and may not be provided. It is also possible to obtain a steering angle from a rotational position sensor such as a resolver connected to an electric motor.

また、上記制御装置30には、車両の各種情報を授受するCAN(Controller Area Network)50が接続されており、車速VelはCAN50から受信することも可能である。また、制御装置30には、CAN50以外の通信、アナログ/ディジタル信号、電波等を授受する非CAN51も接続されている。   Further, a CAN (Controller Area Network) 50 for exchanging various information of the vehicle is connected to the control device 30, and the vehicle speed Vel can also be received from the CAN 50. The control device 30 is also connected to a non-CAN 51 that transmits and receives communications other than the CAN 50, analog / digital signals, radio waves, and the like.

そして、上記のように構成される電動パワーステアリング装置において、上記制御装置30の内部に設けられる、本発明の放熱基板100は、例えば、次のように構成されている。なお、以下の説明では、同一の構成要素については、他の形態を採り得るものについても同一の記号を用い、重複する説明や構成については、一部省略する場合がある。また、本発明の理解を容易にするために、電子部品と放熱基板の大きさ並びに制御装置のケース等との比率や図面の縮尺は、実際のものとは適宜変更して表現する場合が有る。   Further, in the electric power steering apparatus configured as described above, the heat dissipation board 100 of the present invention provided inside the control device 30 is configured as follows, for example. In the following description, with regard to the same components, the same symbols may be used for those which can adopt other forms, and overlapping descriptions and configurations may be partially omitted. Further, in order to facilitate understanding of the present invention, the size of the electronic component and the heat dissipation board, the ratio between the case of the control device, etc., and the scale of the drawings may be appropriately changed and expressed. .

図2は、本発明の放熱基板100の例を示した側断面図である。本発明の放熱基板100は、基本的には、部品実装面130側に各種電子部品ECを実装するための回路(図示しない)が形成された基板110と、前記基板110の電子部品実装面130側とは反対側の面である裏面150側に放熱体170を配した構造を採用している。   FIG. 2 is a side cross-sectional view showing an example of the heat dissipation substrate 100 of the present invention. The heat dissipation substrate 100 of the present invention basically has a substrate 110 on which a circuit (not shown) for mounting various electronic components EC is formed on the component mounting surface 130 side, and the electronic component mounting surface 130 of the substrate 110. A structure in which a heat sink 170 is disposed on the back surface 150 side which is the surface opposite to the side is employed.

そして、ここで、上記基板110の種類については、特に限定を設けるものではないため、多層基板でも良く、上記実施形態では、上記基板110として多層基板を用いた例を示している。なお、上記部品実装面側130とその裏面150等の区分は本発明を説明するための便宜上のものであるため、一つの基板上の両面又はいずれの面についても上記電子部品ECを実装する領域を設けることが可能であり、そのような場合には、いずれか一方の面を上記電子部品ECを実装する領域として、その領域の裏面部分に上記放熱体170を設けるなどの構成を採用することも可能である。   Here, the type of the substrate 110 is not particularly limited, and may be a multilayer substrate. In the above embodiment, an example in which a multilayer substrate is used as the substrate 110 is shown. Since the division such as the component mounting surface side 130 and the back surface 150 thereof is for the convenience of describing the present invention, the area on which the electronic component EC is mounted on both surfaces or any surface on one substrate In such a case, a configuration such as providing the heat sink 170 on the back surface portion of the area as the area on which the electronic component EC is mounted is adopted as one of the surfaces of the electronic component EC. Is also possible.

また、上記基板110には、上記基板110の裏面150側から穴部120が設けられている。上記穴部120は、上記基板110の裏面150側から上記電子部品実装面130側に向けて設けられた穴であり、上記穴部120は上記電子部品実装面130側でこれを貫通することなく、前記電子部品実装面130側との間に、上記電子部品ECを実装するための形態を維持する強度を保持できる程度の厚さの薄厚部Tを残して形成されている。なお、ここで、上記穴部120は、基板の構成や上記基板に実装される電子部品の数や種類等に応じて、一つ又は複数設けることが可能である。   Further, the hole portion 120 is provided in the substrate 110 from the back surface 150 side of the substrate 110. The hole 120 is a hole provided from the back surface 150 side of the substrate 110 toward the electronic component mounting surface 130, and the hole 120 is not penetrated on the electronic component mounting surface 130 side. A thin portion T having a thickness sufficient to maintain the strength for maintaining the form for mounting the electronic component EC is formed between the electronic component mounting surface 130 side and the thin film portion T side. Here, one or more holes 120 can be provided depending on the configuration of the substrate and the number and type of electronic components mounted on the substrate.

また、上記穴部120は上記電子部品実装面130側に実装された電子部品ECからの発熱を効率よく伝導することが可能なように、上記電子部品実装面130のうち、上記電子部品ECが実装された部分の裏面側のいわば直下の位置に形成するようにすることが望ましく、更に、同様の理由から、上記穴部120は、上記電子部品ECのうちでも、特に発熱量の大きいパワー半導体等の直下に形成することが更に望ましい。   Further, the electronic component EC of the electronic component mounting surface 130 is provided so that the hole 120 can efficiently conduct heat generated from the electronic component EC mounted on the electronic component mounting surface 130 side. It is desirable that the hole 120 be formed at a position immediately below the back side of the mounted portion, so to speak, and for the same reason, the hole 120 is a power semiconductor having a particularly large amount of heat generation among the electronic components EC. It is more desirable to form immediately under the like.

また、上記薄厚部Tは、上記電子部品実装面130側に形成された回路を構成する導体膜(銅ホイル等)113等の直下やそれ以外の部分の絶縁体115により構成されるものであり、上記絶縁体115は基板を構成する樹脂などで形成されている。そのため、上記薄厚部Tの厚さdは、本発明の趣旨からは、上記銅ホイル等の導体膜113等の直下と穴部120内との間で直接熱伝導が可能なように、d=0とするように構成する事が望ましい。しかし、上記薄厚部Tの厚さは、あまり薄くすると上記電子部品実装面130側の強度が低下することから、上記電子部品ECの実装に支障が生ずる。そのため、上記薄厚部Tの厚さdは、上記導体膜113の厚さと合わせて上記電子部品ECを実装するための上記電子部品実装面130側の形態を維持する強度を保持できると同時に、上記電子部品実装面130側から発生した熱を効率よく上記穴部120内に伝導できるように、可能な限り薄くすることが望ましい。   Further, the thin portion T is constituted by the insulator 115 immediately below the conductor film (copper foil etc.) 113 etc. constituting the circuit formed on the electronic component mounting surface 130 side and the other part. The insulator 115 is formed of a resin or the like that constitutes a substrate. Therefore, for the purpose of the present invention, the thickness d of the thin portion T is such that direct thermal conduction is possible between the lower portion of the conductor film 113 or the like such as the copper foil and the inside of the hole portion 120. It is desirable to be configured to be 0. However, if the thickness of the thin portion T is too thin, the strength on the side of the electronic component mounting surface 130 is reduced, which causes problems in the mounting of the electronic component EC. Therefore, the thickness d of the thin portion T can maintain the strength on the side of the electronic component mounting surface 130 for mounting the electronic component EC in combination with the thickness of the conductive film 113, and at the same time, the thickness d It is desirable to make as thin as possible so that the heat generated from the electronic component mounting surface 130 can be efficiently conducted into the hole 120.

なお、上記穴部120の、基板110の裏面150側に形成される開口形状は、上記電子部品ECが上記電子部品実装面130に実装される際の接面形状等に合わせて自由な形状を採用することが可能である。そのため、上記開口形状は円や四角形状等の任意の形状を選択可能であり、開口形状を円とした場合は上記穴部120は円筒状の空間となり、四角形状とした場合には上記穴部120は角柱状の空間を形成することになる。また、上記開口形状を上記電子部品ECが上記電子部品実装面130に実装される際の接面形状とは異なるものとして、(例えば、上記電子部品の実装面が四角形の場合に上記開口形状をこれに内接する円形状とし、上記穴部120の形状を円筒状としつつ上記電子部品ECの支持を当該内接する円形状の外側の基板部分で行う事で、)上記穴部120周囲の強度を維持しつつ上記薄厚部Tの厚さを薄くし、上記電子部品ECからの放熱性の向上を図ることも可能である。   In addition, the opening shape formed on the back surface 150 side of the substrate 110 of the hole 120 has a free shape in accordance with the contact surface shape etc. when the electronic component EC is mounted on the electronic component mounting surface 130. It is possible to adopt. Therefore, the opening shape may be any shape such as a circle or a square, and the hole 120 is a cylindrical space when the opening is circular, and the hole is a square when the opening is square. 120 will form a prismatic space. The opening shape is different from the contact surface shape when the electronic component EC is mounted on the electronic component mounting surface 130 (for example, when the mounting surface of the electronic component is a quadrangle, the opening shape is By making the shape of the hole 120 cylindrical and inscribed in the circular shape, the support of the electronic component EC is carried out by the substrate portion of the circular outer side inscribed in the circle), and the strength around the hole 120 is obtained. It is also possible to reduce the thickness of the thin portion T while maintaining it, and to improve the heat dissipation from the electronic component EC.

