(57)【要約】【課題】貫通孔から溢れ出る接着剤の量を考慮することなく、塗布すべき接着剤の量を決めることができる基板の放熱構造を提供する。【解決手段】複数の貫通孔２０が形成された発熱領域を有する基板２と、接着剤４により発熱領域に対応して接着され、発熱領域の放熱を行う放熱用台座３０とを備えた基板の放熱構造であって、放熱用台座３０は、基板２と対向する面に、貫通孔２０の直径ａ以上の高さｂを有し、基板２と接触して支持する複数の突起部３１を備える。接着剤４は、複数の突起部３１に支持された基板２と放熱用台座３０との間の空間に充填される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通孔が形成された発熱領域を有する基板と、流体部材により前記発熱領域に対応して接着され、前記発熱領域の放熱を行う放熱用台座とを備えた基板の放熱構造であって、
前記放熱用台座は、
前記基板と対向する面に、前記貫通孔の直径以上の高さを有し、前記基板と接触して支持する複数の突起部を備え、
前記流体部材は、
前記複数の突起部に支持された前記基板と前記放熱用台座との間の空間に充填される、
基板の放熱構造。
【請求項２】
前記放熱用台座は、
前記基板と対向する面に、前記貫通孔の直径以上の高さを有し、前記基板のネジ孔に対応して形成されたネジ孔を有する基板固定部をさらに備える、
請求項１記載の基板の放熱構造。
【請求項３】
複数の貫通孔が形成された発熱領域を有する基板と、流体部材により前記発熱領域に対応して接着され、前記発熱領域の放熱を行う放熱用台座とを備えた基板の放熱構造の製造方法であって、
前記放熱用台座において前記基板と対向する面に、前記貫通孔の直径以上の高さを有する複数の突起部を形成するステップと、
前記流体部材を、前記放熱用台座において前記基板と対向する面、または前記基板において前記放熱用台座と対向する面のいずれかに塗布するステップと、
前記基板を前記複数の突起部と接触するまで前記放熱用台座に押し付けるステップと、を含む、
基板の放熱構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の放熱構造およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品などの発熱体を搭載した基板の放熱構造として、当該基板を放熱板に接着剤で接着することで放熱を行う技術が知られている。この技術では、基板と放熱板とを接着する際に接着剤の層中にボイド（空気だまり）が発生すると、放熱特性が低下するという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するために、例えば特許文献１には、基板において、放熱板と接着する範囲に複数の貫通孔（スルーホール）を設ける構成が開示されている。これにより、基板と放熱板との接着の際、複数の貫通孔を介して空気を逃がすことができるので、ボイドの発生を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２２９２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、基板と放熱板との接着の際、貫通孔から接着剤が溢れ出るため、その分を考慮して多めに接着剤を塗布しなくてはならないという課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、貫通孔から溢れ出る接着剤の量を考慮することなく、塗布すべき接着剤の量を決めることができる基板の放熱構造およびそ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】
【０００７】
本発明の一態様に係る基板の放熱構造は、複数の貫通孔が形成された発熱領域を有する基板と、流体部材により前記発熱領域に対応して接着され、前記発熱領域の放熱を行う放熱用台座とを備えた基板の放熱構造であって、前記放熱用台座は、前記基板と対向する面に、前記貫通孔の直径以上の高さを有し、前記基板と接触して支持する複数の突起部を備え、前記流体部材は、前記複数の突起部に支持された前記基板と前記放熱用台座との間の空間に充填される構成を採る。
【０００８】
本発明の一態様に係る基板の放熱構造の製造方法は、複数の貫通孔が形成された発熱領域を有する基板と、流体部材により前記発熱領域に対応して接着され、前記発熱領域の放熱を行う放熱用台座とを備えた基板の放熱構造の製造方法であって、前記放熱用台座において前記基板と対向する面に、前記貫通孔の直径以上の高さを有する複数の突起部を形成するステップと、前記流体部材を、前記放熱用台座において前記基板と対向する面、または前記基板において前記放熱用台座と対向する面のいずれかに塗布するステップと、前記基板を前記複数の突起部と接触するまで前記放熱用台座に押し付けるステップと、を含むようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、貫通孔から溢れ出る接着剤の量を考慮することなく、塗布すべき接着剤の量を決めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子制御装置の一例を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態に係る基板の放熱構造の一例を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態に係る基板の放熱構造の一例を示す断面図
