JP2001135963A - ヒートシンクを備えた電子アセンブリ - Google Patents

ヒートシンクを備えた電子アセンブリ

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JP2001135963A JP2000288269A JP2000288269A JP2001135963A JP 2001135963 A JP2001135963 A JP 2001135963A JP 2000288269 A JP2000288269 A JP 2000288269A JP 2000288269 A JP2000288269 A JP 2000288269A JP 2001135963 A JP2001135963 A JP 2001135963A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で、かつ低コストで、プリント回
路基板とソールプレートとの間の熱交換を高める。 【解決手段】 ソールプレート（１）の支持表面の間の
領域内に熱伝導性電気絶縁性材料（６）が配置され、こ
の材料が前記プリント回路基板（２）と前記ソールプレ
ート（１）との間に挟持され、プリント回路基板（２）
およびソールプレート（１）がこの熱伝導および電気絶
縁性材料（６）に圧縮応力を加えるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートシンクを備
えた電子アセンブリに関する。
【０００２】本発明は、特に自動車用ヘッドライトの放
電ランプの制御モジュールに有利に使用できる。
【０００３】
【従来の技術】自動車用ヘッドランプの放電ランプの制
御モジュールのためのヒートシンクを備えたアセンブリ
構造体は、特にフランス国特許願第95 14647号および同
第95 12219号各明細書に既に記載されている。
【０００４】これら特許出願に記載されているアセンブ
リはヒートシンクを構成する金属製ソールプレートと、
例えば接合により前記ソールプレートに組み立てられた
プリント回路基板とを含む。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】接合部を形成するのに
使用されている層はプリント回路基板とソールプレート
との間の良好な熱伝導を必ずしも可能にするものではな
い。
【０００６】従って、本発明の目的は、簡単な構造で、
かつ低コストで、プリント回路基板とソールプレートと
の間の熱交換を高めることができるアセンブリ構造体を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴によれば、
ヒートシンクを形成する金属製ソールプレートと、該ソ
ールプレイトによって支持されたプリント回路基板を含
むアセンブリにおいて、前記ソールプレートが少なくと
も２つの支持表面を有し、この支持表面が前記ソールプ
レートの他の部分に対して若干突出しており、この支持
表面上にプリント回路基板が支持されており、更に前記
支持表面がプリント回路基板の相補的手段と相互作用
し、プリント回路基板をソールプレートに固定する固定
手段を含み、支持表面の間の領域内に熱伝導性電気絶縁
性材料が配置され、この材料が前記プリント回路基板と
前記ソールプレートとの間に挟持され、プリント回路基
板およびソールプレートがこの熱伝導性電気絶縁性材料
に圧縮応力を加えることを特徴とするアセンブリが提供
される。
【０００８】かかるアセンブリ構造体では、プリント回
路基板とソールプレートとの間に挟持された材料は前記
基板および前記ソールプレートと完全に接触し、これら
２つの間で優れた熱伝導を行う。
【０００９】支持表面が存在していることにより、固定
時に材料が押し潰されることが防止され、この支持表面
により中間材料の熱伝導特性および電気絶縁特性を保持
しながら、基板とソールプレートとの電気的な接触を防
止することが可能となっている。
【００１０】好ましくは、プリント回路基板は少なくと
も１つの熱ビアを有し、このビア内に前記熱伝導性電気
絶縁性材料が収容されており、このビアにプリント回路
基板およびソールプレートが圧縮応力を加えるようにな
っている。
【００１１】中間材料が流入する１つ以上の熱ビアが存
在していることは熱交換を更に高めることに寄与してい
る。
【００１２】更に、本発明に係わるアセンブリは、好ま
しくは次の種々の特徴を単独で、またはそれらの技術的
に可能な組み合わせに従い、補足される。
【００１３】支持表面が有する固定手段はプリント回路
基板の相補的オリフィスと相互作用する少なくとも１つ
のクリンプリベットを含む。
【００１４】前記プリント回路基板のクリンプ孔はクリ
ンプリベットと接触するメタライゼイション層を有し、
このメタライゼイション層は前記ソールプレートと前記
プリント回路基板との間でアースを取ることができるよ