また、前記基板110の電子部品実装面130側とは反対側の面である裏面150側に配設された放熱体170は、上記基板110からの熱を上記基板110外へ伝導させる機能を有するものである。   In addition, the heat sink 170 disposed on the back surface 150 side, which is the surface opposite to the electronic component mounting surface 130 side of the substrate 110, has a function to conduct the heat from the substrate 110 to the outside of the substrate 110. It is a thing.

そのため、上記放熱体170は、金属材料や各種放熱フィラー等を含んだポリカーボネート樹脂などのエラストマ等の熱伝導材料を用いることが可能であり、特に素材に限定を設けるものではない。但し、例えば、電子部品ECとしてFETなどを実装する場合には、上記FETの放熱面がアルミニウム等のため、これらより熱伝導特性の良いものが更に望ましい。   Therefore, the heat dissipating member 170 can use a heat conductive material such as an elastomer such as a polycarbonate resin containing a metal material and various heat dissipating fillers, and the material is not particularly limited. However, for example, when an FET or the like is mounted as the electronic component EC, the heat dissipating surface of the FET is aluminum or the like, so it is more preferable that the heat conductivity is better than these.

そして、上記放熱体170は、上記基板からの熱を上記基板外へ効率よく伝導させるために、上記裏面150側のうち、上記穴部120の開口部等に面して設けられる。そのため、上記放熱体170は、上記電子部品実装面130からの熱を前記穴部120を介して上記基板外へ伝導させることが可能な構成となっている。なお、上記放熱体170は基板110の構成や基板上に形成される回路に応じて、上記基板の裏面150の全部又は一部に配設することが可能であり、上記穴部120と、後述するように、伝導体180とを設けることにより、これらと共働して、効率的に上記基板に実装された電子部品ECからの放熱を行うことが可能である。   The heat sink 170 is provided to face the opening of the hole 120 and the like on the back surface 150 side in order to efficiently conduct the heat from the substrate to the outside of the substrate. Therefore, the heat dissipating member 170 is configured to be able to conduct the heat from the electronic component mounting surface 130 to the outside of the substrate through the hole 120. Note that the heat dissipating member 170 can be disposed on all or part of the back surface 150 of the substrate depending on the configuration of the substrate 110 and the circuit formed on the substrate, and the hole 120 and the after-mentioned will be described later. As described above, by providing the conductor 180, it is possible to cooperate with them to efficiently dissipate heat from the electronic component EC mounted on the substrate.

また、上記放熱体170の形状は、基本的には、上記実施形態では上記基板の板面と平行に設けられた板状に形成されている。しかし、上記放熱体170の形状は、上記基板110の裏面側150の板面側では、上記基板110の板面と平行に形成して、相互に対面する場合の面積を最大化することが望ましいものの、その厚さや、上記基板110の裏面側150の板面に面しない側については形状に限定を設けるものではない。そのため、本発明の放熱基板100が設けられるケースの内面形状等に応じて、全体をブロック形状としたり、上記基板100の裏面側150の板面に面しない側について凹凸等を設けたりしたものであっても構わない。   Moreover, the shape of the said heat sink 170 is fundamentally formed in the said embodiment in the plate shape provided in parallel with the plate surface of the said board | substrate. However, it is desirable that the shape of the heat dissipating member 170 be formed parallel to the plate surface of the substrate 110 on the plate surface side of the back surface side 150 of the substrate 110 to maximize the area when facing each other However, the shape of the thickness and the side not facing the plate surface of the back surface side 150 of the substrate 110 are not limited. Therefore, depending on the inner surface shape and the like of the case where the heat dissipation substrate 100 of the present invention is provided, the whole may be formed into a block shape, or irregularities or the like may be provided on the back surface 150 side of the substrate 100 not facing the plate surface. It does not matter.

また、本発明では、更に、上記放熱体170から上記穴部120の内側の上記穴部120の上面(上記薄厚部T側)に向かって、伝導体180が立設して設けられている。上記伝導体180は、上記電子部品実装面130からの前記穴部120に伝導される熱を更に効率よく上記放熱体170に伝導するためのものである。そのため、上記伝導体180は、例えば、銅やアルミニウムといった金属材料などの熱伝導材料を用いることも可能であり、上記放熱体170と同一の素材により上記放熱体170の成形の際に併せて形成されたものを用いても良く、更に、後述するように表面をアルマイトなどに加工したものであっても良い。   Further, in the present invention, a conductor 180 is provided upright from the heat sink 170 toward the upper surface (the thin portion T side) of the hole 120 inside the hole 120. The conductor 180 is for more efficiently conducting the heat conducted from the electronic component mounting surface 130 to the hole 120 to the heat radiator 170. Therefore, it is also possible to use a heat conductive material such as a metal material such as copper or aluminum, for example, and the conductor 180 is formed at the time of forming the heat dissipating member 170 with the same material as the heat dissipating member 170. What was used may be used, and further, as described later, the surface may be processed into alumite or the like.

そして、上記伝導体180の形状は、上記穴部120の形状等に応じて任意の形状を選択することが可能である。そのため、例えば、上記放熱体170を底面とした円柱状や角柱状、或いは、図3(A)に斜視図で示したように伝導体180の底面を星形等の多角形状等にしたり、図3(B)に半断面斜視図で示したように複数の円盤形状を有するフィンを中心部で結合することにより立設したり、或いは、図3(C)に斜視図で示したように上記放熱体170を底面とした円柱の廻りに渦巻き状の熱伝導板を立設するなどして、熱伝導乃至熱吸収のための表面積を増加させた形状等を採用することも可能である。   The shape of the conductor 180 can be selected arbitrarily according to the shape of the hole 120 and the like. Therefore, for example, a cylindrical or prismatic shape with the heat dissipating member 170 as the bottom surface, or the bottom surface of the conductor 180 in the shape of a polygon such as a star as shown in a perspective view in FIG. As shown in a half sectional perspective view in 3 (B), a plurality of disc-shaped fins are erected by connecting at the central portion, or as shown in a perspective view in FIG. It is also possible to adopt a shape or the like in which the surface area for heat conduction or heat absorption is increased by, for example, erecting a spiral heat conduction plate around a circular column with the heat sink 170 at the bottom.

また、本発明では、上記伝導体180と上記穴部120の内面との間には、更に充填体190を設ける構成を採用することも可能である。上記充填体190には、一般的な放熱材料(Thermal Interface Material、TIM)を用いることが可能であるが、上記放熱材料TIMのうちでも充填性の向上や、熱変形に対する緩衝性からは、熱伝導性グリースや比較的変形が容易な軟質の樹脂材料などを用いることがさらに望ましい。また、上記充填体190は、基板110と上記伝導体180乃至放熱体170との間の絶縁性の確保や、上記基板110が積層基板である場合の当該積層基板相互間の絶縁性の確保のためなどから、絶縁性のあることが望ましい。そのため、本発明では後述するように、上記充填体に窒化アルミニウム粒を混入する構成とすることも可能である。   In the present invention, it is also possible to adopt a configuration in which a filler 190 is further provided between the conductor 180 and the inner surface of the hole 120. Although a general heat dissipating material (Thermal Interface Material, TIM) can be used for the filler 190, it is possible to use the heat dissipating material TIM among the heat dissipating material TIM, from the viewpoint of the improvement of the filling property and the buffer property against thermal deformation It is further desirable to use conductive grease or a soft resin material which is relatively easy to deform. Further, the filler 190 secures the insulation between the substrate 110 and the conductor 180 to the radiator 170, and also ensures the insulation between the laminated substrates when the substrate 110 is a laminated substrate. Insulating properties are desirable because of this. Therefore, in the present invention, as described later, it is also possible to mix aluminum nitride particles in the filler.

本発明では、このような充填体190を採用することにより、上記穴部120の内面から上記熱伝導材料等からなる伝導体180への熱伝導を促進させると共に、上記充填体190のための空間を上記伝導体180と上記穴部120の内面との間に設けることにより、上記穴部120が設けられた基板110の熱膨張率と上記伝導体180の熱膨張率との違いによる体積変化等を吸収できる構成となっている。したがって、上記充填体190を介することにより、上記基板110と上記伝導体180との構成要素間で熱膨張率の違いによる寸法の変化があったとしても、こうした変化が相互に直接影響を及ぼし合うことが無く、そのため、上記伝導体180の膨張などにより、上記基板110に変形やひび割れ乃至銅箔部の剥離などの影響が生ずることを防止することが可能である。   In the present invention, by adopting such a filler 190, heat conduction from the inner surface of the hole 120 to the conductor 180 made of the heat conductive material and the like is promoted, and a space for the filler 190 is obtained. Between the conductor 180 and the inner surface of the hole 120, the volume change due to the difference between the coefficient of thermal expansion of the substrate 110 provided with the hole 120 and the coefficient of thermal expansion of the conductor 180, etc. It can be absorbed. Therefore, even if there is a change in dimension due to a difference in thermal expansion coefficient between the components of the substrate 110 and the conductor 180, the change directly affects each other through the filler 190. Therefore, it is possible to prevent the substrate 110 from being affected by deformation, cracking or peeling of the copper foil portion due to expansion of the conductor 180 or the like.

