(57)【要約】【課題】放熱性を向上し、かつ取付構造が簡単な電装部品を提供する。【解決手段】電子部品４が実装された基板３と、電子部品４および基板３を封止する樹脂からなる樹脂ブロック５とを備え、締結部材（６）によって取付面（２）に取り付けられる電装部品（１）において、基板３が樹脂よりも熱伝導率が高い素材からなる高熱伝導層（１１）を有し、樹脂ブロック５には、樹脂よりも熱伝導率が高い素材からなり、かつ、外周面が高熱伝導層（１１）に接触するパイプ８が貫通する態様で保持され、パイプ８に挿入される締結部材（６）によって取付面（２）に取り付けられた状態において、パイプ８が取付面（２）に接触する構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装された基板と、前記基板の表面を樹脂で被覆した樹脂ブロックとを備え、締結部材によって取付面に取り付けられる電装部品であって、
前記基板は、前記樹脂よりも熱伝導率が高い素材からなる高熱伝導層を少なくとも有し、
前記樹脂ブロックには、前記樹脂よりも熱伝導率が高い素材からなり、かつ、外周面が前記高熱伝導層に接触するパイプが貫通する態様で保持され、
前記パイプに挿入される前記締結部材によって前記取付面に取り付けられた状態において、前記パイプが前記取付面に接触することを特徴とする電装部品。
【請求項２】
前記パイプの前記取付面側の第１端部が前記樹脂ブロックから突出し、
前記取付面への取付状態において、前記第１端部が前記取付面に接触することによって前記樹脂ブロックと前記取付面との間に前記第１端部の突出量に応じた隙間が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の電装部品。
【請求項３】
前記パイプの前記取付面側と相反する側の第２端部が前記樹脂ブロックから突出し、
前記取付面への取付状態において、前記締結部材が前記第２端部の端面に当接することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電装部品。
【請求項４】
前記締結部材が、前記樹脂よりも熱伝導率が高い素材からなることを特徴とする、請求項３に記載の電装部品。
【請求項５】
前記パイプが前記基板をも貫通し、
前記パイプが外周面の全周にわたって前記高熱伝導層に接触することを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電装部品。
【請求項６】
前記基板の側面には前記パイプの外周面に沿う凹部が形成され、
前記パイプの外周面が前記高熱伝導層における前記凹部の露出する面に接触することを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電装部品。
【請求項７】
前記高熱伝導層および前記パイプが金属またはセラミックスであることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の電装部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体パネルなどに好適に設置される電装部品に係り、詳しくは放熱性の向上や取付構造の簡素化を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車には、エンジンや自動変速機、電動パワーステアリング等をそれぞれ駆動制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）の他、エンジンや車体の運転情報を検出して各ＥＣＵに検出信号を出力する多数のセンサが搭載されている。ＥＣＵおよび一部のセンサは、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース等を実装した基板と、防水や耐油、防塵等のために基板を封止する被覆部（例えば、樹脂モールド）から構成されている（特許文献１，２参照）。ＥＣＵやセンサでは樹脂基板を用いることが一般的であるが、実装部品の放熱性向上等を実現するために、特許文献２に記載されたように金属コアを有する基板を採用したものも存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７７１６４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９１０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献２のセンサでは基板が樹脂モールド内に完全に埋設されていることから、基板の熱が樹脂モールドを介してしか外部に放出されず、実装部品の発熱量が大きいＥＣＵ等に適用することが難しかった。