(57)【要約】【課題】放熱フィンを回路基板に容易にハンダ付けできるようにした電子制御装置を提供する。【解決手段】回路基板１の一方の面に、駆動により発熱する電子部品１０を搭載するとともに、回路基板１の他方の面に放熱フィン２０を装着している。放熱フィン２０の側面から脚部２３を突設させ、脚部２３を回路基板１の他方の面にハンダ付けすることにより放熱フィン２０を回路基板１に固定している。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板（１）の一方の面に、駆動に伴ない発熱する電子部品（１０）を搭載するとともに、前記回路基板（１）の他方の面に放熱フィン（２０）を装着した電子制御装置において、
前記放熱フィン（２０）の側面から脚部（２３）を突設させ、当該脚部（２３）を前記回路基板（１）の他方の面にハンダ付けすることにより放熱フィン（２０）を回路基板（１）に固定したことを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記脚部（３０）は、放熱フィン（２０）の側面において前記回路基板（１）から離れた位置から突出したのち回路基板（１）に近づくような形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記脚部（５０）の先端での回路基板（１）と接する部位（５１）は放熱フィン（２０）に近づく方向である内側に曲げた形状をなすことを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記回路基板（１）と放熱フィン（２０）との間に熱伝導材（４０）を配したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記放熱フィン（２０）における回路基板（１）との対向面に前記熱伝導材（４０）を配するための凹部（４１）を形成したことを特徴とする請求項４に記載の電子制御装置。
【請求項６】
前記回路基板（１）における前記放熱フィン（２０）を装着する面において前記放熱フィン（２０）が接触する部位の少なくともその一部に銅箔（５）を形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子制御装置における電子部品を冷却する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に自動車用電子制御装置は、回路基板に各種の電子部品を搭載しており、この電子部品を用いて、演算処理を行うマイコン、外部負荷やセンサなどと接続される入出力回路、回路に動作電圧を供給する電源回路等を構成している。これら電子部品はその動作（駆動）により発熱し、これが過度に温度上昇すると部品作動に害を及ぼすため、回路基板へ伝熱して拡散させるなどして部品温度を低減する手法が知られている。更に発熱が大きい電子部品については、放熱フィンを用いるなどして電子部品から発生する熱をより多く散逸させる方法が採られている。
【０００３】
詳しくは、例えば図９に示すように、ケース１００（上ケース１０１と下ケース１０２）の内部において回路基板１１０が配置され、この回路基板１１０にコネクタ１２０が配置されるとともに、電子部品１３０が表面実装される。つまり、発熱量が比較的少ない電子部品（例えば、リレーなど軽負荷の駆動トランジスタ等）１３０は表面実装で回路基板１１０に搭載して基板銅箔を介して周囲へ熱を散逸する構成とする。一方、発熱量が大きな電子部品（例えば、電源回路の駆動トランジスタ等）１３１は大型の放熱フィン１３２にネジ１３３にて組み付けられ、この放熱フィン１３２を上ケース１０１にネジ１３４で固定することで、熱を散逸させる経路を形成する。
【０００４】
近年、より高機能・高能力が求められる中で、これら電子部品の発する熱は増加の一途をたどっている。このため、これら発熱する電子部品からより多くの熱を散逸させるべく、図１０に示すように、回路基板１５０での電子部品１５１を搭載した部位の反対面に放熱フィン１６０を装着する構造が採られている。詳しくは、ネジ１７０とナット１７１を使用して放熱フィン１６０を回路基板１５０に固定している。しかしながら、この手法は、放熱フィン１６０を装着するために回路基板１５０に穴加工する必要があるとともにネジ・ナットを使用することによる組み付け工数が多くなり、さらに、ネジ１７０を使用することにより回路基板１５０の有効な配線面積を減少させるため基板サイズが大きくなる。これらのことからコストアップを招いてしまう。
【０００５】
また、放熱フィンをそのまま回路基板へ表面実装する手法もある。具体的には、図１１，１２に示すように、回路基板１８０上のランド１８１にハンダ１８２を乗せて放熱フィン１９０を回路基板１８０へ表面実装する。しかしながら、放熱フィン１９０を回路基板１８０上のランド１８１へ実装する際、放熱フィン１９０によりハンダ１８２の熱が奪われ実装が困難である。これを解決するために放熱フィン１９０自体を長時間暖めながら高温にし実装すればよいが、これでは周辺素子１８３へも熱が加わることになり、熱破壊などの悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、放熱フィンを回路基板に容易にハンダ付けできるようにした電子制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、放熱フィンの側面から脚部を突設させ、当該脚部を回路基板の他方の面（放熱フィン装着面）にハンダ付けすることにより放熱フィンを回路基板に固定したことを特徴としている。つまり、放熱フィンの回路基板への装着の際に、放熱フィンの側面から突設した脚部を回路基板の他方の面（放熱フィン装着面）にハンダ付けする。よって、放熱フィンの全面をハンダ付けする場合に比べ放熱フィンによるハンダの熱吸収を低減させることができ、放熱フィンを回路基板に容易にハンダ付けすることができる。