また、上記充填体190は、上記伝導体180と上記穴部120との間のみならず、放熱体170の上記基板110側に面した側全体に設ける構成としても良く、これにより上記基板110側からの放熱を一層効率的に行うことが可能である。   Further, the filler 190 may be provided not only between the conductor 180 and the hole 120, but also on the entire side of the heat sink 170 facing the substrate 110, whereby the substrate 110 is provided. It is possible to dissipate heat from the heat more efficiently.

以上に説明した本発明の実施形態である上記放熱基板100は、いわば基本形であり、本発明では、次のように、本発明の放熱基板の各構成要素を、適宜異なる構成に変更することにより、上記放熱基板を形成することも可能である。   The heat dissipation substrate 100, which is the embodiment of the present invention described above, is a so-called basic type, and in the present invention, each component of the heat dissipation substrate of the present invention is appropriately changed to different configurations as follows. It is also possible to form the heat dissipation substrate.

例えば、図4に記載した放熱基板400の例は、上記基板に構成された穴部120の内面に熱伝導体による被覆125を施した例を示したものである。   For example, the example of the heat dissipation substrate 400 described in FIG. 4 is an example in which the inner surface of the hole 120 formed in the substrate is coated with a coating 125 of a heat conductor.

上記被覆部125は、上記穴部120の内面全体を上記内面に沿って覆うように構成されるものであり、上記穴部120が複数設けられている場合には、上記基板110の裏面150側にあるこれら複数の上記穴部120の開口部間を更に覆うように延伸して設けても良い。そして、上記被覆部125を構成する上記熱伝導体には特に限定を設けるものではないが、銅などの高熱伝導性の素材を使用することも可能であり、このような場合には、上記被覆は、メッキによる加工によるものであっても良い。   The covering portion 125 is configured to cover the entire inner surface of the hole portion 120 along the inner surface, and when a plurality of the hole portions 120 are provided, the back surface 150 side of the substrate 110 is provided. It may be extended so as to further cover between the openings of the plurality of holes 120 in the above. And although there is no limitation in particular in the above-mentioned heat conductor which constitutes the above-mentioned covering part 125, it is also possible to use materials of high thermal conductivity, such as copper, and in such a case, the above-mentioned covering May be processed by plating.

本発明では、このように上記穴部120の内面に熱伝導体による被覆部125を施すことにより、上記発熱性の電子部品EC等からの熱を、上記被覆部125により上記穴部120へ導き出し、放熱体170などが設けられた外部方向へ、より効率良く伝達させることが可能である。そのため、上記穴部120の内側に立設して設けられた伝導体180に、更に効率よく伝熱させることも可能である。   In the present invention, by applying the coating 125 of the heat conductor to the inner surface of the hole 120 as described above, the heat from the heat-generating electronic component EC is drawn to the hole 120 by the coating 125. It is possible to more efficiently transmit in the external direction where the heat sink 170 and the like are provided. Therefore, it is also possible to more efficiently transfer heat to the conductor 180 provided upright inside the hole 120.

また、同様に、上記被覆部125を施すことにより、上記穴部120の内側に充填体190を設ける構成を採用した場合には、上記充填体190の構成物質(例えば、上記熱伝導性グリース等やオイルなど)が上記多層基板110等の層間や内部に浸透することを防止することが可能となる。そのため、上記基板100の腐食等の影響が無くなることで、長期間にわたり製品の機能(品質)を安定して維持することも可能である。   Similarly, when the configuration in which the filling body 190 is provided inside the hole portion 120 by applying the covering portion 125, the constituent material of the filling body 190 (for example, the above-mentioned thermal conductive grease or the like) And oil etc. can be prevented from infiltrating between the layers and inside of the multilayer substrate 110 and the like. Therefore, it is also possible to stably maintain the function (quality) of the product over a long period of time by eliminating the influence of the corrosion of the substrate 100 and the like.

更に、上記被覆部125は、上記穴部120の内面に対し一定の強度を付与することが可能である。そのため、上記穴部120を複数設けることによる基板自体の剛性の低下や、基板の全面にわたるソリ等の発生を抑制する効果があり、それによって、上記薄厚部Tの厚さを更に減少させることができるなどの効果も有している。したがって、後述するように、上記薄厚部Tの厚さdを0とする事も可能である。   Furthermore, the covering portion 125 can impart a certain strength to the inner surface of the hole portion 120. Therefore, the provision of a plurality of holes 120 has an effect of suppressing the reduction in the rigidity of the substrate itself and the occurrence of warpage or the like over the entire surface of the substrate, thereby further reducing the thickness of the thin portion T. It also has effects such as can. Therefore, as described later, it is also possible to set the thickness d of the thin portion T to zero.

また、例えば、図5に記載した放熱基板500の例は、本発明を構成する伝導体180を金属で構成し、その表面をアルマイト処理されたアルミニウムで構成した例を示したものである。   Further, for example, the example of the heat dissipation substrate 500 described in FIG. 5 shows an example in which the conductor 180 constituting the present invention is made of metal and the surface is made of aluminum anodized.

ここで、上記伝導体180は、上述したように、上記電子部品実装面130からの上記穴部120に伝導される熱を更に効率よく上記放熱体170に伝導するためのものである。そのため、上記伝導体180は、金属材料などの熱伝導材料を用いて形成されており、本実施形態に係る放熱基板600の場合には、上記金属材料としてアルミニウム(アルミニウム合金を含む)を選択し、上記伝導体180全体をアルミニウムにより構成している。そして、更に、上記アルミニウムにより構成される伝導体の上記穴部120の内面に面した部分の表面についてはアルマイト処理を施している。   Here, as described above, the conductor 180 is for more efficiently conducting the heat conducted from the electronic component mounting surface 130 to the hole 120 to the radiator 170. Therefore, the conductor 180 is formed using a heat conductive material such as a metal material, and in the case of the heat dissipation substrate 600 according to the present embodiment, aluminum (including an aluminum alloy) is selected as the metal material. The whole of the conductor 180 is made of aluminum. Further, the surface of the portion of the conductor made of aluminum facing the inner surface of the hole portion 120 is subjected to an alumite treatment.

上記アルマイト処理は、一般的にはアルミニウムやその合金の表面に酸化膜の層を形成する処理であり、こうした処理により、耐食性や耐摩耗性を強化することができる他、熱の放射と吸収効率を向上させることが可能である。   The above-mentioned alumite treatment is generally a treatment of forming a layer of an oxide film on the surface of aluminum or its alloy, and such treatment can enhance the corrosion resistance and the wear resistance, as well as heat radiation and absorption efficiency. It is possible to improve

本発明の上記放熱基板500では、このようにアルマイト処理により上記伝導体180の表面にアルマイト層180Aを形成することにより、電気的な絶縁性を確保しつつ上記伝導体180による熱の吸収率を向上させ上記基板110の外部へ熱を伝導する事が可能であり、併せて、上記伝導体180の耐食性の向上を図っている。そのため、上記アルマイト層180Aは、上記基板110の表面に実装された発熱性の電子部品ECからの熱が上記穴部120の内面を介して上記穴部120内部の空間に放射された場合に、ヒートシンクとして機能する上記伝導体180の一部として、上記放射された熱を効率的に吸収して、放熱体170に伝導することが可能である。   In the heat dissipating substrate 500 of the present invention, the alumite layer 180A is formed on the surface of the conductor 180 by the alumite treatment in this manner to ensure the electrical insulation and the heat absorption rate of the conductor 180. It is possible to improve and conduct heat to the outside of the substrate 110, and at the same time, to improve the corrosion resistance of the conductor 180. Therefore, when the heat from the heat generating electronic component EC mounted on the surface of the substrate 110 is radiated to the space inside the hole 120 via the inner surface of the hole 120, the alumite layer 180A is As part of the conductor 180 acting as a heat sink, it is possible to efficiently absorb the radiated heat and conduct it to the heat sink 170.

また、上記のように伝導体180の表面にアルマイト層180Aを形成した場合には、上述した充填体190の構成物質(例えばオイル等)との相互作用による、上記伝導体180表面での腐食の発生を防止し、長期間にわたり本発明の放熱基板100の品質を維持する事も可能である。   In the case where the alumite layer 180A is formed on the surface of the conductor 180 as described above, the corrosion of the surface of the conductor 180 is caused by the interaction with the constituent (for example, oil) of the filler 190 described above. It is also possible to prevent occurrence and maintain the quality of the heat dissipation substrate 100 of the present invention for a long period of time.

