(57)【要約】【課題】流動性を有する第２放熱材を適切な塗布位置に簡単に保つことができる電子制御装置の製造方法を提供すること。【解決手段】放熱体３０の溝部５０には、グリス塗布機を使用して放熱グリス４０を塗布する。グリス塗布機からは、溝部５０の底部５０ａを狙って放熱グリス４０が滴下される。仮に溝部５０のテーパ面５０ｂに対して放熱グリス４０が滴下された場合、放熱グリス４０は、テーパ面５０ｂから溝部５０の底部５０ａに向けて（図３中のＤ方向）に流動する。そのため、グリス塗布機の放熱グリス４０の滴下位置が若干ずれたとしても、放熱グリス４０は、溝部５０の底部５０ａに精度よく塗布される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱素子が設けられている基板と、前記基板における前記発熱素子に対向する第１放熱材とを備えるとともに、前記第１放熱材と前記発熱素子との間に流動性を有する第２放熱材を介在させた状態で、前記基板と前記第１放熱材に組み付ける電子制御装置の製造方法において、
前記第１放熱材の前記発熱素子が対向する位置には、周縁からその底部に向けて傾斜している側面を有する溝部が設けられ、
前記第２放熱材が前記溝部の底部または前記側面に滴下された後、前記発熱素子と前記溝部の底部との間に前記第２放熱材が介在するように前記基板と前記第１放熱材とを組み付ける電子制御装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されるような、制御ユニットとモータとを有する電子制御装置が搭載されている電動パワーステアリング装置が知られている。
上記の電子制御装置では、制御ユニットおよびモータは第１放熱材としてのヒートシンクを挟みこむかたちで設けられている。制御ユニットは、回路基板を有している。回路基板のヒートシンク側の面には、インバータ回路を構成する発熱素子としての複数のスイッチング素子が設けられている。スイッチング素子とヒートシンクとは、伝熱用シートを介して接触している。スイッチング素子に生じた熱は、伝熱用シートとヒートシンクとを介して放熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２０１９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
伝熱用シートに代えて流動性のある第２放熱材としての放熱グリスが使用されることが考えられる。放熱グリスを使用する場合、スイッチング素子の発熱をヒートシンクに放熱するためには、スイッチング素子と放熱グリスとの接触面積を確保する必要がある。このため、回路基板に対するスイッチング素子の位置ずれ等を考慮しながら、ヒートシンクに対する放熱グリスの高い塗布精度が要求される。
【０００５】
本発明の目的は、流動性を有する第２放熱材を適切な塗布位置に簡単に保つことができる電子制御装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成し得る電子制御装置の製造方法は、発熱素子が設けられている基板と、前記基板における前記発熱素子に対向する第１放熱材とを備えるとともに、前記第１放熱材と前記発熱素子との間に流動性を有する第２放熱材を介在させた状態で、前記基板と前記第１放熱材に組み付ける電子制御装置の製造方法を前提としている。前記第１放熱材の前記発熱素子が対向する位置には、周縁からその底部に向けて傾斜している側面を有する溝部が設けられ、前記第２放熱材が前記溝部の底部または前記側面に滴下された後、前記発熱素子と前記溝部の底部との間に前記第２放熱材が介在するように前記基板と前記第１放熱材とを組み付けることを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、第２放熱材が、第１放熱材における溝部の底部、または溝部の傾斜している側面に滴下される。第２放熱材が溝部の底部に滴下された状態で基板と第１放熱材とを組み付けた場合を考える。発熱素子と第１放熱材との間に介在される第２放熱材は、溝部の側面によりその広がり方が矯正される。また、第２放熱材が溝部に側面に滴下された場合を考える。溝部の側面に塗布された第２放熱材は、傾斜している側面に沿って溝部の底部に戻される。そのため、基板と第１放熱材とを組み付けたとき、発熱素子と第１放熱材との間に、第２放熱材がより適切な塗布位置に保つことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電子制御装置および電子制御装置の製造方法によれば、流動性を有する第２放熱材を適切な塗布位置に簡単に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電子制御装置の一実施の形態における発熱素子近傍の部分断面図。