【図４】貫通孔の径の大きさごとの接着剤の状態例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係る基板の放熱構造を有する電子制御装置１００の分解斜視図である。図２は、電子制御装置１００の一部分Ａ（本実施の形態に係る基板の放熱構造）を拡大した斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、電子制御装置１００は、カバー１、プリント配線板２、ケース３を有する。電子制御装置１００は、例えば、自動車用のエンジン制御ユニット（ＥＣＵ：Engine Control Unit）、ステアリング制御ユニット、ブレーキ制御ユニット等に使用され、自動車車体に取り付けられる。なお、電子制御装置１００は、自動車用に限定されるものではない。
【００１４】
カバー１は、ケース３内に固定したプリント配線板２を覆ってケース３に装着される。すなわち、カバー１は、ケース３とともに、プリント配線板２を収納する容器を構成する。
【００１５】
プリント配線板２は、例えばガラスエポキシ樹脂等の如き絶縁樹脂材料等をベースとし、そのベースの表裏面に配線回路パターンが形成され、かつ、電子部品が実装された回路基板である。プリント配線板２に実装される電子部品には、例えば、パワートランジスタやインバータなど、比較的発熱性の高いものが含まれる。よって、プリント配線板２は、放熱が要求される発熱領域（例えば、発熱性の高い電子部品の実装領域）を有する。
【００１６】
図２に示すように、プリント配線板２には、後述する２つの基板固定部３２のネジ孔に対応するように、２つのネジ孔２２が形成されている。また、プリント配線板２には、後述する放熱用台座３０に対応するように、複数の貫通孔（図示せず）が形成されている。複数の貫通孔は、例えば、発熱領域に形成される。なお、この貫通孔は、図３、図４において貫通孔２０として図示されている。
【００１７】
ケース３は、プリント配線板１を収納する筐体であり、上向きに開口した略四角形状の有底箱状体に形成されている。また、ケース３は、プリント配線板２で発生した熱を外部へ放熱するために、放熱性に優れたアルミニウム、鉄、ステンレス鋼等の金属で形成される。
【００１８】
図２に示すように、ケース３には、放熱用台座３０が設けられている。この放熱用台座３０は、ケース３の底部から開口側へ向かって垂直方向に突出した矩形体として形成されている。また、放熱用台座３０は、ケース３において、プリント配線板２の発熱領域に対応して接着可能な位置に形成されている。放熱用台座３０の上面（プリント配線板２と対向する面）は、凹凸の無い平坦面であり、電子部品から放熱された熱を効率よくケース３へ伝熱させるための放熱伝達面として機能する。なお、放熱用台座３０の形状および面積は、図２に示すものに限定されない。
【００１９】
放熱用台座３０の上面には、３つの突起部３１および２つの基板固定部３２が形成されている。突起部３１および基板固定部３２は、放熱用台座３０の上面からケース３の開口側へと垂直方向に突出している。上面から突出した部分の長さについては、図３を用いて後述する。
【００２０】
基板固定部３２には、プリント配線板２のネジ孔２２に対応するように、ネジ孔が形成されている。この基板固定部３２のネジ孔とプリント配線板２のネジ孔２２には、ネジ（図示せず）が挿入され、ネジ留めされる。これにより、プリント配線板２と放熱用台座３０とが固定される。すなわち、基板固定部３２は、突起部３１の機能（プリント配線板２と放熱用台座３０との間に空間を形成する機能）に加え、プリント配線板２と放熱用台座３０とをネジ留めする機能も有する。
【００２１】
次に、図３を用いて、プリント配線板２と放熱用台座３０との接着について説明する。図３Ａおよび図３Ｂは、プリント配線板２および放熱用台座３０の断面図である。
【００２２】
図３Ａは、接着剤４とプリント配線板２とが接触する前の状態を示す。図３Ａにおいて、放熱用台座３０の上面には、突起部３１および図２に示した基板固定部３２を除く領域に、流体状の接着剤４が塗布されている。なお、本実施の形態では、放熱用台座３０側に接着剤４を塗布する例について説明するが、接着剤４をプリント配線板２側に塗布してもよい。
【００２３】
また、図３Ａにおいて、プリント配線板２には、上述したとおり、複数の貫通孔２０が形成されている。なお、図３Ａおよび図３Ｂでは、貫通孔２０の数を３つとしているが、これに限定されない。また、貫通孔２０が形成される位置についても、図３Ａおよび図３Ｂに示す位置に限定されない。
【００２４】
図３Ａにおいて、突起部３１の高さ（放熱用台座３０の上面に対する垂直方向の長さ）ｂは、貫通孔２０の直径ａ以上に設計されている。例えば、ａ、ｂの値は、０．３〜０．６ｍｍである。なお、図３において、基板固定部３２の図示は省略しているが、基板固定部３２の長さも、突起部３１の高さｂと同じである。
【００２５】
