JP2018064120A

JP2018064120A - 電子制御装置

Info

Publication number: JP2018064120A
Application number: JP2017247200A
Authority: JP
Inventors: 真洋岡田; Masahiro Okada; 至田辺; Itaru Tanabe
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2018-04-19

Abstract

【課題】従来技術は、発熱体と放熱先筐体との間に熱伝導性弾性部材を介して放熱する構造となっているが、熱伝導性弾性部材をより薄くして熱抵抗を下げて放熱性をより向上させる点を考慮していない。また、熱伝導性弾性部材を薄くすることによって振動発生時等に起こり得る発熱体と放熱先筐体の接触・干渉による発熱体の故障・破損について考慮していない。【解決手段】発熱体の上面から筐体に放熱する放熱構造において、放熱先筐体に突起部を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は電子制御装置に関し、特に車両用電子制御装置に搭載される発熱部品の放熱構造に関する。

本技術分野の背景技術として、特許文献１がある。この公報には、「一方の面に発熱体が実装された基板と、前記発熱体の前記一方の面側とは反対側の面に熱伝導性弾性部材を介して当接する放熱部材と、前記基板及び前記放熱部材が接着された筐体」が開示されている。

特開２０１２−２５３１３５号公報

従来技術は、発熱体と放熱先筐体との間に熱伝導性弾性部材を介して放熱する構造となっているが、熱伝導性弾性部材の厚さによる熱抵抗によって、放熱性が低下する点について何ら考慮していない。また、熱伝導性弾性部材を薄くすることによって振動発生時等に起こり得る発熱体と放熱先筐体の接触・干渉による発熱体の故障・破損について考慮していない。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、発熱体の上面から筐体に放熱する放熱構造において、放熱先筐体に突起部を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、発熱体と放熱先筐体との間の熱伝導性弾性部材をより薄くし熱抵抗を低減させることができ、かつ、振動時に発生しうる発熱体と放熱先筐体の接触・干渉による故障・破損を防止でき、放熱性が高く、かつ、信頼性が高い、放熱構造を提供できる。

本放熱構造の構成図の例である。本放熱構造の他の構成図の例である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。

本実施例では、電子制御装置１００の例を説明する。

図１は、本実施例の放熱構造の構成図の例である。

基板１０１上に発熱体１０２が搭載されており、発熱体１０２と向き合う形で放熱先筐体１０３が設置されており、前記筐体１０３には基板１０１に接触する放熱先筐体突起部１０４が設けられており、前記発熱体１０２と放熱先筐体１０３の間に発熱体１０２で発生した熱を放熱先筐体１０３に伝達するための熱伝導性弾性部材１０５が充填された構成となっている。

本構造の放熱経路は、まず発熱体１０２で発生した熱は、熱伝導性弾性部材１０５を介して、放熱先筐体１０３に伝達され、外部に放出する。

一般に放熱先筐体１０３は金属（例えば、アルミダイキャストや鉄板）で構成されているため熱伝導性が良い。しかしながら、放熱経路にある熱伝導性弾性部材１０５は、たとえば、シリコン接着剤など金属に比べると熱抵抗が高く放熱性が劣る材料が使用される。これは、熱伝導性弾性部材１０５は、発熱体１０３と放熱先筐体１０３の間の隙間を埋めるように充填しされるため、シリコン接着剤のような粘性のある部材を使わなければならないためである。このように、熱伝導性弾性部材１０５は、発熱体１０２で発生した熱を効率よく外部に放出するうえで阻害要素となってしまう。

熱伝導性部材１０５の熱抵抗を下げ、熱伝導性を良くするためには、発熱体１０２と放熱先筐体１０３の間の隙間を小さくしなければならない。

しかしながら、発熱体１０２と放熱先筐体１０３の隙間を小さくすると以下の課題が発生する。

例えば、本放熱構造を自動車用制御装置等の電子制御装置に使用した場合、走行時の振動発生により、基板１０１がたわみ、発熱体１０２が放熱先筐体１０３に接触する恐れがある。一般に発熱体１０２は、パワー素子等の電子部品であることが多いため、これらの電子部品は金属で構成されている放熱先筐体１０３に振動で接触すると破損したり、故障したりする可能性が非常に高い。これは、例えば、自動車用制御装置など、人命の安全性に関わるアプリケーションで使用する場合、非常に大きな問題となる。

