(57)【要約】      （修正有）【課題】電子制御装置において、放熱性の低下を抑制しつつ、低コスト化及び軽量化を図る。【解決手段】電子制御装置２１は、樹脂で形成されたベース部２と、ベース部２に設けられた金属部３と、金属部３におけるベース部２側の面とは反対側の面に設けられた熱伝導部材４と、熱伝導部材４における金属部３側の面とは反対側の面に設けられた、電子部品５を実装した回路基板６と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂で形成されたベース部と、
前記ベース部に設けられた金属部と、
前記金属部における前記ベース部側の面とは反対側の面に設けられた熱伝導部材と、
前記熱伝導部材における前記金属部側の面とは反対側の面に設けられた、電子部品を実装した回路基板と、を有する電子制御装置。
【請求項２】
前記回路基板は、前記熱伝導部材と接触するように設けられ、
前記電子部品は、前記回路基板における前記熱伝導部材と接触する接触部の反対側に設けられる、請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記回路基板は、前記電子部品が設けられた箇所に形成されたサーマルビアと、前記熱伝導部材と接触する面に形成され、前記サーマルビアと熱的に結合される金属パッドとを有する、請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記電子部品は、前記熱伝導部材と接触するように設けられ、
前記回路基板は、前記電子部品における前記熱伝導部材と接触する接触部の反対側に設けられる、請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記ベース部は、凸部を有し、
前記金属部は、前記凸部の頂面に設けられる、請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項６】
前記頂面の面積は、前記金属部における前記頂面と接する面の面積と略同一である、請求項５に記載の電子制御装置。
【請求項７】
前記頂面の面積は、前記金属部における前記頂面と接する面の面積よりも大きい、請求項５に記載の電子制御装置。
【請求項８】
前記ベース部における前記凸部の反対側に設けられた肉盗み部をさらに有する請求項５に記載の電子制御装置。
【請求項９】
前記金属部は、前記ベース部と一体又は別体で形成される、請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項１０】
前記金属部は、アルミニウム、銅又は鋼材で形成される、請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項１１】
前記電子部品における前記ベース部側の面に設けられたエクスポーズドパッドをさらに有し、
前記金属部における前記回路基板側の面の面積は、前記エクスポーズドパッドの面積以上である、請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項１２】
前記金属部の厚みは、０．１ｍｍ以上である、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】
本開示は、電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、車室内やエンジンルーム内等に、エンジンコントロールユニットや自動変速機用コントロールユニット等の電子制御装置が搭載されている。
【０００３】
特許文献１には、ベース部とカバーとがシール部材で接合された筐体と、筐体の内部空間に収容される回路基板と、回路基板に実装された電子部品及びコネクタ等から構成される電子制御装置が開示されている。この電子制御装置では、ベース部がアルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料で形成され、ベース部と回路基板との間に放熱部材が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１８７０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の電子制御装置では、ベース部が熱伝導性に優れた金属材料で形成されているため、放熱性能が高い。しかしながら、このようなベース部を形成するためのアルミダイカストは、アルミニウムを溶かして型に入れて固める製法であり、脱脂処理やバリ取り、ショットブラスト等の工程を含むため、製造コストが高くなるという問題がある。また、アルミニウム等の金属は比重が大きいため、重量化を招くという問題もある。
