(57)【要約】【課題】良好な放熱を実現しつつ、電子部品と回路基板との断線不良の発生を抑制することができる構造を提供する。【解決手段】ヒートシンク３０に形成した突起部３１をはんだ２２に直接当接させるのではなく、放熱ゲル４０を介して当接させた構造とする。これにより、放熱ゲル４０を介して半導体チップ１１が発した熱がヒートシンク３０に伝わるようにできる。このため、高い放熱性能を発揮しつつ、振動や温度変化による冷熱サイクルによって突起部３１が電子部品１０を突き上げることを抑制することができる。したがって、回路基板２０と電子部品１０との接続を行っているはんだ２１、２２に掛かるストレスを低減することが可能となり、良好な放熱を実現しつつ、電子部品１０と回路基板２０との断線不良の発生を抑制することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子（１５）を有する電子部品（１０）と、
前記端子が電気的に接続される配線部を有すると共に、前記電子部品と対応する位置に貫通孔（２３）が形成された回路基板（２０）と、
前記回路基板を挟んで前記電子部品と反対側に配置され、前記貫通孔と対応する位置に突起部（３１）が形成されたヒートシンク（３０）と、
前記貫通孔内に配置されると共に、前記電子部品と前記突起部との間に挟まれた放熱ゲル（４０）と、を備えていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記回路基板と前記ヒートシンクとは、前記電子部品が配置された位置から離れた位置において連結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】
前記貫通孔内に前記突起部が入り込んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子装置によって構成されるブレーキ制御用の電子制御装置と、
ブレーキ配管が形成されたブロックに対して電磁弁とポンプおよび該ポンプ駆動用のモータが組み付けられ、前記電子制御装置によって駆動させることでブレーキ液圧制御を実行するブレーキ液圧制御用アクチュエータと、
前記ブロックに対して前記電子部品を接合した前記回路基板を組み付けるケースとを有し、
前記ケースが前記ヒートシンクとされていることを特徴とするブレーキ液圧制御用アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップなどの電子部品が実装された回路基板と、電子部品で発した熱を放出させる放熱構造とを備えた電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、回路基板を構成するプリント基板に対して電子部品を実装した電子装置における放熱構造が提案されている。具体的には、プリント基板のうち電子部品と対応する位置に凹部（貫通孔）を設け、凹部内に冷却体の一部を配置している。電子部品から引き出された端子や電子部品の裏面がはんだ等を介してプリント基板に接合されており、はんだを挟んで電子部品の反対側まで冷却体の一部が挿入され、はんだに冷却体の一部が接合されている。このような構造とすることで、凹部を通じてプリント基板に対して電子部品と反対側に配置される冷却体より電子部品で発した熱を放出させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４４１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、冷却体、つまりヒートシンクは金属によって構成された硬い部材であるため、振動や温度変化による冷熱サイクルによって電子部品が突き上げられることでプリント基板と電子部品との接続を行っているはんだにストレスが掛かる。このため、はんだと電子部品の端子もしくは電子部品の裏面との接合箇所が剥離したり、はんだにクラックが入って断線することが懸念される。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、回路基板に対して電子部品が実装されると共に、電子部品が発した熱を放出させる放熱構造が備えられた電子装置において、良好な放熱を実現しつつ、電子部品と回路基板との断線不良の発生を抑制することができる構造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】
上記目的を達成するため、請求項１ないし３に記載の発明では、端子（１５）を有する電子部品（１０）と、端子が電気的に接続される配線部を有すると共に、電子部品と対応する位置に貫通孔（２３）が形成された回路基板（２０）と、回路基板を挟んで電子部品と反対側に配置され、貫通孔と対応する位置に突起部（３１）が形成されたヒートシンク（３０）と、貫通孔内に配置されると共に、電子部品と突起部との間に挟まれた放熱ゲル（４０）と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
このような電子装置では、ヒートシンクに形成した突起部を電子部品などに直接当接させるのではなく、放熱ゲルを介して当接させた構造とされている。このため、放熱ゲルを介して電子部品が発した熱がヒートシンクに伝わるようにして、高い放熱性能を発揮しつつ、振動や温度変化による冷熱サイクルによって突起部が電子部品を突き上げることを抑制することができる。したがって、回路基板と電子部品との接続を行っている接合部材に掛かるストレスを低減することが可能となり、良好な放熱を実現しつつ、電子部品と回路基板との断線不良の発生を抑制することが可能となる。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子装置によって構成されるブレーキ制御用の電子制御装置と、ブレーキ配管が形成されたブロックに対して電磁弁とポンプおよび該ポンプ駆動用のモータが組み付けられ、電子制御装置によって駆動させることでブレーキ液圧制御を実行するブレーキ液圧制御用アクチュエータと、ブロックに対して電子部品を接合した回路基板を組み付けるケースとを有し、ケースがヒートシンクとされていることを特徴としている。
