(57)【要約】【課題】閉塞型のケース内に配置された電子部品で発生する熱を、ケース外へ効率よく放熱する。【解決手段】電子部品２０を実装した多層構造の基板１４が閉塞されたケース１０内に配置されている形式の電子制御装置における電子部品の放熱構造であって、基板１４の電子部品２０が位置する部分にスルーホール１８が設けられ、電子部品２０で発生した熱が基板１４の表面導体（表面銅箔１６ａ）からスルーホール１８を通じて内層導体（内層銅箔１６ｂ，１６ｃ）および裏面導体（裏面銅箔１６ｄ）に伝達されるように構成されている。そして、これらの表面導体、内層導体および裏面導体に対してそれぞれ熱伝達可能に接続された熱伝導端子２４を通じて熱をケース１０外に放熱するように構成されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を実装した多層構造の基板が閉塞されたケース内に配置されている形式の電子制御装置における電子部品の放熱構造であって、基板の電子部品が位置する部分にスルーホールが設けられ、電子部品で発生した熱が基板の表面導体からスルーホールを通じて内層導体および裏面導体に伝達されるように構成されているとともに、これらの表面導体、内層導体および裏面導体に対してそれぞれ熱伝達可能に接続された熱伝導端子を通じて熱をケース外に放熱するように構成された電子制御装置における電子部品の放熱構造。
【請求項２】
請求項１に記載された電子制御装置における電子部品の放熱構造であって、ケースの少なくともケース本体が金属製であり、このケース本体の内面に熱伝導端子の一端部が結合されているとともに、熱伝導端子の他端部が熱伝達可能に接続されている基板の表面導体、内層導体および裏面導体と、基板のスルーホールとが電気的に絶縁されている電子制御装置における電子部品の放熱構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された電子制御装置における電子部品の放熱構造であって、基板に端子挿入孔が設けられ、この端子挿入孔に対して表面導体、内層導体および裏面導体がそれぞれ接続されているとともに、この端子挿入孔に熱伝導端子の端部が挿入され、かつ熱伝達可能に接続されている電子制御装置における電子部品の放熱構造。
【請求項４】
請求項３に記載された電子制御装置における電子部品の放熱構造であって、基板の端子挿入孔と熱伝導端子とがハンダ付けによって接続されている電子制御装置における電子部品の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車載用コンピュータのように、電子部品を実装した基板が閉塞されたケース内に配置されている形式の電子制御装置における電子部品の放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の放熱構造については、例えば特許文献１に開示されている技術が知られている。この技術では、多層構造の基板内部に各層の銅箔とは別に、金属製の放熱層が設けられている。この放熱層から上方へ突出した伝熱部が、基板に実装された電子部品に熱伝達可能に接続され、放熱層から下方へ突出した伝熱部には、金属部品（スプリング）の一端部を接触させている。一方、基板が収められているケース内の底には放熱板が設けられ、この放熱板に金属部品の他端部が熱伝達可能に接続されている。また、基板をケースに固定するために放熱層にねじ込まれたネジも放熱板に接触している。これにより、電子部品で生じた熱が基板内の放熱層から金属部品（スプリングおよびネジ）を通じて放熱板に伝わり、この放熱板から放熱される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１５０２８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、電子部品で生じた熱が、基板の放熱層だけを通じて、この放熱層下面から放熱板に伝わることから、ケース内の熱が外気に伝わりにくい。このため、電子部品が長時間にわたって発熱した場合などには、ケース内の温度が上昇してしまう。
本発明は、従来の課題を解決しようとするもので、その目的は、閉塞型のケース内に配置された電子部品で発生する熱を、ケース外へ効率よく放熱することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するためのもので、請求項１に記載の発明は、電子部品を実装した多層構造の基板が閉塞されたケース内に配置されている形式の電子制御装置における電子部品の放熱構造であって、基板の電子部品が位置する部分にスルーホールが設けられ、電子部品で発生した熱が基板の表面導体からスルーホールを通じて内層導体および裏面導体に伝達されるように構成されている。そして、これらの表面導体、内層導体および裏面導体に対してそれぞれ熱伝達可能に接続された熱伝導端子を通じて熱をケース外に放熱するように構成されている。
このように電子部品で発生した熱を、基板の表面導体、内層導体および裏面導体の全てに伝え、これらの各導体から熱伝導端子を通じてケース外に放熱することにより、閉塞されたケース内の放熱効果が高められる。結果、ケース内の温度および電子部品の温度が上昇するのを抑えることができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載された電子制御装置における電子部品の放熱構造であって、ケースの少なくともケース本体が金属製であり、このケース本体の内面に熱伝導端子の一端部が結合されている。この熱伝導端子の他端部が熱伝達可能に接続されている基板の表面導体、内層導体および裏面導体と、基板のスルーホールとが電気的に絶縁されている。
これにより、ケース内の熱を金属製のケース本体から外気に効率よく放熱することができるにもかかわらず、基板において電子部品が実装されている箇所の表面導体が、ある電位をもっていたとしても、金属製のケース本体は常にグランド電位に保たれる。したがって、ケース本体による感電、あるいはケース本体にグランド電位の部材が接触したときに過電流が流れるのを解消できる。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載された電子制御装置における電子部品の放熱構造であって、基板に端子挿入孔が設けられ、この端子挿入孔に対して表面導体、内層導体および裏面導体がそれぞれ接続されている。この端子挿入孔に熱伝導端子の端部が挿入され、かつ熱伝達可能に接続されている。
この場合、熱伝導端子と基板の各導体との接続が容易となる。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載された電子制御装置における電子部品の放熱構造であって、基板の端子挿入孔と熱伝導端子とがハンダ付けによって接続されている。
これにより、熱伝導端子と基板の各導体とを、他の部品のハンダ付け工程を利用して接続でき、その分、作業効率がよくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。まず、実施の形態１を図１によって説明する。
図１は、例えば車載用の電子制御装置を表した断面図である。電子制御部（ＥＣＵ）は、閉塞された構造のケース１０内に収められている。電子制御部のプリント基板１４は多層構造であり、その表面には各種の電子部品２０（図面では一つだけを示す）が実装されている。
【００１０】
一方、ケース１０は、ケース本体１０Ａとケースカバー１０Ｂとによって構成されている。この実施の形態では、ケース本体１０Ａは金属製であり、ケースカバー１０Ｂは金属製または樹脂製である。なお電子制御装置の種類によっては、例えばブレーキ油圧の制御用コンピュータでみられるように、ケース本体１０Ａの外側（下側）に、複数個のソレノイドを備えた金属製（アルミニューム合金製）のアクチュエータブロックが一体的に組み付けられたタイプもある。
【００１１】
多層構造の基板１４は、周知のようにエポキシ樹脂などの絶縁板の両面あるいは片面に銅箔が張り付けられたものを多層に重ねた構造である。この実施の形態においては、表面銅箔１６ａ、内層銅箔１６ｂ，１６ｃおよび裏面銅箔１６ｄの４層構造になっている。表面銅箔１６ａは配線パターンが描かれており、その所定箇所に電子部品２０がハンダ付けによる接続部２２で実装されている。内層銅箔１６ｂ，１６ｃの一方は例えば電源用のベタパターンであり、他方はグランドベタパターンである。
なお、「銅箔」は本発明における「導体」の一形態として位置づけている。また、以降は表面銅箔１６ａ、内層銅箔１６ｂ，１６ｃおよび裏面銅箔１６ｄを総称して導体１６ともいう。
【００１２】
基板１４は、電子部品２０が実装されている箇所において表裏に貫通した複数個のスルーホール１８を備えている。これらのスルーホール１８の内周面には、化学銅メッキを施すなどの処理によって導電部が設けられている。これにより、各スルーホール１８は、個々の役割に応じて表面銅箔１６ａと裏面銅箔１６ｄとを電気的に接続し、あるいは表面銅箔１６ａおよび裏面銅箔１６ｄのいずれかと内層銅箔１６ｂ，１６ｃのいずれかとを電気的に接続している。
【００１３】
また、基板１４は、電子部品２０の近くにおいて表裏に貫通した端子挿入孔１９を備えている。この端子挿入孔１９は、スルーホール１８よりも少し大径の孔であるとともに、孔内周面にはスルーホール１８と同様に導電部が設けられている。ただし、端子挿入孔１９の導電部は、基板１４における各層の導体１６を熱伝達可能に接続するためのもので、電気的な接続が目的ではない。
【００１４】
ケース本体１０Ａの内面には、アルミニューム合金などの金属板によってほぼＬ字状に形成された熱伝導端子２４の基部２４ａが、溶接やネジ止めによって結合されている。熱伝導端子２４の端部２４ｂは、基板１４の端子挿入孔１９に挿入され、かつハンダ付けによる接続部２６で端子挿入孔１９と熱伝導端子２４とが接続されている。この接続も熱伝達のためのもので、電気的な接続が目的ではない。なお、基板１４は、ケース本体１０Ａに対し、樹脂など支持部品（図示省略）により電気的に絶縁された状態で支持される。
【００１５】
以上のような構成の電子制御装置において、基板１４上に実装された電子部品１６で生じた熱は、表面銅箔１６ａから各スルーホール１８を通じて内層銅箔１６ｂ，１６ｃおよび裏面銅箔１６ｄに伝達される。そして、導体１６の全てに伝達された熱は、端子挿入孔１９および接続部２６を通じて金属製のケース本体１０Ａに伝わる。このケース本体１０Ａは、熱伝導率が高く、かつ熱容量も大きいため、ここに伝わった熱は外気に効率よく放熱される。したがって、閉塞されたケース１０内の温度および電子部品２０の温度が上昇するのを効果的に抑えることができる。このように電子部品２０およびケース１０内の熱を、基板１４における各層の導体１６の全てに伝えることにより、熱伝達経路において最初に熱を受ける面積が広く確保され、結果として最終的な放熱効果が高まる。
【００１６】
基板１４の端子挿入孔１９と熱伝導端子２４との接続については、ケース本体１０Ａに基板１４を装着することで、端子挿入孔１９に熱伝導端子２４の端部２４ｂが挿入される。そして、基板１４の表面銅箔１６ａに電子部品２０および他の部品をハンダ付けするのと同時に、端子挿入孔１９と熱伝導端子２４とをハンダ付けする。ハンダ付け工程は、部品が仮付けされた基板１４の表面銅箔１６ａのみをハンダ槽に浸すことによって一度に行うので、この工程を利用して端子挿入孔１９と熱伝導端子２４との接続も完了する。
【００１７】
先に述べたように、ケース本体１０Ａの下部にアクチュエータブロックが装着されているタイプの電子制御装置にあっては、熱伝導端子２４の基部２４ａをケース本体１０Ａの外側に貫通させてアクチュエータブロックに結合してもよい。この場合、ケース本体１０Ａが金属製でなくても、熱伝導端子２４を通じてアクチュエータブロックに伝達された熱が、このブロックから効率よく放熱される。
【００１８】
つづいて実施の形態２を図２によって説明する。ただし、実施の形態１と同一もしくは均等構成と考えられる部材には、図１と同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施の形態２では、基板１４のスルーホール１８、あるいはスルーホール１８に電気接続されている導体１６−１と、端子挿入孔１９（熱伝導端子２４）に接続されている導体１６−２とが分断され、相互が電気的に絶縁されている。これにより、電子部品２０が実装されている表面銅箔１６ａ（導体１６−１側）が、ある電位をもっていたとしても、ケース本体１０Ａ（導体１６−２側）は常にグランド電位に保たれる。
【００１９】
実施の形態２における放熱機能については、電子部品２０で生じた熱が熱伝導端子２４を通じてケース本体１０Ａに直接伝わる機能は実施の形態１よりも低下する。しかし、ケース１０内の熱は各層の導体１６−２に伝わり、ここから熱伝導端子２４を通じてケース本体１０Ａに伝達され、ケース本体１０Ａから大気に放熱される。
【００２０】
図３は、基板１４の端子挿入孔１９と熱伝導端子２４との接続手段の変更例を表した断面図である。図３で示す構成では、図１，２のハンダ付けによる接続部２６に代えて、熱伝導端子２４の上下二箇所に、基板１４の表面および裏面に係合する爪２４ｃを一体に形成している。熱伝導端子２４は端子挿入孔１９の内面に接触しているとともに、両爪２４ｃが表面銅箔１６ａ、裏面銅箔１６ｄに個々に接触している。これにより、各層の導体１６と熱伝導端子２４とは熱伝達可能に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の電子制御装置を表した断面図
【図２】実施の形態２の電子制御装置を表した断面図
【図３】基板の端子挿入孔と熱伝導端子との接続手段の変更例を表した断面図
【符号の説明】
１０    ケース
１０Ａ            ケース本体
１４    基板
１６    導体
１８    スルーホール
２０    電子部品
２４    熱伝導端子
【図１】
2004172459.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004172459.tif 000005