(57)【要約】【課題】  ケースに配線基板を取り付けるとともに、電子部品を搭載してなる電子装置において、構成の簡素化および小型化を図る。【解決手段】  ケース１００と、ケース１００に取り付けられた配線基板２００とを備え、ケース１００は樹脂からなるものであり、ケース１００にはバスバー３０がインサート成形によって一体に設けられており、ケース１００には電子部品１０、２０が搭載されており、電子部品１０、２０と配線基板２００とは、バスバー３０を介して電気的に接続されている。【選択図】        図４
2006179763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース（１００）と、
前記ケース（１００）に取り付けられた配線基板（２００）とを備え、
前記ケース（１００）は樹脂からなるものであり、
前記ケース（１００）には、バスバー（３０）がインサート成形によって一体に設けられており、
前記ケース（１００）には、電子部品（１０、２０）が搭載されており、
前記電子部品（１０、２０）と前記配線基板（２００）とは、前記バスバー（３０）を介して電気的に接続されていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記ケース（１００）において、前記電子部品（１０、２０）のうち放熱が必要な電子部品（２０）が搭載される部位には、放熱用の金属プレート（５０）がインサート成形によって設けられており、
前記放熱が必要な電子部品（２０）と前記金属プレート（５０）とが、熱的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記放熱が必要な電子部品（２０）と前記金属プレート（５０）とは、ネジ止めにより固定されていることを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記金属プレート（５０）は、前記ケース（１００）の外部にて鉤形状に突出するバネ部（５１）が一体に設けられており、
前記放熱が必要な電子部品（２０）は、前記バネ部（５１）の弾性力により押さえつけられるように、前記金属プレート（５０）に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
【請求項５】
前記ケース（１００）と前記配線基板（２００）とは、ネジ止めにより固定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケースに配線基板を取り付けるとともに、電子部品を搭載してなる電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ケースと、当該ケースに取り付けられた配線基板とを備える電子装置が知られている。従来では、一般にケースはアルミニウムなどからなる金属製のケースであり、配線基板はプリント基板などである。
【０００３】
このような電子装置においては、配線基板に直接電子部品を搭載するようにしたものもあるが、配線基板の小型化や配線基板の実装面積の向上などの要求を満足するために、配線基板とケースとの隙間を利用し、当該隙間に電子部品を搭載するという手法が提案されている。
【０００４】
従来では、配線基板とケースとの隙間に電子部品を搭載する場合、樹脂によってバスバーをインサート成形してなる配線ユニットを用いていた。
【０００５】
このような配線ユニットは、コンポーネントキャリアと呼ばれるものであり、この配線ユニットに電子部品を搭載し、これを配線基板とケースとの隙間に介在させて配置するようにしていた。
【０００６】
つまり、この場合、電子部品は、コンポーネントキャリアと呼ばれる配線ユニットを介して、ケースに搭載された形となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したようなコンポーネントキャリアを用いた場合、電子装置としては、ケース、配線基板およびコンポーネントキャリアの３つの大きな構成部材からなるものとなり、部品点数が多くなり、コスト増大を招くことになる。
【０００８】
また、上記コンポーネントキャリアを用いた場合、大型の電子部品であっても問題なく搭載することが可能であるが、たとえばパワー素子などの放熱の必要な電子部品が、アルミなどからなるケースと接触しないため、現状では、放熱用のゲルを、コンポーネントキャリアとケースとの間に塗布して介在させている。
【０００９】
それにより、パワー素子からの熱は、コンポーネントキャリア、放熱用のゲルを介してアルミなどからなるケースへ伝達され、当該ケースの外部へ放熱される。
【００１０】
しかし、このような放熱用のゲルをコンポーネントキャリアとケースとの間に介在させる構造では、当該ゲルを経由して放熱がなされるため放熱効率が若干悪く、また、当該ゲルの移動による放熱性能の低下などの問題がある。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ケースに配線基板を取り付けるとともに、電子部品を搭載してなる電子装置において、構成の簡素化および小型化を図ること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ケース（１００）と、ケース（１００）に取り付けられた配線基板（２００）とを備え、ケース（１００）は樹脂からなるものであり、ケース（１００）には、バスバー（３０）がインサート成形によって一体に設けられており、ケース（１００）には、電子部品（１０、２０）が搭載されており、電子部品（１０、２０）と配線基板（２００）とは、バスバー（３０）を介して電気的に接続されていることを特徴とする電子装置が提供される。