【０００６】
本開示の目的は、放熱性の低下を抑制しつつ、低コスト化及び軽量化を図るが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】
【０００７】
本発明の一つの実施態様に従う電子制御装置は、樹脂で形成されたベース部と、前記ベース部に設けられた金属部と、前記金属部における前記ベース部側の面とは反対側の面に設けられた熱伝導部材と、前記熱伝導部材における前記金属部側の面とは反対側の面に設けられた、電子部品を実装した回路基板と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、放熱性の低下を抑制しつつ、低コスト化及び軽量化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示に係る第１の実施形態の電子制御装置を示す分解斜視図である。
【図２】本開示に係る第１の実施形態の電子制御装置の断面図である。
【図３】本開示に係る第２の実施形態の電子制御装置の部分断面図である。
【図４】本開示に係る第３の実施形態の電子制御装置の部分断面図である。
【図５】本開示に係る第４の実施形態の電子制御装置の部分断面図である。
【図６】本開示に係る第５の実施形態の電子制御装置の部分断面図である。
【図７】樹脂部厚みと金属部厚みを示す図である。
【図８】金属部厚みと温度上昇との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。各図面において同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略することがある。
【００１１】
各実施形態における電子制御装置としては、車両（図示せず）に搭載され、車両の内燃機関（図示せず）、トランスミッション（図示せず）及びパワーステアリング（図示せず）等を制御するものを想定しているが、別の用途に使用されてもよい。電子制御装置はＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本開示に係る第１の実施形態の電子制御装置を示す分解斜視図であり、図２は、本開示に係る第１の実施形態の電子制御装置の断面図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように第１の実施形態の電子制御装置２１は、略箱状のカバー部１と、カバー部１によって覆われる略板状のベース部２とを有する。カバー部１とベース部２は、電子制御装置２１の筐体を構成する。カバー部１とベース部２とは、互いに接合されてもよい。その際、カバー部１とベース部２とは、シール部材等を用いて液密に接合されてもよい。ベース部２は、樹脂で形成される。
【００１４】
カバー部１とベース部２とで構成される筐体の内部空間には、ベース部２の上面（カバー部１で覆われる面）に形成された金属部３と、金属部３上に形成された熱伝導部材４と、発熱性電子部品や非発熱性電子部品等の種々の電子部品５を実装した回路基板６とが設けられている。尚、ベース部２に対して金属部３を積層する積層方向を上方向としている。
【００１５】
金属部３は、金属材料、特にアルミニウム、銅又は鋼材のような熱伝導性の高い金属材料で形成される。金属部３は、インサート成形等によりベース部２と一体で形成されてもよいし、ベース部２とは別体で形成されてもよい。金属部３がベース部２と別体で形成される場合、ベース部２と金属部３とは、圧入、溶着、粘着又は接着等により互いに接合される。熱伝導部材４は、例えば、放熱グリスで形成されてもよい。
【００１６】
電子部品５を実装した回路基板６は、熱伝導部材４の上に設けられている。本実施形態では、熱伝導部材４と電子部品５の間に回路基板６が設けられ、電子部品５は回路基板６を介して熱伝導部材４の上に設けられている。より具体的には、回路基板６が熱伝導部材４の上面に熱伝導部材４と接触するように設けられ、電子部品５は、回路基板６の熱伝導部材４と接触する接触部６Aの反対側に設けられている。
【００１７】