図３Ｂは、プリント配線板２が接着剤４に押し付けられ、プリント配線板２と接着剤４とが接触したときの状態を示す。図３Ｂにおいて、接着剤４は、プリント配線板２によって圧力を加えられることで、矢印ｃに示す方向へ広がる。最終的に、プリント配線板２は突起部３１に接触し、支持される。このとき、突起部３１の存在によりプリント配線板２と放熱用台座３０との間の空間は、接着剤４が充填された状態となる（例えば、図４Ｂ、図４Ｄ参照）。そして、このとき、接着剤４は、貫通孔２０へ全く侵入しないか（例えば、図４Ｂ参照）、または、侵入したとしてもプリント配線板２の面に溢れ出ずに貫通孔２０内に留まる（例えば、図４Ｄ参照）。これは、流体が抵抗の小さい空間に流れる特性による。すなわち、突起部３１の高さｂ（プリント配線板２と放熱用台座３０との間の垂直距離）を貫通孔２０の直径ａ以上にすることで、図３Ｂに示すように、接着剤４は、貫通孔２０よりも抵抗の小さい空間へ広がっていく。
【００２６】
以上説明したように、本実施の形態の基板の放熱構造では、放熱用台座３０の上面において、貫通孔２０の直径以上の高さを持つ突起部３１を形成することを特徴とする。これにより、プリント配線板２と放熱用台座３０との間に、貫通孔２０よりも抵抗の小さい空間を形成することができる。その結果、プリント配線板２に押し込まれた接着剤４は、抵抗の小さい空間に広がるため、貫通孔２０から溢れ出ない。よって、プリント配線板２と放熱用台座３０との間の空間に基づいて、塗布すべき接着剤４の量を決めることができる。すなわち、貫通孔２０から溢れ出る接着剤４の量を考慮することなく、塗布すべき接着剤４の量を決めることができる。
【００２７】
以下、図４を用いて、貫通孔２０の直径ごとに、貫通孔２０への接着剤４の侵入の度合いを検証した結果について説明する。
【００２８】
本検証では、図４Ａに示すように、プリント配線板２の貫通孔２０と、放熱用台座３０に塗布した接着剤４との位置を合わせた上で、プリント配線板２を矢印に示す方向に移動させ、プリント配線板２と放熱用台座３０の突起部３１とを接着させた場合において、接着剤４が貫通孔２０へどの程度侵入するかを検証した。貫通孔２０の直径は０．３ｍｍとし、突起部３１の高さは０．６ｍｍ、０．３ｍｍ、０．１ｍｍの３パターンとした。
【００２９】
第１のパターンは、突起部３１の高さが０．６ｍｍの場合である。図４Ｂは、高さが０．６ｍｍである突起部３１とプリント配線板２とが接着剤４を介して接着された状態を示す断面図である。図４Ｃは、図４Ｂの状態において貫通孔２０を真上から見た図である。この第１のパターンでは、図４Ｂに示すように、プリント配線板２により押し付けられた接着剤４は、貫通孔２０へ全く侵入しなかった。すなわち、突起部３１の高さが貫通孔２０の直径よりも大きい場合、接着剤４は貫通孔２０へ侵入しない結果となった。
【００３０】
第２のパターンは、突起部３１の高さが０．３ｍｍの場合である。図４Ｄは、高さが０．３ｍｍである突起部３１とプリント配線板２とが接着剤４を介して接着された状態を示す断面図である。図４Ｅは、図４Ｄの状態において貫通孔２０を真上から見た図である。この第２のパターンでは、図４Ｄに示すように、プリント配線板２により押し付けられた接着剤４は、貫通孔２０へ侵入したものの途中で止まり、プリント配線板２の表面に溢れ出なかった。すなわち、突起部３１の高さが貫通孔２０の直径と同じである場合、接着剤４は貫通孔２０へ侵入はするが、貫通孔２０から溢れ出ない結果となった。
【００３１】
第３のパターンは、突起部３１の高さが０．１ｍｍの場合である。図４Ｆは、高さが０．１ｍｍである突起部３１とプリント配線板２とが接着剤４を介して接着された状態を示す断面図である。図４Ｇは、図４Ｆの状態において貫通孔２０を真上から見た図である。この第３のパターンでは、図４Ｆに示すように、プリント配線板２により押し付けられた接着剤４は、貫通孔２０へ侵入し、かつ、プリント配線板２の表面に溢れ出た。すなわち、突起部３１の高さが貫通孔２０の直径より小さい場合、接着剤４は貫通孔２０へ侵入し、貫通孔２０から溢れ出る結果となった。
【００３２】
以上のように、突起部３１の高さは貫通孔２０の直径以上であれば、接着剤４が貫通孔２０から溢れ出ないことになる。よって、貫通孔２０から溢れ出る接着剤４の量を考慮することなく、塗布すべき接着剤４の量を決めることができるためには、放熱用台座３０の上面において、貫通孔２０の直径以上の高さを持つ突起部３１を形成することが必要であることが実証された。
【００３３】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において、変形することができる。
【００３４】
例えば、上記実施の形態では、流体の接着剤を例として説明したが、接着剤に限定されず、流体状の部材であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、複数の貫通孔が形成された発熱領域を有する基板を、流体部材を介して放熱用部材に接着して放熱する基板の放熱構造およびその製造方法に有用である。
【符号の説明】
【００３６】
１  カバー
２  プリント配線板
３  ケース
４  接着剤
２０  貫通孔
２２  ネジ孔
３０  放熱用台座
３１  突起部
３２  基板固定部
１００  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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