JP2020202297A

JP2020202297A - Electronic controller for vehicle

Info

Publication number: JP2020202297A
Application number: JP2019108334A
Authority: JP
Inventors: 秀一滝岡; Shuichi Takioka
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2020-12-17

Abstract

To radiate heat, generated from a heat-generating electronic component, more efficiently to the outside of a housing case.SOLUTION: An electronic controller for vehicle 10 includes a heat-generating electronic component 12, a board 11 mounting the heat-generating electronic component 12, a housing case 16 for housing the heat-generating electronic component 12 and the board 11, an encapsulation resin 17 for encapsulating the heat-generating electronic component 12 and the board 11 in the housing case 16, and a heat spreader 20 being encapsulated partially by the encapsulation resin 17, and introducing the heat generated by the heat-generating electronic component 12 to the outside of the housing case 16. The heat spreader 20 has hook parts 25, 26 to be hooked to the edge of the board 11, and a heat transmission part 27 exposed from the housing case 16 to the outside integrally.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、収容ケース内に封止樹脂を充填することによって、収容ケース内に基板及び発熱性電子部品を封止する車両用電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device for a vehicle that seals a substrate and heat-generating electronic components in a storage case by filling the storage case with a sealing resin.

車両用電子制御装置のなかには、自動二輪車や自動四輪車等の車両に搭載されるものがある。このような車両用電子制御装置は、防水機能や防塵機能を確保し耐衝撃性や耐振動性を高めるために、収容ケース内に基板及び発熱性電子部品を封止樹脂によって封止している。発熱性電子部品が発生した熱は、収容ケース内に充填された封止樹脂を介して収容ケースに伝わり、この収容ケースから外部へ放散される。この種の車両用電子制御装置は、例えば特許文献１によって知られている。 Some electronic control devices for vehicles are mounted on vehicles such as motorcycles and four-wheeled vehicles. In such an electronic control device for vehicles, a substrate and heat-generating electronic components are sealed in a housing case with a sealing resin in order to secure a waterproof function and a dustproof function and to improve impact resistance and vibration resistance. .. The heat generated by the heat-generating electronic component is transmitted to the storage case via the sealing resin filled in the storage case, and is dissipated from the storage case to the outside. This type of electronic control device for vehicles is known, for example, in Patent Document 1.

特許文献１に開示されている車両用電子制御装置は、金属製の熱拡散カバーを備える。この熱拡散カバーは、発熱部品（発熱性電子部品）から所定の間隔を有して発熱部品を覆った状態で、基板の実装面に取り付けられるとともに、収容ケースの内部に充填された封止樹脂によって、基板及び発熱部品と共に収容ケース内に封止されている。 The vehicle electronic control device disclosed in Patent Document 1 includes a metal heat diffusion cover. This heat diffusion cover is attached to the mounting surface of the substrate in a state of covering the heat generating parts at a predetermined distance from the heat generating parts (heating electronic parts), and is a sealing resin filled inside the storage case. Is sealed in the housing case together with the substrate and heat generating parts.

発熱部品が発生した熱は、熱拡散カバー内の封止樹脂を介して熱拡散カバーに集まる。熱拡散カバーに伝わった熱は、この熱拡散カバーを封止している外周囲の封止樹脂を介して収容ケースに伝わり、この収容ケースから外部に放散される。 The heat generated by the heat generating parts is collected in the heat diffusion cover via the sealing resin in the heat diffusion cover. The heat transferred to the heat diffusion cover is transferred to the storage case via the sealing resin around the outside that seals the heat diffusion cover, and is dissipated to the outside from this storage case.