【００１３】
上述したように、従来では、配線基板とケースとの隙間に搭載すべき電子部品を、ケースとは別部品であるコンポーネントキャリアに搭載していた。
【００１４】
それに対して、本発明では、ケース（１００）を、バスバー（３０）がインサート成形によって一体的に設けられた樹脂ケースとして構成することにより、従来では別々のものであったケースとコンポーネントキャリアとを統合して１つの部品として構成することができる。そのため、部品点数の削減、装置の小型化を実現することができる。
【００１５】
したがって、本発明によれば、ケース（１００）に配線基板（２００）を取り付けるとともに、電子部品（１０．２０）を搭載してなる電子装置において、構成の簡素化および小型化を図ることができる。そして、この構成の簡素化および小型化に伴い、コストダウンを図ることもできる。
【００１６】
また、従来では、上述したように、電子部品の放熱経路は、コンポーネントキャリア、放熱用のゲルを介してケースに至るというものであり、放熱性能のいっそうの向上が望まれていた。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、この放熱性能の問題に対して、請求項１に記載の発明をさらに改良したものである。
【００１８】
すなわち、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電子装置において、ケース（１００）において、電子部品（１０、２０）のうち放熱が必要な電子部品（２０）が搭載される部位には、放熱用の金属プレート（５０）がインサート成形によって設けられており、放熱が必要な電子部品（２０）と金属プレート（５０）とが、熱的に接続されていることを特徴としている。
【００１９】
それによれば、放熱が必要な電子部品（２０）からの熱は、実質的に金属プレート（５０）のみを介して外部に放熱されることになるため、ケース（１００）に搭載され放熱が必要な電子部品（２０）の放熱効果をより向上することができる。
【００２０】
ここで、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の電子装置においては、放熱が必要な電子部品（２０）と金属プレート（５０）とは、ネジ止めにより固定されていることを特徴とするものにできる。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明のように、請求項２に記載の電子装置においては、金属プレート（５０）は、ケース（１００）の外部にて鉤形状に突出するバネ部（５１）が一体に設けられており、放熱が必要な電子部品（２０）は、バネ部（５１）の弾性力により押さえつけられるように、金属プレート（５０）に固定されていることを特徴とするものにできる。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明のように、請求項１〜請求項４に記載の電子装置においては、ケース（１００）と配線基板（２００）とは、ネジ止めにより固定されていることを特徴とするものにできる。
【００２３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態に係る電子装置におけるケース１００の概略平面構成を示す図であり、図２は、図１に示されるケース１００に電子部品１０、２０を搭載した状態を示す概略平面図である。
【００２６】
また、本実施形態の電子装置は、これら図２に示される状態のケース１００に対して、図２中の紙面上方から配線基板２００が被せられるように取り付けられるものである。図３は、このケース１００に配線基板２００が取り付けられた状態について、図２中の一点鎖線Ｄに沿った断面にて示す図である。
【００２７】
また、図４は、図２中の一点鎖線Ａに沿った概略断面図であり、図５は、図２中の一点鎖線Ｂに沿った概略断面図であり、図６は、図２中の一点鎖線Ｃに沿った概略断面図である。
【００２８】
本実施形態の電子装置は、大きくは、ケース１００と、ケース１００に取り付けられた配線基板２００と、ケース１００に搭載された電子部品１０、２０とを有して構成されるものである。このような電子装置は、たとえば、エンジン制御ＥＣＵなどに適用することができる。
【００２９】
ケース１００は、樹脂からなるものである。たとえば、ケース１００は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）や、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの樹脂材料を金型などにより成形することで作られるものである。
【００３０】
図１、図２および図３に示されるように、このケース１００には、配線基板２００が取り付けられているが、このケース１００においては、配線基板２００を支持するとともに配線基板２００が取り付けられる部位である支持部１１０が設けられている。ここで、配線基板２００は、プリント基板などを採用できるが、セラミック基板であってもよい。
