JP2003188563A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子制御ユニットのプリント基板に表面実装
された発熱性を有するＳＭＤ（表面実装部品）からの発
熱を袋構造からなるケース側に良好に放熱すること。 【解決手段】 プリント基板３１に表面実装され発熱性
を有するＳＭＤ３５が接触される吸熱パターン部３２か
ら直接、熱伝導される放熱パターン部３３には、放熱プ
レート４１が密着され固定されると共に、この放熱プレ
ート４１は１方向に開口部１３を有する袋構造で内部に
電子制御回路３０を構成するＥＣＵ１０のケース１１の
内壁面１１ａに接触させ組付られる。このため、ＳＭＤ
３５からの発熱が吸熱パターン部３２、スルーホールめ
っき部３４、放熱パターン部３３から放熱プレート４１
を介してケース１１側に放熱可能、即ち、プリント基板
３１に表面実装された発熱性を有する電子部品としての
ＳＭＤ３５からの発熱をＥＣＵ１０の外部へ効率良く放
熱することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、袋構造からなるケ
ースを用いた電子制御装置に関し、例えば、車両のエン
ジンルーム内に搭載される電子制御装置に利用すること
ができる。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子制御装置に関連する先行技術
文献としては、特開平９−２０７６９１号公報にて開示
されたものが知られている。このものでは、内箱部と外
箱部との２重構造からなる収納箱（エレクトロボック
ス）のうちの内箱部に電子制御ユニット（電子制御回
路）を収納し、内箱部と外箱部との間（風路）に冷却風
を流して電子制御ユニットの温度上昇を抑制する技術が
示されている。この際、電子制御ユニットに冷却風が直
接当たらないため冷却風に埃や水分等が含まれていても
電子制御ユニットへの悪影響をなくすことができるとす
るものである。

【０００３】ところが、このように収納箱が２重構造で
あると、電子制御ユニットに冷却風を直接当てることが
できなくて間接的な冷却となるため、今後更に、電子制
御ユニットにおける発熱が増加すると、このような構造
では十分な冷却効果を得られないこととなる。

【０００４】これに対処するものとして、特開２０００
−１０１２７３号公報にて開示されたものが知られてい
る。このものでは、プリント基板に組付けられた種々の
電子部品のうち、発熱性を有する電子部品がプリント基
板にねじ止めされ固定されたアルミニウム板材等からな
り放熱性の良好なヒートシンク面にねじ止めにより密着
固定され、このヒートシンクがケースの内壁面にねじ止
めされている。これにより、発熱性を有する電子部品か
らの発熱がヒートシンクを介してケース側に熱伝導さ
れ、発熱性を有する電子部品が効率良く冷却されるとい
う効果が期待できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、電子
制御ユニットの電子制御回路では、発熱性を有する電子
部品として、プリント基板面に直接、実装可能なＳＭＤ
(Surface Mounted Devices：表面実装部品）を用い、Ｓ
ＭＤから直接プリント基板の回路パターンへの放熱形態
に移行する傾向にある。このＳＭＤを用いるとヒートシ
ンクを無くすことができるため、コスト及び高密度化等
で有利となる。しかしながら、従来の袋構造からなるケ
ースを用いたものでは、ＳＭＤからの発熱をプリント基
板側からケース側に直接、熱伝導させられないため、発
熱性を有するＳＭＤを効率良く冷却できなくなるという
問題が生じる可能性が想定される。

【０００６】そこで、この発明はかかる不具合の予測性
を解消するためになされたもので、袋構造からなるケー
スを用いた電子制御ユニットのプリント基板に表面実装
された発熱性を有するＳＭＤからの発熱をケース側に良
好に放熱可能な電子制御装置の提供を課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の電子制御装置
によれば、プリント基板に表面実装され発熱性を有する
ＳＭＤが接触される吸熱パターン部から直接、熱伝導さ
れる放熱パターン部には、放熱プレートが密着され固定
されると共に、この放熱プレートは１方向に開口部を有
する袋構造で内部に電子制御回路を構成する電子制御ユ
ニットのケースの内壁面に接触させ組付られる。このた
め、ＳＭＤからの発熱が吸熱パターン部、その裏面側の
放熱パターン部から放熱プレートを介してケース側に放
熱可能、即ち、プリント基板に表面実装された発熱性を
有する電子部品としてのＳＭＤからの発熱が電子制御ユ
ニットの外部へ効率良く放熱される。