【０００８】
請求項２に記載のように、脚部は、放熱フィンの側面において回路基板から離れた位置から突出したのち回路基板に近づくような形状をなしていると、ハンダ付けを容易に行うことができる。
【０００９】
請求項３に記載のように、前記脚部の先端での回路基板と接する部位は放熱フィンに近づく方向である内側に曲げた形状をなすことにより、小実装面積にすることができる。
【００１０】
請求項４に記載のように、前記回路基板と放熱フィンとの間に熱伝導材を配することにより、発熱する電子部品から放熱フィンへの熱伝導性を高めることができる。
【００１１】
請求項５に記載のように、前記放熱フィンにおける回路基板との対向面に前記熱伝導材を配するための凹部を形成すると、熱伝導材を容易に配することができる。
【００１２】
請求項６に記載のように、回路基板における前記放熱フィンを装着する面において前記放熱フィンが接触する部位の少なくともその一部に銅箔を形成すると、発熱する電子部品から放熱フィンへの熱伝導性を高めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、この発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１４】
図１には、本実施形態における自動車用電子制御装置の下面図を示す。図１のＡ−Ａ線での縦断面を図２に示す。
回路基板１は多層基板よりなり、多数の絶縁層を積層し、各絶縁層において導体パターンを形成したものである。回路基板１の一方の面（図２での上面）には、モールドパッケージ型電子部品１０が実装されている。詳しくは、半導体チップ１１がリードフレーム１２の上に搭載されるとともに半導体チップ１１とリードフレーム１２のリード部１２ａがワイヤー１３にて電気的に接続されている。さらに、半導体チップ１１やワイヤー１３は樹脂１４にてモールドされている。このモールドパッケージ型電子部品１０はその駆動に伴ない発熱する電子部品である。そして、モールド樹脂１４から突出するリードフレーム１２のリード部（脚部）１２ａは回路基板１の上面において導体パターン（銅箔のパターン）２とハンダ３にて接合されている。
【００１５】
このようなモールドパッケージ型電子部品１０を含めて各種の電子部品が回路基板１に搭載されている。これら電子部品により、演算処理を行うマイコン、アクチュエータやセンサ等と接続される入出力回路、回路に動作電圧を供給する電源回路などを構成している。電子制御装置はワイヤを介してセンサ・スイッチ類やアクチュエータと接続される。そして、例えばエンジン制御用電子制御装置においては、エンジン運転状態を検出する信号（各種センサ信号やスイッチ信号等）を入力して最適なエンジン運転を行わせるための演算を行いアクチュエータ（点火装置や燃料噴射装置）に駆動信号を出力する。このような動作中においてモールドパッケージ型電子部品１０が発熱する。
【００１６】
回路基板１の他方の面（図２での下面）には放熱フィン２０が装着されている。詳しくは、アルミ製の放熱フィン２０が、回路基板１におけるモールドパッケージ型電子部品１０の設置箇所とは反対の部位に固定されている。つまり、モールドパッケージ型電子部品１０と対向するように放熱フィン２０が配置されている。放熱フィン２０は、四角板状のベース部２１での一方の面（図２での下面）において多数の突条（フィン）２２を形成した構造をなしている。さらに、ベース部２１の側面からアルミ製の脚部２３が突設している。脚部２３は四角板状をなすベース部２１における４つの角部にそれぞれ設けられている。各脚部２３は長方形の板状をなし、ベース部２１の上面と同じ高さでベース部２１の側面から真っ直ぐに延びている。回路基板１の下面において各脚部２３の先端部に対応する領域にはランド（銅箔のパターン）４が形成され、ここで脚部２３がハンダ２４にて接合されている。このハンダ付けにより放熱フィン２０が回路基板１に固定されている。
【００１７】
このように、放熱フィン２０に脚部２３を複数設け、その脚部２３を回路基板１のランド４へ実装する構成としており、これにより、放熱フィン２０を回路基板１に固定する際、放熱フィン２０によるハンダ２４の熱吸収を低減させることができる。そのため、通常の表面実装部品と同様に容易にハンダ付けすることができる。また、放熱フィン２０を高温にしながら実装する必要がないため組み付け時の周辺素子への熱影響を気にする必要もなくなり、放熱フィン２０の周辺の部品の高密度化が可能になり、それにより基板を小面積化できコストダウンが可能となる。
【００１８】