【０００９】
このように、ブレーキ液圧制御用アクチュエータのケースをヒートシンクとして用いることができる。これにより、部品の共通化による部品点数の削減に加えて、ケースの外壁面よりケース外部に熱を放出できることから、ケース内の高温化も防ぐことが可能となり、より長時間放熱特性に優れた電子装置とすることが可能となる。
【００１０】
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の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる電子装置１の断面構成を示す図である。
【図２】回路基板２０に貫通孔２３を設けない場合の放熱ゲル４０の状態を示した断面図である。
【図３】他の実施形態で説明する電子装置１の変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態にかかる電子装置は、例えばブレーキ装置におけるブレーキ液圧制御用アクチュエータを駆動するためのブレーキ用の電子制御装置（以下、ブレーキＥＣＵという）に適用される。
【００１４】
図１に示すように、電子装置１は、電子部品１０、回路基板２０、ヒートシンク３０および放熱ゲル４０などを備えた構成とされている。
【００１５】
電子部品１０は、発熱素子が形成された半導体チップ１１を金属プレート１２に搭載した状態でモールド樹脂１３によって封止したものである。モールド樹脂１３の裏面から金属プレート１２が露出させられていると共に、半導体チップ１１に設けられた図示しない各種パッドに対してボンディングワイヤ１４を介して電気的に接続された端子１５がモールド樹脂１３の外部に引き出されている。
【００１６】
回路基板２０は、図示しない配線部を構成する配線パターンなどが形成されたものであり、プリント配線基板などによって構成されている。この回路基板２０に対して電子部品１０などが実装されることにより、電子部品１０などを含む電気回路が構成されている。例えば、本実施形態にかかる電子装置がブレーキＥＣＵとして適用される場合には、ブレーキ液圧制御用の各種電磁弁やポンプ駆動用のモータの制御を行うための電気回路が回路基板２０に備えられる。
【００１７】
具体的には、回路基板２０の表面側において、接合部材を構成するはんだ２１、２２を介して電子部品１０の裏面側および端子１５が接合されている。端子１５は、はんだ２１を介して回路基板２０に形成された配線パターンと電気的に接続されている。これにより、配線パターンに対して半導体チップ１１に形成された素子が電気的に接続された状態となっている。一方、電子部品１０の裏面側では、金属プレート１２と回路基板２０に配線パターンの一部として備えられたマウント部との間がはんだ２２を介して接合されている。これにより、電子部品１０の裏面が回路基板２０の表面に対して物理的に固定された状態とされている。
【００１８】
なお、電子部品１０の裏面側と回路基板２０との接続は単なる物理的な接合であっても良いし、物理的な接合に加えて電気的な接続が行われていても良い。例えば、半導体チップ１１に形成された素子が半導体チップ１１の裏面側にも電極が形成されるような構造とされる場合がある。その場合には、はんだ２２を介して半導体チップ１１の裏面側と配線パターンとが電気的に接続されることになる。
【００１９】
また、回路基板２０のうち電子部品１０と対応する位置には貫通孔２３が形成されている。貫通孔２３は、電子部品１０の裏面と対応する位置においてはんだ２２を露出させている。貫通孔２３の形状は任意であり、例えば円形、四角形などの多角形などとされている。
【００２０】
ヒートシンク３０は、放熱部材を構成するものであり、例えば銅などの熱伝達率の高い金属にて構成され、表面および裏面を有する板状部材とされ、表面側が回路基板２０の裏面側と対向するように配置されている。ヒートシンク３０の表面側には、貫通孔２３と対応する位置に突起部３１が設けられており、本実施形態では、この突起部３１が貫通孔２３内に配置されている。突起部３１は貫通孔２３内においてはんだ２２から所定距離離間して配置されており、はんだ２２とは接しない突出量とされている。また、突起部３１の上面形状は貫通孔２３と対応する形状とされており、貫通孔２３に対して一回り小さな寸法とされている。
【００２１】
また、本実施形態では、ヒートシンク３０のうち電子部品１０から離れた位置、具体的には回路基板２０の表面に対する法線方向から見て、回路基板２０と電子部品１０とが接合されている部位から離れた位置に、回路基板２０側に突出させた支持部３２が設けられている。支持部３２は、回路基板２０を固定支持する部分であり、例えば回路基板２０の表面側からネジ３３を締結することによって、回路基板２０とヒートシンク３０とを連結させている。
【００２２】
放熱ゲル４０は、熱伝導率の高いゲル材料で構成されており、例えばシリコーンゲルなどの軟質材料によって構成される。放熱ゲル４０は、回路基板２０に形成された貫通孔２３内において、はんだ２２とヒートシンク３０の突起部３１との間に挟み込まれるようにして配置されている。
【００２３】
