JP6088461B2 - 制御装置の放熱構造 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置の放熱構造に関する。

従来、制御装置の放熱構造として、電子部品を実装したプリント基板を貫通するスルーホールを設け、当該スルーホールを介して電子部品の熱をプリント基板の実装面とは反対側の面に伝達し、反対側の面と外郭構造体との間を埋めた高熱伝導性材料を介して外郭構造体に伝達するようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平９−５５４５９号公報

しかしながら、かかる従来の制御装置の放熱構造では、スルーホールが電子部品の実装領域に設けられており、当該実装領域において電子部品の熱がプリント基板の実装面とは反対側の面に伝達されるようにしているため、プリント基板の電子部品を実装した面とは反対側の面が、もっぱら放熱経路として用いられることとなり、プリント基板の実装面を有効に用いられていなかった。

したがって、多くの電子部品を実装する場合には、少なくとも電子部品の実装領域分の面積を広くしたプリント基板を用いる必要があり、基板サイズの大型化が余儀なくされてしまう。

そこで、本発明は、電子部品の放熱性を確保しつつ、電子部品の実装面積の拡大やプリント基板の小型化を図ることのできる制御装置の放熱構造を得ることを目的とする。

本発明は、多層構造のプリント基板と、当該プリント基板を内包する第１の分割ケースおよび第２の分割ケースからなる外郭構造体と、を備えた制御装置において、前記プリント基板に実装した電子部品の熱を、当該プリント基板の実装面とは反対側の面から前記外郭構造体に伝達し、当該外郭構造体から外方に放熱する制御装置の放熱構造であって、前記プリント基板の電子部品の実装領域から当該プリント基板の実装禁止帯となる周縁部まで放熱パターンが延設されるとともに、当該周縁部に、前記放熱パターンから前記外郭構造体に伝熱する熱伝達部が設けられており、前記プリント基板は、ベース部を備えており、前記ベース部から外方に向かって順に、前記プリント基板の内層に形成される第１の導体層、プリプレグ層、前記実装面となる第２の導体層が積層されており、前記放熱パターンは、前記第１の導体層と同じ層に形成されており、前記プリプレグ層には、前記放熱パターンおよび第１の導体層が形成される層に向けて突出する突出部が形成されており、前記放熱パターンと前記第１の導体層とが前記突出部によって分離されており、前記電子部品の実装領域において、前記放熱パターンを前記電子部品の外形以上に大きくしたことを特徴とする。

本発明によれば、プリント基板の実装面に実装した電子部品の熱が、プリント基板の実装禁止帯となる周縁部まで延設した放熱パターンと、プリント基板の実装禁止帯となる周縁部に設けた熱伝達部と、を介してプリント基板を内包した外郭構造体に伝達されるため、プリント基板の実装禁止帯となる周縁部でプリント基板の反対側の面に電子部品の熱を伝達することができる。したがって、プリント基板は、電子部品の実装領域の反対側の面にも他の電子部品の実装が可能となり、電子部品の放熱性を確保しつつ、電子部品の実装面積の拡大やプリント基板の小型化を図ることができる。また、放熱パターンを第１の導体層と同じ層に形成することで、第２の導体層に実装された電子部品の熱を放熱パターンによって放熱させつつ、同層の他の領域を回路パターンとして用いることが可能となる。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる制御装置の放熱構造を適用した電子制御装置を斜め下方から見た外観斜視図である。 図２は、図１に示す電子制御装置を斜め下方から見た分解斜視図である。 図３は、本発明の第１実施形態にかかる制御装置の放熱構造で、電子部品を実装したプリント基板の平面図である。 図４は、図１中Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図である。 図５は、本発明の第１実施形態の変形例を示す図４に対応した断面図である。 図６は、本発明の第２実施形態にかかる制御装置の放熱構造で、図４に対応した断面図である。 図７は、本発明の第３実施形態にかかる制御装置の放熱構造で、図４に対応した断面図である。 図８は、本発明の第４実施形態にかかる制御装置の放熱構造で、図４に対応した断面図である。 図９は、本発明の第５実施形態にかかる制御装置の放熱構造で、図３に対応したプリント基板の平面図である。 図１０は、本発明の第６実施形態にかかる制御装置の放熱構造で、図３に対応したプリント基板の平面図である。 図１１は、本発明の第７実施形態にかかる制御装置の放熱構造で、図３に対応したプリント基板の平面図である。 図１２は、本発明の第８実施形態にかかる制御装置の放熱構造を適用した電子制御装置の底面図である。 図１３は、図１２中Ｂ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
本実施形態にかかる制御装置の放熱構造は、たとえば、図１に示す電子制御装置１に適用されている。この電子制御装置１は、図２に示すように、プリント基板２と、プリント基板２を内包するベース（第１の分割ケース）３１およびカバー（第２の分割ケース）３２とを有するケーシング（外郭構造体）３と、を備えている。なお、本実施形態では、矩形状に形成されたプリント基板２を用いているが、その形状は特に限定されるものではない。

