JP2015149453A - Electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ケースの中空部に基板が収容された電子装置に関する。 The present invention relates to an electronic device in which a substrate is accommodated in a hollow portion of a case.
従来より、回路パターンが形成された基板が上ケース及び下ケースの内部空間に収容された電子機器が、例えば特許文献1で提案されている。具体的には、上ケース及び下ケースの内部にはそれぞれ接点ばねが設けられていると共に、基板が上ケースの接点ばねと下ケースの接点ばねとに挟まれた状態で上ケース及び下ケースの内部空間に収容された構成が提案されている。各ケースの接点ばねは、基板の回路パターンに接触すると共に電気的に接続されている。
Conventionally, for example,
しかしながら、上記従来の技術では、上ケース及び下ケースは樹脂材料によって成形されることが一般的である。言い換えると、上ケースとこの上ケースに収容された接点ばねとは電気的に接続されていない。同様に、下ケースとこの下ケースに収容された接点ばねとは電気的に接続されていない。 However, in the above conventional technique, the upper case and the lower case are generally formed of a resin material. In other words, the upper case and the contact spring accommodated in the upper case are not electrically connected. Similarly, the lower case and the contact spring accommodated in the lower case are not electrically connected.
このため、基板の配線パターンの電位は上ケース及び下ケースに対して浮遊した状態になっているので、配線パターンに入り込んだノイズ等を上ケースや下ケースに逃がすことができない。したがって、基板に形成された配線パターンや基板に実装された実装部品等が電気的に壊れてしまう可能性がある。 For this reason, since the potential of the wiring pattern on the substrate is in a floating state with respect to the upper case and the lower case, noise or the like entering the wiring pattern cannot be released to the upper case or the lower case. Therefore, there is a possibility that a wiring pattern formed on the substrate, a mounted component mounted on the substrate, or the like is electrically broken.
本発明は上記点に鑑み、配線パターンが形成された基板とケースとの電気的な導通を図ることができる電子装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electronic device that can achieve electrical continuity between a substrate on which a wiring pattern is formed and a case.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、金属製の下ケース(30)及び上ケース(40)が一体化されたことにより中空部(21)を構成するケース(20)を備えている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the case (20) constituting the hollow portion (21) by integrating the metal lower case (30) and the upper case (40) is provided. I have.
また、基準電位とされる配線パターン(17)が形成された一面(11)と、この一面(11)の反対側の他面(12)と、を有しており、中空部(21)において他面(12)側が下ケース(30)の底部(33)に向けられた状態で当該底部(33)に配置された基板(10)を備えている。 Moreover, it has one surface (11) on which a wiring pattern (17) to be a reference potential is formed and another surface (12) opposite to this one surface (11), and in the hollow portion (21) A substrate (10) disposed on the bottom (33) is provided with the other surface (12) side facing the bottom (33) of the lower case (30).
そして、基板(10)は、一面(11)から他面(12)までを貫通すると共に、配線パターン(17)に電気的に接続された貫通電極部(15)を有している。下ケース(30)は、底部(33)の一部が貫通電極部(15)に接触することで当該貫通電極部(15)を介して配線パターン(17)に電気的に接続されている。 And the board | substrate (10) has the penetration electrode part (15) electrically connected to the wiring pattern (17) while penetrating from one surface (11) to another surface (12). The lower case (30) is electrically connected to the wiring pattern (17) through the through-electrode portion (15) when a part of the bottom portion (33) is in contact with the through-electrode portion (15).
さらに、上ケース(40)は、中空部(21)のうち基板(10)の一面(11)側に位置すると共に貫通電極部(15)に接触するバネ部(42)を有しており、さらに、基板(10)の一面(11)の上方から下ケース(30)の底部(33)側に移動して下ケース(30)に一体化されることにより、バネ部(42)によって貫通電極部(15)を下ケース(30)の底部(33)に押さえ付けると共に貫通電極部(15)を介して配線パターン(17)に電気的に接続されることを特徴とする。 Furthermore, the upper case (40) has a spring portion (42) that is located on the one surface (11) side of the substrate (10) in the hollow portion (21) and that contacts the through electrode portion (15). Furthermore, it moves from the upper surface (11) of the substrate (10) to the bottom (33) side of the lower case (30) and is integrated with the lower case (30), whereby the through electrode is formed by the spring portion (42). The portion (15) is pressed against the bottom (33) of the lower case (30) and is electrically connected to the wiring pattern (17) through the through electrode portion (15).