【０００８】請求項２の電子制御装置では、放熱プレー
トがケースの内壁面に固定されるため、放熱プレートと
ケースの内壁面との接触抵抗が下がり、より高い放熱効
果が得られる。

【０００９】請求項３の電子制御装置における放熱プレ
ートでは、プリント基板の放熱パターン部との間及びケ
ースとの間に柔軟性を有する熱伝導部材を介在させるた
め、放熱プレートと放熱パターン部との間及び放熱プレ
ートとケースの内壁面との間における接触抵抗が下が
り、より高い放熱効果が得られる。

【００１０】請求項４の電子制御装置では、放熱プレー
トがプリント基板の放熱パターン部に限定して密着され
るため、放熱プレートがプリント基板面に密着されてい
ない部分では、他の電子部品や回路パターン配置が可能
となり、実装効率が高められる。

【００１１】請求項５の電子制御装置では、放熱プレー
トがプリント基板の両面に放熱パターン部が形成されて
いるのに対応して、これらの放熱パターン部に密着する
ようプリント基板の両側に複数配設され組合わせられ
る。これにより、プリント基板の表裏面を問わず表面実
装された何れのＳＭＤに対しても放熱可能となるという
効果が得られる。

【００１２】請求項６の電子制御装置では、放熱プレー
トがその外形寸法を変更することなく、ケースへの収容
方向と直角方向の外形寸法が縮小変更されたプリント基
板を固定自在とするものである。このため、外形寸法が
縮小変更されたプリント基板であっても、放熱プレート
がその寸法の違いを吸収してくれるため、ケースの共通
化が達成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。

【００１４】図１は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる電子制御装置が適用された電子制御ユニットのケー
ス内部へのプリント基板の収容状態における要部構成を
基板平面に沿って示す断面図、図２は図１の電子制御ユ
ニットのケースからカバーを取外し開口部側から見た要
部構成を示す上面図、図３は図１のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ
線に沿う断面図である。

【００１５】図１、図２及び図３において、１０は電子
制御ユニット（Electronic ControlUnit;以下、『ＥＣ
Ｕ』と記す）であり、ＥＣＵ１０はアルミニウム合金ダ
イカスト製にて成形された袋構造のケース１１の上端面
の開口部１３側からプリント基板３１がその基板平面に
沿った方向に挿入され収容されている。

【００１６】このプリント基板３１の所定の回路パター
ン（図示略）に発熱性を有する電子部品であるＳＭＤ
（例えば、パワートランジスタ等）３５や他の種々の電
子部品（図示略）等が実装され電子制御回路３０が構成
されている。また、プリント基板３１の上端面には、電
子制御回路３０を外部と接続する外部接続コネクタ３９
がその端子部をはんだ付けされ、ねじ止め固定されてい
る。

【００１７】更に、プリント基板３１に実装されたＳＭ
Ｄ３５の背面側となるプリント基板３１面には、ＳＭＤ
３５を表面実装するための回路パターンとは別に独立し
たランド形状からなる吸熱パターン部３２が形成され、
ＳＭＤ３５の背面側と接触されている。また、プリント
基板３１の少なくとも吸熱パターン部３２の位置に対応
するプリント基板３１の裏面側には相当の面積からなる
放熱パターン部３３が形成され、かつプリント基板３１
には吸熱パターン部３２から放熱パターン部３３に直
接、熱伝導させるよう両パターン部３２，３３を接続す
る複数のスルーホールめっき部３４が形成されている。

【００１８】このように形成されたプリント基板３１の
放熱パターン部３３に対応し、所定幅で左右に延設され
プリント基板３１の左右両端面を外れた部分で上下に延
設され一体となるよう熱伝導性に優れた金属製にて形成
された放熱プレート４１が、プリント基板３１にねじ４
５にてねじ止め固定されている。なお、本実施例の放熱
プレート４１は、プリント基板３１に表面実装されたＳ
ＭＤ３５の３段配列に対応し、『日』の字形状に形成さ
れている。このように、プリント基板３１にねじ４５に
てねじ止め固定された放熱プレート４１は、プリント基
板３１の裏面側に形成された各放熱パターン部３３に密
着されている。

