(57)【要約】【課題】筐体への放熱を実現しつつ、電子部品の高密度実装を実現する電子装置を提供する。【解決手段】この電子装置は、複数の電子部品が実装された回路基板と、回路基板を内部に収容する筐体と、筐体における内側の面であって、電子部品と対向する一面に突出して形成され、放熱ゲルを介して電子部品と筐体とを熱的に接続する放熱台座と、を備える。放熱台座は、複数の電子部品に共通して熱的に接続されるように形成され、筐体の一面における占有面である下底と、複数の電子部品に亘って対向する対向面とを有し、対向面は、少なくとも２つの電子部品における相対的な高さの差に応じて、下底に対して傾斜して形成される。【選択図】図１
2018147930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子部品（２０）が実装された回路基板（１０）と、
前記回路基板を内部に収容する筐体（３０）と、
前記筐体における内側の面であって、前記電子部品と対向する一面（３０ａ）に突出して形成され、放熱ゲル（５０）を介して前記電子部品と前記筐体とを熱的に接続する放熱台座（４０）と、を備える電子装置であって、
前記放熱台座は、複数の前記電子部品に共通して熱的に接続されるように形成され、前記筐体の前記一面における占有面である下底（４１）と、複数の前記電子部品に亘って対向する対向面（４２）とを有し、
前記対向面は、少なくとも２つの前記電子部品における相対的な高さの差に応じて、前記下底に対して傾斜して形成される電子装置。
【請求項２】
前記対向面は、少なくとも３つの前記電子部品における相対的な高さの差に応じて、前記下底に対して傾斜角度の異なる複数の傾斜面を有する請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記対向面は、前記回路基板における前記電子部品の実装面を正面視したときにおける前記電子部品の中心と、前記対向面との、前記実装面に直交する方向の距離が、複数の前記電子部品に対して所定値となるように傾斜して形成される請求項１または請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記放熱台座は、前記対向面の輪郭を構成する端辺であって、前記対向面における傾斜の開始端と傾斜の終了端の少なくとも一方に、前記対向面から前記電子部品側に向かって壁状に張り出した堰（４３，４４）を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項５】
前記堰は、前記対向面からの突出量が一律とされている請求項４に記載の電子装置。
【請求項６】
前記放熱台座は、前記対向面の輪郭に沿って、前記対向面から前記電子部品側に向かって壁状に張り出した郭を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項７】
前記対向面は、複数の穿孔部（４８）を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書の開示は、筐体と一体的に形成される放熱台座を有する電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されている通り、電子部品が実装された回路基板を内部に収容する筐体において、その内側に放熱台座を有するものがある。放熱台座には、電子部品の搭載面に対向する位置に形成されるものと、搭載面とは反対側の反搭載面に対向する位置に形成されるものがある。
【０００３】
特に、搭載面に対向するような位置に形成される放熱台座は、基板上に実装された電子部品の配置に合わせて筐体の内側に突出するように形成される。放熱台座は電子部品の高さに合わせて筐体表面からの突出量が調整されており、その形状は段を成すようになっている。すなわち、背の高い部品に対向する位置に配置された放熱台座はその突出量が小さくされ、背の低い部品に対向する位置に配置された放熱台座はその突出量が大きくされる。そして、放熱台座と電子部品との間を放熱ゲルで熱的に接続することにより、電子部品が発生する熱に対して、筐体への放熱を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８９１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ひとつの電子部品に対応する放熱台座に着目すると、その形成にあたっては、金型からの取り出しなどを考慮して、突出部の周囲をテーパ状にせざるを得ない。つまり、従来の放熱台座は、筐体面を下底とし、電子部品との対向面を上底とする台形を成して形状されている。このため、放熱台座を形成するために必要な筐体面における下底が占める領域は、電子部品の実装面積よりも広く取らなければならない。
【０００６】