【００３１】
配線基板２００とケース１００との固定方法は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、ネジ止めによる固定を採用している。
【００３２】
ケース１００の支持部１１０には、当該ネジ止めを行うためのネジ１２０が挿入されるネジ穴１３０が設けられている。図１、図２に示される例では、６個の支持部１１０において、それぞれネジ穴１３０が設けられている。
【００３３】
そして、図３に示されるように、ケース１００の支持部１１０上に配線基板２００が支持された状態で、ネジ１２０を介してネジ止めが行われており、それによって、ケース１００と配線基板２００とは固定されている。
【００３４】
ここにおいて、本例の半導体装置では、図３に示されるように、配線基板２００は、その上に設けられるカバー３００と一緒にネジ１２０によって、とも締めされている。本例では、矩形板状をなすケース１００の四隅部に位置する支持部１１０にて、配線基板２００とカバー３００とが、とも締めされ、残りの２つの支持部１１０では、配線基板２００のみがネジ止めされている。
【００３５】
それによって、配線基板２００はカバー３００により覆われた形となる。なお、カバー３００の材質は、樹脂、金属、セラミックなど任意のものを採用すればよく、特に限定されるものではない。
【００３６】
また、図１〜図６に示されるように、ケース１００においては、バスバー３０が埋設されており、ケース１００と一体化している。このバスバー３０は、ケース１００を構成する樹脂を用い、当該樹脂とともにインサート成形することにより、ケース１００に一体に設けられている。
【００３７】
このバスバー３０は、たとえばステンレス、銅、アルミニウムなど、金属材料などの導電性材料からなるものである。そして、特に図４、図６に示されるように、各バスバー３０は、その両端部３１がケース１００の表面上に露出しており、中間部がケース１００の内部に位置している。
【００３８】
また、ケース１００の表面のうち電子部品１０、２０が搭載される領域の外周には、当該搭載領域を取り囲むように壁状に突出する枠部１４０が設けられている。この枠部１４０の内周に電子部品１０、２０を配置すれば、電子部品１０、２０のずれを極力抑制することができる。
【００３９】
そして、このケース１００の各枠部１４０の内周に、電子部品１０、２０が搭載されるが、本例では、図４〜図６に示されるように、各電子部品１０、２０は接着剤４０を介して搭載されている。それにより、各電子部品１０、２０とケース１００とは接着され固定されている。
【００４０】
ここで、本実施形態の電子装置では、ケース１００に搭載される電子部品１０、２０は、放熱が不要なものと、放熱が必要なものとが混在している。
【００４１】
図２に示される例では、図中のケース１００の左辺部寄りに位置する３個の電子部品１０が、放熱が不要なものであり、たとえばコイルやコンデンサなどの大型素子である。また、図中のケース１００の下辺部寄りに位置する３個の電子部品２０は、放熱が必要なものであり、たとえばパワートランジスタなどの大型素子である。
【００４２】
ここで、本実施形態の電子装置では、図１、図２、図６に示されるように、ケース１００において電子部品１０、２０のうち放熱が必要な電子部品２０が搭載される部位には、放熱用の金属プレート５０が設けられている。この金属プレート５０はインサート成形によってケース１００と一体に設けられている。
【００４３】
この金属プレート５０は、銅やアルミニウムなど放熱性に優れた金属からなるものであり、詳しくは、図６に示されるように、この金属プレート５０の両面がケース１００から露出している。
【００４４】
そして、図６に示されるように、上記パワートランジスタなどの放熱が必要な電子部品２０は、このケース１００から露出する金属プレート５０の上に、密着して搭載されており、その周囲を上記接着剤４０で固めている。それによって、当該電子部品２０と金属プレート５０とは熱的に接続されている。
【００４５】
また、これら各電子部品１０、２０は、部品外部との電気的接続を行うためのリード１１、２１を備えている。そして、図２、図４、図６に示されるように、各電子部品１０、２０のリード２１、３１は、ケース１００から露出するバスバー３０の端部３１に電気的に接続されている。
【００４６】
ここで、電子部品１０、２０のリード２１、３１とバスバー３０との接続手段としては、はんだ付け、もしくは、ワイヤボンディングが挙げられる。上記した従来のコンポーネントキャリア上に電子部品を搭載する場合は、当該接続手段として抵抗溶接採用していたが、本実施形態では、樹脂のケース１００にバスバー３０が埋設されているため、抵抗溶接は採用できない。
【００４７】
そのため、本実施形態では、はんだ付け、もしくは、ワイヤボンディングなどを、電子部品１０、２０のリード２１、３１とバスバー３０との接続手段として用いている。なお、図示例では、はんだ付けにより、電子部品１０、２０のリード２１、３１とバスバー３０との接続を行っている。はんだは図示していない。
【００４８】
一方、バスバー３０においては、その両端部３１にて電子部品１０同士を電気的に接続しているものもあるが（図２参照）、電子部品１０、２０と配線基板２００とを電気的に接続しているものも多くある。