また、電子制御装置１は、例えば自動車用のエンジン制御ユニットやステアリング制御ユニット或いはブレーキ制御ユニット等に使用され、自動車車体に取り付けられる。もちろん、この電子制御装置は、自動車用に限定されるものではない。

そして、図２および図３に示すように、プリント基板２には電子部品４が実装されている。この電子部品４としては、たとえば、エンジン制御ユニットでは、コンデンサ、コイル、トランジスタ、半導体素子などがある。そして、それら電子部品４のなかには、作動させることによって高い発熱性を呈するもの（たとえば、半導体素子やパワートランジスタおよびインバータなど）があり、図２では、便宜上、発熱性の高い電子部品４のみを示し、その他の電子部品は図示を省略している。

ベース３１およびカバー３２は、それぞれ耐熱性および放熱性に優れた材料、例えば、アルミ板、アルミダイキャスト、鉄などによって形成されている。そして、ベース３１およびカバー３２は、プリント基板２を内包できるように当該プリント基板２の外側形状にほぼ沿って形成されている。すなわち、本実施形態では、ベース３１およびカバー３２の両者を結合することで、全体的にほぼ直方体状となるケーシング３が形成される。

ベース３１は、図２に示すように、ほぼ矩形状をなす板材の短幅方向に対向する両側部３１ａ、３１ｂが、ケーシング３の内方に向けて谷折り方向に２段階で折曲されており、その先端面３１１が底面３１ｃと平行となって、プリント基板２の支持面およびプリント基板２からの受熱面とされている。

また、ベース３１の四隅部には、ケーシング３の内方に向けてエンボス加工して形成した固定面３１２を備えており、それら固定面３１２には取付用ねじ５を挿通する取付孔３１３がそれぞれ形成されている。さらに、ベース３１の長幅方向に対向する両側部３１ｄ、３１ｅのほぼ中央部には、電子制御装置１を車体等に取り付ける一対の取付ブラケット３１４が突設されている。

カバー３２は、側壁３２１が、矩形状となった天面３２ａの周縁部からプリント基板２およびベース３１の外周を囲繞するように垂設されている。この側壁３２１の内面には、基端側となる上方が幅狭となり、先端側となる下方が幅広となる段差部３２２がカバー３２の内壁の周囲に連続して形成されており、その段差部３２２の段差面３２２ａでプリント基板２の周縁部を押さえるようになっている。

また、周囲に巡らされた段差部３２２の四隅部には、ベース３１の固定面３１２の形成位置に対応して、段差面３２２ａを広げた押え面３２３が設けられ、その押え面３２３には、取付用ねじ５を螺合するねじ孔３２４が形成されている。このとき、ベース３１の固定面３１２とカバー３２の押え面３２３と取付用ねじ５とが、プリント基板２を固定する固定部Ｆとなる。なお、カバー３２の天面３２ａは、平坦ではなく、プリント基板２に実装される電子部品やその他の機能部品の突出形状にほぼ沿って凹凸形成されている。

そして、図４に示すように、ベース３１の支持面となる先端面３１１にプリント基板２の周縁部を載置した状態で、カバー３２をプリント基板２の上方から被せることにより、カバー３１の側壁３２１は、プリント基板２を内包した状態でベース３１の外周にほぼ密接して嵌合される。このとき、プリント基板２の周縁部は、ベース３１の先端面３１１とカバー３１の段差面３２２ａとの間に挟持された状態となる。

また、図２および図３に示すように、プリント基板２の四隅部には、ベース３１の取付孔３１３の形成位置に対応して取付用ねじ５を挿通する挿通孔２１が形成されている。そして、図２に示すように、ベース３２の下方から取付孔３１３に挿通した取付用ねじ５を、プリント基板２の挿通孔２１に挿通した後、カバー３２のねじ孔３２４に螺合させて締め付けることにより、プリント基板２は、ベース３１とカバー３２とに挟まれ、かつ、ケーシング３に内包された状態で固定される。

プリント基板２は、図４に示すように、多層構造をしており、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁樹脂材料をベース部２２とし、そのベース部２２の表裏面に配線回路層や絶縁層などを積層することで形成されている。本実施形態では、プリント基板２の電子部品４が実装される一般領域では、ベース部２２の表裏面から外方に向かって順に、第１の導体層２３、プリプレグ層２４、第２の導体層２５およびレジスト層２６が積層されている。