特に、上記したように、相対的に背の低い電子部品に対応する放熱台座は、その突出量が大きくなるため、その形成に係る筐体面の面積は相対的に大きくなる。つまり、隣り合う放熱台座との距離が大きくなる。電子部品は、放熱台座の上底の対向位置に配置される必要があるから、放熱台座間の距離が大きくなるほど、電子部品の実装間距離が大きくなってしまう。すなわち、電子部品の体格以上に実装面積を占めてしまい、実装の高密度化や、それに伴う電子装置全体の小型化の障害となりうる。
【０００７】
そこで、この明細書の開示は上記問題点に鑑み、筐体への放熱を実現しつつ、電子部品の高密度実装を実現する電子装置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】
【０００８】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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ものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００９】
上記目的を達成するために、この明細書に開示される電子装置（１００〜１０４）は、複数の電子部品（２０）が実装された回路基板（１０）と、回路基板を内部に収容する筐体（３０）と、筐体における内側の面であって、電子部品と対向する一面（３０ａ）に突出して形成され、放熱ゲル（５０）を介して電子部品と筐体とを熱的に接続する放熱台座（４０）と、を備える電子装置であって、放熱台座は、複数の電子部品に共通して熱的に接続されるように形成され、筐体の一面における占有面である下底（４１）と、複数の電子部品に亘って対向する対向面（４２）とを有し、対向面は、少なくとも２つの電子部品における相対的な高さの差に応じて、下底に対して傾斜して形成される。
【００１０】
これによれば、２つの電子部品との間において、放熱台座を構成する対向面が一体的な斜面として形成されるので、２つの電子部品の間の領域に対向する部分において、放熱台座にテーパを形成する必要がない。すなわち、テーパ部を形成するための筐体の一面を確保する必要がないので、電子部品間の距離をより短く実装することができる。従って、放熱台座による筐体への放熱を実現しつつ、電子部品の高密度実装を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る電子装置の概略構成を示す断面図および上面図である。
【図２】第２実施形態に係る電子装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】変形例１に係る電子装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】変形例２に係る放熱台座の概略構成を示す断面図である。
【図５】第３実施形態に係る電子装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】変形例３に係る放熱台座の概略構成を示す断面図である。
【図７】その他の実施形態に係る放熱台座の概略構成を示す断面図である。
【図８】その他の実施形態に係る放熱台座の概略構成を示す断面図である。
【図９】その他の実施形態に係る放熱台座の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１３】
（第１実施形態）
最初に、図１を参照して、本実施形態に係る電子装置の概略構成について説明する。
【００１４】
本実施形態における電子装置は、例えば車両に搭載され、アクチュエータの制御に係る回路基板を含む。この電子装置は、例えばトランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）など、アクチュエータの制御に係る電子部品が比較的多いものに採用すると好適である。
【００１５】
図１に示すように、この電子装置１００は、回路基板１０と、回路基板１０の実装面１０ａに実装された電子部品２０と、回路基板１０を内部に収容する筐体３０と、筐体３０における内側の一面３０ａから突出して形成された放熱台座４０と、放熱台座４０と電子部品２０とを仲介する放熱ゲル５０と、を備えている。
【００１６】
回路基板１０は、一般に知られたプリント基板であり、図示しないランドに電子部品２０が、はんだ等の導電性接着剤によって固定されている。図１には、実装面１０ａに電子部品２０が実装されている様子を例示しているが、実装面１０ａと反対の面に電子部品２０の一部が実装されることを妨げない。
【００１７】
電子部品２０は、コンデンサや抵抗器などのディスクリート部品やＩＣチップなどであり、回路基板１０の実装面１０ａに固定されている。本実施形態では、電子部品２０が３つの部品で構成されている。具体的には、電子部品２０は、部品としての高さが最も高い第１部品２１と、高さが最も低い第３部品２３と、高さが第１部品２１と第３部品２３の中間である第２部品２２と、を少なくとも有している。この３つの部品２１，２２，２３は並んで配置され、その並び方向に沿って、第１部品２１、第２部品２２、第３部品２３の順で並んで実装されている。図１においては、電子部品２０の並び方向をｘ方向と示している。なお、実装面１０ａに直交する方向をｙ方向とし、ｘ方向とｙ方向とにより規定されるｘｙ平面に直交する方向をｚ方向と呼称する。電子部品２０の高さとは、電子部品２０のｙ方向の体格長を意味する。