うにしている。更にこのメタライゼイション層はクリン
プ領域における前記プリント回路基板を補強している。
【００１５】前記ソールプレートは前記プリント回路基
板から前記ソールプレートに向かって突出して延びる要
素の少なくとも一部を収容するための少なくとも１つの
カウンター形状を含む。
【００１６】前記プリント回路基板と反対の前記ソール
プレートの面に対して突出するように延びる冷却フィン
を前記ソールプレートが支持面に整合して支持する。
【００１７】本アセンブリは、前記プリント回路基板お
よび中間層をカバーするようにソールプレートに固定さ
れたシールドキャップを含む。
【００１８】本アセンブリは、金属製の分離用パーティ
ションを含み、前記プリント回路基板は前記金属製パー
ティションの一方の側に、特にマイクロプロセッサを含
む制御用電子回路を支持し、このパーティションの反対
側に電力用電子回路を支持する。
【００１９】前記金属製パーティションは、金属製ソー
ルプレートまで前記プリント回路基板を貫通し、金属製
ソールプレートおよびシールドキャップと共に２つのチ
ャンバを構成しており、これら２つのチャンバは、特に
電磁妨害波から互いにアイソレートされている。
【００２０】本発明によれば、また課題を解決するため
の手段の最初に述べたアセンブリを含む、自動車用ヘッ
ドライトの放電ランプのための制御モジュールが提供さ
れる。
【００２１】この説明は単に例示するためのものであ
り、発明を限定するものではない。添付図面を参照しな
がら、次に詳細に説明する。
【００２２】
【発明の実施の形態】各図面において、同じ符号は同じ
部品を示す。図１および図２に示されたアセンブリは、
ヒートシンクを構成する金属製ソールプレート１と、前
記ソールプレート１に実装されたプリント回路基板２と
を含み、プリント回路基板２は１つ以上の表面実装部品
Ｃ（ＳＭＣ部品）だけでなく、適当な場合にはマイクロ
プロセッサ（図１および図２には図示されず）も支持し
ている。
【００２３】金属製ソールプレート１は、例えばアルミ
ニウム製である。このソールプレートは全体が平らな形
状であり、ソールプレート１の他の部分に対して若干突
出する１つ以上の支持表面３を有し、この支持表面には
プリント回路基板２が支持されている。
【００２４】このソールプレートは打ち抜き加工または
加圧鋳製により製造できる。これら支持表面３自身は全
体支持表面３に対して突出して延びる１つ以上のリベッ
ト４を有する。
【００２５】支持表面３が有するこれらリベット４はク
リンプリベットであり、前記基板２が有する相補的オリ
フィス５を貫通している。これらリベットは更に、アー
スを取ることができるようにしている。
【００２６】基板２とソールプレート１との間には、電
気絶縁性熱伝導性材料から成る層６が挟持されている。
この層６は支持表面３の間の領域まで延びており、進入
するために層６が有するリセス（図１および図２では符
号７で示されている）が支持表面３の領域に設けられて
いる。
【００２７】この層６は、例えばグラスファイバーのウ
ェブによって補強されたシリコーンゲルから形成でき
る。今まで述べたアセンブリの製造は次のように実行で
きる。まずソールプレート１に層６を載せ、この層６の
リセス７を支持表面３上に位置決めする。
【００２８】次にソールプレート１および層６に電子プ
リント回路基板２を載せ、リベット４上にオリフィス５
を位置させる。基板２が支持表面３に支持されている状
態で工具８を使ってリベット４を平らにすることによ
り、基板２をクリンプ留めする（図３ａ）。次にオリフ
ィス５を充填するよう、図３ｂに示すようにリベット４
を変形する。
【００２９】次に、ソールプレート１に基板２を完全に
固定する ソールプレート１と反対の基板２の面に平らにされたリ
ベット４のヘッドにより、基板２が沿って延びている平
面に対し基板２が直角に移動するのが防止されている。
更にオリフィスを充填しているリベット４の材料は基板
２が延びている平面に平行な方向に基板２が移動するの
を防止している。このリベットの材料は前記基板２が前
記平面に対して直角に移動することを防止するのにも寄
与している。
【００３０】更に、クリンプ加工時にリベット４に発生
される応力により、熱伝導性材料から成る層６が圧縮さ
れている。製造前のこの層６は実際には支持表面３とソ
ールプレート１の他の部分との間の厚みよりも若干厚く
なっている。
【００３１】層６の圧縮により基板２とソールプレート
１との間の熱エネルギーの伝達が促進されている。しか
しながら、支持表面３は層６が圧縮にも係わらず熱伝導
特性および電気絶縁特性を維持するように、この層６の
最小の厚みを補償している。
【００３２】図１および図２では、クリンプ加工前の層
６の厚みはｅ１で示されており、九輪ぷ加工後の厚みは
ｅ２で示されており、支持表面３とソールプレート１の