回路基板６は、ベース部２に形成された複数の台座７によって固定されている。また、回路基板６の周縁部には、外部のコネクタと接続されるコネクタ８が設けられている。コネクタ８は、筐体の外部に露わになっている。コネクタ８は、コネクタ端子９を介して回路基板６と電気的に接続される。コネクタ端子９は、はんだ付け又は圧入等によって回路基板６と接合される。
【００１８】
電子部品５と回路基板６とは、はんだ付けによって接合される。図の例では、電子部品５におけるベース部２側の面に、露出した金属パッドであるエクスポーズドパッド（Exposed Pad）１０が形成され、エクスポーズドパッド１０と回路基板６とがはんだ付けによって接合されている。エクスポーズドパッド１０は、例えば、銅等で形成される。エクスポーズドパッド１０の面積は、金属部３における回路基板６側の面の面積よりも小さい。
【００１９】
回路基板６における電子部品５が設けられた箇所には、回路基板６を貫通するサーマルビア１１が形成されている。サーマルビア１１は、図２に示すように、１つの電子部品５に対して複数形成されてもよい。回路基板６の熱伝導部材４と接触する接触部６Aには、金属パッド１２が形成されている。金属パッド１２は、エクスポーズドパッド１０の複製、つまり、形状、材料及び大きさ等がエクスポーズドパッド１０と略同じであってもよい。エクスポーズドパッド１０、サーマルビア１１及び金属パッド１２は互いに熱的に結合される。
【００２０】
以上のように構成した電子制御装置２１では、電子部品５で発生した熱は、エクスポーズドパッド１０、サーマルビア１１、金属パッド１２及び熱伝導部材４を介して金属部３に伝わり、金属部３によって均熱化されてベース部２へ伝わる。このため、ベース部２が樹脂であっても、十分な放熱性能を得ることが可能になる。
【００２１】
（第２の実施形態）
図３は、本開示に係る第２の実施形態の電子制御装置の部分断面図である。図３では、電子部品５の近傍が示されている。
【００２２】
図３に示す第２の実施形態の電子制御装置２２は、図２に示した第１の実施形態の電子制御装置２１と比べて、回路基板６に対する電子部品５の配置が異なる。
【００２３】
電子制御装置２２では、回路基板６の下面に電子部品５が実装されている。より具体的には、電子部品５は、熱伝導部材４の上面に熱伝導部材４と接触するように設けられ、回路基板６は、電子部品５における熱伝導部材４と接触する接触部５Ａの反対側に設けられている。電子部品５のエクスポーズドパッド１０は、電子部品５の接触部５Ａに形成されている。本実施形態では、回路基板６のサーマルビア１１及び金属パッド１２は、なくてもよい。
【００２４】
以上のように構成した電子制御装置２２では、電子部品５で発生した熱は、エクスポーズドパッド１０及び熱伝導部材４を介して金属部３に伝わり、金属部３によって均熱化されてベース部２へ伝わる。このため、第１の実施形態と同様に、ベース部２が樹脂であっても、十分な放熱性能を得ることが可能になる。
【００２５】
（第３の実施形態）
図４は、本開示に係る第３の実施形態の電子制御装置の部分断面図である。図４では、電子部品５の近傍が示されている。
【００２６】
図４に示す第３の実施形態の電子制御装置２３は、図２に示した第１の実施形態の電子制御装置２１と比べて、ベース部２の形状が異なる。電子制御装置２３のベース部２は、上方向に凸となるベース凸部１３を有し、ベース凸部１３の頂面（頂部）１３Aに金属部３が設けられる。本実施形態では、ベース凸部１３の頂面１３Ａの面積は、金属部３におけるベース凸部１３と接触する面の面積とは略同一である。
【００２７】
本実施形態では、ベース部２の下面から金属部３の上面までの厚みを一定にしたまま、金属部３の体積を小さくすることができるため、更なる低コスト化（材料費の低減）及び軽量化を図ることができる。
【００２８】
（第４の実施形態）
図５は、本開示に係る第４の実施形態の電子制御装置の部分断面図である。図５では、電子部品５の近傍が示されている。
【００２９】
図５に示す第４の実施形態の電子制御装置２４は、図４に示した第３の実施形態の電子制御装置２３と比べて、ベース凸部１３の形状が異なる。電子制御装置２４では、ベース凸部１３の頂面１３Ａの面積は、金属部３におけるベース凸部１３と接触する面の面積よりも大きい。
【００３０】