しかし、熱を熱拡散カバーから周囲の封止樹脂を介して、収容ケースの外部に放散するものであるから、熱を収容ケースの外部へ放散する、放熱効率を高める上で、更なる改良の余地がある。例えば、収容ケースの外面をヒートシンクに重ねた場合であっても、収容ケース内部の封止樹脂が熱抵抗となるので、放熱効率を高める上で不利である。また、拡散カバーにヒートシンクを直接に接触させる構成とした場合には、このヒートシンクが封止樹脂によって封止されるので、熱を外部に放散する上で不利である。 However, since the heat is dissipated from the heat diffusion cover to the outside of the accommodating case through the surrounding sealing resin, the heat is dissipated to the outside of the accommodating case, which is further improved in order to improve the heat dissipation efficiency. There is room. For example, even when the outer surface of the storage case is superposed on the heat sink, the sealing resin inside the storage case becomes a thermal resistance, which is disadvantageous in improving the heat dissipation efficiency. Further, when the heat sink is directly contacted with the diffusion cover, the heat sink is sealed by the sealing resin, which is disadvantageous in dissipating heat to the outside.

特開２０１５−０５０２７４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-05274

本発明は、発熱性電子部品が発生した熱を収容ケースの外部へ、より効率良く放散する技術を、提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a technique for more efficiently dissipating the heat generated by a heat-generating electronic component to the outside of a storage case.

本発明では、
発熱性電子部品と、
前記発熱性電子部品が実装されている基板と、
前記発熱性電子部品及び前記基板を収容する収容ケースと、
前記発熱性電子部品及び前記基板を前記収容ケース内に封止する封止樹脂と、
を有している車両用電子制御装置において、
前記封止樹脂によって一部が封止されるとともに、前記発熱性電子部品が発生した熱を前記収容ケースの外部へ誘導するヒートスプレッダを備え、
前記ヒートスプレッダは、前記基板の縁に掛け止める掛け止め部と、前記収容ケースから外方へ露出する伝熱部と、を一体に有している、
ことを特徴とする車両用電子制御装置が提供される。 In the present invention
With heat-generating electronic components
The board on which the heat-generating electronic component is mounted and
A storage case for accommodating the heat-generating electronic component and the substrate,
A sealing resin that seals the heat-generating electronic component and the substrate in the storage case,
In the electronic control device for vehicles that has
A heat spreader is provided, which is partially sealed by the sealing resin and guides the heat generated by the heat-generating electronic component to the outside of the storage case.
The heat spreader integrally has a hooking portion for hanging on the edge of the substrate and a heat transfer portion exposed to the outside from the storage case.
An electronic control device for a vehicle is provided.

本発明では、発熱性電子部品が発生した熱をヒートスプレッダによって収容ケースの外部へ、より効率良く放散することができる。しかも、基板の縁に掛け止め部を掛け止めることによって、基板にヒートスプレッダを仮組みすることができる。このため、発熱性電子部品が実装されている基板と共にヒートスプレッダを収容ケースに収納し、封止樹脂によって収容ケース内に容易に封止することができる。 In the present invention, the heat generated by the heat-generating electronic component can be more efficiently dissipated to the outside of the storage case by the heat spreader. Moreover, the heat spreader can be temporarily assembled on the substrate by hooking the hooking portion on the edge of the substrate. Therefore, the heat spreader can be housed in the storage case together with the substrate on which the heat-generating electronic components are mounted, and can be easily sealed in the storage case by the sealing resin.

本発明による車両用電子制御装置の構成図である。It is a block diagram of the electronic control device for a vehicle by this invention. 図１に示される車両用電子制御装置の組立手順を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the assembly procedure of the electronic control device for a vehicle shown in FIG.

本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。図１（ａ）は、車両用電子制御装置１０の断面構成を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示されるヒートスプレッダ２０の斜視図である。 A mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1A shows a cross-sectional configuration of the vehicle electronic control device 10. FIG. 1B is a perspective view of the heat spreader 20 shown in FIG. 1A.

図１（ａ）に示されるように、車両用電子制御装置１０は、基板１１と発熱性電子部品１２及び非発熱性電子部品１３，１４とコネクタ１５と収容ケース１６と封止樹脂１７とを有している。 As shown in FIG. 1A, the vehicle electronic control device 10 includes a substrate 11, a heat-generating electronic component 12, non-heat-generating electronic components 13 and 14, a connector 15, a housing case 16, and a sealing resin 17. Have.