【図２】図１の２−２線から見た放熱体の溝部の上面図。
【図３】電子制御装置の製造方法における放熱体の溝部に対する放熱グリスの塗布方法を示した図。
【図４】電子制御装置の製造方法における発熱素子の回路基板に対する位置ずれが生じた場合における回路基板と放熱体との組み付けを示した図。
【図５】電子制御装置の他の実施形態における発熱素子近傍の部分断面図。
【図６】電子制御装置の他の実施形態における発熱素子近傍の部分断面図。
【図７】変形例における放熱体の溝部の上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、電子制御装置を具体化した一実施の形態を説明する。
図１に示すように、電子制御装置１は、例えば車両に搭載される電動パワーステアリング装置のモータ等の作動を制御するために用いられるものである。電子制御装置１は、発熱素子１０と、回路基板２０と、第１放熱材としての放熱体３０と、第２放熱材としての放熱グリス４０とを有している。回路基板２０と、放熱体３０とは互いに対向している。尚、回路基板２０と、放熱体３０との間にはスペーサ（図示略）が介在されている。これにより、回路基板２０の放熱体３０側の表面２０ａと、放熱体３０の回路基板２０側の表面３０ａとの間隔が一定に保たれている。
【００１１】
発熱素子１０は、回路基板２０の表面２０ａに半田等で固定されている。発熱素子１０としては、例えば、ＩＣ（集積回路）、インバータ回路を構成するＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）、もしくはシャント抵抗が挙げられる。インバータ回路は、外部から供給される直流電力を交流電力に変換する。この交流電力は、モータへ供給される。シャント抵抗は例えば、モータに供給される電流を検出する。
【００１２】
放熱体３０は、発熱素子１０（回路基板２０の表面２０ａ）と対向している。放熱体３０において、発熱素子１０と対向する表面３０ａには、溝部５０が設けられている。溝部５０は、発熱素子１０と対向している。
【００１３】
発熱素子１０と放熱体３０の溝部５０における底部５０ａとの間には、放熱グリス４０が設けられている。放熱グリス４０は、発熱素子１０の放熱体３０側の表面１０ａと放熱体３０の溝部５０における底部５０ａとに接触している。発熱素子１０から発生する熱は、放熱グリス４０を介して放熱体３０に伝達される。尚、放熱グリス４０は、例えば、流動性および絶縁性を有するシリコングリスが採用されている。
【００１４】
図２に示すように、放熱体３０の溝部５０は、四角錐台状をなしている。放熱体３０の表面３０ａ（もしくは、回路基板２０の表面２０ａ）に直交する向きにおける回路基板２０側から見て、溝部５０は、その周縁から底部５０ａに向かうにつれて溝部５０の大きさが小さくなっていくように傾斜している側面としての４つのテーパ面５０ｂが形成されている。
【００１５】
尚、放熱体３０の表面３０ａに直交する向きにおける回路基板２０側から見て、溝部５０の底部５０ａと、テーパ面５０ｂとの境界部分Ｂは、正方形状をなしている。また、放熱体３０の表面３０ａに直交する向きにおける回路基板２０側から見て、境界部分Ｂは、発熱素子１０の周縁部分（図２中の二点鎖線で示す）よりも大きく設定されている。
【００１６】
