CN103906345A

CN103906345A - 印刷电路板的散热结构

Info

Publication number: CN103906345A
Application number: CN201310757357.XA
Authority: CN
Inventors: 佐藤宽
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Keihin Corp
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2014-07-02
Also published as: JP2014127522A

Abstract

一种印刷电路板的散热结构。本发明的印刷电路板的散热结构(1)具有：具有贯通孔(7)的印刷电路板(2)；在与印刷电路板(2)相对的位置配置的框体(4)；填充印刷电路板(2)与框体(4)的间隙的导热材料(5)，在与导热材料(5)相对的贯通孔(7)内填充有用于阻止导热材料(5)流入的填充材料(8)。

Description

印刷电路板的散热结构

技术领域

本发明涉及印刷电路板的散热结构。

背景技术

以往，电子控制装置等将电子零件安装在印刷电路板上，将该印刷电路板收纳到金属框体内而构成。在这样的电子控制装置中，当使由半导体元件等构成的电子零件动作时，电子零件由于消耗电力而产生热。当产生的热量过多、温度过高时，有时会使电子零件的功能及特性降低，另外，电子零件的产品寿命缩短。因此，在电子控制装置等中具有印刷电路板的散热结构。

作为印刷电路板的散热结构，有时例如在电子零件的周边设置散热用贯通孔(贯通孔)，或者涂敷散热油脂(导热材料)并使热量从印刷电路板向金属框体(散热部件)散热。

在日本实开平4-10356号公报中公开有如下的技术，即，在发热性电子零件的安装区域的周围的绝缘基板开设多个通孔，在多个通孔的内周面以与内外散热兼用的导电区域连通的方式形成散热膜，将发热性电子零件产生的热量散热。

在日本实开平4-5686号公报中公开有如下的技术，即，将导热性油脂填充到从集成电路的安装部分的图案朝向印刷电路板的背面设置的导通孔中，经由导通孔将由集成电路产生的热向印刷电路板的背面图案传递并进行散热。

但是，为了提高从印刷电路板向散热部件的导热效率，需要用导热材料填充印刷电路板与散热部件的间隙。在这种情况下，使用在散热部件上涂敷导热材料，将印刷电路板压靠在导热材料上并使导热材料填充两者的间隙的方法。

但是，在印刷电路板具有散热用贯通孔的情况下，有时导热材料经由散热用贯通孔而向相反面侧漏出。当导热材料漏出时，难以对用于适当填充印刷电路板与散热部件的间隙的导热材料的涂敷量进行管理。另外，当考虑该导热材料的漏出量时，导热材料的涂敷量增多，成本增大。进而，为了在印刷电路板上无间隙地附着导热材料，在使用规定的夹具推压印刷电路板的情况下，漏出的导热材料会沿该夹具流动而掉落到散热部位以外的区域。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而设立的，其目的在于提供一种印刷电路板的散热结构，即使在使用散热油脂等流动性物质作为导热材料的情况下也不易漏出，另外，能够抑制散热效率降低。

为了解决上述课题，本发明的印刷电路板的散热结构采用以下的结构。

(1)本发明第一方面的印刷电路板的散热结构具有：具有散热用贯通孔的印刷电路板；在与上述印刷电路板相对的位置配置的散热部件；填充上述印刷电路板与上述散热部件的间隙的导热材料，在与上述导热材料相对的上述散热用贯通孔内填充有用于阻止上述导热材料流入的填充材料。

(2)在上述(1)方面的基础上，在上述印刷电路板上安装电子零件，填充有上述填充材料的上述散热用贯通孔设置在上述电子零件的周边。

(3)在上述(1)或(2)方面的基础上，上述填充材料具有与上述印刷电路板的热膨胀系数对应的热膨胀系数。

(4)在上述(1)～(3)中任一方面的基础上，上述印刷电路板是多层基板，上述散热用贯通孔是贯通孔。

(5)在上述(1)～(4)中任一方面的基础上，填充有上述填充材料的上述散热用贯通孔被焊料抗蚀剂覆盖。

在本发明的印刷电路板的散热结构中，在与导热材料相对的散热用贯通孔中填充有用于阻止导热材料流入的填充材料。因此，即使在导热材料由散热油脂等流动性物质组成的情况下，也能够防止导热材料经由散热用贯通孔向相反面侧漏出。由此能够充分确保填充印刷电路板与散热部件的间隙的导热材料的量。因此，能够防止导热材料的厚度不均，在印刷电路板或者散热部件与导热材料之间产生间隙的情况，能够抑制散热效率的降低。

这样，根据本发明，即使在将散热油脂等流动性物质用于导热材料的情况下也不容易漏出，另外，能够得到可抑制散热效率的降低的印刷电路板的散热结构。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的印刷电路板的散热结构的剖面图。