基板１１（例えばプリント基板１１）は、材質を特に限定されるものではなく、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料である。この基板１１には、発熱性電子部品１２と非発熱性電子部品１３，１４とコネクタ１５とが実装されている。詳しく述べると、基板１１の第１実装面１１ａには、発熱性電子部品１２及び非発熱性電子部品１３が実装されている。基板１１の第２実装面１１ｂには、非発熱性電子部品１４及びコネクタ１５が実装されている。 The material of the substrate 11 (for example, the printed circuit board 11) is not particularly limited, and is a resin material such as an epoxy resin. A heat-generating electronic component 12, non-heat-generating electronic components 13 and 14, and a connector 15 are mounted on the substrate 11. More specifically, the heat-generating electronic component 12 and the non-heat-generating electronic component 13 are mounted on the first mounting surface 11a of the substrate 11. A non-heating electronic component 14 and a connector 15 are mounted on the second mounting surface 11b of the substrate 11.

発熱性電子部品１２は、動作することによる発熱量が多く積極的に放熱する必要がある電子部品、例えばパワー半導体モジュールによって構成される。非発熱性電子部品１３，１４（他の電子部品１３，１４）は、消費電力が比較的少ない電子部品である。この消費電力が比較的少ない非発熱性電子部品１２は、放熱量が少なく放熱対策を必要としない一般的な部品であり、特に種類を問わない。 The heat-generating electronic component 12 is composed of an electronic component that generates a large amount of heat due to operation and needs to actively dissipate heat, for example, a power semiconductor module. The non-heat-generating electronic components 13, 14 (other electronic components 13, 14) are electronic components that consume relatively little power. The non-heat-generating electronic component 12 having relatively low power consumption is a general component having a small amount of heat dissipation and does not require heat dissipation measures, and is not particularly limited in type.

収容ケース１６は、樹脂材料によって構成されており、外部に開放した開口部１６ａを一端に有した袋状の構成である。この収容ケース１６は、基板１１と発熱性電子部品１２と非発熱性電子部品１３，１４とコネクタ１５とを収容している。コネクタ１５の一部は、開口部１６ａから外部に突出している。封止樹脂１７は、基板１１と発熱性電子部品１２と非発熱性電子部品１３，１４とコネクタ１５とを、収容ケース１６内に封止している。 The storage case 16 is made of a resin material and has a bag-like structure having an opening 16a open to the outside at one end. The storage case 16 houses the substrate 11, the heat-generating electronic components 12, the non-heat-generating electronic components 13, 14 and the connector 15. A part of the connector 15 projects outward from the opening 16a. The sealing resin 17 seals the substrate 11, the heat-generating electronic component 12, the non-heat-generating electronic components 13, 14 and the connector 15 in the housing case 16.

車両用電子制御装置１０は、発熱性電子部品１２が発生した熱を収容ケース１６の外部へ誘導するヒートスプレッダ２０を備えている。このヒートスプレッダ２０は、アルミニウム合金等の熱伝導性に優れた板材によって構成される。 The vehicle electronic control device 10 includes a heat spreader 20 that guides the heat generated by the heat-generating electronic component 12 to the outside of the storage case 16. The heat spreader 20 is made of a plate material having excellent thermal conductivity such as an aluminum alloy.

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、ヒートスプレッダ２０は、スプレッダ基板部２１と、このスプレッダ基板部２１に一体に有している掛け止め部２５，２６と伝熱部２７と、によって構成されている。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the heat spreader 20 includes a spreader substrate portion 21, hooking portions 25, 26 and a heat transfer portion 27 integrally provided on the spreader substrate portion 21. And is composed of.