この理由は、図１に示すように、溝部５０の底部５０ａに放熱グリス４０を塗布した後、発熱素子１０における放熱体３０側の表面１０ａを放熱グリス４０とある程度接触させたとき、発熱素子１０の表面１０ａと、放熱グリス４０との間の接触面積（いわゆる放熱面積）を十分に確保するためである。すなわち、発熱素子１０を放熱体３０に近接させるとき、発熱素子１０の表面１０ａと、放熱グリス４０との接触面積が十分に確保される前に、発熱素子１０が溝部５０のテーパ面５０ｂに干渉されることを抑制することができる。ただし、境界部分Ｂが発熱素子１０の周縁部分よりも大きく設定しなくてもよい。電子制御装置１の設計時に、発熱素子１０から発生する熱を放熱グリス４０を介して十分に放熱体３０に放熱するための発熱素子１０の表面１０ａと放熱グリス４０との接触面積を予め設定し、当該接触面積を確保できれば、境界部分Ｂが発熱素子１０の周縁部分よりも小さく設定されていてもよい。
【００１７】
次に、電子制御装置１の組み付けについて説明する。
最初に、放熱体３０の溝部５０に対して放熱グリス４０を塗布する。
図３に示すように、放熱体３０の溝部５０には、グリス塗布機を使用して放熱グリス４０を塗布する。グリス塗布機からは、溝部５０の底部５０ａを狙って放熱グリス４０が滴下される。
【００１８】
ここで、グリス塗布機の放熱グリス４０の塗布精度について考える。放熱体３０の溝部５０の大きさは、発熱素子１０よりも大きいとはいえ、放熱体３０の表面３０ａの大きさと比較すると微小である。グリス塗布機のノズルの溝部５０に対する位置決め精度を考慮すると、溝部５０の幅方向（図３中のＣ方向）に放熱グリス４０の滴下位置がずれてしまうおそれがある。そのため、例えば、放熱グリス４０の滴下位置が溝部５０のテーパ面５０ｂとなるおそれがある。仮に溝部５０のテーパ面５０ｂに対して放熱グリス４０が滴下された場合、放熱グリス４０は、テーパ面５０ｂから溝部５０の底部５０ａに向けて（図３中のＤ方向）に流動する。そのため、グリス塗布機の放熱グリス４０の滴下位置が若干ずれたとしても、放熱グリス４０は、溝部５０の底部５０ａに精度よく塗布される。尚、放熱グリス４０は、放熱体３０の表面３０ａから回路基板２０側へ突出するように山なり（図３中の破線で示す）に塗布される。
【００１９】
図１に示すように、次に、発熱素子１０が設けられた回路基板２０の表面２０ａを放熱体３０の表面３０ａに対向させる。このとき、発熱素子１０は、放熱体３０の溝部５０（正確には、溝部５０の底部５０ａ）に対向させるようにする。
【００２０】
次に、回路基板２０を放熱体３０に向けて近接させる。回路基板２０は、発熱素子１０が放熱体３０の溝部５０に塗布されている放熱グリス４０にある程度押し付けられた状態になるまで放熱体３０に近接させた段階で、電子制御装置１の組み付けが完了する。尚、回路基板２０を放熱体３０へ近接させるとき、発熱素子１０を放熱体３０に接触させないように留意する。
【００２１】
ここで、発熱素子１０が回路基板２０の表面２０ａに対して位置ずれした状態で実装されることも考えられる。
図４に示すように、発熱素子１０が回路基板２０の表面２０ａに対して回路基板２０の幅方向（図４中のＥ方向）に位置ずれが生じている状態で実装されている回路基板２０を放熱体３０に対して近接させた場合を考える。
【００２２】
回路基板２０を、発熱素子１０が放熱グリス４０にある程度押し付けられた状態（図４中の破線で示す）になるまで放熱体３０に近接させる。そのとき、発熱素子１０の表面１０ａと溝部５０の底部５０ａとにより押圧された放熱グリス４０は、テーパ面５０ｂに沿って溝部５０の外部に誘導される。この溝部５０の外部に誘導された放熱グリス４０が、発熱素子１０の表面１０ａに向かって、且つ発熱素子１０が回路基板２０の表面２０ａに対して位置ずれした方向（いわゆる、図４中の右斜め上の矢印方向）に向かって誘導されるため、発熱素子１０の表面１０ａと放熱グリス４０とは、十分に接触した状態となる。そのため、発熱素子１０が回路基板２０の表面２０ａに対して位置ずれが生じた状態で実装されていたとしても、発熱素子１０の表面１０ａと放熱グリス４０とは十分に接触面積を確保することができる。尚、発熱素子１０が回路基板２０の表面２０ａに対して位置ずれした状態で実装されている場合を考えたが、発熱素子１０の回路基板２０の表面２０ａに対する位置ずれは、微小であることが前提である。
【００２３】
尚、グリス塗布機の放熱グリス４０の滴下位置の精度、および発熱素子１０の回路基板２０の表面２０ａに対する位置ずれを考慮したことは、電子制御装置１の組み付け時に生じるずれ（滴下位置のずれ、発熱素子１０の実装位置ずれ）が発生したとしても、当該ずれを溝部５０の構成にて吸収することができるとの技術的意義を明確にするためである。
