TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
10個以上の画像は省略されています。
公開番号2021005580
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210114
出願番号2019117058
出願日20190625
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
代理人特許業務法人ウィルフォート国際特許事務所
主分類H01L 23/12 20060101AFI20201211BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】隣接する電子部品間の配線長の増大を抑制しつつ、電子部品間での熱干渉を抑制する。
【解決手段】回路基板12には、電子部品11a、11bが隣接して実装され、回路基板12は、矩形凸部21を備えるベース13に固定され、電子部品11aの実装領域と、電子部品11bの実装領域との間には、N(Nは2以上の整数)個の貫通孔12cが配置され、貫通孔12cの間に配置された配線16aを介して電子部品11a、11bの端子17a、17bを最短経路で接続する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
第1電子部品と第2電子部品とが隣接して実装されている回路基板と、
前記回路基板を固定する筐体とを備え、
前記回路基板は、前記第1電子部品の実装領域と前記第2電子部品の実装領域との間に配置されたN(Nは2以上の整数)個の貫通孔または凹部を備える電子制御装置。
続きを表示(約 760 文字)【請求項2】
前記回路基板は、前記第1電子部品と前記第2電子部品とを電気的に接続する配線を備え、
前記配線は、前記貫通孔または前記凹部の間に配置されている請求項1に記載の電子制御装置。
【請求項3】
前記N個の貫通孔または凹部は、前記配線の両側に配置されている請求項2に記載の電子制御装置。
【請求項4】
前記配線は、前記第1電子部品の第1端子と前記第2電子部品の第2端子とを最短経路で接続する請求項2に記載の電子制御装置。
【請求項5】
前記筐体は、樹脂と充填材を含む複合材料からなる請求項1に記載の電子制御装置。
【請求項6】
前記筐体は、
前記回路基板が固定されるベースと、
前記第1電子部品と前記第2電子部品の下に配置され、前記ベース上に突出した凸部を備える請求項1に記載の電子制御装置。
【請求項7】
前記N個の貫通孔または凹部は、前記第1電子部品と前記第2電子部品との熱干渉経路上に配置される請求項1に記載の電子制御装置。
【請求項8】
前記N個の貫通孔または凹部は、前記第1電子部品の放熱経路と前記第2電子部品の放熱経路を遮断しない位置に配置される請求項1に記載の電子制御装置。
【請求項9】
前記N個の貫通孔または凹部は、前記第1電子部品の実装領域と前記第2電子部品の実装領域との間からはみ出さない位置に配置される請求項1に記載の電子制御装置。
【請求項10】
前記N個の貫通孔または凹部は、前記第1電子部品の実装領域と前記第2電子部品の実装領域との間に各列ごとに直線状に並ぶようにM(Mは正の整数)列分だけ配置される請求項1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、車両に搭載可能な電子制御装置に関する。
続きを表示(約 5,700 文字)【背景技術】
【0002】
車載電子制御装置の高機能化により電子部品の発熱量が増加している。また、自動運転システム等では、電子部品間の高速伝送の必要性から、電子部品間の近接した配置が必要である。発熱電子部品は、通常、筐体等に設けられた放熱ブロックに放熱部材を介して熱的に接続し、放熱することが一般的である。複数の発熱電子部品を近接して配置する場合は、発熱電子部品の熱を放熱させる放熱ブロックに配置された複数の発熱電子部品間で熱干渉による各発熱電子部品の温度上昇がある。発熱電子部品間の熱干渉を抑制するため、特許文献1では、基板に単数孔を形成し、熱干渉を抑制する構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2006−173243号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に開示された構造では、単数孔部で熱干渉を抑制できるが、電子部品間での配線が不可能になったり長くなったりするため、電子部品間の信号の高速伝送に支障をきたす。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その目的は、隣接する電子部品間の配線長の増大を抑制しつつ、電子部品間での熱干渉を抑制可能な電子制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、第1の観点に係る電子制御装置は、第1電子部品と第2電子部品とが隣接して実装されている回路基板と、前記回路基板を固定する筐体とを備え、前記回路基板は、前記第1電子部品の実装領域と前記第2電子部品の実装領域との間に配置されたN(Nは2以上の整数)個の貫通孔または凹部を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、隣接する電子部品間の配線長の増大を抑制しつつ、電子部品間での熱干渉を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、第1実施形態に係る車載電子制御装置の構成を分解して示す斜視図である。
図2は、図1の貫通孔12cがないときの車載電子制御装置の構成を分解して示す斜視図である。
図3は、図1の車載電子制御装置を電子部品11a、11bの位置で切断した構成を示す断面図である。
図4は、図3の電子部品11a、11bが実装された回路基板の構成を示す平面図である。
図5は、図3の電子部品11a、11b間の熱干渉経路における熱の伝搬方向を示す断面図である。
図6は、図3の電子部品11a、11bが実装された回路基板での放熱経路を示す平面図である。
図7は、第2実施形態に係る車載電子制御装置に適用される回路基板の構成を示す平面図である。
図8は、第3実施形態に係る車載電子制御装置に適用される回路基板の構成を示す平面図である。
図9は、第4実施形態に係る車載電子制御装置に適用される電子部品11a、11bの周辺の構成を示す断面図である。
図10は、第5実施形態に係る車載電子制御装置に適用される電子部品11a、11bの周辺の構成を示す断面図である。