【００４９】
たとえば、図４、図６に示されるように、バスバー３０の一端部３１を配線基板２００に形成された電気接続用の穴（図示せず）に挿入することにより、バスバー３０と配線基板２００とを電気的に接続する。
【００５０】
この場合、配線基板２００へのバスバー３０の接続手段としては、局所噴流などによるはんだ付け、もしくは、バネ弾性などを利用したプレスフィット、さらには、ワイヤボンディングなどを採用することができる。
【００５１】
このようにして、本実施形態においては、ケース１００に搭載された電子部品１０、２０と、ケース１００に取り付けられた配線基板２００とは、バスバー３０を介して電気的に接続されている。
【００５２】
また、図示しないが、本実施形態の電子装置において、配線基板２００にはコネクタ部材が電気的に接続され、このコネクタ部材を介して、本電子装置と外部との電気的なやりとりが可能になっている。たとえば、このコネクタ部材は、ケース１００の端部にてケース１００と配線基板２００との隙間に、その一部が挿入された形で組み付けられるものである。
【００５３】
そして、この電子装置においては、ケース１００上の電子部品１０、２０および配線基板２００により、電気回路が構成されており、それによって、本電子装置は、たとえば、車両のＥＣＵなどに適用することができる。また、本実施形態では、電子装置の作動時において、放熱が必要な電子部品２０からの熱は、金属プレート５０を介して効率的に外部へ放熱される。
【００５４】
このような電子装置は、たとえば、バスバー３０や金属プレート５０がインサート成形されて一体化されたケース１００を用意し、このケース１００に対して電子部品１０、２０を搭載するとともにバスバー３０との電気的な接続を行い、その後、ケース１００に配線基板２００を取り付けるとともにバスバー３０との電気的な接続を行うことにより、製造することができる。
【００５５】
なお、図３に示される例では、ケース１００上に配線基板２００を搭載し、たとえば、２箇所の支持部１１０にて配線基板２００のネジ止めを行い、その上に、カバー３００を搭載し、ネジ止めを行うようにする。
【００５６】
［効果等］
ところで、本実施形態によれば、ケース１００と、ケース１００に取り付けられた配線基板２００とを備え、ケース１００は樹脂からなるものであり、ケース１００にはバスバー３０がインサート成形によって一体に設けられており、ケース１００には電子部品１０、２０が搭載されており、電子部品１０、２０と配線基板２００とは、バスバー３０を介して電気的に接続されていることを特徴とする電子装置が提供される。
【００５７】
上述したように、従来では、配線基板とケースとの隙間に搭載すべき電子部品を、ケースとは別部品であるコンポーネントキャリアに搭載していた。
【００５８】
それに対して、本実施形態では、ケース１００を、バスバー３０がインサート成形によって一体的に設けられた樹脂ケースとして構成することにより、従来では別々のものであったケースとコンポーネントキャリアとを統合して１つの部品として構成することができる。そのため、部品点数の削減、装置の小型化を実現することができる。
【００５９】
したがって、本実施形態によれば、ケース１００に配線基板２００を取り付けるとともに、電子部品１０、２０を搭載してなる電子装置において、構成の簡素化および小型化を図ることができる。そして、この構成の簡素化および小型化に伴い、コストダウンを図ることもできる。
【００６０】
また、本実施形態の電子装置においては、ケース１００において、電子部品１０、２０のうち放熱が必要な電子部品２０が搭載される部位には、放熱用の金属プレート５０がインサート成形によって設けられており、放熱が必要な電子部品２０と金属プレート５０とが熱的に接続されていることも特徴のひとつである。
【００６１】
それによれば、放熱が必要な電子部品２０からの熱は、実質的に金属プレート５０のみを介して外部に放熱されることになるため、ケース１００に搭載され放熱が必要な電子部品２０の放熱効果をより向上することができる。
【００６２】
つまり、従来では、上述したように、電子部品の放熱経路は、コンポーネントキャリア、放熱用のゲルを介してケースに至るというものであり、放熱性能のいっそうの向上が望まれていたが、本実施形態における電子部品の放熱経路は、実質的に金属プレート５０のみであるから、放熱性能が向上する。
【００６３】
ちなみに、従来においても、電子部品の放熱効率を向上させるためには、直接ケースにパワー素子を実装することが考えられる。しかし、従来のケースはアルミニウムなどの金属であり、その場合、パワー素子の放熱効果は高くなるが、配線となるバスバーの設置ができない。また、樹脂ケースを使用する場合は、バスバーの設置は可能となるが、パワー素子の放熱効果があまり期待できない。
【００６４】
本実施形態の電子装置においては、このようなバスバーの一体化と放熱性能という相反する問題点を、適切に解決し、ケース１００としてバスバーを一体化しつつ放熱性にも優れたケースを実現するものである。
【００６５】
［変形例］
上記図６に示される例では、放熱が必要な電子部品２０と金属プレート５０との熱的な接続は、露出する金属プレート５０の上に当該電子部品２０を密着して搭載し、その周囲を接着剤４０で固めることによって行っていた。