【００２４】
以上詳述したように、本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られる。
放熱グリス４０が溝部５０のテーパ面５０ｂに滴下された場合、放熱グリス４０は、テーパ面５０ｂに沿って（図３中のＤ方向）溝部５０の底部５０ａに戻される。そのため、回路基板２０と放熱体３０とを組み付けたとき、発熱素子１０と放熱体３０との間には、放熱グリス４０がより溝部５０の底部５０ａに存在する放熱グリス４０が塗布されるべき位置（溝部５０のテーパ面５０ｂにできるだけ接触しない範囲）に精度よく配置される。また、回路基板２０と放熱体３０とを組み付ける場合、溝部５０に塗布された放熱グリス４０は、溝部５０のテーパ面５０ｂによりその広がり方が矯正される。したがって、放熱グリス４０が発熱素子１０と対向する位置にある溝部５０に留まろうとするため、放熱グリス４０を適切な位置に保つことができる。さらに、発熱素子１０の回路基板２０の表面２０ａに対する位置ずれが生じたとしても、溝部５０のテーパ面５０ｂにより放熱グリス４０は、発熱素子１０の位置ずれした方向に追従するように誘導されるため、発熱素子１０の表面１０ａと放熱グリス４０との接触面積を十分確保することができる。したがって、発熱素子１０の発熱を、放熱グリス４０を介して放熱体３０に適切に放熱することができる。
【００２５】
尚、本実施の形態は、技術的に矛盾が生じない範囲で以下のように変更してもよい。
・本実施の形態において、放熱グリス４０には、絶縁性を有するシリコングリスが採用されていたが、例えば、第２放熱材として樹脂製のポッティング剤を使用してもよい。このようにしても、発熱素子１０の発熱を放熱させる効果が得られる。
【００２６】
・また、放熱グリス４０は、硬化性を有していてもよい。ただし、本実施の形態における放熱グリス４０は、電子制御装置１の組み付けが完了するまで十分に流動性を有しているものが採用される。
【００２７】
・本実施の形態において、放熱体３０における溝部５０は、四角錐台状をなしていたが、これに限らない。
例えば、図７に示すように、円錐台状をなしていてもよい。溝部５０を四角錐台状から円錐台状に変更することにより、溝部５０が四角錐台状であったときに存在した４つのテーパ面５０ｂ同士の境界部分（図２参照）をなくし、溝部５０の全周に亘って連続的に設けられている１つのテーパ面５０ｂとしてもよい。
【００２８】
・また、図５に示すように、例えば、溝部５０の底部５０ａの周縁には、底部５０ａに向けて傾斜する内側面としての円弧面６０ｂを設けてもよい。円弧面６０ｂは、溝部５０の全周に亘って連続的に設けられている。このようにしても、円弧面６０ｂに対してグリス塗布機から放熱グリス４０が滴下されたとしても、放熱グリス４０は、溝部５０の底部５０ａに向けて戻される。また、溝部５０に放熱グリス４０を塗布した状態で、発熱素子１０が放熱グリス４０にある程度接触するまで、回路基板２０を放熱体３０に近接させたとき、放熱グリス４０は、溝部５０の円弧面６０ｂにより、その広がり方が矯正される。
【００２９】
・また、図６に示すように、放熱体３０の溝部５０の底部５０ａを面ではなく、点としてもよい。すなわち、溝部５０を四角錐状に形成してもよい。この場合、溝部５０の周縁に設けられている４つのテーパ面５０ｂにて溝部５０を形成する。このようにしても、テーパ面５０ｂに滴下された放熱グリス４０は、底部５０ａに向けて流動する。そのため、放熱グリス４０は、溝部５０に適切に塗布される。尚、図６は、溝部５０の四角錐状の頂点を含む平面で切断した断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…電子制御装置、１０…発熱素子、２０…回路基板、３０…放熱体、４０…放熱グリス、５０…溝部、５０ａ…底部、５０ｂ…テーパ面，６０ｂ…円弧面。
【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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