なお、上記伝導体180は、上述したように、上記放熱体170と同一の素材により上記放熱体170の成形の際等に併せて形成されたものを用いても良く、上記放熱体170の表面をアルミニウムにより形成している場合には、上記図6に示したように上記放熱体170の上記基板に面した部分についてもアルマイト処理を行い上記穴部120以外の上記基板に対向した面についてもアルマイト層180Aを形成し、電気的絶縁性と熱吸収特性の向上等とを図ることも可能である。   As described above, the conductor 180 may be made of the same material as the radiator 170 and formed at the time of molding of the radiator 170, etc., and the surface of the radiator 170 may be used. When aluminum is formed, as shown in FIG. 6 above, the portion of the heat sink 170 facing the substrate is also anodized, and the surface other than the hole portion 120 is also facing the substrate. It is also possible to form the alumite layer 180A and to improve the electrical insulation and heat absorption characteristics.

なお、上記伝導体180については、図6に示した放熱基板600の例のように構成することも可能である。すなわち、上記伝導体180の内部を銅などのアルミニウムよりも熱伝導性の高い別の熱伝導材料180Cにより構成した上で、その周囲(表面側)にアルミニウム(アルミニウム合金を含む)180Bを配して上記伝導体180を構成し、更に上記伝導体180の上記表面側に配されたアルミニウムの表面をアルマイト処理することでアルマイト層180Aを形成して、結果的に、上記伝導体180の表面をアルマイト処理されたアルミニウムとする事も可能である。そのため、このような変形によっても、本発明の放熱基板において、上記伝導体180の絶縁性の確保及び熱吸収特性の向上並びに耐食性の向上等を図ることが可能であり、これを通じて、本発明の放熱基板の更なる性能の向上を図る事が可能である。   The conductor 180 can be configured as in the example of the heat dissipation substrate 600 shown in FIG. That is, after the inside of the conductor 180 is made of another heat conductive material 180C having a higher heat conductivity than aluminum such as copper, the aluminum (including an aluminum alloy) 180B is disposed around the surface (surface side) And the alumite layer 180A is formed by alumite treatment of the surface of the aluminum disposed on the surface side of the conductor 180. As a result, the surface of the conductor 180 is It is also possible to use anodized aluminum. Therefore, even with such a modification, in the heat dissipation substrate of the present invention, it is possible to ensure the insulation of the conductor 180, to improve the heat absorption characteristics, to improve the corrosion resistance, etc. It is possible to further improve the performance of the heat dissipation substrate.

また、例えば、図7に記載した放熱基板700の例は、図4に記載した放熱基板400のように、穴部120の内面に熱伝導体による被覆125を施すと共に、図5又は図6に記載した放熱基板500又は600のように、伝導体180を金属で構成し、その表面をアルマイト処理されたアルミニウムで構成した例を示したものである。   Further, for example, in the example of the heat dissipation substrate 700 described in FIG. 7, as in the heat dissipation substrate 400 described in FIG. 4, the inner surface of the hole 120 is coated with a heat conductor 125 and As in the heat radiation substrate 500 or 600 described above, an example is shown in which the conductor 180 is made of metal and the surface is made of alumite-treated aluminum.

そのため、上記放熱基板700の場合には、穴部120の内面に熱伝導体による被覆125を施すことによる、充填体190の構成物質による基板110内への浸透の防止や、上記穴部120の内面に対し一定の強度を付与することによる上記穴部120を複数設けることによる基板自体の剛性の低下や、基板の全面にわたるソリ等の発生を抑制する効果があり、また、同時に、上記伝導体180の表面をアルマイト処理したことにより、電気的な絶縁性を確保しつつ上記伝導体180による熱の吸収率を向上させ上記基板110の外部へ熱を伝導する事が促進され、併せて、上記伝導体180の耐食性の向上を図るという効果をも得られるものとなっている。   Therefore, in the case of the heat dissipation substrate 700, the inner surface of the hole 120 is coated with a heat conductor 125 to prevent penetration of the constituent material of the filler 190 into the substrate 110, and By providing a plurality of the holes 120 by giving a certain strength to the inner surface, there is an effect of suppressing the reduction of the rigidity of the substrate itself and the generation of the warpage etc. over the entire surface of the substrate. The alumite treatment of the surface of 180 improves the absorptivity of the heat by the conductor 180 while ensuring the electrical insulation, and promotes the conduction of heat to the outside of the substrate 110, as well as the above. The effect of improving the corrosion resistance of the conductor 180 is also obtained.

また、例えば、図8に記載した放熱基板800の例は、上記基板に構成された穴部120の内側の内面と前記穴部120の内側に立設された伝導体180との間の充填体に窒化アルミニウム粒191を混入させた例を示したものである。   Also, for example, in the example of the heat dissipation substrate 800 described in FIG. 8, a filler between the inner surface inside the hole 120 formed in the substrate and the conductor 180 provided inside the hole 120 Shows an example in which aluminum nitride grains 191 are mixed.

上記窒化アルミニウムの熱伝導率は一般的に170(W/m・k)程度であり、銅(Cu)398(W/m・k)やアルミニウム(Al)236(W/m・k)に続いて大きな熱伝導率を有している。また充填体190には、熱伝導性グリース等を使用することが可能であるが、その熱伝導率は1.0(W/m・k)程度が一般的であり、2.0〜4.0(W/m・k)の高熱伝導率を有する物も存在するが、例えば基板に実装された複数のFETなどの発熱性電子部品すべてに使用するとコストが上昇してしまうという問題がある。窒化アルミニウム粒191は、高純度の窒化アルミニウム粉末(粒径:2〜4μm)にバインダーを添加して顆粒状に造粒しても良く、その平均的な粒径は100(μm)程度であり、上記伝導体180と上記穴部120の内面との間に充填体190と一緒に混ざり込み熱伝導性の更なる向上、電気的絶縁性の確保、熱伝導性グリース使用量削減の効果を向上させることが出来る。窒化アルミニウムの混ぜる量としては、適量ではあるが好ましくは体積比で30〜50%程度、より好ましくは窒化アルミニウムの粒どうしが熱伝導グリース内で連続して接触する程度の窒化アルミニウム粒の密度が良い。   The thermal conductivity of the above aluminum nitride is generally about 170 (W / m · k), and follows that of copper (Cu) 398 (W / m · k) and aluminum (Al) 236 (W / m · k) Have a large thermal conductivity. Moreover, although it is possible to use a heat conductive grease etc. for the filler 190, the heat conductivity is generally about 1.0 (W / m · k), and 2.0 to 4. Although there are materials having a high thermal conductivity of 0 (W / m · k), there is a problem that the cost increases if they are used for all of the heat generating electronic parts such as a plurality of FETs mounted on a substrate. The aluminum nitride particles 191 may be granulated in the form of granules by adding a binder to high purity aluminum nitride powder (particle diameter: 2 to 4 μm), and the average particle diameter is about 100 (μm), The mixture between the conductor 180 and the inner surface of the hole 120 together with the filler 190 further improves the thermal conductivity, secures the electrical insulation, and improves the effect of reducing the thermal conductive grease usage. It can be done. The mixing amount of aluminum nitride is preferably about 30 to 50% by volume ratio, but more preferably, the density of aluminum nitride particles is such that aluminum nitride particles are continuously in contact with each other in the thermally conductive grease. good.

本発明では、このような充填体190と窒化アルミニウム粒191を採用することにより、上記穴部120の内面から上記熱伝導材料等からなる伝導体180への熱伝導を促進させると共に、上記充填体190のための空間を上記伝導体180と上記穴部120の内面との間に設けることにより、上記穴部120が設けられた基板110の熱膨張率と上記伝導体180の熱膨張率との違いによる体積変化等を吸収している。したがって、上述したように、上記充填体190を介することにより、上記基板110と上記伝導体180との構成要素間で熱膨張率の違いによる寸法の変化があったとしても、こうした変化が相互に直接影響を及ぼし合うことが無く、そのため、上記伝導体180の膨張などにより、上記基板110に変形やひび割れ乃至銅箔部の剥離などの影響が生ずることを防止することが可能である。また、本発明では、上記のように窒化アルミニウム粒191を適度に混ぜ込むことにより、上記伝導体180を介した(又は直接的な)放熱体170(ヒートシンク(メタル材等))への熱伝導率の向上と、上記穴部120と上記伝導体180及び放熱体170(ヒートシンク)との電気的な絶縁性を確保していることから、本発明の基板110の穴部120の内面と上記伝導体180との距離を極めて小さくすることも可能である。   In the present invention, by employing such a filler 190 and aluminum nitride particles 191, heat conduction from the inner surface of the hole 120 to the conductor 180 made of the heat conductive material or the like is promoted, and the filler is also used. By providing a space for 190 between the conductor 180 and the inner surface of the hole 120, the thermal expansion coefficient of the substrate 110 provided with the hole 120 and the coefficient of thermal expansion of the conductor 180 It absorbs the volume change due to the difference. Therefore, as described above, even if there is a change in dimension due to a difference in the thermal expansion coefficient between the components of the substrate 110 and the conductor 180 by interposing the filler 190, such a change is mutually There is no direct influence, and therefore, it is possible to prevent the substrate 110 from being affected by deformation, cracking or peeling of the copper foil portion due to expansion of the conductor 180 or the like. Further, in the present invention, by appropriately mixing the aluminum nitride particles 191 as described above, the heat conduction to the heat sink 170 (heat sink (metal material or the like)) (or directly) via the conductor 180 The conductivity of the holes 120 and the electrical insulation between the conductor 180 and the heat sink 170 (heat sink) are secured, so that the inner surface of the holes 120 of the substrate 110 of the present invention and the conduction are improved. It is also possible to reduce the distance to the body 180 extremely.