そして、上述した発熱性の高い電子部品４は、プリント基板２の片面側（図４中上面）の第２の導体層２５に実装されている。このとき、電子部品４の実装領域４Ｐは、予め、レジスト層２６が設けられない部分となっている。また、電子部品４の実装は、当該電子部品４のリード４１を半田４２によって第２の導体層２５にろう付けすることにより行われる。

また、プリント基板２の周縁部２Ｅは、上述したようにベース３１の先端面３１１と、カバー３２の段差面３２２ａおよび押え面３２３と、の間に挟持されるため、電子部品４を実装することができない実装禁止帯（図３中斜線部分で示す）となっている。

ところで、プリント基板２に実装した電子部品４に発生する熱は、一旦、ケーシング３に伝達された後、当該ケーシング３から外方（大気中）に放出される。

ここで、本実施形態では、図３および図４に示すように、プリント基板２の電子部品４の実装領域４Ｐからプリント基板２の実装禁止帯となる周縁部２Ｅまで放熱パターン６を延設するとともに、その周縁部２Ｅに、放熱パターン６からケーシング３に伝熱する熱伝達部７を設けている。そして、電子部品４の熱が、放熱パターン６および熱伝達部７を介してケーシング３、つまり、本実施形態では、ベース３１の先端面３１１に伝達されるようにしている。このように、先端面３１１がベース３１の受熱部分となっている。

このとき、放熱パターン６は、プリント基板２の第１の導体層２３と同じ層に形成されることにより、その放熱パターン６は、プリント基板２の内層に形成されるようになっている。したがって、放熱パターン６は、プリント基板２の実装面となる第２の導体層２５から少なくとも２層目よりも基板内部側の層に設けられることになり、その放熱パターン６とプリント基板２の実装面となる第２の導体層２５との間には、熱遮断領域（熱遮断層）となるプリプレグ層２４を介在させている。プリプレグ層２４は、たとえば、補強材のガラス布に熱硬化性樹脂を含浸させることで形成されている。もちろん、放熱パターン６は、熱伝導率の高い材料、本実施形態では銅箔で形成されており、放熱パターン６は、同じ層内に設けられる第１の導体層２３とプリプレグ層２４により分離されている。本実施形態では、プリプレグ層２４に、放熱パターン６および第１の導体層２３が形成される層に向けて突出する突出部２４ａを形成し、この突出部２４ａによって、放熱パターン６と第１の導体層２３とを分離している。こうすれば、放熱パターン６に伝達された電子部品４の熱が第１の導体層２３に伝達されてしまうのが抑制され、より迅速に外部への放熱を行うことができる。また、第１の導体層２３の実装領域が電子部品４の熱による影響を受けてしまうのを抑制することもできる。

上述したように、放熱パターン６は、第１の導体層２３と同じ層に形成されており、プリント基板２に形成される他の回路パターンの形成層、つまり、上述した第２の導体層２５と異なる層に形成されている。

ここで、本実施形態では、熱伝達部７は、放熱パターン６に接触してプリント基板２の厚さ方向に貫通した熱伝達用の複数のスルーホール７１で形成している。スルーホール７１は、プリント基板２を貫通した貫通孔の内面にメッキ（銅）を施すことで形成されており、そのメッキ部分を介して熱伝達されるようになっている。

また、プリント基板２は、第２の導体層２５が電子部品４の実装面となり、その第２の導体層２５にレジスト層２６が設けられて絶縁されている。このため、複数のスルーホール７１が群をなして形成されたスルーホール形成領域７１Ｐには、レジスト層２６の非形成領域２６Ｐ、つまり、レジスト層２６が予め設けられない部分が設けられている。なお、そのレジスト層２６の非形成領域２６Ｐは、上述した電子部品４の実装領域４Ｐにも設けられている。

さらに、レジスト層２６の非形成領域２６Ｐは、両面に設けた第２の導体層２５と同じ層で、導体のベタ面２７として設けられる。ただし、非形成領域２６Ｐは、プリント基板２の周縁部分を含んでいる点で導体のベタ面２７とは異なっている。そして、スルーホール７１に伝達された熱は、ベース３１の先端面３１１に接触したスルーホール７１の端面およびベタ面２７からその先端面３１１に伝達される。

図３に示すように、放熱パターン６は、電子部品４の実装領域４Ｐでは、電子部品４の外形よりも大きく形成される。なお、放熱パターン６の電子部品４の実装領域４Ｐにおける形状は、電子部品４の外形とほぼ同一であってもよい。