他の部分との間の厚みは符号ｅ３で示されている。これ
から理解できるように、ｅ３は厚みｅ２が取り得る最小
の値に対応している。
【００３３】熱伝導を促進するために銅をデポジットす
ることにより被覆されたオリフィス９（銅メッキされた
ビア）が部品Ｃに整合して基板２を横断できる。製造
中、層６の材料は前記オリフィス９内に流入する。こう
して前記オリフィスすなわちビア９内に存在する材料は
アセンブリの熱的挙動を良好にするのに寄与している。
【００３４】リベットの形状はリベットに望まれる機能
または配置に従って変えてもよいと理解できよう。従っ
て、リベットの所定の形状はアースを取るのにより好ま
しいが、係止するには他の形状がより適当である。
【００３５】図４、図５および図６は考え付くこどがで
きるパンチ８の別の形状を示す。特にリベット４のヘッ
ドに望まれる形状に応じ、とがったタイプ（図４）のも
のでもよいし、平らなタイプ（図５）のものでもよい
し、またはピラミッド形状（図６）のものでもよい。図
４のiii）には支持アンビル８ａも示されており、この
アンビルにソールプレート１が載っており、このアンビ
ルはパンチ８がリベット４を平らにする際に前記ソール
プレート１の変形を防止するように働く。
【００３６】クリンプ加工中に基板２が移動するのを防
止するよう、リベット４の近くにセンタリングリベット
またはスタッド（図には示されず）を支持表面に設ける
ことができる。従って、支持表面３が有するリベットま
たはスピゴットは次の３つの機能、クリンプ機能、アー
ス取り出し機能、センタリング機能を奏し、１本のリベ
ットまたはスピゴットは可能な場合にはこれら機能のい
くつかを実行する。
【００３７】更に、特に基板２によって支持されている
重い部品およびコネクタの近くの、支持表面３の領域以
外の場所にてソールプレート１上にクリンプ用リベット
を設け、コネクタの嵌合、取り外し中に基板が振動する
のをを制限し、その間に生じる応力を低減できる。明ら
かに、これまで述べた取り付け方法はこれだけに限定さ
れるものではない。特に、種々の要素をあらかじめ組み
立てておいてもよい。
【００３８】例えば、基板２に部品を設けた状態でプリ
ント回路基板２と層６とをあらかじめ組み立ててもよ
い。同じように、ソールプレート１にあらかじめ層６を
組み立ててもよい。明らかに図１および図２の例以外の
変形例を考え付くこともできる。
【００３９】特に図７〜図９に示されるように、クリン
プオリフィス５は前記オリフィス内に延び、このオリフ
ィスのエッジ上に延びる層１０によって補強できる。こ
のような補強部１０は絶縁性でも、導電性でよい。補強
部が導電性である場合ソールプレート１１とこのソール
プレート１１と反対のプリント回路基板２の面との間で
アースを取るのに、この補強部を利用できる。この場
合、補強部は例えば銅メタライゼーション層から成る。
【００４０】更に、このプリント回路基板２には表面実
装部品以外の部品、特に貫通部品１１を実装できる。こ
れら貫通部品１１のラグを実装するためのスペースを自
由にできるカウンター形状１２を貫通部分１１と整合し
てソールプレート１に設けることが好ましい。
【００４１】図１０に示すように、次に部品１１のラグ
２と整合してソールプレート１上で延び、前記ラグと前
記ソールプレート１との間のブレークダウンを防止でき
る層１２ａに対して対策を講じることが好ましい（前記
ラグと前記ソールプレート１とは実際には異なる電位と
なっている）。更に別の変形例では、図１０に示される
ように、プリント回路基板２を両面基板とし、ソールプ
レート１１と直接反対の面に１つ以上のＣＭＳ部品１３
をろう付けするようにすることができる。
【００４２】次に、ソールプレート１は前記部品１３と
整合してカウンター形状１２を有することが好ましい。
図１１に示されるような更に別の変形例では、ソールプ
レート１は支持表面３と整合して延び、プリント回路基
板２と反対の、ソールプレート１の面に対して突出する
冷却フィン１６を有する。図１２および図１３にはシー
ルド要素が設けられた、図１〜図９を参照して説明した
タイプのアセンブリが示されている。
【００４３】これらシールド要素はソールプレート１に
固定され、アセンブリをカバーするシールドキャップ１
４を備えている。これらシールド要素は更に基板２の２
つの領域をアイソレートするよう、基板２に固定された
金属製パーティション１５を備えている。このパーティ
ション１５は前記基板２のほぼ全幅にわたって延びる。
【００４４】このパーティションはベース部分を有し、
このベース部分によりパーティション１５は基板２に支
持されており、基板の少なくとも１つのアーストラック
と電気的に接触している。更にこのパーティションはベ
ース部分と反対の部分を介し、キャップ１４に接触して
いる。前記パーティション１５に接触しているキャップ
１４の部分は前記キャップをスタンプ加工した部品とな