なお、上記窒化アルミニウム粒200の上記充填体190を構成する他の放熱材料(TIM)との混合比率については特に限定を設けるものではないが、上述の事項と併せて、上記充填体190の絶縁性と放熱性を確保しつつ、上記充填体190の硬さやもろさ等を含む形態維持性能や取り扱いの容易性等とのバランスを考慮して適宜選択することも可能である。   Although the mixing ratio of the aluminum nitride particles 200 to the other heat dissipation material (TIM) constituting the filler 190 is not particularly limited, the insulation ratio of the filler 190 is not limited. It is also possible to appropriately select in consideration of the balance between the form maintenance performance including the hardness and fragility of the filler 190 and the ease of handling while ensuring the properties and the heat dissipation.

また、例えば、図9に記載した放熱基板900の例は、上述した基板400のように、穴部120の内面に熱伝導体による被覆125を施すことに加えて、上述した充填体190に窒化アルミニウム粒191を混入させた例を示したものである。   Further, for example, in the example of the heat dissipation substrate 900 described in FIG. 9, in addition to the coating 125 by the heat conductor on the inner surface of the hole 120 as in the substrate 400 described above, the filler 190 described above is nitrided. The example which mixed the aluminum particle 191 is shown.

そのため、上記放熱基板900の場合には、上述した図4に示した上記放熱基板400の効果に加えて、上記窒化アルミニウム粒191の混入により、上述した図8に示した上記放熱基板800において説明したような効果を得ることが可能である。   Therefore, in the case of the heat dissipation substrate 900, in addition to the effect of the heat dissipation substrate 400 shown in FIG. 4 described above, the mixing of the aluminum nitride particles 191 causes the description of the heat dissipation substrate 800 shown in FIG. It is possible to obtain the same effect.

すなわち、上述したように、一般的には上記AlN(窒化アルミニウム)粒は、高純度窒化アルミニウム粉末(Hグレード)を原料にバインダーを添加して顆粒状に造粒したもので、熱伝導率はアルミニウムとほぼ同等の特性を有している他、セラミックスに比べても電気絶縁性が高く、Si(シリコン)と同程度の熱膨張率で熱変形をしにくいなどの特性を有しているので、TIMに混ぜるのに最適な材料である。   That is, as described above, in general, the above-mentioned AlN (aluminum nitride) particles are granulated into granules by adding a binder to high purity aluminum nitride powder (H grade) as a raw material, and the thermal conductivity is In addition to having almost the same characteristics as aluminum, it has high electrical insulation compared to ceramics, and it has the characteristics that it is difficult to thermally deform with a coefficient of thermal expansion similar to that of Si (silicon). , Is the best material to mix in TIM.

よって、上記のように充填体190に窒化アルミニウム粒191を混ぜ込むことにより、絶縁性が確保されるため、上記本発明の基板800の穴部120の内面に形成した熱伝導体による被覆125と上記伝導体180との距離を極めて小さくすることが可能である。なお、上記窒化アルミニウム粒191の上記充填体190を構成する他の放熱材料(TIM)との混合比率については特に限定を設けるものではないが、上述のように、上記充填体190の絶縁性と放熱性を確保しつつ、上記充填体190の硬さやもろさ等を含む形態維持性能や取り扱いの容易性等とのバランスを考慮して適宜選択することが可能である。   Therefore, the insulation property is secured by mixing the aluminum nitride particles 191 into the filler 190 as described above, and the coating 125 by the heat conductor formed on the inner surface of the hole portion 120 of the substrate 800 of the present invention and It is possible to make the distance to the conductor 180 extremely small. The mixing ratio of the aluminum nitride particles 191 to the other heat dissipation material (TIM) constituting the filler 190 is not particularly limited, but as described above, the insulating property of the filler 190 and It is possible to appropriately select in consideration of the balance with the form maintenance performance including the hardness and fragility of the filler 190 and the ease of handling while ensuring the heat dissipation.

そのため、本発明では、上記のように、上記充填体190に上記窒化アルミニウム粒191を混入させることにより、上記電子部品ECから上記充填体190を介した伝導体180及び放熱体170への熱伝導を、更に効果的に行うことが可能である。   Therefore, in the present invention, as described above, by mixing the aluminum nitride particles 191 in the filler 190, thermal conduction from the electronic component EC to the conductor 180 and the heat radiator 170 via the filler 190. Can be done more effectively.

また、例えば、図10に記載した放熱基板1000の例は、上述した図5に記載した基板500や図6に記載した基板700のように、伝導体180の表面をアルマイトとすることに加えて、上述した充填体190に窒化アルミニウム粒191を混入させた例を示したものである。(なお、ここでは、上記基板700の例を用いて説明している。)
そのため、上記放熱基板1000の場合には、上記伝導体180の表面をアルマイト処理したことにより、電気的な絶縁性を確保しつつ上記伝導体180による熱の吸収率を向上させ上記基板110の外部へ熱を伝導する事が促進され、併せて、上記伝導体180の耐食性の向上を図るという効果が得られると共に、併せて、充填体190に窒化アルミニウム粒191を混入させることにより、絶縁性と放熱性との向上を図る事も可能となっている。
Further, for example, in the example of the heat dissipation substrate 1000 described in FIG. 10, in addition to making the surface of the conductor 180 alumite as in the substrate 500 described in FIG. 5 and the substrate 700 described in FIG. An example in which aluminum nitride particles 191 are mixed in the above-mentioned filler 190 is shown. (Here, the description is made using the example of the substrate 700.)
Therefore, in the case of the heat dissipation substrate 1000, the surface of the conductor 180 is alumite treated to improve the absorptivity of heat by the conductor 180 while securing the electrical insulation property, and the outside of the substrate 110. The conduction of heat to the conductor 180 is promoted, and at the same time, the effect of improving the corrosion resistance of the conductor 180 can be obtained, and at the same time, the aluminum nitride particles 191 are mixed in the filler 190 to provide insulation and It is also possible to improve the heat dissipation.

また、例えば、図11に記載した放熱基板1100の例は、上述したような、穴部120の内面に熱伝導体による被覆125を施すと共に、伝導体180を金属で構成し、その表面をアルマイト処理されたアルミニウムで構成し、さらに、上記充填体190に窒化アルミニウム粒191を混入させる構成を採用したものである。   Further, for example, in the example of the heat dissipation substrate 1100 described in FIG. 11, the coating 125 of a heat conductor is applied to the inner surface of the hole 120 as described above, and the conductor 180 is made of metal and the surface is alumite. It is made of treated aluminum, and further, a structure in which aluminum nitride particles 191 are mixed in the filler 190 is adopted.

そのため、上記放熱基板1000の場合には、上述したような、熱伝導体による被覆125による効果、伝導体180を金属で構成し、その表面をアルマイト処理されたアルミニウムで構成する事による効果、及び、填体190に窒化アルミニウム粒191を混入させる構成が得られ、これらの相乗効果として、絶縁性と熱伝導性の一層の向上、基板の信頼性と安定性の一層の向上を図る事が可能である。   Therefore, in the case of the heat dissipation substrate 1000, the effect by the coating 125 by the heat conductor as described above, the effect by forming the conductor 180 with metal and forming the surface with aluminum anodized, The structure in which the aluminum nitride particles 191 are mixed in the filler 190 is obtained, and as a synergy effect of these, it is possible to further improve the insulation and thermal conductivity, and further improve the reliability and stability of the substrate. It is.

そのため、本発明では、上述した構成を、基板の用いられる用途や形態およびコスト等を考慮して、適切に選択し、これらの各種形態を共働させて相乗的な効果を生じさせ、効率的に上記基板に実装された電子部品ECからの放熱を行うことが可能であり、これにより本発明の目的を達成する事が可能である。   Therefore, in the present invention, the above-mentioned configuration is appropriately selected in consideration of the use, form, cost and the like of the substrate, and these various forms are cooperated to produce a synergistic effect, which is efficient. It is possible to dissipate heat from the electronic component EC mounted on the substrate, thereby achieving the object of the present invention.