これによると、上ケース(40)のバネ部(42)が基板(10)の貫通電極部(15)を下ケース(30)の底部(33)に押さえ付ける構造となる。また、貫通電極部(15)がバネ部(42)及び下ケース(30)の底部(33)に接触するので、基板(10)の配線パターン(17)とケース(20)とが同じ基準電位となる。したがって、配線パターン(17)が形成された基板(10)とケース(20)との電気的な導通を図ることができる。 According to this, the spring part (42) of the upper case (40) is configured to press the through electrode part (15) of the substrate (10) against the bottom part (33) of the lower case (30). Further, since the through electrode portion (15) contacts the spring portion (42) and the bottom portion (33) of the lower case (30), the wiring pattern (17) of the substrate (10) and the case (20) have the same reference potential. It becomes. Therefore, electrical conduction between the substrate (10) on which the wiring pattern (17) is formed and the case (20) can be achieved.
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る電子装置は、所望の機能を実現するように構成された制御回路装置である。電子装置は、例えばECU(Electrical Control Unit)である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The electronic device according to the present embodiment is a control circuit device configured to realize a desired function. The electronic device is, for example, an ECU (Electrical Control Unit).
図1に示されるように、本実施形態に係る電子装置1は、基板10及びケース20を備えて構成されている。このうち、基板10は、一面11と、この一面11の反対側の他面12と、を有する板状のものである。基板10は、例えばプリント基板である。基板10の一面11には、複数の回路素子13、14が実装されている。回路素子13、14は、チップ抵抗、チップコンデンサ、半導体チップ等の電子部品である。
As shown in FIG. 1, the
また、基板10は、一面11から他面12までを貫通する貫通電極部15を有している。貫通電極部15は、配線部15a、第1パッド15b、及び第2パッド15cを備えて構成されている。
Further, the
配線部15aは、基板10に設けられた貫通孔16に埋め込まれた導電性材料である。第1パッド15bは、基板10の一面11のうち配線部15aに対応する位置に形成されている。第2パッド15cは、基板10の他面12のうち配線部15aに対応する位置に形成されている。第1パッド15b及び第2パッド15cは、配線部15aに接触すると共に配線部15aに電気的に接続されている。
The
本実施形態では、図2に示されるように、貫通電極部15は四角形状の基板10の一面11のうちの対角関係の各角部に設けられている。すなわち、貫通電極部15は基板10に2カ所設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the through
さらに、基板10の一面11には、基準電位とされる配線パターン17が形成されている。基準電位とは例えばグランド電位である。もちろん、グランド電位に限らず他の電位を基準電位としても良い。なお、図2では配線パターン17の一部を示している。配線パターン17は、貫通電極部15に電気的に接続されると共に複数の回路素子13、14等に電気的に接続されるように、基板10の一面11に引き回されている。
Further, a
図1に示されるように、ケース20は、電子装置1の外観をなすものであり、下ケース30及び上ケース40を備えて構成されている。下ケース30及び上ケース40は、それぞれ金属製の容器として形成されたものである。例えば、下ケース30及び上ケース40は、金属板がプレス加工されることで形成されている。
As shown in FIG. 1, the
そして、上ケース40の内部サイズが、下ケース30の外部サイズと同等になっている。このため、下ケース30の開口部を閉じるように上ケース40の開口部を下ケース30の開口部に嵌め込むことが可能になっている。
The internal size of the
下ケース30は、外側面31に複数の突起部32を備えている。一方、上ケース40は、突起部32が嵌め込まれる貫通孔41を備えている。貫通孔41は各突起部32に対応して設けられている。このような構成により、上ケース40に下ケース30が差し込まれると、上ケース40の貫通孔41に下ケース30の突起部32が嵌め込まれる。これにより、下ケース30及び上ケース40が一体化されると共に、下ケース30及び上ケース40により内部空間である中空部21が構成される。