图2是表示本发明实施方式的印刷电路板的平面图。

图3A是用于说明本发明实施方式的印刷电路板的散热结构的作用的图。

图3B是用于说明本发明实施方式的印刷电路板的散热结构的作用的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明实施方式的印刷电路板的散热结构。

此外，在以下的附图中，为了使各部件为可识别的大小，适当变更各部件的比例尺。

图1是表示本发明实施方式的印刷电路板的散热结构1的剖面图。图2是表示本发明实施方式的印刷电路板2的平面图。此外，图1与图2所示的向视X-X剖面对应。

本实施方式的印刷电路板的散热结构1涉及搭载于车辆上的电子控制装置(ECU：Electronic Control Unit)。如图1所示，印刷电路板的散热结构1具有：印刷电路板2、在该印刷电路板2上安装的电子零件3、收纳安装了电子零件3的框体(散热部件)4以及填充印刷电路板2与框体4的间隙的导热材料5。

此外，在图1中，仅表示了框体4中的下侧壳体，但是通过在该下侧壳体上盖上上侧壳体(未图示)，构成框体4整体。框体4的下侧壳体在与印刷电路板2相对的位置配置，作为散热部件起作用。框体4由散热性高的金属部件(例如铸铝等)形成。

印刷电路板2是具有层积构造的多层基板，例如使用组合施工方法形成。在印刷电路板2的各层中形成由铜箔等构成的导电图案6。印刷电路板2的表面2a成为安装电子零件3的安装面。本实施方式的电子零件3是内设有集成电路等发热部3a的封装部件。电子零件3具有与导电图案6电气连接的端子部3b。

此外，在印刷电路板2上，除了电子零件3外，在表面2a以及背面2b的至少一方安装有由电解电容器、FFT(Field effect transistor)、电阻等构成的未图示的电子零件。

导热材料5以填充印刷电路板2与框体4的间隙的方式设置。

本实施方式的导热材料5由具有流动性以及规定的粘性的散热油脂组成。作为散热油脂，可使用硅油脂。

印刷电路板2具有贯通孔(散热用贯通孔)7，贯通孔7在印刷电路板2的厚度方向上从表面2a侧贯通背面2b侧而设置。贯通孔7例如通过激光加工在印刷电路板2上形成开口，在开口的内表面以及开口的周边通过镀敷设置导体7a而形成。贯通孔7通过导体7a与印刷电路板2的各层的导电图案6或者根据需要至少与某一层电连接并且热连接。即，贯通孔7作为将在电子零件3产生的热向背面侧2b导热的散热部起作用。

如图1所示，在与导热材料5相对的位置配置的贯通孔7内填充有填充材料8。填充材料8用于阻止导热材料5向贯通孔7流入。填充材料8是例如由树脂等构成的栓部件，通过堵塞贯通孔7而使印刷电路板2的表面2a和背面2b非连通。作为填充材料8，可以以液状注入贯通孔7内，使用其后固化的材料。填充材料8也可以从一开始就固化好，***贯通孔7内。

填充材料8为了与通过电子零件3的发热而热膨胀的印刷电路板2一起适当地热膨胀，具有与印刷电路板2的热膨胀系数对应的热膨胀系数。一般，印刷电路板2的热膨胀系数在30～70[ppm／℃]的范围内。因此，选择具有与印刷电路板2的热膨胀系数对应的热膨胀系数的树脂材料。具体地，本实施方式的印刷电路板2的基材由玻璃环氧树脂材料(环氧树脂+玻璃纤维+硬化剂)形成，热膨胀系数为40[ppm／℃]左右。填充材料8由具有与印刷电路板2的热膨胀系数对应的热膨胀系数的树脂材料(环氧树脂+硬化剂+铜填充剂)形成，其热膨胀系数为36[ppm／℃]左右。这样，印刷电路板2的热膨胀系数实质上与填充材料8的热膨胀系数相同。

填充有填充材料8的贯通孔7，如图2所示地设置在电子零件3的周边。即，填充有填充材料8的贯通孔7设置在俯视时不与电子零件3重合的区域、即非电子零件3的安装区域内。

如图1所示，在这样的区域内设置的、填充有填充材料8的贯通孔7被焊料抗蚀剂9覆盖。众所周知，焊料抗蚀剂9用于形成导电图案6。

本实施方式的贯通孔7由于被填充材料8填充，故而焊料抗蚀剂9不会落入贯通孔7的内部，如图1所示，能够以覆盖贯通孔7的方式形成焊料抗蚀剂9。本实施方式的焊料抗蚀剂9设置在印刷电路板2的表面2a侧以及背面2b侧。因此，填充有填充材料8的贯通孔7利用焊料抗蚀剂9将表面2a侧的开口和背面2b侧的开口一同封闭。