次に、図12を用いて、本発明における薄圧部Tの厚さを0とする場合の構成例について説明する。本発明においては、本発明による基板上に実装される電子部品ECの直下に穴部120を設けた場合には、上記電子部品ECの実装面130側に形成された回路を構成する導体膜(銅ホイル等)113等の直下やそれ以外の部分の絶縁体115により薄圧部Tが構成されるようになっている。しかし、上記薄厚部Tは、本発明の構成によっては、図12及び次に示すように、上記薄厚部Tの厚さdを0とする事も可能である。   Next, a configuration example in the case where the thickness of the thin portion T in the present invention is 0 will be described using FIG. In the present invention, when the hole 120 is provided immediately below the electronic component EC mounted on the substrate according to the present invention, a conductor film constituting a circuit formed on the mounting surface 130 side of the electronic component EC ( The thin pressure portion T is configured by the insulator 115 immediately below the copper foil or the like 113 or the like and the other portion. However, depending on the configuration of the present invention, the thickness d of the thin portion T can be set to 0, as shown in FIG. 12 and the following, depending on the configuration of the present invention.

ここで、上記図12(A)は、上記電子部品ECの直下の導体膜(銅ホイル等)113の下面の一部を利用して穴部120を形成した場合の例を示す側断面図であり、(B)は上記、導体膜(銅ホイル等)113の下面の一部を利用して穴部120を形成し、そこを含めて上記穴部120の内面に熱伝導体による被覆部125を形成した例を示す側断面図である。   Here, FIG. 12A is a side cross sectional view showing an example in which the hole 120 is formed by utilizing a part of the lower surface of the conductor film (such as copper foil) 113 immediately below the electronic component EC. (B) forms the hole 120 using a part of the lower surface of the conductor film (copper foil etc.) 113 and covers the inner surface of the hole 120 including the part 120 by the heat conductor It is a side sectional view showing the example which formed the.

本発明では、上記穴部120の配置や大きさ乃至基板全体の強度を考慮して、上記導体膜(銅ホイル等)113の下面の一部を利用して穴部120を形成する事により、上記図12(A)で示したように、薄圧部を0とすることが可能である。また、例えば、上記図12(B)に示したように、上記穴部120の内面に上記導体膜(銅ホイル等)113の下面の一部を利用して、熱伝導体による被覆部125を施した場合には、上記被覆部125の厚さをある程度厚くすることによって、一定の強度を維持することも可能である。   In the present invention, the hole 120 is formed by utilizing a part of the lower surface of the conductor film (copper foil or the like) 113 in consideration of the arrangement and size of the hole 120 and the strength of the entire substrate. As shown in FIG. 12A, it is possible to make the thin pressure part 0. Also, for example, as shown in FIG. 12 (B), a part of the lower surface of the conductor film (such as copper foil) 113 is used on the inner surface of the hole 120 to cover the coating 125 with a heat conductor. When applied, it is also possible to maintain a certain strength by increasing the thickness of the covering portion 125 to a certain extent.

上記図12に示した例は、上記のように、電子部品ECの直下の導体膜113の下面の一部を利用して上記穴部125を形成した場合であるが、本発明では、上記のように、基板110の導体膜113の下面の一部を利用して穴部125を形成し、上記薄厚部Tの厚さdを0とすることで、上記基板110の上記電子部品実装面130側に形成された回路を構成する上記導体膜113の下面まで直接上記穴部120を至らしめ、更に放熱性を向上させることも可能である。なお、このような構成のうち、被覆部125を設ける構成とした場合には、上記導体膜113と上記被覆部125とは同電位とすることも可能であるが、隣接する他の穴部との絶縁を確保するために、上記穴部120に形成された被覆部125は、上記穴部120の開口部と他の穴部120の開口部間とが絶縁されるように形成される。   The example shown in FIG. 12 is the case where the hole 125 is formed by utilizing a part of the lower surface of the conductor film 113 directly below the electronic component EC as described above, but in the present invention, the above-mentioned As described above, the hole 125 is formed by utilizing a part of the lower surface of the conductor film 113 of the substrate 110, and the thickness d of the thin portion T is set to 0, whereby the electronic component mounting surface 130 of the substrate 110 is formed. It is also possible to directly extend the hole 120 to the lower surface of the conductor film 113 which forms the circuit formed on the side, and to further improve the heat dissipation. In the above configuration, in the case where the covering portion 125 is provided, the conductor film 113 and the covering portion 125 may have the same potential, but other adjacent hole portions may be provided. In order to ensure insulation, the covering portion 125 formed in the hole 120 is formed so as to insulate the opening of the hole 120 from the opening of the other hole 120.

次に、本発明の放熱基板について、図13に示すような、本発明の放熱基板700を制御装置1300に組み込んだ場合の構成例と、図14に示すような、従来型の基板を制御装置1400に組み込んだ構成例とを用いて説明する。   Next, with regard to the heat dissipating substrate of the present invention, as shown in FIG. 13, a configuration example in the case where the heat dissipating substrate 700 of the present invention is incorporated in a control device 1300, and a conventional type of substrate as shown in FIG. Description will be made using the configuration example incorporated in 1400.

ここで、図13は、上記本発明の放熱基板700を車両に用いられる電動パワーステアリングの制御装置1300に用いた場合の例であり、上記図13は上記制御装置1300のケースに上記放熱基板1100を収納した場合の側断面図を示している。なお、上記図13においては、上記熱伝導体による被覆部125を上記放熱基板700に設けられた複数の穴部120の開口部間でも覆うように構成している。そして、上記の例としては、図7に関して説明した本発明の放熱基板700を用いているが、これに限らず、本発明による放熱基板であれば、他の構成のものも同様に用いる事が可能である。   Here, FIG. 13 is an example of the case where the heat dissipation substrate 700 of the present invention is used in a control device 1300 for electric power steering used in a vehicle, and FIG. Shows a side sectional view of the case where the In FIG. 13, the covering portion 125 by the heat conductor is configured to cover the opening portions of the plurality of holes 120 provided in the heat dissipation substrate 700. And although the heat dissipation board 700 of the present invention described with reference to FIG. 7 is used as the above example, the present invention is not limited to this, and any other heat dissipation board according to the present invention may be used similarly. It is possible.

また、図14は上述した通り、従来の制御装置1400の例を側断面図で示したものである。   Further, as described above, FIG. 14 shows an example of the conventional control device 1400 in a side sectional view.

図14に記載したように従来の制御装置1400では制御基板1430とパワー基板1410とは別々に構成されており、上記制御基板1430は上記制御装置1400のケース内では上側に配置され、パワー基板1410は下側に配置されており、その間に実装される多極コネクタ1450により、上下の基板が電気的に接続されている。そして、このように制御装置1400内に配置されるパワー基板1410廻りの積層構造は、例えば、同14図においては、上から、1.FET等の放熱面、2.半田層、3.銅箔パターン、4.絶縁層、5.アルミ・ベース基板、6.TIM層、7.制御装置のケースと放熱器を兼ねるアルミダイキャスト790等の順に構成されていた。   As shown in FIG. 14, in the conventional control device 1400, the control substrate 1430 and the power substrate 1410 are separately configured, and the control substrate 1430 is disposed on the upper side in the case of the control device 1400. Are disposed on the lower side, and the upper and lower substrates are electrically connected by a multipolar connector 1450 mounted therebetween. The layered structure around the power substrate 1410 disposed in the control device 1400 in this manner is, for example, as shown in FIG. Heat dissipation surface such as FET; Solder layer, 3. Copper foil pattern 4. Insulating layer, 5. Aluminum base substrate 6. TIM layer, 7. It comprised in order of the aluminum die cast 790 grade | etc., Which served as the case of a control apparatus, and a radiator.