っている。このタイプのパーティションは、例えばフラ
ンス国特許願第98 12219号に既に記載されているので、
このパーティションについてはこの明細書を参考とする
とよい。
【００４５】このプリント回路基板２はパーティション
１５にリンクされた、または前記基板が有するアースト
ラック１５にリンクされたアース平面を含む、いくつか
の層を備えた基板でよい。基板２上の金属製パーティシ
ョン１５により境界が構成された２つの部品（１７ａ、
１７ｂ）は、一方で制御モジュールの電力用部品を支持
し、他方で制御用部品、特に制御用マイクロプロセサを
支持している。
【００４６】電力用部品を支持する部品はキャップ１４
によって締結されたシールドケーブル１８により放電ラ
ンプまたはこの放電ランプラグに給電する他の電力用部
品にリンクされている。
【００４７】金属製部品１５はソールプレートおよびシ
ールドキャップ１４と共に２つのチャンバを構成するよ
う、金属製ソールプレート１までプリント回路基板２を
通過するよう延びており、これら２つのチャンバは、チ
ャンバが発生する電磁妨害波から互いにアイソレートさ
れている。従って、２つの別個のシールドボックス１７
ａ、１７ｂが利用できる。
【００４８】これら部品１７ａ、１７ｂから他の部品へ
通過する信号はフィルタリング用に設けられたフィルタ
手段（コンデンサ、ＲＣフィルタなど）により、パーテ
ィション１５の領域でフィルタリングできる。
【００４９】アースの取り出しは、キャップ１４と前記
シールドケーブル１８の間に挟持された金属製スプリン
グ部品により、またはキャップ１４が有する弾性ラグに
より、これらキャップ１４と前記シールドケーブル１８
との間で行われる。このようなアースの取り出しにより
制御モジュールと放電ランプとの間を電気的に連続させ
ることができる。図１２および図１３に示された例で
は、キャップ１４はクリンプ加工によりソールプレート
１に固定されている。これについてはフランス国特許願
第98 02478号を参照することが好ましい。
【００５０】これまで述べた技術の利点の１つは、ソー
ルプレート１に固定孔が必要でなくなり、これにより前
記ソールプレート１とキャップとによって構成されたア
センブリからの漏れがなくなるということである。この
ような特徴により、本アセンブリは自動車用ヘッドラン
プの制御モジュールに使用するのに特に適すようになっ
ている。
【００５１】この目的のために、ソールプレート１はそ
のエッジに複数の孔（図１３および図１４では符号１９
によって示されている）を含むことができ、これにより
ソールプレートをヘッドライトアセンブリに固定するこ
とが可能となっている。図１４にはネジ２１によりヘッ
ドライトのハウジング２０に固定された、これまで述べ
たアセンブリを含むレイアウトが示されている。ハウジ
ング２０とアセンブリとの間には、ソールプレート１に
よって支持され、キャップ１４を囲むガスケット２２が
挟持されている。
【００５２】漏れのないアセンブリ領域は図１４内の二
重矢印によって示されている領域である。
【図面の簡単な説明】
【図１】クリンプ加工前の、本発明に係わる好ましい第
１実施例のアセンブリを示す断面図である。
【図２】クリンプ加工後の、本発明に係わる好ましい第
１実施例のアセンブリを示す断面図である。
【図３】前記アセンブリのソールプレートに、図１およ
び２のアセンブリのうちの基板をクリンプ加工する状態
を示し、そのうちの図３ａはクリンプ加工開始時の状態
を示し、図３ｂはクリンプ加工中の状態を示す。
【図４】リベットを成形するのに使用できるパンチの形
状を示し、先の尖ったパンチを示す。
【図５】リベットを成形するのに使用できるパンチの形
状を示し、平らなパンチを示す。
【図６】リベットを成形するのに使用できるパンチの形
状を示し、ピラミッド状のパンチを示す。
【図７】クリンプ加工前の本発明の別の好ましい実施例
を示す、図１に類似した図である。
【図８】クリンプ加工後の本発明の別の好ましい実施例
を示す、図１に類似した図である。
【図９】図７および図８のアセンブリの細部を示す平面
図である。
【図１０】本発明の更に別の実施例を示す部分断面図で
ある。
【図１１】本発明に係わるアセンブリのソールプレート
の可能な実施例の断面図である。
【図１２】本発明の可能な実施例に係わるアセンブリ上
のシールド要素の配置を示す側断面図である。
【図１３】本発明の可能な実施例に係わるアセンブリ上
のシールド要素の配置を示す平断面図である。
【図１４】本発明の一実施例のアセンブリをヘッドライ
ト内に取り付ける状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１ ソールプレート ２ プリント回路基板 Ｃ 表面実装部品 ３ 支持表面 ４ リベット ５ オリフィス ６ 層 ７ リセス ８ パンチ ９ オリフィス １０ 層 １１ 貫通部品 １２ カウンター形状 １４ キャップ １６ 冷却フィン １７ａ、１７ｂ シールドボックス １８ シールドケーブル １９ 孔 ２０ ハウジング ２１ ネジ
