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公開番号2024165971
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023082606
出願日2023-05-18
発明の名称電子制御装置
出願人日立Astemo株式会社
代理人弁理士法人サンネクスト国際特許事務所
主分類H01L 23/40 20060101AFI20241121BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体モジュールの変更に伴い放熱性を可変する電子制御装置を提供する。
【解決手段】電子制御装置1は、冷却器7、半導体素子2、基板3、コネクタ4及び第1熱伝導部材5を備える半導体モジュールと冷却器とを、熱的に接続する熱伝導性のヒートスプレッダ8を備え、一方の面において、第1固定部11を用いて半導体モジュールをヒートスプレッダに固定する第1突起部13と、他方の面において、第2固定部12を用いて冷却器をヒートスプレッダに固定する第2突起部14と、半導体素子に対して第1熱伝導部材5を間に介して接する第1凸部9と、冷却器に対して第2熱伝導部材6を間に介して接する第2凸部10とを有する。第1固定部は、基板と半導体素子の接触面から水平方向に離間した位置で、基板と第1突起部を着脱可能に固定し、第2固定部は、第2凸部と冷却器の接触面から水平方向に離間した位置で、冷却器と第2突起部を着脱可能に固定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板に半導体素子が配置された半導体モジュールと、
前記半導体モジュールを冷却する冷却器と、
前記半導体モジュールと前記冷却器とを熱的に接続する熱伝導性のヒートスプレッダと、を備え、
前記ヒートスプレッダは、一方の面において、第１固定部を用いて前記半導体モジュールを前記ヒートスプレッダに固定する第１突起部と、他方の面において、第２固定部を用いて前記冷却器を前記ヒートスプレッダに固定する第２突起部と、前記半導体素子に対して第１熱伝導部材を間に介して接する第１凸部と、前記冷却器に対して第２熱伝導部材を間に介して接する第２凸部と、を有し、
前記第１固定部は、前記基板と前記半導体素子との接触面から水平方向に離間した位置で、前記基板と前記第１突起部を着脱可能に固定し、
前記第２固定部は、前記第２凸部と前記冷却器との接触面から水平方向に離間した位置で、前記冷却器と前記第２突起部を着脱可能に固定する
電子制御装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記ヒートスプレッダは、前記第１凸部の周囲を囲うように形成される第１の壁と、前記第２凸部の周囲を囲うように形成される第２の壁を有し、
前記第１の壁の垂直方向の長さは、前記第１突起部の長さ以下であり、
前記第２の壁の垂直方向の長さは、前記第２突起部の長さ以下である
電子制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記冷却器は、前記第２固定部を挿通する複数の冷却器ネジ穴を有し、
前記第２凸部は、前記他方の面と平行な平面上において、前記複数の冷却器ネジ穴の形成位置とは重ならず、
前記複数の冷却器ネジ穴は、前記冷却器の前記平面上で放射形状に設けられる
電子制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記第１突起部は、前記第１固定部を挿通する複数の第１ボス部を有し、
前記半導体モジュールは、前記基板において、前記半導体素子と接触する面とは反対側の面にコネクタを有し、
前記第１ボス部の長さは、前記半導体素子の厚さと前記第１凸部の厚さを合計した厚さ以上の長さであり、
前記第１凸部は、前記半導体素子の平面部分に対向する平面部を有する
電子制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記第２突起部は、前記第２固定部を挿通する第２ボス部を有し、
前記第２ボス部の長さは、前記第２凸部の厚さ以上の長さであり、
前記第２凸部の面積は、前記第１凸部の面積より大きい
電子制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記第１突起部は、前記第１固定部を挿通する複数の第１ボス部を有し、
前記第１凸部は、前記一方の面において、前記複数の第１ボス部の位置に重ならず、
前記複数の第１ボス部は、前記一方の面において前記第１凸部から放射形状に設けられる
電子制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記基板は、板バネによって前記第１突起部に対して圧力固定され、
前記第１突起部は、前記ヒートスプレッダの平面上で放射形状を有し、
前記板バネは、前記基板において、前記第１突起部と接触する面とは反対側の面で前記基板を押さえる形状を有する
電子制御装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電子制御装置であって、
前記第１突起部および前記第２突起部は、前記ヒートスプレッダと着脱可能なスペーサである
電子制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
車載の電子制御ユニットは、ハードウェアアップデート等の高性能化に伴い発熱量が増大するため、放熱性の向上が求められる。例えば、特許文献１には、ヒートスプレッダ４に溝４ｇを設け、そこにＯリング８を設置し放熱グリス９を保持し、また、Ｏリング８には切り欠き８ｎを持たせ、ネジ７締め付け時に通気口として機能させ、チップ２は樹脂５で封止することで、放熱性に優れた電力用半導体装置の構成について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－２５１４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、ヒートスプレッダと基板ははんだや樹脂で固定されているため、アップデートに伴う半導体モジュールの変更が要求されても取り外せない課題が生じる。また、変更後の半導体モジュールのサイズや発熱量に合わせた冷却器も必要になる。これを鑑みて本発明は、冷却器を変更せずに半導体モジュールの変更に伴った放熱性の可変を実現する電子制御装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
電子制御装置は、基板に半導体素子が配置された半導体モジュールと、前記半導体モジュールを冷却する冷却器と、前記半導体モジュールと前記冷却器とを熱的に接続する熱伝導性のヒートスプレッダと、を備え、前記ヒートスプレッダは、一方の面において、第１固定部を用いて前記半導体モジュールを前記ヒートスプレッダに固定する第１突起部と、他方の面において、第２固定部を用いて前記冷却器を前記ヒートスプレッダに固定する第２突起部と、前記半導体素子に対して第１熱伝導部材を間に介して接する第１凸部と、前記冷却器に対して第２熱伝導部材を間に介して接する第２凸部と、を有し、前記第１固定部は、前記基板と前記半導体素子との接触面から水平方向に離間した位置で、前記基板と前記第１突起部を着脱可能に固定し、前記第２固定部は、前記第２凸部と前記冷却器との接触面から水平方向に離間した位置で、前記冷却器と前記第２突起部を着脱可能に固定する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、冷却器を変更せずに半導体モジュールの変更に伴った放熱性の可変を実現する電子制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の第１の実施形態に係る、電子制御装置の断面図
本発明の第２の実施形態に係る、電子制御装置の断面図
本発明の第３の実施形態に係る、半導体モジュールの変更に伴った電子制御装置の平面図
本発明の第４の実施形態に係る、冷却器を示す図
本発明の第５の実施形態に係る、ヒートスプレッダを示す図
本発明の第６の実施形態に係る、電子制御装置の断面図
本発明の第７の実施形態に係る、電子制御装置の平面図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
【０００９】
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
【実施例】
【００１０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る、電子制御装置１の断面図である。電子制御装置１は、車両に搭載される制御装置であり、半導体モジュール、ヒートスプレッダ８、冷却器７を備える。半導体モジュールは、半導体素子２、基板３、コネクタ４、第１熱伝導部材５、を備える。半導体素子２は基板３上に配置されている。冷却器７はヒートスプレッダ８を介して半導体モジュールを冷却する。ヒートスプレッダ８は熱伝導性である。コネクタ４は、基板３において半導体素子２が配置される面とは反対側の面に配置されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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