これに対して、本発明の放熱基板700は、図13に示したように、上記図14で示したような制御基板1430とパワー基板1410とを一つの基板上にまとめた一つの放熱基板700として構成されている。そして、上記放熱基板700の板面には、従来の制御基板1430に形成されていた回路パターンが形成されている領域(上記基板の左側部分)と上記パワー基板1410に形成されていた回路パターンが形成されている領域(上記基板の右側部分)とが構成されている。そして、本発明では、上記基板700のうち、上記パワー基板1410に形成されていた部分に相当する領域廻りの積層構造は、1.FET等の放熱面、2.半田層、3.銅配線パターン、4.薄厚部(樹脂等の層からなる薄い絶縁層)、5.熱伝導体による被覆部、6.窒化アルミニウム粒を含むTIMにより形成される充填体190層を介して表面にアルマイト層180Aが設けられた伝導体180と放熱体170層、7.制御装置のケースと放熱器を兼ねるアルミダイキャスト590等の順に構成されている。そのため、本発明の放熱基板の構造を採用することにより、構造的に効果的に基板からの放熱が達せられるようになっている。   On the other hand, as shown in FIG. 13, the heat dissipating substrate 700 of the present invention is a single heat dissipating substrate 700 in which the control substrate 1430 and the power substrate 1410 as shown in FIG. 14 are combined on one substrate. Is configured as. Then, on the plate surface of the heat dissipation substrate 700, a region where the circuit pattern formed on the conventional control substrate 1430 is formed (the left side of the substrate) and the circuit pattern formed on the power substrate 1410 The formed region (the right side portion of the substrate) is configured. And, in the present invention, the laminated structure around the region corresponding to the portion formed on the power substrate 1410 in the substrate 700 is as follows. Heat dissipation surface such as FET; Solder layer, 3. Copper wiring pattern, 4. Thin portion (thin insulating layer comprising a layer of resin etc.) 5. Coating with a heat conductor, 6. a conductor 180 and a radiator 170 layers provided with an alumite layer 180A on the surface through a filler 190 layer formed by TIM containing aluminum nitride particles; It comprises in order of the aluminum die cast 590 grade | etc., Which combines the case of a control apparatus, and a radiator. Therefore, by adopting the structure of the heat dissipation substrate of the present invention, the heat dissipation from the substrate can be achieved effectively structurally.

また、上記基板700のうち、従来の制御基板1430に形成されていた回路パターンが形成されている領域(上記基板の左側部分)は、従来同様の多層基板で構成されており、当該領域においては、上記図13に示したように上記基板110の両面に電子部品ECを配した構成とする事も可能である。   Further, in the substrate 700, a region where the circuit pattern formed on the conventional control substrate 1430 is formed (the left side of the substrate) is formed of the same multilayer substrate as the conventional one. Alternatively, as shown in FIG. 13, electronic components EC may be disposed on both sides of the substrate 110.

上記のように本発明の放熱基板によれば、基板上に実装された電子部品により発生した熱を効率的に外部に排出することが可能になるのみならず、従来は上記発熱の問題などから別々の構成としていたパワー基板と制御基板とに形成されていた回路を単一の基板上に形成して、一枚の基板として制御装置の筐体に収納することが可能となっている。   As described above, according to the heat dissipating substrate of the present invention, not only the heat generated by the electronic components mounted on the substrate can be efficiently discharged to the outside, but also from the problem of the heat generation and the like conventionally It is possible to form the circuits formed on the power substrate and the control substrate, which have been separately configured, on a single substrate and to store the circuits as a single substrate in the housing of the control device.

そのため、複数の基板間の電気的接続のための多極コネクタ等の実装が不要となり、組立てリードタイムの短縮が図れることなどから、一層のコストダウンを図ることができ、また、薄型のECUの作成が可能となる事から設計の自由度が向上し、搭載部品の両面実装も可能であることから制御装置内部での立体的配置も可能であり、耐ノイズ性の向上も図れるという利点を有している。   Therefore, mounting of a multipolar connector or the like for electrical connection between a plurality of substrates is not necessary, and assembly lead time can be shortened, so that the cost can be further reduced, and a thin ECU Since it can be created, the degree of freedom in design is improved, and since mounting components can be mounted on both sides, three-dimensional arrangement inside the control device is also possible, and it is possible to improve noise resistance. doing.

したがって、本発明によれば、上記パワー半導体等が実装された基板の放熱を効率的に行うと共に、上記のように、大電力を扱うパワー半導体等を実装するような専用基板(パワー基板)と小電力を扱う制御基板とを複合化して一体の基板とした場合の放熱性等の問題を改善することが可能である。なお、上記各種実施形態は本発明の構成の例を示したものであるため、本発明は上記の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に沿った範囲で種々の変形が可能である。   Therefore, according to the present invention, the substrate on which the power semiconductor or the like is mounted is efficiently dissipated, and as described above, a dedicated substrate (power board) for mounting a power semiconductor or the like that handles high power It is possible to improve the problem of heat dissipation etc. in the case where a control substrate that handles small electric power is combined to form an integrated substrate. The above-described various embodiments are merely examples of the configuration of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made within the scope of the present invention. is there.

1 ハンドル
2 コラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)
3 減速機構
4a 4b ユニバーサルジョイント
5 ピニオンラック機構
6a 6b タイロッド
7a 7b ハブユニット
8L 8R 操向車輪
10 トルクセンサ
11 イグニションキー
12 車速センサ
13 バッテリ
14 舵角センサ
20 電動モータ
30 制御装置(コントロールユニット、ECU)

100 400 500 600 700 800 900 1000 1100 放熱基板
110 基板
113 導体膜
115 絶縁材
120 穴部
125 被覆部
130 電子部品実装面
150 裏面
170 放熱体
180 伝導体
180A アルマイト層
180B アルミニウム
180C 別の熱伝導材料
190 充填体
191 窒化アルミニウム粒
1300 1400 制御装置
1410 パワー基板
1430 制御基板
1450 多極コネクタ
1390 1490 アルミダイキャスト

EC 電子部品
T 薄厚部
d 薄厚部の厚さ
1 steering wheel 2 column axis (steering shaft, steering wheel axis)
Reference Signs List 3 speed reduction mechanism 4a 4b universal joint 5 pinion rack mechanism 6a 6b tie rod 7a 7b hub unit 8L 8R steering wheel 10 torque sensor 11 ignition key 12 vehicle speed sensor 13 battery 14 steering angle sensor 20 electric motor 30 control device (control unit, ECU)

100 400 500 600 700 800 800 900 1000 1100 Heat dissipation substrate 110 Substrate 113 Conductor film 115 Insulation material 120 Hole 125 Coating portion 130 Electronic component mounting surface 150 Back surface 170 Heat dissipation body 180 Conductor 180 A Alumite layer 180 B Aluminum 180 C Another heat conduction material 190 Filler 191 Aluminum nitride grain 1300 1400 Controller 1410 Power board 1430 Control board 1450 Multipolar connector 1390 1490 Aluminum die casting

EC Electronic component T Thin part d Thin part thickness

Claims (9)

部品実装面側に電子部品を実装するための回路が形成された基板と、前記基板の部品実装面側とは裏面側の全部又は一部に放熱体を配設した放熱基板であって、
前記基板の裏面側から前記部品実装面側に向けて穴部を設け、
前記穴部は前記穴部の前記部品実装面側で前記基板を貫通することなく、前記基板の部品実装面側に形成された回路を構成する導体膜の下部に薄厚部を残して形成し、前記基板の部品実装面側に配置された発熱性電子部品に前記薄厚部を介して対向するように設けられ、前記発熱性電子部品が前記基板に実装される際の接面形状に内接する円形状を有する円筒状であって、前記内接する円形状の外側の基板部分で前記発熱性電子部品の支持を行い、
前記穴部の内側には、前記放熱体側から前記穴部の上面に向かって伝導体を立設して設け、
前記伝導体は、前記放熱体を底面とした円柱の廻りに熱伝導板を渦巻き状に立設した形状を有し、
前記穴部の内側の内面と前記穴部の内側に立設された前記伝導体との間には、充填体が配され、
前記充填体には窒化アルミニウムの粒を混入させ、
前記放熱体は前記基板の裏面側の板面側では板面と平行な一体のものとして形成され、
前記放熱体と前記伝導体とは同一の素材により形成され、
前記伝導体の表面及び前記放熱体の前記基板に面した部分とはアルマイト処理されたアルミニウムであることを特徴とする放熱基板。
A substrate on which a circuit for mounting an electronic component is formed on the component mounting surface side, and a heat dissipation substrate in which a radiator is disposed on all or part of the back surface side of the substrate on the component mounting surface side,
Providing a hole from the back side of the substrate to the component mounting side;
The hole portion is formed without leaving a thin portion under a conductive film constituting a circuit formed on the component mounting surface side of the substrate without penetrating the substrate on the component mounting surface side of the hole portion. A circle formed so as to face the heat generating electronic component disposed on the component mounting surface side of the substrate via the thin portion, and inscribed in the contact surface shape when the heat generating electronic component is mounted on the substrate Supporting the heat generating electronic component with a cylindrical portion having a shape, wherein the inscribed circular outer substrate portion
Inside the hole, a conductor is provided upright from the heat sink side toward the top surface of the hole,
The conductor has a shape in which a heat conduction plate is erected in a spiral shape around a cylinder having the heat dissipating member as a bottom surface,
A filler is disposed between the inner surface inside the hole and the conductor erected inside the hole,
The filler is mixed with particles of aluminum nitride,
The heat dissipating member is formed as an integral unit parallel to the plate surface on the plate surface side on the back surface side of the substrate,
The heat sink and the conductor are formed of the same material,
A surface of the conductor and a portion of the heat sink facing the substrate are alumite treated aluminum.
前記穴部の内面は熱伝導体による被覆が施されている請求項1に記載の放熱基板。   The heat dissipation substrate according to claim 1, wherein the inner surface of the hole is coated with a heat conductor. 前記熱伝導体による被覆は、前記穴部の内面に施された銅メッキである請求項2に記載の放熱基板。   The heat dissipation substrate according to claim 2, wherein the coating by the heat conductor is copper plating applied to the inner surface of the hole. 前記伝導体は金属からなる熱伝導材料である請求項1乃至のいずれか1項に記載の放熱基板。 The heat dissipation substrate according to any one of claims 1 to 3 , wherein the conductor is a heat conductive material made of metal. 前記薄厚部の厚さが0である請求項1乃至のいずれか1項に記載の放熱基板。 The heat dissipation substrate according to any one of claims 1 to 4 , wherein the thickness of the thin portion is zero. 前記基板は多層基板である請求項1乃至のいずれか1項に記載の放熱基板。 The heat dissipation substrate according to any one of claims 1 to 5 , wherein the substrate is a multilayer substrate. 請求項1乃至のいずれか1項に記載の放熱基板により、モータ駆動などを行うための大電力を扱うパワー半導体等を実装する専用基板と制御基板とを一体化した放熱基板。 A heat dissipation board in which a control board is integrated with a dedicated board on which a power semiconductor or the like that handles large electric power for driving a motor or the like is mounted by the heat dissipation board according to any one of claims 1 to 6 . 請求項1乃至のいずれか1項に記載の放熱基板を有する制御装置。 The control apparatus which has a thermal radiation board | substrate of any one of Claims 1 thru | or 7 . 請求項に記載の制御装置を有する電動パワーステアリング装置。
An electric power steering apparatus comprising the control device according to claim 8 .
JP2017210374A 2014-11-20 2017-10-31 Heat dissipation board Expired - Fee Related JP6512262B2 (en)