【００１８】
筐体３０は、回路基板１０を電子部品２０とともに収容するケースであり、本実施形態では金属製である。筐体３０の内部に面のうち、回路基板１０の実装面１０ａに対向する面を一面３０ａと呼称する。筐体３０は、外部に露出する面にフィン３１を複数有している。
【００１９】
放熱台座４０は、筐体３０と一体的に形成される部分であり、電子部品２０の熱を筐体３０に伝熱するための熱の伝達経路となる。放熱台座４０は、筐体３０の内側の面であって、実装面１０ａに対向する一面３０ａに形成されている。放熱台座４０は、一面３０ａから突出して形成されており、全体として四角錐台状の形状を成している。この錐台の下底４１は一面３０ａの一部であり、略長方形である。一方、上底は電子部品２０と対向する面であり、下底４１と同様に略長方形である。上底は電子部品２０に対向する面であり、以降、上底を対向面４２と称する。放熱台座４０は、下底４１から対向面４２に向かってｙ方向に突出して形成されている。放熱台座４０をｙ方向から正面視すると、対向面４２は下底４１よりも面積が小さくなっている。つまり、放熱台座４０は、その側面において、対向面４２から下底４１に向かってテーパ部を有している。このテーパ部が四角錐台状の放熱台座４０の脚部である。
【００２０】
ところで、電子部品２０は、背の高いものから順にｘ方向に並んでいる。第１部品２１と第２部品２２と第３部品２３とがこの順で並び、実装面１０ａから見ればｘ方向に向かって電子部品２０の高さが低く（あるいは高く）なっている。つまり、背の高さの差によって勾配が規定できる。
【００２１】
図１に示すように、対向面４２は、実装された複数の電子部品２０の高さに応じた傾斜が付けられている。換言すれば、対向面４２は、少なくとも２つの電子部品２０における相対的な高さの差に応じて、下底４１に対して傾斜して形成されている。さらに言えば、電子部品２０の筐体３０に対向する面に対して、放熱台座４０の対向面４２が傾斜している。対向面４２は、複数の電子部品２０をカバーするような共通した一つの面となっており、第１部品２１と第２部品２２との間に対向する領域や、第２部品２２と第３部品２３との間に対向する領域でも、各電子部品２１，２２，２３に対向する部分と同様の傾斜が維持されている。
【００２２】
本実施形態では、ｘ方向において電子部品２０の高さが低く（あるいは高く）なっていくので、対向面４２もそれに合わせて傾斜している。具体的には、放熱台座４０における下底４１と対向面４２との間の距離が、ｘ方向に沿って変化している。放熱台座４０は、第１部品２１に対向する部分から第３部品２３に対向する部分に向かって高さが連続的に高くなるようになっている。このため、対向面４２から下底４１に向かって張られる側面の距離も大きくなるので、図１の上面図に示すように、下底４１はｘ方向に沿って、ｚ方向に拡幅された形状となる。
【００２３】
なお、上記したように、対向面４２はｘ方向について傾斜を有しているが、ｚ方向には傾斜を有していない。これは、本実施形態において、電子部品２０がｘ方向に並んでいるからであって、ｚ方向に高さの異なる電子部品が並んでいる態様においては対向面４２がｚ方向に傾斜する。
【００２４】
放熱ゲル５０は、放熱台座４０と電子部品２０との間に介在し、電子部品２０から放熱台座４０へ熱を伝達するための部材である。放熱ゲル５０は、放熱台座４０と電子部品２０との間から自然流出しない程度の粘性を有し、放熱台座４０の対向面４０に塗布法により所定厚みをもって塗布された状態で電子部品２０との間に挟み込まれる。放熱ゲル５０は第１部品２１と第２部品２２の間の領域や、第２部品２２と第３部品２３の間の領域に一部入り込み、電子部品２０と面接触することによって、電子部品２０が発生する熱を効率的に放熱台座４０に伝熱する。
【００２５】
次に、本実施形態に係る電子装置１００を採用することによる作用効果について説明する。
【００２６】
電子装置１００における放熱台座４０は、高さの異なる複数の電子部品２１，２２，２３に亘って共通して設けられており、対向面４２が電子部品２１，２２，２３の高さに応じて連続した一体的な斜面を形成している。このため、ひとつの電子部品２０と別の電子部品２０との間でテーパ部を形成することなく、電子部品２０と放熱台座４０とをある程度の距離に近接させて放熱性を維持するように配置することができる。
【００２７】