また、特許文献２では樹脂モールドの機械的強度が低いためにパッドや接着剤等によってセンサを車体に取り付けているが、走行時に振動が発生する自動車では固定枠等を用いて確実な固定を行う必要があり、構成部品点数や組付工数が増大する問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、放熱性の向上や取付構造の簡素化を実現した電装部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するために、本発明の一側面によれば、電子部品（４）が実装された基板（３）と、前記電子部品および前記基板を封止する樹脂からなる樹脂ブロック（５）とを備え、締結部材（ボルト６）によって取付面（ボディ２）に取り付けられる電装部品（１）であって、前記基板は、前記樹脂よりも熱伝導率が高い素材からなる高熱伝導層（コアメタル層１１）を少なくとも有し、前記樹脂ブロックには、前記樹脂よりも熱伝導率が高い素材からなり、かつ、外周面が前記高熱伝導層に接触するパイプ（８）が貫通する態様で保持され、前記パイプに挿入される前記締結部材によって前記取付面に取り付けられた状態において、前記パイプが前記取付面に接触する構成とする。
【０００７】
この構成によれば、電子部品から発して高熱伝導層に伝達した熱が、パイプを通って取付面に伝達して放出されやすくなるため、電装部品の放熱性を向上させることができる。また、樹脂ブロックを貫通するように保持させたパイプに締結部材を挿入して取付面に取り付けることができるため、取付構造を簡素化でき、部品点数や組付工数を削減することができる。
【０００８】
また、本発明の一側面によれば、前記パイプ（８）の前記取付面側の第１端部（８ａ）が前記樹脂ブロックから突出し、前記取付面への取付状態において、前記第１端部が前記取付面に接触することによって前記樹脂ブロック（５）と前記取付面（２）との間に前記第１端部の突出量に応じた隙間（Ｓ）が形成される構成とすることができる。
【０００９】
この構成によれば、熱伝導率が高いパイプを取付面に確実に接触させることができる。また、樹脂ブロックを取付面から離間させることで電装部品の取付面への接触面積が小さくなるため、電装部品に加わる振動を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の一側面によれば、前記パイプの前記取付面側と相反する側の第２端部（８ｂ）が前記樹脂ブロックから突出し、前記取付面への取付状態において、前記締結部材（６）が前記第２端部の端面に当接する構成とすることができる。
【００１１】
この構成によれば、比較的柔らかい樹脂ブロックを締結部材が締め付けることがないため、樹脂ブロックの変形が防止され、パイプと樹脂ブロックとの接続面に隙間が生じることを防止でき、基板や電子部品の密封性を確保できる。
【００１２】
また、本発明の一側面によれば、前記締結部材が、前記樹脂よりも熱伝導率が高い素材からなる構成とすることができる。
【００１３】
この構成によれば、高熱伝導層からパイプに伝達した熱を締結部材を通るルートからも効率的に取付面に伝達させることができ、電装部品の放熱性をさらに向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の一側面によれば、前記パイプ（８）が前記基板をも貫通し、前記パイプが外周面の全周にわたって前記高熱伝導層に接触する構成とすることができる。
【００１５】
この構成によれば、高熱伝導層とパイプとの接触面積を大きくすることができ、電装部品の放熱性を効果的に向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の一側面によれば、前記基板の側面には前記パイプの外周面に沿う凹部（３ｂ）が形成され、前記パイプの外周面が前記高熱伝導層（１１）における前記凹部の露出する面に接触する構成とすることができる。
【００１７】
この構成によれば、基板の内部に貫通孔を形成することなく基板の周縁において比較的大きな接触面積をもって高熱伝導層とパイプとを接触させることができ、電装部品の小型化と放熱性向上とを両立させることができる。
【００１８】
また、本発明の一側面によれば、前記高熱伝導層（１１）および前記パイプ（８）が金属またはセラミックスである構成とすることができる。
【００１９】
