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公開番号2021002603
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210107
出願番号2019116038
出願日20190624
発明の名称電子制御装置
出願人日立オートモティブシステムズ株式会社
代理人ポレール特許業務法人
主分類H05K 1/02 20060101AFI20201204BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】
本発明は、電子部品の内部の発熱源であるシリコンチップを、樹脂パッケージによりモールドする場合であっても、シリコンチップにて発生する熱を効率的に外部に放出することができる電子制御装置を提供する。
【解決手段】
本発明の電子制御装置は、樹脂モールドされる電子部品と、電子部品を搭載するプリント基板と、プリント基板を搭載する金属材料であるベースと、プリント基板とベースとを固定する金属材料であるネジと、プリント基板に形成され、電子部品の電気信号を伝達する金属材料である第1の配線パターンと、プリント基板に形成され、ネジと接続し、金属材料である第2の配線パターンと、第1の配線パターンと第2の配線パターンとの間に設置され、電気的な絶縁性能を有し、熱伝導性を有する材料にて構成される熱伝導部材と、を有することを特徴とする。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
樹脂モールドされる電子部品と、前記電子部品を搭載するプリント基板と、前記プリント基板を搭載する金属材料であるベースと、前記プリント基板と前記ベースとを固定する金属材料であるネジと、前記プリント基板に形成され、前記電子部品の電気信号を伝達する金属材料である第1の配線パターンと、前記プリント基板に形成され、前記ネジと接続し、金属材料である第2の配線パターンと、前記第1の配線パターンと前記第2の配線パターンとの間に設置され、電気的な絶縁性能を有し、熱伝導性を有する材料にて構成される熱伝導部材と、を有することを特徴とする電子制御装置。
続きを表示(約 310 文字)【請求項2】
前記第2の配線パターンのパターン幅が、前記第1の配線パターンのパターン幅以上であることを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
【請求項3】
前記第1の配線パターンのパターン幅より、前記第2の配線パターンのパターン幅が、大きいことを特徴とする請求項2に記載の電子制御装置。
【請求項4】
前記第2の配線パターンの断面積が、前記第1の配線パターンの断面積以上であることを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
【請求項5】
前記第1の配線パターンの断面積より、前記第2の配線パターンの断面積が、大きいことを特徴とする請求項4に記載の電子制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、実装素子を搭載する電子制御装置に関する。
続きを表示(約 4,500 文字)【背景技術】
【0002】
電子制御装置に搭載される実装素子は、発熱する電子部品である。一般的に、電子部品の内部の発熱源であるシリコンチップは、樹脂からなる樹脂パッケージによりモールドされる。シリコンチップは樹脂パッケージによりモールドされるため、電子部品はシリコンチップにて発生する熱を効率的に外部に放出することができない。
【0003】
このため、電子部品を、熱伝導性材料(例えば、銅などの金属材料)のヒートシンクに搭載し、電子部品の内部の熱を効率的に外部に放出する。しかし、電子部品を、ヒートシンクに搭載することにより、電子部品のサイズアップやコストアップが発生する。
【0004】
また、電子部品を実装するプリント基板にも、電子部品に搭載されるヒートシンクと熱的に接続する構造が必要となるため、プリント基板のサイズアップやコストアップが発生する。
【0005】
こうした本技術分野の背景技術として、特開2018−117135号公報(特許文献1)がある。この特許文献1には、筐体は、一方側の放熱用とする金属製の筐体ベースと他方側の非金属製(樹脂製)の筐体カバーとを組み合わせ、筐体の内部には、回路基板の電子部品に一端部が接続する形状が弓状の金属部材を有し、この金属部材の他端部は、金属製の筐体ベースの所定箇所に、固定手段であるねじにより、固定される電子制御装置が記載されている(要約参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2018−117135号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に記載される電子制御装置は、筐体の内部に設置され、金属部材により、電子部品が発生する熱を筐体ベースに伝達する放熱構造を有する。
【0008】
しかし、特許文献1には、電子部品の内部の発熱源であるシリコンチップを、樹脂パッケージによりモールドする電子制御装置は記載されていない。
【0009】
一般的に、電子部品の内部の発熱源であるシリコンチップを、樹脂パッケージによりモールドする場合、樹脂パッケージに使用されるモールド材料(樹脂材料)は、熱伝導率が低いため、シリコンチップにて発生する熱を効率的に外部に放出することができない。
【0010】
そこで、本発明は、電子部品の内部の発熱源であるチップ(例えば、シリコンチップ)を、樹脂パッケージによりモールドする場合であっても、チップにて発生する熱を効率的に外部に放出することができる電子制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記課題を解決するため、本発明の電子制御装置は、樹脂モールドされる電子部品と、電子部品を搭載するプリント基板と、プリント基板を搭載する金属材料であるベースと、プリント基板とベースとを固定する金属材料であるネジと、プリント基板に形成され、電子部品の電気信号を伝達する金属材料である第1の配線パターンと、プリント基板に形成され、ネジと接続し、金属材料である第2の配線パターンと、第1の配線パターンと第2の配線パターンとの間に設置され、電気的な絶縁性能を有し、熱伝導性を有する材料にて構成される熱伝導部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、電子部品の内部の発熱源であるチップ(例えば、シリコンチップ)を、樹脂パッケージによりモールドする場合であっても、チップにて発生する熱を効率的に外部に放出することができる電子制御装置を提供することができる。