The
また、下ケース30は、底部33、段差部34、及び位置決め部35を備えている。底部33は、容器状の下ケース30の底の部分である。段差部34は、底部33の一部であり、底部33の一部が段差状に突出した部分である。段差部34は底部33の外縁部に設けられている。
The
位置決め部35は、基板10の一部に接触することにより、下ケース30の底部33における基板10の位置を固定する役割を果たすものである。位置決め部35は、例えば段差部34の一部が板状(壁状)に突出した部分である。なお、図2では位置決め部35を省略している。
The
そして、基板10は、ケース20の中空部21において、他面12側が下ケース30の底部33に向けられた状態で当該底部33に配置されている。具体的には、第2パッド15cが底部33の段差部34に接触すると共に、基板10の側面の一部が位置決め部35に接触するように、基板10が下ケース30の底部33に配置されている。これにより、下ケース30は、底部33の一部すなわち段差部34が第2パッド15cに接触するので、貫通電極部15を介して配線パターン17に電気的に接続される。つまり、下ケース30の電位は基準電位となる。
The
一方、上ケース40は、バネ部42を備えている。バネ部42は、ケース20の中空部21のうち基板10の一面11側に位置すると共に、貫通電極部15に対応して設けられている。すなわち、バネ部42は上ケース40に2カ所設けられている。バネ部42は板バネであり、バネ部42の先端はL字状に曲げられている。そして、バネ部42のうち曲げられた部分が貫通電極部15に接触している。
On the other hand, the
バネ部42は、例えば、上ケース40がプレス加工によって形成される際に同時に形成される。なお、上ケース40とは別体として製造されたバネ部42が、上ケース40に取り付けられる構成でも良い。
The
貫通電極部15に対するバネ部42の接触及び電気的導通は、下ケース30に対して上ケース40が一体化されることで実現されている。具体的には、下ケース30に基板10が配置された状態で、上ケース40は、基板10の一面11の上方から下ケース30の底部33側に移動して下ケース30に一体化される。これにより、バネ部42が貫通電極部15を下ケース30の底部33に押さえ付けると共に、上ケース40がバネ部42及び貫通電極部15を介して配線パターン17に電気的に接続される。つまり、上ケース40の電位は基準電位となる。
Contact and electrical conduction of the
図2に示されるように、バネ部42のうち曲げられた部分が貫通電極部15の第1パッド15bの真上から第1パッド15bを押さえ付けている。すなわち、バネ部42が基板10に荷重を掛けて基板10を下ケース30に押さえ付けている。言い換えると、バネ部42の復元力を利用してバネ部42によって基板10を下ケース30に押さえ付けている。これにより、基板10はケース20の中空部21においてバネ部42と段差部34とに挟まれて固定されている。ここで、バネ部42は基板10そのものではなく第1パッド15bに接触しているので、バネ部42が基板10に接触する構成よりも基板10のダメージは小さい。
As shown in FIG. 2, the bent portion of the
以上説明したように、本実施形態の電子装置1では、上ケース40に設けられたバネ部42が基板10に設けられた貫通電極部15に接触すると共に電気的に接続される構成となっている。また、下ケース30は、底部33の一部である段差部34が貫通電極部15に接触すると共に電気的に接続される構成となっている。このため、下ケース30、上ケース40、及び貫通電極部15を、配線パターン17と同じ基準電位にすることができる。したがって、配線パターン17が形成された基板10とケース20との電気的な導通を図ることができる。
As described above, in the
また、下ケース30は貫通電極部15を介して基準電位とされ、上ケース40はバネ部42及び貫通電極部15を介して基準電位とされる構成となっている。すなわち、下ケース30と上ケース40は、互いが接触することで基準電位とされる構成ではなく、互いに異なる経路を介して基準電位とされる構成である。このため、例えば非金属材料によって下ケース30と上ケース40とが一体化された構造においても下ケース30と上ケース40とを同じ基準電位にすることができる。
Further, the
さらに、バネ部42と下ケース30とで基板10を挟む構成となっているので、基板10をネジでケース20に固定する必要がない。このため、基板10のうちネジ止めされる部分が不要となり、ひいては電子装置1を小型化することができる。
Further, since the
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。図3に示されるように、電子装置1は、放熱材50を備えている。放熱材50は、下ケース30の底部33に配置されている。また、放熱材50は、基板10の他面12と下ケース30の底部33とに挟まれており、基板10と下ケース30との両方に接触している。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, parts different from the first embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the
放熱材50としては、例えば絶縁性を有するゲルが採用される。絶縁性を確保することができれば、ヒートシンク等の金属材料を放熱材50として採用しても良い。
As the