この構成によれば、高い熱伝導率と高い剛性とを有する素材を用いて電装部品の放熱性向上と密封性確保との両立を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
このように本発明によれば、放熱性の向上や取付構造の簡素化を実現できる電装部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る車載用電装部品の取付状態を示す斜視図
【図２】第１実施形態に係る車載用電装部品の縦断面図
【図３】第２実施形態に係る車載用電装部品の取付状態を示す斜視図
【図４】第２実施形態に係る車載用電装部品の要部平断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
≪第１実施形態≫
まず、図１および図２を参照して第１実施形態に係る車載用電装部品１について説明する。図１に示すように、自動車のボディ２には車載用電装部品１が取り付けられている。車載用電装部品１としては、電子制御燃料噴射装置の制御を行うＰＧＭ−ＦＩ（プログラムド・フューエル・インジェクション）ＥＣＵ（Electronic Control Unit）や、ＶＳＡ（Vehicle Stability Assist system）の制御を行うＶＳＡコントロールユニット、ＭＩＣＵ（マルチプレックス・インテグレーテッド・コントロールユニット）などが含まれる。ここでは、車載用電装部品１がエンジンルーム内において取付面を形成するボディ２に取り付けられている。
【００２４】
車載用電装部品１は、概ね長方形を呈する基板３と、基板３の表面（ここでは両面）に実装されたＣＰＵ（Central Processing Unit）などの電子部品４と、基板３および電子部品４を封止する樹脂からなる樹脂ブロック５とを備えており、基板３の延在面に沿って長い直方体形状を呈している。車載用電装部品１は複数のボルト６によりボディ２に締結される。ここでは、車載用電装部品１の主面の４隅の近傍に配置された４本のボルト６により車載用電装部品１がボディ２に固定されている。
【００２５】
図２に示すように、ボディ２のボルト６に対応する部位には、ボルト６を挿通させる貫通孔２ａが形成されるとともに車載用電装部品１と相反する側の裏面にナット７が溶接されており、ボルト６がこのナット７に螺合することにより、車載用電装部品１がボディ２に締結される。
【００２６】
基板３は、例えばアルミニウムや銅、鉄、マグネシウムなどの金属からなる平板状のコアメタル層１１と、コアメタル層１１の両主面に積層された樹脂などの絶縁体からなる絶縁層１２と、各絶縁層１２の表面に積層された銅箔などからなる外部回路層１３とを含むメタルコア基板である。メタルコア基板である基板３は、熱伝導率が高いコアメタル層１１を含み、このコアメタル層１１が高熱伝導層として機能するため、電子部品４が発する熱を拡散して基板３を均熱化するとともに電子部品４の温度上昇を抑制する。
【００２７】
外部回路層１３は、電子部品４と共に構成する電子回路の配線部である。外部回路層１３はスクリーン印刷などによって絶縁層１２の表面に直接的にパターン形成する態様で形成されてもよく、絶縁層１２の全面に形成した回路層をエッチングなどによって選択的に除去してパターン形成する態様で形成されてもよい。また、外部回路層１３のさらに外側にソルダーレジスト層（図示せず）が形成されていてもよい。
【００２８】
電子部品４は、ここでは外部回路層１３の表面に装着されている。或いは、電子部品４が絶縁層１２の表面やコアメタル層１１の表面に装着される構成であってもよい。電子部品４が外部回路層１３の表面に装着される図示例の場合、基板３に適宜形成されたスルーホール（図示省略）を介して、電子部品４が装着された外部回路層１３とコアメタル層１１とが電気的および熱的に接続されるように構成することもできる。
【００２９】
このような車載用電装部品１には、樹脂ブロック５および基板３を直角に貫通する態様で樹脂ブロック５の一方の主面から他方の主面に至る円形断面の４つの貫通孔１ａが形成されている。なお、貫通孔１ａは、基板３に形成される貫通孔３ａと、この貫通孔３ａの両側にこれと同径でかつ同軸に連続するように樹脂ブロック５に形成される貫通孔５ａとを含んでいる。この貫通孔１ａには、両端部８ａ、８ｂが樹脂ブロック５の主面から突出するように円筒状のパイプ８が保持されている。パイプ８は、樹脂ブロック５の素材である樹脂よりも熱伝導率が高い素材、例えばアルミニウムからなり、基板３に形成された貫通孔３ａに圧入されることによってその全周がコアメタル層１１に接触している。なお、電子回路のショートを防止するために、貫通孔３ａの周囲には外部回路層１３の回路が配置されないよう構成されている。