【0013】
なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、下記する実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
本実施例に記載する電子制御装置100の側面構成を説明する説明図である。
比較例として記載する電子制御装置201の側面構成及び作用を説明する説明図である。
本実施例に記載する電子制御装置100の作用を側面から説明する説明図である。
本実施例に記載する電子制御装置100の上面構成を説明する説明図である。
本実施例に記載する電子制御装置100の作用を上面から説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施例を、図面を使用して、説明する。なお、実質的に同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。
【実施例】
【0016】
まず、本実施例に記載する電子制御装置100の側面構成を説明する。
【0017】
図1は、本実施例に記載する電子制御装置100の側面構成を説明する説明図である。
【0018】
本実施例に記載する電子制御装置100は、制御装置の構成部品であり、制御装置の動作時に発熱する電子部品10と、電気的な絶縁性能を有し、熱伝導性を有する材料にて構成される熱伝導部材30と、電子部品10を搭載するプリント基板20と、プリント基板20を搭載する構造部品である金属材料であるベース70と、プリント基板20とベース70とを機械的に固定する金属材料であるネジ40と、プリント基板20をケーシングする構造部品であるカバー50と、ベース70とカバー50とを機械的に固定するネジ60と、を有する。
【0019】
そして、電子制御装置100のベール70は、電子制御装置100を固定する固定先筐体90に、固定される。つまり、電子制御装置100は固定先筐体90に搭載される。なお、電子制御装置100のベース70と固定先筐体90とは、電子制御装置100と固定先筐体90とを機械的に固定する金属材料であるネジ80にて、固定される。
【0020】
電子部品10は、シリコンなどの材料により構成される発熱源であるチップ(シリコンチップ)11と、チップ11を搭載する金属材料であるリードフレーム12と、チップ11の電気信号を伝達する金属材料であるワイヤボンディング13と、ワイヤボンディング13と接続し、チップ11の電気信号を伝達する金属材料である端子14と、チップ11とリードフレーム12とワイヤボンディング13と端子14の一部とをモールド(封止)するモールド材料(樹脂材料)にて形成される樹脂パッケージ15と、を有する。また、電子部品10は、はんだなどの材料により、プリント基板20に固定される。つまり、電子部品10は、発熱源であるチップ11を内蔵し、樹脂モールドされる。
【0021】
プリント基板20は、端子14と接続し、チップ11の電気信号を伝達する金属材料である配線パターン(第1の配線パターン)21を有する。また、プリント基板20は、ネジ40と接続し、金属材料である配線パターン(第2の配線パターン)22を有する。配線パターン21と配線パターン22との間には、熱伝導部材30が設置される。つまり、配線パターン21と配線パターン22とは、プリント基板20に形成される。
【0022】
熱伝導部材30は、電気的な絶縁性能を有し、高い熱伝導率(熱伝導性)を有する材料にて構成される。例えば、熱伝導部材30は、炭化ケイ素(熱伝導率約200W/m・K)、窒化アルミニウム(熱伝導率約150W/m・K)、酸化アルミニウム(熱伝導率約32W/m・K)などの材料にて構成される。このように、熱伝導部材30は、電気的な絶縁性能を有し、熱伝導性を有する部材であればよく、例えば、低い熱抵抗のセラミックス材料を使用することができる。
【0023】
なお、特に、酸化アルミニウム(アルミナ)は、チップコンデンサに使用される材料であり、このチップコンデンサを、熱伝導部材30として、使用することもできる。このチップコンデンサは、セラミックス製積層型チップコンデンサである。
【0024】
このように、本実施例に記載する電子制御装置100は、樹脂モールドされる電子部品10(発熱源であるチップ11を内蔵し、樹脂モールドされる、発熱する電子部品10)と、電子部品10を搭載するプリント基板20と、プリント基板20を搭載する金属材料であるベース70と、プリント基板20とベース70とを固定する金属材料であるネジ40と、プリント基板20に形成され、電子部品10の電気信号を伝達する金属材料である第1の配線パターン21と、プリント基板20に形成され、ネジ40と接続し、金属材料である第2の配線パターン22と、第1の配線パターン21と第2の配線パターン22との間に設置され、電気的な絶縁性能を有し、熱伝導性を有する材料にて構成される熱伝導部材30と、を有する。
【0025】
これにより、電子部品10の内部の発熱源であるチップ11にて発生する熱200を、効率的に、電子制御装置100の外部に放出することができる。特に、チップ11が樹脂パッケージによりモールドされる場合であっても、チップ11にて発生する熱200を、効率的に、電子制御装置100の外部に放出することができる。
【0026】
ここで、比較例として記載する電子制御装置201の側面構成及び作用を説明する。
【0027】
図2は、比較例として記載する電子制御装置201の側面構成及び作用を説明する説明図である。
【0028】
比較例として記載する電子制御装置201は、本実施例に記載する電子制御装置100と比較して、熱伝導部材30及び配線パターン22を有さない。
【0029】
つまり、比較例として記載する電子制御装置201は、制御装置の構成部品であり、制御装置の動作時に発熱する電子部品10と、電子部品10を搭載するプリント基板20と、プリント基板20を搭載する構造部品であるベース70と、プリント基板20とベース70とを機械的に固定するネジ40と、プリント基板20をケーシングする構造部品であるカバー50と、ベース70とカバー50とを機械的に固定するネジ60と、を有する。
【0030】
そして、電子制御装置201のベール70は、電子制御装置201を固定する固定先筐体90に、固定される。つまり、電子制御装置201は固定先筐体90に搭載される。なお、電子制御装置201のベース70と固定先筐体90とは、電子制御装置201と固定先筐体90とを機械的に固定するネジ80にて、固定される。
(【0031】以降は省略されています)

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