前記スプレッダ基板部２１は、平面視略矩形状の平坦な平板状の構成である。このスプレッダ基板部２１の板面は、基板１１のなかの発熱性電子部品１２を実装している第１実装面１１ａの少なくとも一部（好ましくは全部）に重ね合わされている。このスプレッダ基板部２１は、発熱性電子部品１２の少なくとも一部（好ましくは全部）を覆うカバー部２２と、非発熱性電子部品１２から離間する離間部２３とを一体に有している。 The spreader substrate portion 21 has a flat flat plate-like structure having a substantially rectangular shape in a plan view. The plate surface of the spreader substrate portion 21 is superposed on at least a part (preferably all) of the first mounting surface 11a on which the heat-generating electronic component 12 is mounted in the substrate 11. The spreader substrate portion 21 integrally includes a cover portion 22 that covers at least a part (preferably all) of the heat-generating electronic component 12, and a separating portion 23 that is separated from the non-heating electronic component 12.

カバー部２２は、発熱性電子部品１２を覆うカップ状の構成であり、底面２２ａを有している。この底面２２ａは、放熱シートや放熱グリース等の熱伝導性に優れた伝熱材２４を介して発熱性電子部品１２に接している。発熱性電子部品１２からカバー部２２へ伝熱材２４によって効率よく熱伝達をすることができる。 The cover portion 22 has a cup-shaped structure that covers the heat-generating electronic component 12, and has a bottom surface 22a. The bottom surface 22a is in contact with the heat-generating electronic component 12 via a heat transfer material 24 having excellent thermal conductivity such as a heat-dissipating sheet or heat-dissipating grease. Heat can be efficiently transferred from the heat-generating electronic component 12 to the cover portion 22 by the heat transfer material 24.

離間部２３は、例えばスプレッダ基板部２１を貫通した貫通孔によって構成される。非発熱性電子部品１２と離間部２３の縁との間には隙間を有する。このため、発熱性電子部品１２が発生した熱は、スプレッダ基板部２１から非発熱性電子部品１３に伝わる心配はない。 The separating portion 23 is formed of, for example, a through hole penetrating the spreader substrate portion 21. There is a gap between the non-heating electronic component 12 and the edge of the separating portion 23. Therefore, there is no concern that the heat generated by the heat-generating electronic component 12 is transferred from the spreader substrate portion 21 to the non-heat-generating electronic component 13.

前記掛け止め部２５，２６は基板１１の縁に掛け止めるものである。掛け止め部２５，２６のなかの、一方を第１掛け止め部２５と言い、他方を第２掛け止め部２６と言う。第１掛け止め部２５は、基板１１の一方の縁に掛け止めるための、弾性を有した断面Ｕ字状の弾性腕によって構成されている。第２掛け止め部２６は、基板１１の他方の縁に掛け止めるための、弾性を有した断面Ｕ字状の弾性腕によって構成されている。 The hooking portions 25 and 26 are hooked to the edge of the substrate 11. Of the hooking portions 25 and 26, one is referred to as a first hooking portion 25 and the other is referred to as a second hooking portion 26. The first hooking portion 25 is composed of an elastic arm having an elastic U-shaped cross section for hooking on one edge of the substrate 11. The second hooking portion 26 is composed of an elastic arm having an elastic U-shaped cross section for hanging on the other edge of the substrate 11.