【００３０】
樹脂ブロック５を形成する樹脂には、熱膨張率が小さく、絶縁性を有し、熱伝導率が大きい樹脂が選択される。このような樹脂として、ここではエポキシ樹脂が用いられている。このように熱膨張率が小さく樹脂を用いることにより、電子部品４に応力を発生させることを防止できる。また、絶縁性を有する樹脂を用いることにより、電子回路（電子部品４および外部回路層１３）と樹脂が接触しても、電子回路の配線から樹脂ブロック５へ電流が流れてショートすることを防止できる。また、熱伝導率が大きい樹脂を用いることにより、電子回路から熱が伝わりやすくなり、樹脂ブロック５を介して大気に放出する熱量を大きくすることができる。
【００３１】
樹脂ブロック５は、基板３および電子部品４を封入するようにこれらの全周囲に形成される。具体的には、貫通孔３ａにパイプ８が圧入された状態の基板３を、モールド型枠（図示せず）でパイプ８の端部８ａ、８ｂを支持してモールド型枠内に浮遊させた状態で保持し、モールド型枠内に樹脂を充填して硬化させることにより、基板３および電子部品４を封止する樹脂ブロック５を形成する。
【００３２】
つまり、樹脂ブロック５に形成される貫通孔５ａは、基板３に予め形成された貫通孔３ａとは異なり、モールド型枠内に配置されたパイプ８によって結果的に形成されたものである。このように、硬化していない樹脂をパイプ８の周りに充填して硬化させることで樹脂ブロック５の貫通孔５ａを形成することにより、樹脂ブロック５とパイプ８とが密着し、車載用電装部品１の密封性が確保される。これにより、コアメタル層１１の腐食が防止される。
【００３３】
上記したボルト６は、パイプ８に挿入されて頭部６ａがパイプ８の端部８ｂの端面に当接し、パイプ８のボディ２側の端部８ａの端面をボディ２に当接させた状態でナット７に螺合する。上記したようにパイプ８の両端部８ａ、８ｂは樹脂ブロック５の表面から突出しているため、この取付状態ではパイプ８の突出量に応じた隙間Ｓが樹脂ブロック５とボディ２との間に形成される。このボルト６には、樹脂ブロック５の素材である樹脂よりも熱伝導率が高い材料、例えばアルミニウムが素材に用いられている。
【００３４】
このようにしてボディ２に取り付けられた車載用電装部品１では、電子部品４から発した熱は、樹脂ブロック５を介して空気中に放出されるだけでなく、コアメタル層１１に伝わり、パイプ８を介してボディ２にも放出される。また、コアメタル層１１に伝わった熱は、パイプ８からボルト６の頭部６ａおよびボルト６の軸部６ｂを通ってナット７（ボディ２）にも放出される。そのため、電子部品４や基板３の電子部品４が取り付けられた部位が局所的に高温になることが抑制される。
【００３５】
そして本実施形態では、車載用電装部品１がボディ２に取り付けられた状態において、ボディ２側の主面においてパイプ８の端部８ａが樹脂ブロック５から突出し、樹脂ブロック５とボディ２との間に隙間Ｓが形成されるため、熱伝導率が高いパイプ８がボディ２に確実に接触し、コアメタル層１１に伝達した熱がパイプ８からボディ２に確実に放出されるようになっている。また、車載用電装部品１は、パイプ８の端部８ａの端面のみをもってボディ２に接触しており、その接触面積が小さいため、ボディ２から車載用電装部品１に加わる振動が低減される。
【００３６】
本実施形態では、車載用電装部品１がボディ２に取り付けられた状態において、ボディ２と相反する側の主面においてパイプ８が樹脂ブロック５から突出し、ボルト６の頭部６ａがパイプ８の端面のみに接触している。そのため、ボルト６を強く締めすぎたとしても、ボルト６の軸力はパイプ８のみに加わり、比較的柔らかい樹脂ブロック５に直接的に応力を発生させることはない。したがって、パイプ８と樹脂ブロック５との接続面にクラック（隙間）が生じることを防止でき、基板３や電子部品４の密封性が確保される。
【００３７】
また、本実施形態では、ボルト６が樹脂ブロック５の素材である樹脂よりも熱伝導率が高い素材からなり、コアメタル層１１からパイプ８に伝達した熱がボルト６を介してもボディ２に伝達されるため、車載用電装部品１の放熱性が一層向上している。
【００３８】
さらに本実施形態では、基板３に貫通孔３ａが形成され、パイプ８がその外周面の全周にわたってコアメタル層１１に接触するため、コアメタル層１１とパイプ８との接触面積を大きく確保することができ、パイプ８を介する車載用電装部品１の放熱性能が向上する。
【００３９】
≪第２実施形態≫