具体的には、放熱台座４０は、第１部品２１と第２部品２２の間に対応する部分や、放熱台座４０は、第２部品２２と第３部品２３の間に対応する部分においてテーパ部を形成する必要がない。よって、テーパ部の形成に必要とされる一面３０ａの所定の領域を設ける必要がない。電子部品２０の実装間距離は、部品間に対応する部分に形成されるテーパ部の大きさを考慮に入れて設計しなければならないが、本実施形態における電子装置１００では、ひとつの電子部品２０と別の電子部品２０との間でテーパ部を形成する必要がないので、電子部品２０をより高密度に実装することができる。
【００２８】
また、放熱台座４０における対向面４２は、連続した一体的な斜面であるから、放熱ゲル５０の塗布に際して、面塗布を行うことができる。従来のように電子部品ひとつに対して水平な対向面を有する放熱台座が形成される態様では、電子部品ごとに点塗布を行う必要があるが、本実施形態に係る電子装置１００では複数の電子部品２０に対して一括して面状に塗布できるので、放熱ゲル５０の塗布が容易になるとともに、塗布に係る工程数も低減することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
図２に示すように、本実施形態における電子装置１０１の放熱台座４０は、堰４３，４４を有している。２つの堰４３，４４のうち、第１の堰４３は、対向面４２を構成する４辺の輪郭線のうち、ｚ方向に沿う輪郭線であって第１部品２１側に輪郭に沿って形成されている。第１の堰４３は対向面４２から突出して形成されている。一方、第２の堰４４は、対向面４２を構成する４辺の輪郭線のうち、ｚ方向に沿う輪郭線であって第３部品２３側に輪郭に沿って形成されている。第２の堰４４は対向面４２から突出して形成されている。
【００３０】
換言すれば、第１の堰４３は、対向面４２の傾斜の開始端に沿って形成され、第２の堰４４は、対向面４２の傾斜の終了端に沿って形成されている。
【００３１】
本実施形態における堰４３，４４は、対向面４２からｙ方向に突出するものであり、その突出量は、第１の堰４３よ第２の堰４４とで互いに等しくなっている。なお、堰４３，４４はｚ方向に延びて形成されているが、突出量はｚ方向の位置に依存せず一律である。
【００３２】
放熱ゲル５０は、第１の堰４３と第２の堰４４の間の、対向面４２上に塗布され、電子部品２０と放熱台座４０とを熱的に接続する。
【００３３】
本実施形態における電子装置１０１を採用すれば、堰４３，４４が放熱ゲル５０の流動に対して堰として機能するから、放熱ゲル５０が対向面４２上から流出することを抑制できる。とくに、振動等によって電子部品２０と筐体３０との相対位置がｘ方向にずれるような力が作用しても、放熱ゲル５０が対向面４２上から流出することを抑制することができる。
【００３４】
（変形例１）
上記した第２実施形態の例では、第１の堰４３と第２の堰４３の対向面４２からの高さが等しい態様について説明したが、堰４３，４４の高さは任意であって、互いに異なっていても良い。例えば、対向面４２の一面３０ａからの距離が短い側に形成された第１の堰４３について、図３に示すように、第２の堰４４よりも高くなるように形成すれば、放熱ゲル５０の対向面４２外への流出をより抑制できる。ただし、堰４３，４４の高さを高くすれば、堰４３，４４を設けるためのテーパが必要になり、電子部品２０の実装位置を制限することもあるので、堰４３，４４の高さは、放熱ゲル５０の粘性と電子部品２０の実装状況に応じて適宜調整されるべきである。
【００３５】
また、上記した第２実施形態の例では、第１の堰４３と第２の堰４３が、それぞれ対向面４２の傾斜の開始端辺と終了端辺に形成される例を示したが、このほか対向面４２から突出した第２の堰４５を設けても良い。このような堰４５は、放熱ゲル５０に対してアンカー効果を発揮し、放熱ゲル５０の流出をより抑制することができる。
【００３６】
（変形例２）
また、上記変形例では、堰４３，４４，４５にそれぞれ端面が存在し、各堰４３，４４，４５が独立して存在している例について説明したが、例えば、図４に示すように、対向面４２を構成する４辺の輪郭線のうち、ｘ方向に沿う輪郭線に沿って堰４６，４７が形成されていても良い。つまり、堰４３の一端と堰４４の一端が堰４６で連結され、堰４３の他端と堰４４の他端が堰４７で連結されて、全体として枡上の郭を形成しても良い。これによれば、振動等によって電子部品２０と筐体３０との相対位置がｚ方向にずれるような力が作用しても、放熱ゲル５０が対向面４０上から流出することを抑制することができる。
【００３７】
（第３実施形態）
上記した第１実施形態および第２実施形態では、放熱台座４０における対向面４２が複数の電子部品２０に対向する折り目のない平面として形成される例を示した。しかしながら、対向面４２は折れ曲がって形成されてもよい。
【００３８】
図５に示すように、本実施形態における電子装置１０３は、放熱台座４０の対向面４２が第１面４２ａと第２面４２ｂとを有する。第１面４２ａの傾斜角度は、第１部品２１と第１面４２ａとの距離と、第２部品２２と第１面４２ａとの距離が所定の値で一定になるように決定される。具体的には、電子部品２０の実装面１０ａを正面視したときにおける第１部品２１の中心と第１面４２ａとの、実装面１０ａに直交する方向の距離をＬとするとき、第２部品２２の中心と第１面４２ａとの、実装面１０ａに直交する方向の距離もＬになるように、第１面４２ａの傾斜角度が決定されている。