ヒートスプレッダ２０の一部（伝熱部２７を除いた部分）は、基板１１と共に収容ケース１６に収容されるとともに、封止樹脂１７によって収容ケース１６内に封止されている。伝熱部２７は、スプレッダ基板部２１の縁から収容ケース１６の外方へ露出するように延びている。詳しく述べると、伝熱部２７は、収容ケース１６に収容されているスプレッダ基板部２１の縁から、収容ケース１６の開口部１６ａを通って外部に突出し、さらに収容ケース１６の外面１６ｂに沿って、スプレッダ基板部２１の板面方向に屈曲している。この屈曲した部分２７ａのことを、「放熱部分２７ａ」と言う。この放熱部分２７ａは、ヒートシンク３０に重ねられることが好ましい。この放熱部分２７ａの形状は、例えば平板状やコルゲート状（波形状）である。 A part of the heat spreader 20 (a portion excluding the heat transfer portion 27) is housed in the storage case 16 together with the substrate 11, and is sealed in the storage case 16 by the sealing resin 17. The heat transfer portion 27 extends from the edge of the spreader substrate portion 21 so as to be exposed to the outside of the storage case 16. More specifically, the heat transfer portion 27 projects outward from the edge of the spreader substrate portion 21 housed in the storage case 16 through the opening 16a of the storage case 16, and further along the outer surface 16b of the storage case 16. , The spreader substrate portion 21 is bent in the plate surface direction. This bent portion 27a is referred to as a "heat dissipation portion 27a". The heat radiating portion 27a is preferably overlapped with the heat sink 30. The shape of the heat radiating portion 27a is, for example, a flat plate shape or a corrugated shape (wave shape).

発熱性電子部品１２が発生した熱は、伝熱材２４を介してカバー部２２に伝わり、このカバー部２２からスプレッダ基板部２１を通って伝熱部２７に伝わり、さらにこの伝熱部の放熱部分２７ａからヒートシンク３０に伝わって、ヒートシンク３０から大気に放散される。このため、発熱性電子部品１２が発生した熱をヒートスプレッダ２０によって収容ケース１６の外部へ、より効率良く放散することができる。 The heat generated by the heat-generating electronic component 12 is transmitted to the cover portion 22 via the heat transfer material 24, is transmitted from the cover portion 22 to the heat transfer portion 27 through the spreader substrate portion 21, and further dissipates heat from the heat transfer portion. It is transmitted from the portion 27a to the heat sink 30 and is dissipated from the heat sink 30 to the atmosphere. Therefore, the heat generated by the heat-generating electronic component 12 can be more efficiently dissipated to the outside of the housing case 16 by the heat spreader 20.

次に、車両用電子制御装置１０の組立手順について、図２を参照しつつ説明する。
先ず、図２（ａ）に示されるようにヒートスプレッダ２０を準備する。次に、このヒートスプレッダ２０のカバー部２２の底面２２ａに伝熱材２４を入れる。次に、図２（ｂ）に示されるように、発熱性電子部品１２、非発熱性電子部品１３，１４及びコネクタ１５を実装した基板１１の一方の縁に、ヒートスプレッダ２０の第１掛け止め部２５に引っ掛ける。その後に、基板１１の他方の縁に、ヒートスプレッダ２０の第２掛け止め部２６を掛け止める。この結果、図２（ｃ）に示されるように、ヒートスプレッダ２０は基板１１に掛け止められて仮組みされる。つまり一体化する。 Next, the assembly procedure of the vehicle electronic control device 10 will be described with reference to FIG.
First, the heat spreader 20 is prepared as shown in FIG. 2 (a). Next, the heat transfer material 24 is put into the bottom surface 22a of the cover portion 22 of the heat spreader 20. Next, as shown in FIG. 2B, the first hooking portion of the heat spreader 20 is mounted on one edge of the substrate 11 on which the heat-generating electronic components 12, the non-heating electronic components 13, 14 and the connector 15 are mounted. Hook on 25. After that, the second hooking portion 26 of the heat spreader 20 is hooked on the other edge of the substrate 11. As a result, as shown in FIG. 2C, the heat spreader 20 is hooked on the substrate 11 and temporarily assembled. That is, they are integrated.

次に、図２（ｃ）に示されるように、互いに一体化されている基板１１及びヒートスプレッダ２０を収容ケース１６に挿入し、図２（ｄ）に示されるように、収容ケース１６にセットする。このときに、ヒートスプレッダ２０の伝熱部２７は、収容ケース１６に収容されているスプレッダ基板部２１の縁から、収容ケース１６の開口部１６ａを通って外部に突出している。伝熱部２７の放熱部分２７ａは、収容ケース１６の外面１６ｂに沿いつつ、この外面１６ｂに接している。 Next, as shown in FIG. 2 (c), the substrate 11 and the heat spreader 20 integrated with each other are inserted into the storage case 16 and set in the storage case 16 as shown in FIG. 2 (d). .. At this time, the heat transfer portion 27 of the heat spreader 20 projects from the edge of the spreader substrate portion 21 housed in the storage case 16 to the outside through the opening 16a of the storage case 16. The heat radiating portion 27a of the heat transfer portion 27 is in contact with the outer surface 16b along the outer surface 16b of the storage case 16.