次に、図３および図４を参照して第２実施形態に係る車載用電装部品１について説明する。なお、第１実施形態と形態または機能が同一または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４０】
本実施形態の車載用電装部品１では、第１実施形態と同様に４本のボルト６によって車載用電装部品１がボディ２に固定されているが、ボルト６の位置すなわちパイプ８が保持される位置が第１実施形態と異なっている。すなわち、車載用電装部品１の要部平断面を示す図４に示されるように、基板３（コアメタル層１１）と樹脂ブロック５との境界上に貫通孔１ａが形成されており、基板３には貫通孔３ａではなく凹部３ｂが形成されている。この凹部３ｂは、パイプ８の外周面に沿う円形の一部（図示例では円弧の中心角が１８０度となる半円）をなす形状を呈しており、パイプ８の外周面がコアメタル層１１の凹部３ｂの露出する面に接触している。
【００４１】
このような形態で車載用電装部品１を構成すると、基板３の内部に貫通孔３ａを形成することなく基板３の周縁において比較的大きな接触面積をもってコアメタル層１１とパイプ８とを接触させることができるため、車載用電装部品１の放熱性を向上しつつ車載用電装部品１を小型化することができる。
【００４２】
このような車載用電装部品１を製造する際には、予め凹部３ｂを形成した基板３を用意し、この凹部３ｂにパイプ８を圧接させるように図中の白抜き矢印で示す方向に力をパイプ８に加えた状態で基板３をモールド型枠内に保持し、樹脂をモールド型枠内に充填して硬化させることによって、基板３および電子部品４を封止する樹脂ブロック５を形成する。このようにして樹脂ブロック５を形成することにより、コアメタル層１１とパイプ８との間に樹脂が進入することを防止することができ、コアメタル層１１からパイプ８への熱伝達率の低下を防止できる。
【００４３】
なお、図示の例では凹部３ｂを半円形状にしているが、円弧の中心角が１８０度よりも大きくなるように凹部３ｂを形成し、第１実施形態の貫通孔３ａと同じ要領でパイプ８をこの凹部３ｂに圧入するようにしてもよい。このようにすることにより、樹脂で封止する際にパイプ８に力を加える必要がない、或いはその力を小さくすることができるため、脱型した後にパイプ８が樹脂ブロック５に発生させる応力を抑制できる。
【００４４】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として車載用として電装部品の説明を行ったが、鉄道車両や航空機などにも広く適用することができる。電装部品１にまた、上記実施形態では、基板３を、絶縁層１２に挟まれた高熱伝導層としてコアメタル層１１を有するメタルコア基板を採用したが、一方の面のみに絶縁層１２が積層されるメタルベース層を高熱伝導層として有するメタルベース基板を採用してもよい。また、上記実施形態では、高熱伝導層として金属からなるコアメタル層１１を採用したが、炭化ケイ素や窒化アルミニウム、酸化アルミニウムといった熱伝導率が樹脂に比べて高いセラミックからなる層を有するセラミック基板を採用してもよい。いずれの場合においても、絶縁性のある素材を採用した場合には、絶縁層１２を設ける必要はない。また、上記実施形態では、車載用電装部品１が４本のボルト６によってボディ２に固定されているが、３本や２本、或いは５本以上のボルト６により固定される形態としてもよい。３本以下のボルト６で固定するようにすれば、ボルト６を締結したときに車載用電装部品１に発生する応力を抑制することができる。また、締結部材は、ボルト６に限らず、リベットやクリップといった他の部材を用いてもよい。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した車載用電装部品１の各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１      車載用電装部品
２      ボディ（取付面）
３      基板
３ｂ    凹部
４      電子部品
５      樹脂ブロック
６      ボルト（締結部材）
８      パイプ
８ａ    端部（第１端部）
８ｂ    端部（第２端部）
１１    コアメタル層（高熱伝導層）
１２    絶縁層
１３    外部回路層
Ｓ      隙間
【図１】
2014127558.tif 000003
【図２】
2014127558.tif 000004
【図３】
2014127558.tif 000005
【図４】
2014127558.tif 000006