【００３９】
第２面４２ｂについても同様であって、電子部品２０の実装面１０ａを正面視したときにおいて、第３部品２３の中心と第２面４２ｂとの、実装面１０ａに直交する方向の距離がＬになるように、第２面４２ｂの傾斜角度が決定されている。第１面４２ａと第２面４２ｂは傾斜角度が異なり、それぞれの面が、特許請求の範囲に記載の、傾斜角度の異なる複数の傾斜面、に相当する。
【００４０】
第１面４２ａと第２面４２ｂは互いに連結しつつ対向面４２を構成し、その折り目は第２部品２２の中心点の直上にある。
【００４１】
このように、各電子部品２０と対向面４２との距離を一定に保つように対向面４２が形成されていることによって、電子部品２０に対する放熱台座４０への放熱効率を均一化でき、例えば特定の電子部品のみが過剰に過熱してしまうことを抑制できる。
【００４２】
（変形例３）
なお、対向面４２の傾斜角度の決定において、すべての電子部品２０の高さを反映させる必要はない。図６に例示する電子装置１０４は、電子部品２０として、第１部品２１、第２部品２２、第３部品２３、第４部品２４を有し、この順でｘ方向に並んで実装されている。第２部品２２はもっとも背が低く、第３部品２３、第４部品２４、第１部品２１の順に背が高くなっている。
【００４３】
図６に示す放熱台座４０は、対向面４２として、第３面４２ｃと第４面４２ｄが連結することで形成されている。このうち、第３面４２ｃは、第１部品２１と第３部品２３の高さ勾配から傾斜角度が決定されている。これは、第２部品２２の高さを対向面４２の傾斜に反映させると、第３面４２ｃと第１部品２１が干渉する虞があるためである。すなわち、電子部品２０の実装面１０ａを正面視したときにおける第１部品２１の中心と第３面４２ｃとの、実装面１０ａに直交する方向の距離をＬとするとき、第３部品２３の中心と第３面４２ｃとの、実装面１０ａに直交する方向の距離もＬになるように、第３面４２ｃの傾斜角度が決定されている。第４面４２ｄについては、電子部品２０の実装面１０ａを正面視したときにおいて、第４部品２４の中心と第４面４２ｄとの、実装面１０ａに直交する方向の距離がＬになるように、第４面４２ｄの傾斜角度が決定されている。
【００４４】
（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態について説明したが、上記した実施形態になんら制限されることなく、この明細書に開示する主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００４５】
図７に示すように、ひとつの放熱台座４０において、対向面４２の一部が下底４１と平行な面を有していても良い。図７に示す例では、電子部品２０のうち、第２部品２２と第３部品２３の高さが同一である。このような態様では、２つの電子部品２２，２３における相対的な高さの差がないため、対向面４２は下底４１と平行になる。ただし、第１部品２１と第２部品２２に対応する対向面４２、および、第３部品２３と第４部品２４に対応する対向面４２は、２つの電子部品における相対的な高さの差に応じて、下底に対して傾斜して形成されている。
【００４６】
また、上記した各実施形態では、対向面４２が曲率のない平面、あるいは折れ目を有する平面の集合体として形成される例について説明したが、対向面４２が下底４１に対して傾斜するとは、平面のみを指すものではなく、例えば図８に示すように、対向面４２が電子部品２０の相対的な高さに応じて曲率をもった曲面として形成されているものも含むものである。
【００４７】
また、上記した各実施形態では、対向面４２が平滑な面である例について説明したが、図９に示すように、対向面４２に穿たれて形成された穿孔部４８を有していても良い。穿孔部４８を有することにより、放熱ゲル５０が穿孔部４８の内部に侵入し、アンカー効果により対向面４２から流出しにくくすることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０…回路基板，２０…電子部品，３０…筐体，４０…放熱台座，４１…下底，４２…対向面，５０…放熱ゲル
【図１】
2018147930.tif 000003
【図２】
2018147930.tif 000004
【図３】
2018147930.tif 000005
【図４】
2018147930.tif 000006
【図５】
2018147930.tif 000007
【図６】
2018147930.tif 000008
【図７】
2018147930.tif 000009
【図８】
2018147930.tif 000010
【図９】
2018147930.tif 000011