本課題について従来技術では、発熱体１０２と放熱先筐体１０３の間の隙間を十分にとり、振動等の影響で発熱体１０２と放熱先筐体１０３が接触しないようにしていたが、これでは、発熱体１０２と放熱先筐体１０３の間に充填される熱伝導性弾性部材１０５が厚くなってしまい、熱抵抗が悪化し、十分な放熱性能が得られない恐れがあった。

本放熱構造においては、放熱先筐体１０３に発熱体１０２を取り囲むように放熱先筐体突起部１０４を設けている。とくに発熱体高さ寸法Ｈ１１０６と、放熱先筐体高さ寸法Ｈ２１０７の関係を、発熱体高さ寸法Ｈ１＜放熱先筐体高さ寸法Ｈ２となるようにすることで、振動等で基板１０１がたわんで変形しても、まず、放熱先筐体突起部１０４が支点となり、発熱体１０２が放熱先筐体１０３に接触することが無い。

特に発熱体高さ寸法Ｈ１と放熱先筐体高さ寸法Ｈ２の差を小さくすればするほど、間に充填される熱伝導性弾性部材１０５の厚さを薄くすることができるため、熱抵抗を飛躍的に小さくすることができる。

ここで、放熱先筐体突起部１０４は、基板１０１が変形の影響を抑えられる位置、他の電子部品が実装されていない位置に設けるとよい。

本実施例では、本構造の特徴を生かしさらに放熱性を向上できる放熱構造の例を説明する。

図２は、実施例２における放熱構造の構成図の例である。

図１の電子制御装置１００のうち、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。

本構造では、放熱先筐体突起部１０４を発熱体１０２の周囲を取り囲むように構成されている。

実施例１では、発熱体１０２と放熱先筐体１０３の間に熱伝導性弾性部材１０５を充填したが、本実施例では発熱体１０２を完全に覆うように、発熱体１０２の周囲に壁のように構成された放熱先筐体突起部１０４によって形成された空間に熱伝導性弾性部材２０１を完全に充填することを特徴とする。

本構造によれば、放熱先筐体突起部１０４によって空間が構成されるため、ここには熱伝導性弾性部材２０１を周囲に漏れることなく充填することができる。そのため熱伝導性弾性部材２０１は、例えば金属で構成される放熱先筐体１０３だけではなく、放熱先筐体突起部１０４にも接触することになるため、放熱経路が増え、さらに熱伝導性弾性部材２０１の熱抵抗が小さくなり、熱伝導性が良くなる効果を得ることができる。

１００電子制御装置
１０１基板
１０２発熱体
１０３放熱先筐体
１０４放熱先筐体突起部
１０５熱伝導性弾性部材
１０６発熱体高さ寸法Ｈ１
１０７発熱体高さ寸法Ｈ２
２００電子制御装置
２０１熱伝導性弾性部材

Claims

発熱体を実装する基板と、
前記基板を内部に固定する筐体と、
前記発熱体と前記筐体とを熱的に接続する放熱材と、を備える電子制御装置において、
前記筐体は、前記基板に対向する突起部を備え、
前記放熱材は前記発熱体と前記筐体との間に設けられ、
前記発熱体の高さ寸法より、突起部の寸法が長くなることで、前記発熱体と前記筐体との間に前記発熱体の高さ寸法より狭い隙間が形成され、
前記隙間に前記放熱材が設けられ、
前記突起部は、前記基板側から前記筐体側に向かうにつれて幅が太くなることを特徴とすることを特徴とする電子制御装置。
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記突起部が前記発熱体の周囲を覆っていることを特徴とする電子制御装置。
請求項２において、前記放熱材は熱伝導性弾性部材であり、前記突起部によって形成された空間に、前記熱伝導性弾性部材が充填されていることを特徴とする電子制御装置。