【００１９】そして、外部接続コネクタ３９の周囲を覆
うようアルミニウム合金ダイカスト製にて成形されたカ
バー２１が、その突出部２２を介してプリント基板３１
とねじ２５にてねじ止め固定されている。これにより、
ＳＭＤ３５を含む種々の電子部品が実装されたプリント
基板３１及び外部接続コネクタ３９がカバー２１と一体
化され『サーキットＡＳＳＹ』が構成されている。この
サーキットＡＳＳＹのケース１１内への収容完了状態に
おいて、プリント基板３１はその挿入先端側の端面がケ
ース１１の内底面の両端に設けられた位置決め部１５に
当接され、また、その表裏面方向がケース１１の内底面
に設けられた複数の突起部１６によって挟持され固定さ
れる。

【００２０】更に、サーキットＡＳＳＹのプリント基板
３１の両端を外れた部分には、カバー２１から突出部２
３が形成されており、この突出部２３がケース１１の外
側面からねじ２６にてねじ止め固定されることで、ケー
ス１１の開口部１３側は外部接続コネクタ３９の端子部
分を外部に露出するのみで、カバー２１にて覆われるこ
ととなる。このように、ケース１１にカバー２１がねじ
２６にてねじ止め固定されることにより、放熱プレート
４１の左右端面はケース１１の内壁面１１ａ方向に引寄
せられ、接触された状態で組付けられる。

【００２１】このように、本実施例の電子制御装置は、
１方向に開口部１３を有する袋構造からなるケース１１
内部に電子制御回路３０を構成するＥＣＵ（電子制御ユ
ニット）１０と、ＥＣＵ１０の電子制御回路３０を形成
する回路パターン（図示略）の一部に、表面実装され発
熱性を有する電子部品としてのＳＭＤ３５が接触される
吸熱パターン部３２と、吸熱パターン部３２の裏面側で
吸熱パターン部３２から直接、熱伝導される放熱パター
ン部３３とを形成するプリント基板３１と、プリント基
板３１の放熱パターン部３３に密着させ固定すると共
に、ＥＣＵ１０のケース１１の内壁面１１ａに接触させ
組付ける放熱プレート４１とを具備するものである。

【００２２】つまり、プリント基板３１に表面実装され
発熱性を有するＳＭＤ３５が接触される吸熱パターン部
３２から直接、熱伝導される放熱パターン部３３には、
放熱プレート４１が密着され固定されると共に、この放
熱プレート４１は１方向に開口部１３を有する袋構造で
内部に電子制御回路３０を構成するＥＣＵ１０のケース
１１の内壁面１１ａに接触させ組付られる。

【００２３】このため、ＳＭＤ３５からの発熱が吸熱パ
ターン部３２、スルーホールめっき部３４、放熱パター
ン部３３から放熱プレート４１を介してケース１１側に
放熱可能、即ち、プリント基板３１に表面実装された発
熱性を有する電子部品としてのＳＭＤ３５からの発熱を
ＥＣＵ１０の外部へ効率良く放熱することができる。

【００２４】図４は、上述の実施例の図３（ｂ）に対応
する放熱プレート４１がケース１１の内壁面１１ａにね
じ止め固定された変形例として、ＥＣＵ１０を側面方向
から見た要部構成を示す断面図である。

【００２５】図４に示すように、本変形例では、ケース
１１の外側から放熱プレート４１がねじ４９にてねじ止
め固定されることで、放熱プレート４１がケース１１の
内壁面１１ａに確実に接触されることとなる。

【００２６】このように、本変形例の電子制御装置とし
てのＥＣＵ１０は、放熱プレート４１をケース１１の内
壁面１１ａに固定するものである。このため、放熱プレ
ート４１とケース１１の内壁面１１ａとの接触抵抗が下
がり、より高い放熱効果を得ることができる。

【００２７】図５は、上述の実施例における放熱プレー
ト４１とプリント基板３１の放熱パターン部３３との間
及び放熱プレート４１とケース１１の内壁面１１ａとの
間に柔軟性を有する熱伝導シート４３をそれぞれ介在さ
せた変形例を示す構成図である。また、図６は図５の要
部構成を示す部分拡大図である。