以上のように、基板10と下ケース30との間に放熱材50を設けることにより、基板10の熱は放熱材50を介して下ケース30に伝達していく。したがって、ケース20の中空部21に配置されている基板10の放熱性を向上させることができる。
As described above, by providing the
(第3実施形態)
本実施形態では、第2実施形態と異なる部分について説明する。図4に示されるように、下ケース30の底部33は凹凸部36を有している。凹凸部36は、底部33の表面が凹凸状に荒らされた部分である。
(Third embodiment)
In the present embodiment, parts different from the second embodiment will be described. As shown in FIG. 4, the bottom 33 of the
凹凸部36は、少なくとも、底部33のうち放熱材50が接触する部分に形成されている。本実施形態では、凹凸部36は、底部33のうち段差部34を除いた領域に形成されている。凹凸部36は、例えば底部33を紙やすり等で擦る等の処理や、底部33に光を照射する処理等、底部33の表面を粗くする処理によって底部33に設けられている。
The concavo-
また、放熱材50は、凹凸部36に接触している。上述のように、放熱材50としてゲルを採用した場合はゲルが凹凸状の凹部にまで入り込むので、ゲルと下ケース30との接触面積が増大する。なお、放熱材50としてゲルではなく他の素材が用いられる場合、放熱材50を凹凸状に合わせて変形させることで凹凸部36の全体に放熱材50を接触させることができる。
Further, the
以上説明したように、下ケース30の底部33に凹凸部36が設けられていないものに対して、下ケース30に対する放熱材50の接触面積が増大する。したがって、放熱材50から下ケース30への放熱性をさらに向上させることができる。
As described above, the contact area of the
(第4実施形態)
本実施形態では、第2実施形態と異なる部分について説明する。図5に示されるように、本実施形態に係る放熱材50は、絶縁性を有し、かつ、熱伝導性を有するフィラー51を含有したゲルである。フィラー51は、放熱性を高めるために高熱伝導性のものが好ましい。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, parts different from the second embodiment will be described. As FIG. 5 shows, the
これによると、放熱材50の絶縁性によって下ケース30と基板10との絶縁性を確保することができる。また、フィラー51によって基板10から下ケース30への放熱性を向上させることができる。
According to this, the insulation between the
(第5実施形態)
本実施形態では、第3、第4実施形態と異なる部分について説明する。図6に示されるように、放熱材50としてフィラー51を含有したゲルが用いられると共に、下ケース30として底部33に凹凸部36が設けられたものが用いられている。このように、フィラー51と凹凸部36との組み合わせにより、放熱材50を介した放熱性をさらに向上させることができる。
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, parts different from the third and fourth embodiments will be described. As shown in FIG. 6, a gel containing a
(他の実施形態)
上記各実施形態で示された電子装置1の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、上記各実施形態で示された貫通電極部15の構成、数、及び配置位置は一例である。
(Other embodiments)
The configuration of the
また、バネ部42の形状は、貫通電極部15を下ケース30側に押し込むことができる形状であれば他の形状でも良い。図7に示されるように、バネ部42の先端がU字状に曲げられていると共にU字部の一端が上ケース40に固定され、他端が貫通電極部15に接触するものでも良い。一方、図8に示されるように、バネ部42の先端がJ字状に曲げられていると共に、J字部のうち曲げられた部分が貫通電極部15に接触するものでも良い。
Further, the shape of the
図7及び図8に示されたバネ部42は、上ケース40のうち基板10の一面11に対向する面に固定されており、基板10の一面11に垂直な方向に貫通電極部15を押さえ付ける形状になっている。このため、基板10の一面11において回路素子13、14等の電子部品の実装面積を増やすことができると共に、電子部品の配置の自由度も向上させることができる。
The
なお、図7及び図8に示されるように、基板10の他面12に配線パターン18が形成されていても良い。また、図8に示された構成では、下ケース30に貫通孔37が形成され、上ケース40に突起部43が設けられた構成になっている。さらに、下ケース30の内部サイズが、上ケース40の外部サイズと同等になっている。このため、上ケース40の開口部を閉じるように下ケース30の開口部を上ケース40の開口部に嵌め込むと共に突起部43を貫通孔35に嵌め込んで下ケース30と上ケース40とを一体化することが可能になっている。このような構成も、下ケース30と上ケース40との一体化の一例である。図7及び図8では、回路素子13、14を省略している。
As shown in FIGS. 7 and 8, a