本実施形態では、第３の実施形態と同様に、金属部３の体積を小さくすることができるため、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、金属部３に対してベース凸部１３の頂面１３Aの面積が大きいため、金属部３からベース部２に対して広範囲に熱を伝えることができ、放熱性能の向上が可能となる。
【００３１】
（第５の実施形態）
図６は、本開示に係る第５の実施形態の電子制御装置の部分断面図である。図６では、電子部品５の近傍が示されている。
【００３２】
図６に示す第５の実施形態の電子制御装置２５は、図４に示した第３の実施形態の電子制御装置２３と比べて、ベース部２の形状が異なる。電子制御装置２５では、ベース部２におけるベース凸部１３の反対側に、凹状の肉盗み部１４が設けられている。
【００３３】
本実施形態では、第３の実施形態と同様に、金属部３の体積を小さくすることができるため、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、ベース部２に肉盗み部１４が設けられているため、ベース部２の体積を減らすことができ、筐体の軽量化を図ることができる。また、ベース部２の表面積が増える、つまり、ベース部２が外気と接触する接触面積が増えるため、放熱性能を向上させることが可能となる。
【００３４】
尚、第３〜第５の実施形態の構成は、第２の実施形態で説明した、回路基板６の下面に電子部品５が実装されている構成に対しても適用することができる。
【実施例１】
【００３５】
以下、実施例として、金属部３の厚みである金属部厚みと電子部品５の発熱による温度上昇との関係について評価した。
【００３６】
図７は、ベース部２の厚みである樹脂部厚みと金属部３の厚みである金属部厚みとを示す図である。樹脂部厚みは、ベース部２の下面からベース凸部１３の頂面１３Ａまでの長さである。金属部厚みは、金属部３の下面から上面までの長さである。
【００３７】
表１は、電子部品５を所定の条件に従って駆動した際の電子部品５の温度上昇と、樹脂部厚み及び金属部厚みとの関係を示す。図８は、電子部品５を所定の条件に従って駆動した際の金属部厚みと温度上昇との関係を示す図である。樹脂部厚みと金属部厚みとの和は３．８ｍｍに固定している。
【表１】
2020113703.tif 000003
【００３８】
表１および図８に示されたように、金属部厚みが０．１ｍｍ以上であると、温度上昇を効率的に抑制できる。したがって、金属部厚みが０．１ｍｍ以上であると、放熱性を効率的に向上させることが可能となる。
【００３９】
以上説明したように、本開示は以下の事項を含む。
本開示の一態様に係る電子制御装置（電子制御装置２１〜２５）は、樹脂で形成されたベース部（ベース部２）と、ベース部に設けられた金属部（金属部３）と、金属部におけるベース部側の面とは反対側の面に設けられた熱伝導部材（熱伝導部材４）と、熱伝導部材における金属部側の面とは反対側の面に設けられた、電子部品（電子部品５）を実装した回路基板（回路基板６）と、を有する。
【００４０】
このように、電子部品を実装した回路基板が、樹脂で形成されたベース部に設けられた金属部に対して熱伝導部材を介して設けられる。このため、電子部品で発生した熱を金属部によって均熱化してベース部に伝えることが可能になり、ベース部が樹脂であっても、十分な放熱性能を得ることが可能になる。また、樹脂は金属と比べて安価かつ軽量であるため、ベース部を金属で形成する場合と比べて、材料費の低減や電子制御装置の軽量化が可能になる。したがって、放熱性の低下を抑制しつつ、低コスト化及び軽量化を図るが可能になる。
【００４１】
また、電子制御装置（電子制御装置２１、２３〜２５）では、回路基板は、熱伝導部材と接触するように設けられ、電子部品は、回路基板における熱伝導部材と接触する接触部（接触部６A）の反対側に設けられる。
【００４２】
このように、回路基板が熱伝導部材と接触し、電子部品が回路基板における熱伝導部材と接触する接触部の反対側に設けられる。したがって、電子部品と金属部との間に回路基板がある場合でも、電子部品で発生した熱を金属部によって均熱化してベース部に伝えることが可能となるため、放熱性の低下を抑制しつつ、低コスト化及び軽量化を図るが可能になる。
【００４３】
また、電子制御装置（電子制御装置２１、２３〜２５）では、回路基板は、電子部品が設けられた箇所に形成されたサーマルビア（サーマルビア１１）と、熱伝導部材と接触する面に形成され、サーマルビアと熱的に結合される金属パッド（金属パッド１２）とを有する。
【００４４】