【００２８】図５及び図６に示すように、サーキットＡ
ＳＳＹを構成する放熱プレート４１と少なくとも放熱プ
レート４１が接触するプリント基板３１に形成された放
熱パターン部３３との間には柔軟性を有する熱伝導シー
ト４２が介在され、放熱プレート４１とケース１１の内
壁面１１ａとの間には柔軟性を有する熱伝導シート４３
が介在されている。

【００２９】このように、本変形例の電子制御装置とし
てのＥＣＵ１０の放熱プレート４１は、プリント基板３
１の放熱パターン部３３との間及びケース１１との間に
柔軟性を有する熱伝導部材としての熱伝導シート４２，
４３を介在させるものである。このため、放熱プレート
４１と放熱パターン部３３との間及び放熱プレート４１
とケース１１の内壁面１１ａとの間における接触抵抗が
下がり、より高い放熱効果を得ることができる。

【００３０】次に、上述の実施例におけるプリント基板
３１の放熱パターン部３３と密着され、ねじ４５にてね
じ止め固定される放熱プレート４１の変形例について、
図７及び図８を参照して説明する。ここで、図８（ａ）
は図７のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図８（ｂ）は図７のＤ
−Ｄ線に沿う断面図である。

【００３１】上述の実施例における放熱プレート４１
は、ほぼ全面がプリント基板３１面に密着されるよう平
面的に形成されている。これに対し、図７及び図８に示
す本変形例の放熱プレート４４は、ＳＭＤ３５が表面実
装されたプリント基板３１の裏面側に形成されている放
熱パターン部３３のみに密着するよう折曲げ加工されて
いる。

【００３２】このように、本変形例の電子制御装置とし
てのＥＣＵ１０は、放熱プレート４４をプリント基板３
１の放熱パターン部３３に限定して密着させるものであ
る。このため、放熱プレート４４がプリント基板３１面
に密着されていない部分では、他の電子部品や回路パタ
ーン配置が可能となり、実装効率を高めることができ
る。

【００３３】次に、プリント基板３１の両面にＳＭＤ３
５が表面実装されているときの放熱プレートの変形例に
ついて、図９及び図１０を参照して説明する。ここで、
図１０（ａ）は図９のＥ−Ｅ線に沿う断面図、図１０
（ｂ）は図９のＦ−Ｆ線に沿う断面図、図１０（ｃ）は
図９のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。

【００３４】図９及び図１０に示すように、本変形例の
プリント基板３１には両面にＳＭＤ３５が表面実装され
ており、プリント基板３１にはこれらのＳＭＤ３５に対
応して両面に放熱パターン部３３が形成されている。こ
のため、プリント基板３１の両面にそれぞれ密着される
よう２つの放熱プレート４６，４７が配設され組合わせ
られ、ねじ４５にてねじ止め固定されている。

【００３５】このように、本変形例の電子制御装置とし
てのＥＣＵ１０は、プリント基板３１の両面に放熱パタ
ーン部３３が形成されているときには、放熱プレート４
６，４７をそれらの放熱パターン部３３に密着するよう
複数配設し組合わせるものである。このように構成され
た放熱プレート４６，４７を用いることにより、プリン
ト基板３１の表裏面を問わず表面実装された何れのＳＭ
Ｄ３５に対しても放熱可能となり、また、両面リフロー
はんだ付けにも対応させることができる。

【００３６】次に、図１１（ｂ）に示す上述の実施例に
おけるプリント基板３１の外形寸法に対して、変形例と
して、その外形寸法が縮小変更された図１１（ａ）に示
すプリント基板３１′をケース１１に収容する場合につ
いて説明する。

【００３７】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に図示され
ているカバー２１が省略されたサーキットＡＳＳＹは互
いに電子制御回路３０が異なることで、プリント基板３
１，３１′に実装されたＳＭＤ３５の個数や外形寸法が
異なっている。図１１（ａ）のサーキットＡＳＳＹのプ
リント基板３１′では、プリント基板３１の外形寸法の
うちケース１１への収容方向と直角方向（図の左右方
向）に縮小変更されているのみである。このため、図１
１（ａ）のサーキットＡＳＳＹは、図１１（ｂ）のサー
キットＡＳＳＹが収容可能なケース１１の寸法であれ
ば、プリント基板３１のＳＭＤ３５の実装位置に対応す
るよう形成された図１１（ｂ）に示す放熱プレート４１
と同様のものを使用して外形寸法の異なるプリント基板
３１′を収容できることとなる。なお、本変形例の外部
接続コネクタ３９′の寸法は外部接続コネクタ３９の寸
法と左右方向で異なっており、ケース１１は共通化され
るがこのケース１１に対するカバー（図示略）は共通化
できないこととなる。