さらに、電子装置1は、ECUに限られず、基板10を収容した装置として目的に応じた機能を有するように構成されていれば良い。
Furthermore, the
10 基板
15 貫通電極部
17 配線パターン
20 ケース
21 中空部
30 下ケース
33 底部
40 上ケース
42 バネ部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
基準電位とされる配線パターン(17)が形成された一面(11)と、この一面(11)の反対側の他面(12)と、を有しており、前記中空部(21)において前記他面(12)側が前記下ケース(30)の底部(33)に向けられた状態で当該底部(33)に配置された基板(10)と、
を備え、
前記基板(10)は、前記一面(11)から前記他面(12)までを貫通すると共に、前記配線パターン(17)に電気的に接続された貫通電極部(15)を有しており、
前記下ケース(30)は、前記底部(33)の一部が前記貫通電極部(15)に接触することで当該貫通電極部(15)を介して前記配線パターン(17)に電気的に接続されており、
前記上ケース(40)は、前記中空部(21)のうち前記基板(10)の一面(11)側に位置すると共に前記貫通電極部(15)に接触するバネ部(42)を有しており、さらに、前記基板(10)の一面(11)の上方から前記下ケース(30)の底部(33)側に移動して前記下ケース(30)に一体化されることにより、前記バネ部(42)によって前記貫通電極部(15)を前記下ケース(30)の底部(33)に押さえ付けると共に前記貫通電極部(15)を介して前記配線パターン(17)に電気的に接続されることを特徴とする電子装置。 A case (20) which constitutes a hollow portion (21) by integrating the lower case (30) and the upper case (40) made of metal;
It has one surface (11) on which a wiring pattern (17) to be a reference potential is formed and the other surface (12) opposite to the one surface (11), and the hollow portion (21) A substrate (10) disposed on the bottom (33) in a state where the other surface (12) side is directed to the bottom (33) of the lower case (30);
With
The substrate (10) has a through electrode portion (15) that penetrates from the one surface (11) to the other surface (12) and is electrically connected to the wiring pattern (17).
The lower case (30) is electrically connected to the wiring pattern (17) through the through electrode portion (15) when a part of the bottom portion (33) is in contact with the through electrode portion (15). Has been
The upper case (40) has a spring portion (42) that is located on the one surface (11) side of the substrate (10) in the hollow portion (21) and that contacts the through electrode portion (15). Furthermore, the spring portion is moved from the upper surface (11) of the substrate (10) to the bottom (33) side of the lower case (30) and integrated with the lower case (30). The through electrode portion (15) is pressed against the bottom portion (33) of the lower case (30) by (42) and is electrically connected to the wiring pattern (17) through the through electrode portion (15). An electronic device characterized by that.
前記放熱材(50)は、前記凹凸部(36)に接触していることを特徴とする請求項2に記載の電子装置。 The bottom part (33) of the lower case (30) has an uneven part (36) roughened into an uneven part,
The electronic device according to claim 2, wherein the heat dissipating material (50) is in contact with the uneven portion (36).
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