次に、図２（ｄ）に示されるように、収容ケース１６に溶融した封止樹脂１７を収容ケース１６に充填する。この封止樹脂１７が固化することによって、互いに一体化されている基板１１及びヒートスプレッダ２０が収容ケース１６内に封止されて、車両用電子制御装置１０が完成する。 Next, as shown in FIG. 2D, the storage case 16 is filled with the sealing resin 17 melted in the storage case 16. When the sealing resin 17 is solidified, the substrate 11 and the heat spreader 20 integrated with each other are sealed in the housing case 16, and the electronic control device 10 for a vehicle is completed.

以上の説明から明らかなように、基板１１の縁に掛け止め部２５，２６を掛け止めることによって、基板１１にヒートスプレッダ２０を仮組みすることができる。このため、発熱性電子部品１２が実装されている基板１１と共にヒートスプレッダ２０を収容ケース１６に収納し、封止樹脂１７によって収容ケース１６内に容易に封止することができる。 As is clear from the above description, the heat spreader 20 can be temporarily assembled on the substrate 11 by hooking the hooking portions 25 and 26 on the edge of the substrate 11. Therefore, the heat spreader 20 can be housed in the storage case 16 together with the substrate 11 on which the heat-generating electronic component 12 is mounted, and can be easily sealed in the storage case 16 by the sealing resin 17.

本発明の車両用電子制御装置１０は、自動二輪車の燃料噴射制御装置に好適である。 The vehicle electronic control device 10 of the present invention is suitable for a fuel injection control device for a motorcycle.

１０…車両用電子制御装置、１１…基板、１２…発熱性電子部品、１３…非発熱性電子部品、１５…コネクタ、１６…収容ケース、１６ａ…開口部、１７…封止樹脂、２０…ヒートスプレッダ、２５，２６…掛け止め部、２７…伝熱部。 10 ... Electronic control device for vehicles, 11 ... Substrate, 12 ... Heat-generating electronic components, 13 ... Non-heating electronic components, 15 ... Connector, 16 ... Storage case, 16a ... Opening, 17 ... Sealing resin, 20 ... Heat spreader , 25, 26 ... Hooking part, 27 ... Heat transfer part.

Claims

発熱性電子部品と、
前記発熱性電子部品が実装されている基板と、
前記発熱性電子部品及び前記基板を収容する収容ケースと、
前記発熱性電子部品及び前記基板を前記収容ケース内に封止する封止樹脂と、
を有している車両用電子制御装置において、
前記封止樹脂によって一部が封止されるとともに、前記発熱性電子部品が発生した熱を前記収容ケースの外部へ誘導するヒートスプレッダを備え、
前記ヒートスプレッダは、前記基板の縁に掛け止める掛け止め部と、前記収容ケースから外方へ露出する伝熱部と、を一体に有している、
ことを特徴とする車両用電子制御装置。 With heat-generating electronic components
The board on which the heat-generating electronic component is mounted and
A storage case for accommodating the heat-generating electronic component and the substrate,
A sealing resin that seals the heat-generating electronic component and the substrate in the storage case,
In the electronic control device for vehicles that has
A heat spreader is provided, which is partially sealed by the sealing resin and guides the heat generated by the heat-generating electronic component to the outside of the storage case.
The heat spreader integrally has a hooking portion for hanging on the edge of the substrate and a heat transfer portion exposed to the outside from the storage case.
An electronic control device for vehicles characterized by this.