【００６６】
それに対して、当該電子部品２０と金属プレート５０との熱的な接続手段の他の例としては、次の、図７や図８に示されるような例が挙げられる。図７は、第１の変形例を示す概略断面図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、第２の変形例の概略断面図、概略平面図である。なお、図８において（ｂ）は（ａ）の上視図である。
【００６７】
図７に示される第１の変形例では、放熱が必要な電子部品２０と金属プレート５０とを、ネジ止めにより固定したものである。図７に示されるように、当該電子部品２０を金属プレート５０に密着させた状態で、これら両部材２０、５０がネジ６０を介してネジ止めされている。それにより、電子部品２０と金属プレート５０との熱的な接続が実現されている。
【００６８】
また、図８に示される第２の変形例では、金属プレート５０をバネ状構造とし電子部品２０を挟み込むものである。図８に示されるように、金属プレート５０においては、ケース１００の外部にて鉤形状に突出するバネ部５１が一体に設けられている。
【００６９】
そして、放熱が必要な電子部品２０は、このバネ部５１の弾性力により押さえつけられるように、金属プレート５０に固定されている。この場合、金属プレート５０としては、バネ弾性に優れた材質のものを用いることが好ましい。そして、このように、本例によっても、電子部品２０と金属プレート５０との熱的な接続が実現されている。
【００７０】
また、上記図３に示される例では、ケース１００と配線基板２００とは、ネジ止めにより固定されていたが、配線基板２００は、その上に設けられるカバー３００と一緒にとも締めされていた。
【００７１】
図９は、本実施形態におけるケース１００と配線基板２００との固定方法の他の例を示す概略断面図である。この図９に示される例では、配線基板２００とその上のカバー３００とを、別々にネジ止めしている。この場合、ケース１００に配線基板２００をネジ止めした後、その上にカバー３００を搭載しケース１００にネジ止めすればよい。
【００７２】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、ケースに搭載される電子部品として、放熱が不要なものと必要なものとが混在していたが、放熱が不要なもののみである場合には、ケースには上記金属プレートが無いものであってもよい。
【００７３】
また、ケースに搭載される電子部品としては、上記実施形態にて示されるコイル、コンデンサ、パワートランジスタなどに限定されないことはもちろんである。
【００７４】
また、ケースと配線基板との固定方法は、上記したネジ止めに限定されるものではなく、接着など、それ以外の方法であってもよい。
【００７５】
また、放熱が必要な電子部品と金属プレートとの接続は、これら両部材が熱的に接続され且つ当該電子部品がケースに固定される接続手段であるならば、上記実施形態にて述べた方法以外の方法を採用してもよい。
【００７６】
また、上記の各図に示されるような電子部品、バスバー、ケースの支持部などの配置構成や形状などは、本発明の電子装置に適用可能な一実施形態を示したものであり、これら図示例に限定されるものではない。
【００７７】
要するに、本発明は、ケースと、ケースに取り付けられた配線基板とを備える電子装置において、ケースを樹脂からなるものにするとともにバスバーがインサート成形によって一体に設けられたものとし、ケースに電子部品を搭載し、電子部品と配線基板とをバスバーを介して電気的に接続したことを要部とするものであり、その他の部分については、適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態に係る電子装置におけるケースの概略平面図である。
【図２】図１に示されるケースに電子部品を搭載した状態を示す概略平面図である。
【図３】図１に示されるケースに配線基板が取り付けられた状態を示す概略断面図である。
【図４】図２中の一点鎖線Ａに沿った概略断面図である。
【図５】図２中の一点鎖線Ｂに沿った概略断面図である。
【図６】図２中の一点鎖線Ｃに沿った概略断面図であ
【図７】上記実施形態の第１の変形例を示す概略断面図である。
【図８】（ａ）は上記実施形態の第２の変形例を示す概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）の上視平面図である。
【図９】上記実施形態におけるケースと配線基板との固定方法についての他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０…電子部品、２０…放熱が必要な電子部品、３０…バスバー、
５０…金属プレート、５１…金属プレートのバネ部、１００…ケース、
２００…配線基板。
【図１】
2006179763.tif 000003
【図２】
2006179763.tif 000004
【図３】
2006179763.tif 000005
【図４】
2006179763.tif 000006
【図５】
2006179763.tif 000007
【図６】
2006179763.tif 000008
【図７】
2006179763.tif 000009
【図８】
2006179763.tif 000010
【図９】
2006179763.tif 000011