Applications Claiming Priority (16)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014235690 2014-11-20
JP2014235690 2014-11-20
JP2014262671 2014-12-25
JP2014262671 2014-12-25
JP2015002420 2015-01-08
JP2015002420 2015-01-08
JP2015096166 2015-05-11
JP2015096166 2015-05-11
JP2015156666 2015-08-07
JP2015156666 2015-08-07
JP2015202245 2015-10-13
JP2015202245 2015-10-13
JP2015213799 2015-10-30
JP2015213799 2015-10-30
JP2015213797 2015-10-30
JP2015213797 2015-10-30

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016560240A Division JP6237931B2 (en) 2014-11-20 2015-11-17 Heat dissipation board

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018037677A JP2018037677A (en) 2018-03-08
JP6512262B2 true JP6512262B2 (en) 2019-05-15

Family

ID=56013928

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016560240A Expired - Fee Related JP6237931B2 (en) 2014-11-20 2015-11-17 Heat dissipation board
JP2017210374A Expired - Fee Related JP6512262B2 (en) 2014-11-20 2017-10-31 Heat dissipation board
JP2017210375A Expired - Fee Related JP6512263B2 (en) 2014-11-20 2017-10-31 Heat dissipation board
JP2017210373A Expired - Fee Related JP6455579B2 (en) 2014-11-20 2017-10-31 Heat dissipation board

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016560240A Expired - Fee Related JP6237931B2 (en) 2014-11-20 2015-11-17 Heat dissipation board

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017210375A Expired - Fee Related JP6512263B2 (en) 2014-11-20 2017-10-31 Heat dissipation board
JP2017210373A Expired - Fee Related JP6455579B2 (en) 2014-11-20 2017-10-31 Heat dissipation board

Country Status (3)

Country Link
JP (4) JP6237931B2 (en)
CN (1) CN206864455U (en)
WO (1) WO2016080393A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6237931B2 (en) * 2014-11-20 2017-11-29 日本精工株式会社 Heat dissipation board
WO2019065725A1 (en) * 2017-09-28 2019-04-04 京セラ株式会社 Substrate for mounting electronic element, and electronic device
JP7084134B2 (en) * 2017-12-26 2022-06-14 京セラ株式会社 Electronic device
CN109644554A (en) * 2018-10-31 2019-04-16 北京比特大陆科技有限公司 Circuit board and supercomputer equipment
CN111278237B (en) * 2020-02-16 2021-08-20 苏州浪潮智能科技有限公司 A through hole filling and hole fusion HDI processing technology
US11416045B2 (en) * 2020-04-13 2022-08-16 International Business Machines Corporation Thermal interface material structures for directing heat in a three-dimensional space

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55173150U (en) * 1979-05-25 1980-12-12
US4628407A (en) * 1983-04-22 1986-12-09 Cray Research, Inc. Circuit module with enhanced heat transfer and distribution
JPS6413748A (en) * 1987-07-08 1989-01-18 Hitachi Ltd Plastic pin grid array package
JPH02127068U (en) * 1989-03-30 1990-10-19
JPH04162756A (en) * 1990-10-26 1992-06-08 Toshiba Corp Semiconductor module
JPH04192551A (en) * 1990-11-27 1992-07-10 Matsushita Electric Works Ltd Semiconductor chip carrier
JPH0590444A (en) * 1991-09-26 1993-04-09 Toshiba Corp Ceramic circuit board
US5172301A (en) * 1991-10-08 1992-12-15 Lsi Logic Corporation Heatsink for board-mounted semiconductor devices and semiconductor device assembly employing same
US5285352A (en) * 1992-07-15 1994-02-08 Motorola, Inc. Pad array semiconductor device with thermal conductor and process for making the same
JPH09307018A (en) * 1996-05-10 1997-11-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2004103724A (en) * 2002-09-06 2004-04-02 Hitachi Kokusai Electric Inc Semiconductor device and semiconductor device mounting structure
JP4630041B2 (en) * 2004-11-12 2011-02-09 日本特殊陶業株式会社 Wiring board manufacturing method
JP2008091814A (en) * 2006-10-05 2008-04-17 Taiyo Kogyo Co Ltd Circuit board and circuit board manufacturing method
JP5178089B2 (en) * 2007-08-20 2013-04-10 電気化学工業株式会社 Method for manufacturing substrate for light emitting device package and light emitting device package
JP2009194241A (en) * 2008-02-15 2009-08-27 Allied Material Corp Semiconductor element mounting substrate and semiconductor device using the same
JP2011018807A (en) * 2009-07-09 2011-01-27 Toyota Motor Corp Power module
JP5485110B2 (en) * 2010-10-29 2014-05-07 新光電気工業株式会社 WIRING BOARD, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND ELECTRONIC DEVICE
JP6094044B2 (en) * 2011-03-23 2017-03-15 大日本印刷株式会社 Heat dissipation board and element using the same
US9397030B2 (en) * 2012-11-05 2016-07-19 Nsk Ltd. Semiconductor module
US9363885B1 (en) * 2013-06-12 2016-06-07 Meiko Electronics Co., Ltd. Method of fabricating heat dissipating board
JP6237931B2 (en) * 2014-11-20 2017-11-29 日本精工株式会社 Heat dissipation board

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2016080393A1 (en) 2017-04-27
JP6455579B2 (en) 2019-01-23
JP6237931B2 (en) 2017-11-29
JP2018037677A (en) 2018-03-08
WO2016080393A1 (en) 2016-05-26
JP2018037676A (en) 2018-03-08
CN206864455U (en) 2018-01-09
JP2018037678A (en) 2018-03-08
JP6512263B2 (en) 2019-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6512262B2 (en) Heat dissipation board
JP6573013B2 (en) Heat dissipation board for mounting electronic components
CN108293293B (en) Control unit and electric power steering device
JP6501023B2 (en) Heat dissipation board for mounting electronic parts
JP2014199829A (en) Semiconductor module and inverter mounting the same
JP3220805U (en) Control unit and electric power steering apparatus
JP3159040U (en) Carbon nanotube heat sink
JP2016213375A (en) Heat dissipation substrate and heat dissipation case for housing the same therein
JP2017054988A (en) Electronic component mounting board
JP5962061B2 (en) Electric motor control device and vehicle steering apparatus provided with the same
KR101511596B1 (en) Heat Sink Structure of Controller for Vehicle Electronic Device and Motor Driven Power Steering Apparatus including Same
JP5275859B2 (en) Electronic substrate
JP6686467B2 (en) Electronic component heat dissipation structure
JP7444007B2 (en) board unit
JP2016157715A (en) A heat dissipation board and a heat dissipation case for storing it.
WO2018150449A1 (en) Semiconductor module and production method therefor, drive device equipped with semiconductor module, and electric power steering device
JP2017076663A (en) Electronic component mounting board
JP2017027993A (en) Electronic component mounting board
JP2016165179A (en) Power converter
JP6593630B2 (en) Semiconductor module, drive device including the same, electric power steering device, and vehicle
JP2009206347A (en) Power module
JP2017139302A (en) Circuit configuration, manufacturing method for the same and power supply device
WO2019189647A1 (en) Circuit board
WO2009116585A1 (en) Power module

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180612

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180614

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181120

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190325

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6512262

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees