(57)【要約】【課題】簡便な構成により、ケース内の防水性を高めると共に、動作時に相対的に大きな熱量を発生する電子部品から残余の電子部品に対して不要な熱を伝えることを抑制できる電子制御装置を提供する。【解決手段】複数の電子部品１０、１２と、複数の電子部品を実装した基板２０と、複数の電子部品を実装した基板を収容するケース３０と、複数の電子部品及び基板を外部から封止すると共に、ケースに伝熱自在なように、ケースの内部に充填された充填樹脂４０と、を備え、ケースの熱伝導率が、充填樹脂の熱伝導率よりも大きく設定される。【選択図】図１
2012060014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子部品と、
前記複数の電子部品を実装した基板と、
前記複数の電子部品を実装した前記基板を収容するケースと、
前記複数の電子部品及び前記基板を外部から封止すると共に、前記ケースに伝熱自在なように、前記ケースの内部に充填された充填樹脂と、
を備えた電子制御装置であって、
前記ケースの熱伝導率が、前記充填樹脂の熱伝導率よりも大きく設定されていることを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
更に、前記ケースの一部に、前記充填樹脂から前記ケースに伝熱された熱を、前記ケースから外部に伝熱するための伝熱促進部が設けられた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】
前記伝熱促進部は、前記複数の電子部品の内で動作時の発熱量が相対的に大きい発熱電子部品から前記充填樹脂を介して前記ケースに至る伝熱経路領域に対応して、前記ケースの前記一部にその表面積を増大するように設けられたフィン状部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記伝熱促進部は、前記複数の電子部品の内で動作時の発熱量が相対的に大きい発熱電子部品から前記充填樹脂を介して前記ケースに至る伝熱経路領域に対応して、前記ケースの前記一部に設けられ、前記ケースの前記熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する伝熱部材を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置に関し、特に、ケース内の基板に実装された電子部品の周囲に樹脂を充填した電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両は、温度や湿度の異なる種々の環境下で使用されるため、その耐久性についてもより厳しい要求がなされてきており、かかる車両に搭載されて種々の制御を行う電子制御装置に対しても充分な耐久性を持たせることが必要となっている。
【０００３】
かかる電子制御装置は、複数の電子部品をケース内に備えるものであるため、特に、ケース内を充分に防水して、水分が電子部品の動作に不要な影響を与えないように配慮する必要がある。
【０００４】
特許文献１は、内燃機関用制御ユニットに関し、ケース６内に充填される樹脂表面７ａの高さが、プリント基板２からの高さの一番高い電子部品が存在する側で高く、その反対側で低くなるように設定し、樹脂表面７ａを傾斜面とした構成を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３２４７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１が開示する構成では、ケース６内に充填される樹脂表面７ａを傾斜面とした構成を採用して、ケース内の防水性を維持することに加えて充填樹脂の軽量化を企図したものであるが、ケース内に実装された電子部品が動作時に発熱することにより発生した熱をケース外に逃がす構成については、何等の配慮がなされていない。例えば、動作時に相対的に大きな熱量を発生する電子部品を充填樹脂で完全に覆った場合には、充填樹脂内に熱がこもるし、かかる電子部品の上部を充填樹脂から露出した場合には、充填樹脂とケースの内面との間の空間内に熱がこもって、いずれにしても残余の電子部品に不要な熱を印加してしまう。
【０００７】
一方で、動作時に相対的に大きな熱量を発生する電子部品に対して付加的な排熱構造を設けると、確かに残余の電子部品に伝える熱量を減少することができるのであるが、構成が煩雑となって、装置全体が大型化したりコストが増加する傾向が強い。
【０００８】
つまり、電子制御装置においては、ケース内の防水性を高めると共に、動作時に相対的に大きな熱量を発生する電子部品から残余の電子部品に不要な熱を伝えることを抑制できる新規な構成が待望されている状況にある。
【０００９】
本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、簡便な構成により、ケース内の防水性を高めると共に、動作時に相対的に大きな熱量を発生する電子部品から残余の電子部品に対して不要な熱を伝えることを抑制できる電子制御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】
【００１０】
以上のような目的を達成するため、本発明は、第１の局面においては、複数の電子部品と、前記複数の電子部品を実装した基板と、前記複数の電子部品を実装した前記基板を収
容するケースと、前記複数の電子部品及び前記基板を外部から封止すると共に、前記ケースに伝熱自在なように、前記ケースの内部に充填された充填樹脂と、を備えた電子制御装置であって、前記ケースの熱伝導率が、前記充填樹脂の熱伝導率よりも大きく設定された構成を有する。
【００１１】
また本発明は、第１の局面に加えて、更に、前記ケースの一部に、前記充填樹脂から前記ケースに伝熱された熱を、前記ケースから外部に伝熱するための伝熱促進部が設けられたことを第２の局面とする。
【００１２】
また本発明は、第１又は第２の局面に加えて、前記伝熱促進部は、前記複数の電子部品の内で動作時の発熱量が相対的に大きい発熱電子部品から前記充填樹脂を介して前記ケースに至る伝熱経路領域に対応して、前記ケースの前記一部にその表面積を増大するように設けられたフィン状部を有することを第３の局面とする。
【００１３】
また本発明は、第１から第３のいずれかの局面に加えて、前記伝熱促進部は、前記複数の電子部品の内で動作時の発熱量が相対的に大きい発熱電子部品から前記充填樹脂を介して前記ケースに至る伝熱経路領域に対応して、前記ケースの前記一部に設けられ、前記ケースの前記熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する伝熱部材を有することを第４の局面とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の局面における電子制御装置においては、複数の電子部品を実装した基板を収容するケースの熱伝導率が、ケースの内部に充填された充填樹脂の熱伝導率よりも大きく設定されているため、典型的には、複数の電子部品の内で動作時の発熱量が大きい電子部品から発生した熱を、充填樹脂及びケースを順次に介して、ケースの外部に存在する大気に確実に伝熱することができ、簡便な構成により、ケース内の防水性を高めると共に、動作時に相対的に大きな熱量を発生する電子部品から残余の電子部品に対して不要な熱を伝えることを抑制することができる。
【００１５】
本発明の第２の局面における電子制御装置においては、ケースの一部に、充填樹脂からケースに伝熱された熱を、ケースから外部に伝熱するための伝熱促進部が設けられているため、充填樹脂からケースに伝熱された熱を、伝熱促進部材を介して、ケースの外部に存在する大気により確実に伝熱することができる。
【００１６】
本発明の第３の局面における電子制御装置においては、伝熱促進部が、ケースの一部にその表面積を増大するように設けられたフィン状部を有することにより、簡便な構成で、充填樹脂からケースに伝熱された熱を、フィン状部を介して、ケースの外部に存在する大気により確実に伝熱することができる。
【００１７】
本発明の第４の局面における電子制御装置においては、伝熱促進部が、ケースの一部に設けられてケースの熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する伝熱部材を有することにより、簡便な構成で、充填樹脂からケースに伝熱された熱を、伝熱促進部材を介して、ケースの外部に存在する大気により確実に伝熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態における電子制御装置の模式的断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における電子制御装置の模式的断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態における電子制御装置の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の各実施形態における電子制御装置につき、適宜図面を参照して、詳細に説明する。なお、図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成し、ｚ軸の方向が上下方向である。
【００２０】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態における電子制御装置につき、図１を参照して、詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態における電子制御装置の模式的断面図である。
【００２２】
図１に示すように、電子制御装置Ｓ１は、複数の電子部品１０、１２と、複数の電子部品１０、１２を実装した基板２０と、複数の電子部品１０、１２を実装した基板２０を収容するケース３０と、複数の電子部品１０、１２及び基板２０を外部から封止するように、ケース３０の内部に充填された充填樹脂４０と、を備える。
【００２３】
具体的には、複数の電子部品１０、１２の内、電子部品１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の半導体装置を含み、その動作時の発熱量が相対的に大きいものである。また、残余の電子部品１２は、コンバータ等の半導体装置を含み、その動作時の発熱量が、電子部品１０の動作時の発熱量に比較して相対的に小さいものである。なお、図中、電子部品１０は１個のみ示し、電子部品１２は２個のみ示すが、かかる個数はもちろん限定的なものではなく、動作時の発熱量が相対的に大きい電子部品及び動作時の発熱量が相対的に小さい電子部品が、基板２０上に適宜実装されている構成であれば足りる。
【００２４】
基板２０は、典型的にはプリント基板であり、図示は省略するが、その上面２０ａにパッド部等を有し、かかるパッド部には、複数の電子部品１０、１２の各リードが半田等により固着されて、複数の電子部品１０、１２と基板２０とがそれぞれ対応して電気的に接続される。
【００２５】
ケース３０は、典型的には合成樹脂製の成形品であり、その内部に複数の電子部品１０、１２を実装した状態の基板２０を固定して収容し、その壁部の上部は例えば平坦状面である上面３０ａを画成すると共に、その壁部の一部は外部に開放された開口部３０ｂを成す。かかるケース３０の材質としては、いわゆるエンジニアリングプラスチックが好適に用いられ、典型的にはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）及びＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）のみならず、芳香族ポリエステル系樹脂から成るＬＣＰ（液晶ポリマー）等の合成樹脂をも用い得る。
【００２６】
充填樹脂４０は、典型的には合成樹脂材であり、ケース３０の内部に収容された複数の電子部品１０、１２及びそれらを実装した基板２０の周囲を覆ってケース３０の内面にその外輪郭が接するように、ケース３０の内部に充填され、ケース３０の開口部３０ｂを閉じて、複数の電子部品１０、１２及び基板２０を外部から封止する。かかる充填樹脂４０の材質としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びシリコーンゴム等の合成樹脂が用い得る。
【００２７】
ここで、ケース３０の熱伝導率は、充填樹脂４０の熱伝導率よりも大きく設定される。
【００２８】
より詳しくは、ケース３０及び充填樹脂４０の各材質は、ケース３０の熱伝導率が充填樹脂４０の熱伝導率よりも大きくなるように、適宜選択されて組み合わされる。例えば、ケース３０の材質としてＰＰＳを用いた場合には、その熱伝導率が０．７５（Ｗ／ｍ・℃）であるから、熱伝導率が０．５（Ｗ／ｍ・℃）であるウレタン樹脂が用い得て、ケース
３０の材質としてＬＣＰを用いた場合には、その熱伝導率が０．８１（Ｗ／ｍ・℃）であるから、熱伝導率が０．５（Ｗ／ｍ・℃）であるエポキシ樹脂が用い得て、また、ケース３０の材質としてＰＢＴを用いた場合には、その熱伝導率が０．３（Ｗ／ｍ・℃）であるから、熱伝導率が０．１６（Ｗ／ｍ・℃）であるシリコーンゴムが用い得る。
【００２９】
更に、電子部品１０で発生した熱を、充填樹脂４０及びケース３０の上面３０ａを順次介した伝熱経路Ｈで外部の大気に伝熱させる場合を例示すれば、複数の電子部品１０、１２の内で動作時に発生する発熱量が相対的に大きい電子部品１０からケース３０の外部までの距離を、ケース３０の上面３０ａを経由する場合がケース３０の側面等を経由する場合よりも短くなるように設定して、ケース３０の上面３０ａを伝熱経路Ｈに対応して電子部品１０を覆うように上方に配置すると共に、ケース３０の開口部３０ｂには充填樹脂４０が露出するため、かかる開口部３０ｂをケース３０の上面３０ａ以外の位置に配置する必要がある。同時に、充填樹脂４０については、ケース３０の開口部３０ｂを完全に塞ぐと共に、少なくとも、電子部品１０の周囲を完全に覆いながら伝熱経路Ｈに対応して設定されたケース３０の上面３０ａの裏面側であるケース３０の内面に接するように伝熱経路Ｈに対応した充填構造を採る必要がある。なお、充填樹脂４０中の伝熱経路Ｈは、実際には、電子部品１０の上方に向かって放射状に拡がるような伝熱経路領域を呈するものであるため、ケース３０の上面３０ａ及び充填樹脂４０は、かかる伝熱経路領域に対応して設ければよく、開口部３０ｂは、かかる伝熱経路領域を避けて配置すればよい。また、ケース３０の内部の防水性をより高める観点からは、ケース３０の開口部３０ｂを含むケース３０の内部全体を充填樹脂４０で埋めてもよい。
【００３０】
そして、以上の構成の電子制御装置Ｓ１において、複数の電子部品１０、１２を動作させると、動作時に発生する発熱量が相対的に大きい電子部品１０で発生した熱は、充填樹脂４０中でこもらずにその中の伝熱経路Ｈでケース３０の上面３０ａに伝熱した後、かかる上面３０ａからケース３０の外部の大気に伝熱することになる。
【００３１】
以上の構成においては、複数の電子部品１０、１２を実装した基板２０を収容するケース３０の熱伝導率が、ケース３０の内部に充填された充填樹脂４０の熱伝導率よりも大きく設定されているため、典型的には、複数の電子部品１０、１２の内で動作時の発熱量が大きい電子部品１０から発生した熱を、充填樹脂４０及びケース３０を順次に介して、ケース３０の外部に存在する大気に確実に伝熱することができ、簡便な構成により、ケース３０内の防水性を高めると共に、動作時に相対的に大きな熱量を発生する電子部品１０から残余の電子部品１２に対して不要な熱を伝えることを抑制することができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態における電子制御装置につき、図２をも参照して、詳細に説明する。
【００３３】
図２は、本実施形態における電子制御装置の模式的断面図である。
【００３４】
本実施形態の電子制御装置Ｓ２においては、第１の実施形態の電子制御装置Ｓ１に対して、更に伝熱促進部を設けたことが主たる相違点であり、残余の構成は同一である。よって、本実施形態においては、かかる相違点に着目して説明することとし、同一な構成については同一の符号を付して適宜説明を簡略化又は省略する。
【００３５】
図２に示すように、電子制御装置Ｓ２は、電子制御装置Ｓ１の構成に加えて、ケース３０の上面３０ａに対して、伝熱促進部であるフィン状部５０が設けられている。
【００３６】
具体的には、フィン状部５０は、ケース３０の上面３０ａから外方に突出する複数のフ
ィンを有して、ケース３０の外方に対する上面３０ａの表面積を増大することにより、ケース３０の外方に存在する大気に対する上面３０ａの熱伝達率を増大するものであり、典型的には、ケース３０を成形する際に同時に一体的に成形されるものである。また、充填樹脂４０中の伝熱経路Ｈは、電子部品１０の上方に向かって放射状に拡がるような伝熱経路領域を呈するものであるため、フィン状部５０は、ケース３０の上面３０ａにおいてかかる伝熱経路領域に対応して電子部品１０を覆うように上方に配置すればよく、開口部３０ｂは、かかる伝熱経路領域を避けてフィン状部５０以外の位置に配置すればよい。なお、フィン状部５０の複数のフィンの上下方向の各高さは、それに起因する熱抵抗の大きさと得られる表面積との兼ね合いで適宜設定すればよい。
【００３７】
そして、以上の構成の電子制御装置Ｓ２において、複数の電子部品１０、１２を動作させると、動作時に発生する発熱量が相対的に大きい電子部品１０で発生した熱は、充填樹脂４０中でこもらずにその中の伝熱経路Ｈでケース３０の上面３０ａに設けられたフィン状部５０に伝熱した後、かかるフィン状部５０からケース３０の外部の大気に伝熱することになる。
【００３８】
以上の構成においては、ケース３０の一部に、充填樹脂４０からケース３０に伝熱された熱を、ケース３０から外部に伝熱するための伝熱促進部が、ケース３０の一部にその表面積を増大するように設けられたフィン状部５０として設けられているため、充填樹脂４０からケース３０に伝熱された熱を、伝熱促進部材であるフィン状部５０を介して、ケース３０の外部に存在する大気により確実に伝熱することができる。特に、伝熱促進部がフィン状部５０として構成されることにより、簡便な構成で、充填樹脂４０からケース３０に伝熱された熱を、フィン状部５０を介して、ケース３０の外部に存在する大気により確実に伝熱することができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態における電子制御装置につき、図３をも参照して、詳細に説明する。
【００４０】
図３は、本実施形態における電子制御装置の模式的断面図である。
【００４１】
本実施形態の電子制御装置Ｓ３においては、第１の実施形態の電子制御装置Ｓ１及び第２の実施形態の電子制御装置Ｓ２に対して、更に別種の伝熱促進部を設けたことが主たる相違点であり、残余の構成は同一である。よって、本実施形態においては、かかる相違点に着目して説明することとし、同一な構成については同一の符号を付して適宜説明を簡略化又は省略する。
【００４２】
図３に示すように、電子制御装置Ｓ３は、電子制御装置Ｓ２の構成におけるフィン状部５０に換えて、ケース３０の上面３０ａに対して、伝熱促進部である伝熱部材６０が設けられている。
【００４３】
具体的には、伝熱部材６０は、典型的にはアルミニウム合金等の金属製で、ケース３０の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有し、ケース３０の上面３０ａに当接して固定される支持部６２と、支持部６２から外方に突出する複数のフィンを有するフィン状部６４と、を同一の熱伝導率を呈するように一体的に備える。
【００４４】
かかる伝熱部材６０は、ケース３０の熱伝導率よりも更に大きいその熱伝導率に起因して、電子部品１０から発生してケース３０の上面３０ａに伝熱した熱を更に伝熱部材６０に伝熱すると共に、ケース３０の外方に対する伝熱部材６０の表面積を増大するフィン状部６４により、ケース３０の外方に存在する大気に対する伝熱部材６０の熱伝達率を増大
するものである。支持部６２及びフィン状部６４は、典型的には、伝熱部材６０を成形する際に同時に一体的に成形されるものである。また、充填樹脂４０中の伝熱経路Ｈは、電子部品１０の上方に向かって放射状に拡がるような伝熱経路領域を呈するものであるため、伝熱部材６０は、ケース３０の上面３０ａにおいてかかる伝熱経路領域に対応して電子部品１０を覆うように上方に配置すればよく、開口部３０ｂは、かかる伝熱経路領域を避けて伝熱部材６０以外の位置に配置すればよい。なお、フィン状部６４の複数のフィンの上下方向の各高さは、それに起因する熱抵抗の大きさと得られる表面積との兼ね合いで適宜設定すればよい。
【００４５】
そして、以上の構成の電子制御装置Ｓ３において、複数の電子部品１０、１２を動作させると、動作時に発生する発熱量が相対的に大きい電子部品１０で発生した熱は、充填樹脂４０中でこもらずにその中の伝熱経路Ｈでケース３０の上面３０ａに設けられた伝熱部材６０に伝熱した後、そのフィン状部６４からケース３０の外部の大気に伝熱することになる。
【００４６】
なお、第２の実施形態におけるフィン状部５０と、第３の実施形態における伝熱部材６０と、は、伝熱促進部として両立自在であり、例えば、ケース３０の上面３０ａにおいて、フィン状部５０及び伝熱部材６０の双方を隣接等して設けてもかまわない。
【００４７】
以上の構成においては、ケース３０の一部に、充填樹脂４０からケース３０に伝熱された熱を、ケース３０から外部に伝熱するための伝熱促進部が、ケース３０の一部に設けられてケース３０の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する伝熱部材６０として設けられているため、充填樹脂４０からケース３０に伝熱された熱を、伝熱促進部材である伝熱部材６０を介して、ケース３０の外部に存在する大気により確実に伝熱することができる。特に、伝熱促進部が伝熱部材６０として構成されることにより、簡便な構成で、充填樹脂４０からケース３０に伝熱された熱を、伝熱部材６０が受けとることができ、伝熱部材６０を介して、ケース３０の外部に存在する大気により確実に伝熱することができる。
【００４８】
なお、本発明においては、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明においては、簡便な構成により、ケース内の防水性を高めると共に、動作時に相対的に大きな熱量を発生する電子部品から残余の電子部品に対して不要な熱を伝えることを抑制できる電子制御装置を提供することができ、その汎用普遍的な性格から車両等の電子制御装置に広範に適用され得るものと期待される。
【符号の説明】
【００５０】
１０、１２…電子部品
２０…基板
２０ａ、３０ａ…上面
３０…ケース
３０ｂ…開口部
４０…充填樹脂
５０、６４…フィン状部
６０…伝熱部材
６２…支持部
【図１】
2012060014.tif 000003
【図２】
2012060014.tif 000004
【図３】
2012060014.tif 000005