フロントページの続き (72)発明者 ジャン・マルク ニコライ フランス国 92400 クールブボワ リュ ブロンデル 18

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ヒートシンクを形成する金属製ソールプ
    レート（１）と、該ソールプレート（１）によって支持
    されたプリント回路基板（２）を含むアセンブリにおい
    て、 前記ソールプレート（１）が少なくとも２つの支持表面
    を有し、この支持表面が前記ソールプレート（１）の他
    の部分を介して若干突出しており、この支持表面上にプ
    リント回路基板（２）が支持されており、更に前記支持
    表面（３）がプリント回路基板（２）の相補的手段と相
    互作用し、プリント回路基板（２）をソールプレート
    （１）に固定する固定手段（４）を含み、支持表面の間
    の領域内に熱伝導性電気絶縁性材料（６）が配置され、
    この材料が前記プリント回路基板（２）と前記ソールプ
    レート（１）との間に挟持され、プリント回路基板
    （２）およびソールプレート（１）がこの熱伝導性電気
    絶縁性材料（６）に圧縮応力を加えることを特徴とする
    アセンブリ。
  2. 【請求項２】 前記プリント回路基板（２）が少なくと
    も１つの熱ビア（９）を有し、このビア内に前記熱伝導
    性電気絶縁性材料が収容されており、このビアにプリン
    ト回路基板（２）およびソールプレート（１）が圧縮応
    力を加えることを特徴とする、請求項１記載のアセンブ
    リ。
  3. 【請求項３】 支持表面（３）が有する固定手段（４）
    がプリント回路基板（２）の相補的オリフィス（５）と
    相互作用する少なくとも１つのクリンプリベットを含む
    ことを特徴とする、請求項１または２記載のアセンブ
    リ。
  4. 【請求項４】 前記プリント回路基板（２）のクリンプ
    孔（５）が特にその内部に延びる層（１０）によって補
    強されていることを特徴とする、請求項３記載のアセン
    ブリ。
  5. 【請求項５】 前記層（１０）がメタライゼイション層
    であり、この層がクリンプリベット（４）との接触によ
    りソールプレート（１）とプリント回路基板（２）との
    間のアースを取るようになっていることを特徴とする、
    請求項４記載のアセンブリ。
  6. 【請求項６】 前記ソールプレート（１）が前記プリン
    ト回路基板（２）から前記ソールプレート（１）に向か
    って突出して延びる要素の少なくとも一部を収容するた
    めの少なくとも１つのカウンター形状（１２）を含むこ
    とを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のアセ
    ンブリ。
  7. 【請求項７】 前記プリント回路基板（２）と反対の前
    記ソールプレート（１）の面に対して突出するように延
    びる冷却フィン（１６）を前記ソールプレート（１）が
    支持面（３）に整合して支持することを特徴とする、請
    求項１〜６のいずれかに記載のアセンブリ。
  8. 【請求項８】 前記プリント回路基板（２）および中間
    層をカバーするようにソールプレート（１）に固定され
    たシールドキャップ（１４）を含むことを特徴とする、
    請求項１〜７のいずれかに記載のアセンブリ。
  9. 【請求項９】 金属製分離用パーティション（１５）を
    含み、前記プリント回路基板（２）が前記金属製パーテ
    ィションの一方の側に、特にマイクロプロセッサを含む
    制御用電子回路を支持し、このパーティションの反対側
    に電力用電子回路を支持することを特徴とする、請求項
    １〜８のいずれかに記載のアセンブリ。
  10. 【請求項１０】 前記金属製パーティションが金属製ソ
    ールプレートまで前記プリント回路基板を貫通し、金属
    製ソールプレートおよびシールドキャップと共に２つの
    チャンバを構成しており、これら２つのチャンバが特に
    電磁妨害波から互いにアイソレートされていることを特
    徴とする、請求項９記載のアセンブリ。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかに記載のア
    センブリを含むことを特徴とする、自動車用ヘッドライ
    トの放電ランプのための制御モジュール。
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