このような構造により、本実施形態にかかる電子装置１が構成されている。このような電子装置１では、ヒートシンク３０に形成した突起部３１をはんだ２２に直接当接させるのではなく、放熱ゲル４０を介して当接させた構造とされている。このため、放熱ゲル４０を介して半導体チップ１１が発した熱がヒートシンク３０に伝わるようにして、高い放熱性能を発揮しつつ、振動や温度変化による冷熱サイクルによって突起部３１が電子部品１０を突き上げることを抑制することができる。したがって、回路基板２０と電子部品１０との接続を行っているはんだ２１、２２に掛かるストレスを低減することが可能となり、良好な放熱を実現しつつ、電子部品１０と回路基板２０との断線不良の発生を抑制することが可能となる。
【００２４】
また、本実施形態では、回路基板２０に対して貫通孔２３を設け、この貫通孔２３内に放熱ゲル４０を配置した構造としている。放熱性能を得つつ、ヒートシンク３０による電子部品１０の突き上げを抑制するだけであれば、図２に示すように回路基板２０に貫通孔２３を設けることなく、回路基板２０とヒートシンク３０との間に放熱ゲル４０を挟み込む構造であっても良い。しかしながら、振動などによって図中破線で示したように放熱ゲル４０が移動してしまい、回路基板２０とヒートシンク３０との間の伝熱が行えなくなる可能性がある。特に、電子装置１をブレーキＥＣＵとして用いる場合には、車両振動の影響によって放熱ゲル４０が移動し易く、放熱性能の劣化を招き易い。
【００２５】
したがって、本実施形態のように、貫通孔２３内に放熱ゲル４０を配置することにより、放熱ゲル４０のずれを抑制することが可能となり、電子装置１をブレーキＥＣＵなどの車載部品として適用する場合においても、車両振動の影響による放熱性能の劣化を抑制することが可能となる。
【００２６】
また、特許文献１に示されるような従来の放熱構造では、ヒートシンクをはんだに接合した構造とされていることから、放熱効果は大きいものの、ヒートシンクが重いとはんだからヒートシンクが脱離してしまうため、ヒートシンクを軽量にしなければならない。したがって、ヒートシンクの熱容量が小さくなってしまい、長時間の放熱には適していない。
【００２７】
これに対して本実施形態にかかる電子装置１では、回路基板２０とヒートシンク３０との連結を電子部品１０とヒートシンク３０との接続によって行うのではなく、電子部品１０やヒートシンク３０とは異なる場所で行うようにしている。このため、ヒートシンク３０の軽量化を考慮に入れる必要がない。したがって、電子装置１の放熱に必要な重量のヒートシンク３０をつけることが可能となり、長時間の放熱にも適した構造とすることが可能となる。特に、近年では、ブレーキ液圧制御用アクチュエータを用いたブレーキ液圧制御の実行頻度が増える傾向にあり、ブレーキＥＣＵによる発熱も多くなっている。したがって、電子装置１を長時間の放熱に適した構造とすることで、よりブレーキＥＣＵに適したものとすることが可能となる。
【００２８】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００２９】
例えば、電子部品１０として半導体チップ１１をモールド樹脂１３で封止した構造のものを例に挙げて説明したが、このような半導体モジュールではなく、他の発熱素子にて構成されるものであっても良い。
【００３０】
また、ヒートシンク３０の形状についても任意であり、板状部材に限らず、他の形状であっても良いし、他の部品と兼ねていても良い。例えば、電子装置１をブレーキＥＣＵに適用する場合、このブレーキＥＣＵを一体化したブレーキ液圧制御用アクチュエータとすることができる。すなわち、ブレーキ液圧制御用アクチュエータは、ブレーキ配管が形成されたブロックを有し、このブロックに各種電磁弁やポンプおよびポンプ駆動用のモータが組み付けれることで構成される。このブロックに対して回路基板２０をケースで覆いつつ固定することでブレーキ液圧制御用アクチュエータを構成できる。その場合、ケースをヒートシンク３０として用いて、ケースに対して突起部３１を設け、ケースから放熱が行われるような形態とすることもできる。その場合、部品の共通化による部品点数の削減に加えて、ケースの外壁面よりケース外部に熱を放出できることから、ケース内の高温化も防ぐことが可能となり、より長時間放熱特性に優れた電子装置１とすることが可能となる。
【００３１】
また、上記実施形態では、突起部３１が貫通孔２３内に入り込んだ構造としたが、突起部３１が入り込んでいる必要はないし、突起部３１の方が貫通孔２３よりも大きな寸法となるようにしても良い。その場合であっても、突起部３１の先端面が回路基板２０の裏面とほぼ同じ平面となるようにすれば、放熱ゲル４０の移動を防ぐことができ、放熱性能の劣化を抑制することができる。勿論、図３に示すように、回路基板２０の裏面に対して突起部３１の先端面が当接するように配置しても良い。その場合、振動などにより、突起部３１によって回路基板２０が押される可能性があるが、電子部品１０を直接突き上げるのではなく回路基板２０の裏面を押し上げる状態になるため、電子部品１０と回路基板２０との断線不良は発生し難いようにできる。
【００３２】
また、上記実施形態では、電子装置１の適用例としてブレーキＥＣＵに適用する場合を挙げたが、勿論、その他のものに適用しても良い。
【符号の説明】
【００３３】
１…電子装置、１０…電子部品、１１…半導体チップ、１２…金属プレート、１３…モールド樹脂、１４…ボンディングワイヤ、１５…端子、２０…回路基板、２１、２２…はんだ、２３…貫通孔、３０…ヒートシンク、３１…突起部、３２…支持部、３３…ネジ、４０…放熱ゲル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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