接着，参照图3A、3B说明上述构成的印刷电路板的散热结构1的作用。

图3A、3B是用于说明本发明实施方式的印刷电路板的散热结构1的作用的图。

如上所述，印刷电路板的散热结构1利用导热材料5填充印刷电路板2与框体4的间隙，提高向作为散热部件的框体4的导热效率。为了形成该印刷电路板的散热结构1，如图3A以及图3B所示，在框体4上涂敷导热材料5，将印刷电路板2按压到涂敷的导热材料5上。此外，为了使导热材料5无间隙地附着在印刷电路板2上，有时也使用未图示的夹具对印刷电路板2均匀地施加压力。

即，如图3A所示，在框体4上涂敷的导热材料5上将印刷电路板2进行位置对齐并载置，如图3B所示，通过按压印刷电路板2，使导热材料5填充印刷电路板2与框体4的间隙。其后，通过用螺丝将印刷电路板2固定在框体4上而形成印刷电路板的散热结构1。由此，电子零件3的热从印刷电路板2的表面2a经由贯通孔7向印刷电路板2的背面2b传递，进而经由导热材料5、框体4向外部散热。

在本实施方式中的印刷电路板的散热结构1中，在与导热材料5相对的贯通孔7内填充有用于阻止导热材料5流入的填充材料8。通过该构成，即使在导热材料5由散热油脂等流动性物质构成的情况下，也能够防止导热材料5经由贯通孔7向表面2a侧漏出(参照图3B)。另外，在本实施方式中，如图2所示，由于在电子零件3的周边设置的贯通孔7中填充有填充材料8，故而能够有效地防止未预期地在电子零件3上附着。

另外，即使在为了按压印刷电路板2而使用未图示的夹具的情况下，也能够防止漏出到表面2a侧的导热材料沿该夹具流动而例如掉落到散热部位以外的区域内的情况。

这样，根据本实施方式，由于能够防止导热材料5经由贯通孔7向表面2a侧的漏出，故而对于填充印刷电路板2与框体4的间隙的导热材料5的量的管理变得容易，能够抑制成本增加。另外，由于能够充分确保导热材料5的量，故而能够防止导热材料5的厚度变薄等，能够抑制散热效率的降低。

另外，在本实施方式中，填充材料8具有与印刷电路板2的热膨胀系数对应的热膨胀系数。这样，通过使填充材料8和印刷电路板2的热膨胀系数实质上相同，即使印刷电路板2通过电子零件3的热而热伸展，由于填充材料8追随于此而热伸展，故而能够不使贯通孔7的导体7a受到过大的热应力。因此，能够防止导体7a的破损，另外，能够防止填充材料8从贯通孔7的剥离等的发生。

进而，在本实施方式中，填充有填充材料8的贯通孔7被焊料抗蚀剂9覆盖。通过该构成，在贯通孔7未通过填充材料8的材料特性完全堵塞的情况下，例如在通过上述的热伸展引起的剥离而产生间隙的情况下，或者在注入时在填充材料8中包含气泡等在固化时形成微小的孔等的情况下，也能够堵塞该间隙或孔。因此，能够更可靠地防止导热材料5的漏出。

因此，根据上述实施方式，印刷电路板的散热结构1具备：具有贯通孔7的印刷电路板2；在与印刷电路板2相对的位置配置的框体4；填充印刷电路板2与框体4的间隙的导热材料5，其中，在与导热材料5相对的贯通孔7内填充有用于阻止导热材料5流入的填充材料8。通过采用这样的构成，即使在将散热油脂等流动性物质用于导热材料5的情况下也不容易漏出，另外能够得到可抑制散热效率降低的印刷电路板的散热结构1。

以上，参照附图说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限于上述实施方式，在上述实施方式中表示的各构成部件或组合等为一例，在不脱离本发明的主旨的范围内可根据设计要求等进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，说明了在车辆用的电子控制装置中使用的印刷电路板的散热结构中应用本发明的情况，但本发明的印刷电路板的散热结构也能够在这以外的电子装置中应用。

Claims

1.一种印刷电路板的散热结构，其特征在于，具有：

具有散热用贯通孔的印刷电路板；

在与上述印刷电路板相对的位置配置的散热部件；

填充上述印刷电路板与上述散热部件的间隙的导热材料，

在与上述导热材料相对的上述散热用贯通孔内填充有用于阻止上述导热材料流入的填充材料。

2.如权利要求1所述的印刷电路板的散热结构，其特征在于，

在上述印刷电路板上安装电子零件，

填充有上述填充材料的上述散热用贯通孔设置在上述电子零件的周边。

3.如权利要求1所述的印刷电路板的散热结构，其特征在于，

上述填充材料具有与上述印刷电路板的热膨胀系数对应的热膨胀系数。

4.如权利要求1所述的印刷电路板的散热结构，其特征在于，

上述印刷电路板是多层基板，

上述散热用贯通孔是贯通孔。

5.如权利要求1所述的印刷电路板的散热结构，其特征在于，

填充有上述填充材料的上述散热用贯通孔被焊料抗蚀剂覆盖。