図11は、第6実施形態に係る車載電子制御装置に適用される電子部品11a、11bの周辺の構成を示す断面図である。
図12は、第1比較例に係る車載電子制御装置に適用される電子部品11の周辺の構成を示す断面図である。
図13は、第2比較例に係る車載電子制御装置に適用される電子部品11a、11bの周辺の構成を示す断面図である。
図14は、図13の電子部品11a、11bが実装された回路基板の構成を示す平面図である。
図15は、図13の電子部品11a、11b間の熱干渉経路における熱の伝搬方向を示す断面図である。
図16は、第3比較例に係る車載電子制御装置に適用される電子部品11a、11bの周辺の構成を示す断面図である。
図17は、図16の電子部品11a、11bが実装された回路基板の構成を示す平面図である。
図18は、第1、第2および第3実施形態と第1、第2および第3比較例の温度上昇の数値例を比較して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている諸要素およびその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0010】
なお、以下の説明では、電子制御装置として、車両に搭載される車載電子制御装置を例にとる。
図1は、第1実施形態に係る車載電子制御装置の構成を分解して示す斜視図である。
図1において、車載電子制御装置1は、回路基板12と、筐体10を備える。筐体10は、ベース13とカバー14を含む。
【0011】
回路基板12には、電子部品11a〜11cが実装されている。電子部品11a〜11cは、例えば、半導体素子などの発熱電子部品である。電子部品11a〜11cは、例えば、半導体チップが封止されたパッケージの状態で回路基板12に実装することができる。このパッケージは、例えば、SOP(Small Outline Package)、QFP(Quad Flat Package)またはBGA(Ball grid array)である。
【0012】
ここで、電子部品11a、11bは、隣接して回路基板12に実装されている。電子部品11aは、例えば、マイクロコンピュータ、電子部品11bは、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)である。
【0013】
回路基板12には、電子部品11a〜11cの他、電子回路を形成する抵抗およびコンデンサなどの受動部品が、はんだ等の導電接続材料を用いて、回路基板12の片面あるいは両面に電気的に接続される。
【0014】
また、回路基板12には、コネクタ15が実装されている。コネクタ15は、回路基板12と外部とを電気的に接続する。コネクタ15は、回路基板12の端部に配置することができる。コネクタ15の本体には、所要本数のピン端子15aが圧入等により挿着されている。コネクタ15は、ピン端子15aが回路基板12にはんだ付けあるいは圧入されることにより、回路基板12と電気的に接合される。
【0015】
回路基板12は、N(Nは2以上の整数)個の貫通孔12cを備える。N個の貫通孔12cは、電子部品11aの実装領域と、電子部品11bの実装領域との間に配置されている。このとき、N個の貫通孔12は、電子部品11aの実装領域と、電子部品11bの実装領域との間からはみ出さない位置に配置することができる。貫通孔12cの平面形状は、必ずしも丸形に限定されることなく、楕円形であってもよいし、矩形であってもよいし、多角形であってもよい。
【0016】
貫通孔12cの形成方法は、打ち抜き、ドリル加工、レーザ加工または化学的なエッチング法などの方法を単独で用いてもよいし、これらの方法を組み合わせて用いてもよい。なお、貫通孔12cが回路基板12に形成されれば、上記の形成方法に限らない。
【0017】
また、回路基板12は、ねじ穴12dを備える。ねじ穴12dは、締結部材の一例としてのねじ22を挿入可能である。ねじ穴12dは、回路基板12の四隅に配置することができる。
【0018】
回路基板12は、例えば、熱硬化性樹脂とガラスクロスと回路パターンが形成された金属配線からなる積層配線基板、セラミクスと金属配線からなる基板またはポリイミドなどのフレキシブル基板などを用いることができる。
【0019】
筐体10は、回路基板12を固定する。このとき、回路基板12は、ベース13に固定される。ベース13は、回路基板12をベース13上に支持する枠材13aを備える。枠材13aの四隅には、台座部13bが設けられている。ベース13は、カバー14の下面開口を閉鎖するように全体が概略矩形平板状とされている。ベース13および台座部13bには、ねじ穴13dが設けられている。
【0020】
また、ベース13上には、矩形凸部21が設けられている。矩形凸部21は、回路基板12を筐体10に組み付けたときに、電子部品11a、11b下にくるように配置される。矩形凸部21は、回路基板12を筐体10に組み付けたときに、回路基板12に接触または近接し、電子部品11a、11bの放熱性を向上させることができる。このとき、枠材13aは、回路基板12が矩形凸部21に接触または近接するように回路基板12をベース13上で支持する。
【0021】
カバー14は、衝撃および埃などから回路基板12を保護する。カバー14は、回路基板12を覆うようにベース13に組み付けられる下面が開口した箱状または蓋状とされる。
【0022】
ベース13とカバー14は、コネクタ15が取り付けられた回路基板12を挟み込んで組み立てられることで、箱型車載電子制御装置が構成される。例えば、回路基板12は、台座部13dとカバー14との間に挟持されつつ、ねじ22がねじ穴13d、12dに挿入された状態でカバー14にねじ込まれることで、筐体に10に固定される。
【0023】
カバー14とベース13とを組み合わせて固定する構造としては、ねじ22により螺合固定する構造に限らない。例えば、ベース13から立ち上がる起立部に設けられた組付孔と、カバー14に設けられた突起部とを嵌合固定する構成または接着固定する構成等であってもよい。
【0024】
ベース13とカバー14は、金属材料または樹脂複合材料を用いた鋳造、プレス、切削加工または射出成形などにより製造される。ベース13とカバー14は、アルミニウム、マグネシウムまたは鉄などを主成分とする合金を鋳造あるいは圧延して得られる金属材料を用いるようにしてもよいし、樹脂と充填材からなる複合材料を用いるようにしてもよい。
【0025】