【００３８】このように、本変形例の電子制御装置とし
てのＥＣＵ１０の放熱プレート４１は、その外形寸法を
変更することなく、ケース１１への収容方向と直角方向
の外形寸法が縮小変更されたプリント基板３１′を固定
自在とするものである。このため、外形寸法が縮小変更
されたプリント基板３１′であっても、放熱プレート４
１がその寸法の違いを吸収してくれるため、ケース１１
の共通化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る電子制御装置が適用されたＥＣＵのケース内部へのプ
リント基板の収容状態における要部構成を基板平面に沿
って示す断面図である。

【図２】 図２は図１のＥＣＵのケースからカバーを取
外し開口部側から見た要部構成を示す上面図である。

【図３】 図３は図１のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線に沿う断
面図である。

【図４】 図４は図３に対応する放熱プレートがケース
の内壁面にねじ止め固定された変形例を示す断面図であ
る。

【図５】 図５は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る電子制御装置が適用されたＥＣＵの放熱プレートとプ
リント基板の放熱パターン部との間及び放熱プレートと
ケースの内壁面との間に柔軟性を有する熱伝導シートを
それぞれ介在させた変形例を示す構成図である。

【図６】 図６は図５の要部構成を示す部分拡大図であ
る。

【図７】 図７は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る電子制御装置が適用されたＥＣＵの放熱プレートの変
形例を示す構成図である。

【図８】 図８は図７のＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線に沿う断
面図である。

【図９】 図９は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る電子制御装置が適用されたＥＣＵの放熱プレートの他
の変形例を示す構成図である。

【図１０】 図１０は図９のＥ−Ｅ線、Ｆ−Ｆ線及びＧ
−Ｇ線に沿う断面図である。

【図１１】 図１１は本発明の実施の形態の一実施例に
かかる電子制御装置が適用されたＥＣＵのプリント基板
の外形寸法の縮小変更への対応を示す構成図である。

【符号の説明】

１０ ＥＣＵ（電子制御ユニット） １１ ケース １１ａ （ケースの）内壁面 １３ （ケースの）開口部 ３０ 電子制御回路 ３１ プリント基板 ３２ 吸熱パターン ３３ 放熱パターン ３５ ＳＭＤ（発熱性を有する電子部品） ４１ 放熱プレート

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １方向に開口部を有する袋構造からなる
   ケース内部に電子制御回路を構成する電子制御ユニット
   と、 前記電子制御ユニットの前記電子制御回路を形成する回
   路パターンの一部に、表面実装され発熱性を有する電子
   部品が接触される吸熱パターン部と、前記吸熱パターン
   部の裏面側で前記吸熱パターン部から直接、熱伝導され
   る放熱パターン部とを形成するプリント基板と、 前記プリント基板の前記放熱パターン部に密着させ固定
   すると共に、前記電子制御ユニットの前記ケースの内壁
   面に接触させ組付ける放熱プレートとを具備することを
   特徴とする電子制御装置。
2. 【請求項２】 前記放熱プレートは、前記ケースの内壁
   面に固定することを特徴とする請求項１に記載の電子制
   御装置。
3. 【請求項３】 前記放熱プレートは、前記プリント基板
   の前記放熱パターン部との間及び前記ケースとの間に柔
   軟性を有する熱伝導部材を介在させることを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載の電子制御装置。
4. 【請求項４】 前記放熱プレートは、前記プリント基板
   の前記放熱パターン部に限定して密着させることを特徴
   とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の電子
   制御装置。
5. 【請求項５】 前記放熱プレートは、前記プリント基板
   の両面に前記放熱パターン部が形成されているときに
   は、それらの前記放熱パターン部に密着するよう複数配
   設し、組合わせることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ４の何れか１つに記載の電子制御装置。
6. 【請求項６】 前記放熱プレートは、前記プリント基板
   の外形寸法の縮小変更に対応して前記プリント基板を固
   定自在とすることを特徴とする請求項１乃至請求項５の
   何れか１つに記載の電子制御装置。