以上のごとく、図１０のように発熱する電子部品１５１の裏面に放熱フィン１６０を固定して放熱させる構造の場合には、放熱フィン１６０の固定手段にネジ・ナットを必要とするため組み付け作業工数も多く高価である。また、図１１，１２のように放熱フィン１９０を表面実装する場合には、放熱フィン１９０によりハンダ１８２の熱が奪われ実装が難しく、また、放熱フィン１９０自体を長時間暖めながら高温にし実装しようとすると周辺素子１８３へも熱が加わることになり熱破壊などの悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１９】
これに対し、本実施形態においては、図１，２の放熱フィン２０の側面から脚部２３を突設させ、この脚部２３を回路基板１の放熱フィン装着面にハンダ付けすることにより放熱フィン２０を回路基板１に固定した。つまり、放熱フィン２０の回路基板１への装着の際に、放熱フィン２０の側面から突設した脚部２３を回路基板１の放熱フィン装着面にハンダ付けする。よって、図１１のように放熱フィン１９０の全面をハンダ付けする場合に比べ放熱フィン２０によるハンダ２４の熱吸収を低減させることができ、放熱フィン２０を回路基板１に容易にハンダ付けすることができる。即ち、通常の表面実装部品と同様に容易にハンダ付けすることができる。
【００２０】
図１，２の応用例として、図３，４に示すように、回路基板１における放熱フィン２０を装着する面において放熱フィン２０が接触する部位の少なくともその一部に銅箔５を形成してもよい。図３，４の場合、銅箔５は、半導体チップ１１とほぼ同じサイズであり、かつ、半導体チップ１１と上下に重なるように形成している。これにより、発熱する電子部品１０（詳しくは半導体チップ１１）から放熱フィン２０への熱伝導性を高めることができる。
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００２１】
図５には、図１に代わる本実施の形態における電子制御装置の下面図を示す。図６には図５のＡ−Ａ線での縦断面を示す。
本実施形態での脚部３０は、放熱フィン２０の側面において回路基板１から離れた位置から突出したのち回路基板１に近づくような形状をなし（屈曲形成し）、さらにその先端側に基板表面と接触する平坦部（ハンダ付け部）３１を形成している。つまり、放熱フィン２０にモールドパッケージ型電子部品１０のリード部１２ａと同様な形状を与えた構造である。これにより、表面実装する際の放熱フィン２０によるハンダ２４の熱吸収を図１，２の場合よりさらに低減でき、ハンダ付けを容易に行うことができる。特に、放熱フィン２０に厚みがある場合に有効である。
【００２２】
また、放熱フィン２０における回路基板１との対向面（接触面）に凹部４１を形成しており、この凹部４１の内部に熱伝導材４０を配置している。このようにして、回路基板１と放熱フィン２０との間に熱伝導材４０を配している。熱伝導材４０としては、例えば、熱硬化性ゲル（半固形物）を用いる。これにより発熱する電子部品１０から放熱フィン２０への熱伝導性を高めることができる。また、放熱フィン２０における回路基板１との対向面に凹部４１を形成することにより熱伝導材４０を容易に配する（固定する）ことができる。
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態を、第２の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００２３】
図７には、図５に代わる本実施の形態における電子制御装置の下面図を示す。図８には図７のＡ−Ａ線での縦断面を示す。
本実施形態の脚部５０においては、その先端での回路基板１と接する部位５１は放熱フィン２０に近づく方向である内側に曲げた形状をなしている。つまり、図５，６ではハンダ付け部３１を外側に向けていたが、図７，８では内側に曲げた構造としている。これにより、図５，６の構造よりも実装面積を低減させることができる（小実装面積にすることができる）。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における電子制御装置の下面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線での縦断面図。
【図３】応用例での電子制御装置の下面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線での縦断面図。
【図５】第２の実施の形態における電子制御装置の下面図。
【図６】図５のＡ−Ａ線での縦断面図。
【図７】第３の実施の形態における電子制御装置の下面図。
【図８】図７のＡ−Ａ線での縦断面図。
【図９】従来技術を説明するための電子制御装置の分解斜視図。
【図１０】従来技術を説明するための電子制御装置の縦断面図。
【図１１】従来技術を説明するための電子制御装置の縦断面図。
【図１２】従来技術を説明するための電子制御装置の下面図。
【符号の説明】
１…回路基板、５…銅箔、１０…モールドパッケージ型電子部品、２０…放熱フィン、２３…脚部、３０…脚部、４０…熱伝導材、４１…凹部、５０…脚部。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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