このように、回路基板には、電子部品が設けられた箇所に形成されたサーマルビアと、熱伝導部材と接触する面に形成され、サーマルビアと熱的に結合される金属パッドが設けられる。このため、電子部品と金属部との間に回路基板がある場合でも、電子部品で発生した熱をサーマルビア及び金属パッドを介して金属部に伝えることが可能になるため、熱を効率的に金属部に伝えることができる。
【００４５】
また、電子制御装置（電子制御装置２２）では、電子部品は、熱伝導部材と接触するように設けられ、回路基板は、電子部品における熱伝導部材と接触する接触部（接触部５Ａ）の反対側に設けられる。
【００４６】
このように、電子部品が熱伝導部材と接触し、回路基板が電子部品における熱伝導部材と接触する接触部の反対側に設けられる。したがって、回路基板が電子部品の金属部側とは逆側にある場合でも、電子部品で発生した熱を金属部によって均熱化してベース部に伝えることが可能となるため、放熱性の低下を抑制しつつ、低コスト化及び軽量化を図るが可能になる。
【００４７】
また、電子制御装置（電子制御装置２３〜２５）では、ベース部は、凸部（ベース凸部１３）を有し、金属部は、凸部の頂面（頂面１３Ａ）に設けられる。
【００４８】
このように金属部がベース部の凸部の頂面に設けられる。このため、金属部の体積を小さくすることができる。したがって、低コスト化及び軽量化を図ることができる。
【００４９】
また、電子制御装置（電子制御装置２３）では、頂面の面積は、金属部における頂面と接する面の面積と略同一である。このため、ベース部と金属部とを容易に一体成型することが可能になる。
【００５０】
また、電子制御装置（電子制御装置２４）では、頂面の面積は、金属部における頂面と接する面の面積よりも大きい。このため、金属部３からベース部２に対して広範囲に熱を伝えることができ、放熱性能の向上が可能となる。
【００５１】
また、電子制御装置（電子制御装置２５）は、ベース部における凸部の反対側に設けられた肉盗み部（肉盗み部１４）をさらに有する。
【００５２】
このように、凸部の反対側に設けられた肉盗み部が設けられる。したがって、ベース部の体積を減らすことが可能になるため、軽量化を図ることができる。また、ベース部の表面積を増やすことが可能になるため、外気との接触面積を増やすことが可能になり、放熱性能を向上させることが可能となる
【００５３】
また、電子制御装置（電子制御装置２１〜２５）では、金属部は、ベース部と一体又は別体で形成される。このため、所望の方法で金属部を形成することが可能になる。
【００５４】
また、電子制御装置（電子制御装置２１〜２５）では、金属部は、アルミニウム、銅又は鋼材で形成される。このため、金属部を熱伝導性の高い金属で形成することが可能になるため、金属部による放熱性を向上させることが可能になる。
【００５５】
また、電子制御装置（電子制御装置２１〜２５）は、電子部品におけるベース部側の面に設けられたエクスポーズドパッド（エクスポーズドパッド１０）を有し、金属部における回路基板側の面の面積は、エクスポーズドパッドの面積以上である。
【００５６】
このように金属部における回路基板側の面の面積は、電子部品におけるベース部側の面に設けられたエクスポーズドパッド以上である。このため、電子部品から金属部３に対して広範囲に熱を伝えることができ、放熱性能の向上が可能となる。
【００５７】
また、電子制御装置（電子制御装置２１〜２５）は、金属部の厚みは、０．１ｍｍ以上である。この場合、放熱性を効率的に向上させることが可能になる。
【００５８】
以上説明した各実施形態は、単なる一例であって、本発明を限定するものではない。例えば、各実施形態で説明した諸要素は、矛盾しない限り組み合わせて使用することができるが、その諸要素及びその組み合わせの全てが発明に必須であるとは限らない。
【符号の説明】
【００５９】
１…カバー部  ２…ベース部  ３…金属部  ４…熱伝導部材  ５…電子部品  ５A…接触部  ６…回路基板  ６A…接触部  ７…台座  ８…コネクタ  ９…コネクタ端子  １０…エクスポーズドパッド  １１…サーマルビア  １２…金属パッド  １３…ベース凸部  １３A…頂面  １４…肉盗み部  ２１〜２５…電子制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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