この複合材料は、例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレートまたはポリフェニレンスルフィド等の熱可塑性樹脂、あるいはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂または不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂から選ばれる少なくとも一種以上の樹脂と、ガラス繊維、シリカまたはアルミナなどの無機充填材、あるいは金属粉の少なくとも一種以上を混合した混合物を、射出成形、圧縮成形またはトランスファーモールド成形などを用いて成形したものである。なお、ベース13およびカバー14は、同一の材質でもよいし、異なる材質でもよい。
【0026】
ここで、ベース13とカバー14に樹脂と充填材からなる複合材料を用いることにより、車載電子制御装置1の軽量化を図ることができる。
【0027】
また、回路基板12にN個の貫通孔12cを設けることにより、間隔を開けて貫通孔12cを配置することが可能となる。このため、貫通孔12cを迂回させることなく電子部品11a、11b間を配線する領域を回路基板12に確保することが可能となるとともに、電子部品11a、11b間で回路基板12を水平方向に伝わる熱を遮断することができる。この結果、電子部品11a、11b間の熱干渉を低減し、電子部品11a、11bの温度上昇を抑制することが可能となるとともに、電子部品11a、11b間の配線の配線長の増大を抑制することができ、電子部品11a、11b間の信号の高速伝送を実現することができる。
【0028】
図2は、図1の貫通孔12cがないときの車載電子制御装置の構成を分解して示す斜視図である。
図2において、車載電子制御装置2は、図1の回路基板12の代わりに回路基板20を備える。回路基板20では、図1の貫通孔12cが除去されている。それ以外の車載電子制御装置2の構成は、図1の車載電子制御装置1の構成と同様である。
【0029】
回路基板20を用いた場合、図1の貫通孔12cがないため、回路基板12を用いた場合に比べて、電子部品11a、11b間で回路基板12を熱が水平方向に伝わり易くなる。このため、回路基板20を用いた場合、回路基板12を用いた場合に比べて、電子部品11a、11b間の熱干渉が増大し、電子部品11a、11bの温度上昇が大きくなる。
【0030】
図3は、図1の車載電子制御装置を電子部品11a、11bの位置で切断した構成を示す断面図である。
図3において、回路基板12は、図1の構成に加え、サーマルビア12a、12bを備える。サーマルビア12a、12bは、各電子部品11a、11bで発生した熱を回路基板12を通して垂直方向に放熱する。サーマルビア12a、12bには、放熱性を向上させるための充填材が埋め込まれていてもよい。サーマルビア12a、12bは、各電子部品11a、11bの真下にくるように配置される。また、サーマルビア12a、12bは、回路基板12を筐体10に組み付けたときに、矩形凸部21の真上にくるように配置される。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

日立オートモティブシステムズ株式会社
制御弁
日立オートモティブシステムズ株式会社
モータ
日立オートモティブシステムズ株式会社
回路基板
日立オートモティブシステムズ株式会社
制御装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
回転電機
日立オートモティブシステムズ株式会社
印刷方法
日立オートモティブシステムズ株式会社
回転電機
日立オートモティブシステムズ株式会社
電子装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
演算装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
二次電池
日立オートモティブシステムズ株式会社
回転電機
日立オートモティブシステムズ株式会社
制御装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
制御装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
流量計測計
日立オートモティブシステムズ株式会社
レーダ装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
センサ装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
熱式流量計
日立オートモティブシステムズ株式会社
燃料噴射弁
日立オートモティブシステムズ株式会社
燃料噴射弁
日立オートモティブシステムズ株式会社
電池パック
日立オートモティブシステムズ株式会社
車両制御装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
電子制御装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
車両制御装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
物標検出装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
ブレーキ装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
異常検出装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
電力変換装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
電力変換装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
更新管理装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
燃料噴射装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
電力変換装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
燃料噴射装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
電子制御装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
操舵制御装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
電子制御装置
日立オートモティブシステムズ株式会社
画像処理装置
続きを見る