また、図３に示すように、プリント基板２では、上述したように、取付用ねじ５が挿通される挿通孔２１がプリント基板２の固定部Ｆとなり、放熱パターン６は、少なくとも電子部品４の実装領域４Ｐから固定部Ｆの近傍まで延設されている。なお、放熱パターン６は、固定部Ｆまで直接延設されていてもよい。このように、放熱パターン６が、固定部Ｆまたは固定部Ｆの近傍まで延設される場合、電子部品４は、伝熱経路を短縮するために、その固定部Ｆの近傍に配置されることが好ましい。さらにまた、放熱パターン６は、連続して延出する一部６１を、プリント基板２の周縁部に所定幅ｗをもって連続的に巡らせてある。

以上の本実施形態によれば、プリント基板２の実装面に実装した電子部品４の熱は、プリント基板２の実装禁止帯となる周縁部２Ｅまで延設した放熱パターン６と、その周縁部２Ｅに設けた熱伝達部７と、を介して、プリント基板２を内包したベース３１の先端面３１１に伝達される（図４参照。なお、放熱パターン６の伝熱経路は矢印ａで示し、熱伝達部７の伝熱経路は矢印ｂで示している）。そして、ベース３１に伝達された電子部品４の熱は、矢印ｃに示すように、先端面３１１からベース３１の底面３１ｃに伝達されて外方に放出される。

したがって、本実施形態では、電子部品４の熱を外方に放出するにあたって、プリント基板２の実装禁止帯となる周縁部２Ｅを有効利用して、周縁部２Ｅでプリント基板２の反対面に電子部品４の熱を伝達することができる。これにより、プリント基板２は、電子部品４の実装領域４Ｐの反対面にも、他の電子部品の実装が可能な領域を設けることができ、電子部品４の放熱性を確保しつつ、電子部品４の実装面積の拡大やプリント基板２の小型化を図ることができる。

また、放熱パターン６をプリント基板２の内層に形成したので、プリント基板２の表面に設けられる実装面を広く確保できるようになり、プリント基板２をより小型化することができる。

さらに、放熱パターン６をプリント基板２の内層の一部に形成しつつ、放熱パターン６が形成される層と同じ層の他の領域に第１の導体層２３を形成したので、放熱パターン６として用いない領域を有効利用することができる。

また、熱遮断領域（熱遮断層）となるプリプレグ層２４に、放熱パターン６および第１の導体層２３が形成される層に向けて突出する突出部２４ａを形成し、この突出部２４ａによって、放熱パターン６と第１の導体層２３とを分離しているので、放熱パターン６に伝達された電子部品４の熱が第１の導体層２３に伝達されてしまうのを抑制することができる。その結果、より迅速に外部への放熱を行うことができる上、第１の導体層２３の実装領域が電子部品４の熱による影響を受けてしまうのを抑制することができるようになる。

さらに、熱伝達部７をスルーホール７１で形成したので、放熱パターン６に伝達された熱を、スルーホール７１を介してプリント基板２の反対面に効率よく伝達できる。

さらにまた、プリント基板２の実装面にレジスト層２６を設ける場合にも、スルーホール形成領域７１Ｐにレジスト層７１の非形成領域２６Ｐを設けたので、図４中矢印ｄに示すように、スルーホール７１からプリント基板２の実装面側への放熱を、レジスト層２６で邪魔されることなく効率良く行うことができる。そして、プリント基板２の実装面側に放出された熱は、ケーシング３内からカバー３２を経由して外方に放出されることになる。

また、放熱パターン６を、電子部品４の実装領域４Ｐで、その電子部品４の外形とほぼ同一、もしくは、それよりも大きく形成したので、電子部品４から放熱パターン６への伝熱効率を向上することができる。

そして、放熱パターン６を、プリント基板２の電子部品４が実装される部位またはその周辺に設けるようにすれば、プリント基板２のうち電子部品４が実装されていない部位を他の回路パターンとして利用することができるようになる。

さらに、放熱パターン６を、少なくとも電子部品４の実装領域４Ｐから固定部Ｆもしくはその固定部Ｆ近傍まで延設したので、放熱パターン６を介して伝達される電子部品４の熱を、固定部Ｆから効率良くケーシング３に伝達することができる。

さらにまた、放熱パターン６を、プリント基板２の実装面から少なくとも２層目よりも基板内部側の層に設け、放熱パターン６とプリント基板２の実装面との間にプリプレグ層２４を設けたので、電子部品４の熱が放熱パターン６を介して熱伝達部７まで伝達される間に、放熱パターン６の熱をプリプレグ層２４で遮熱できるため、プリント基板２の一般実装領域の表面から放熱してしまうのを抑制し、プリント基板２に実装した他の電子部品や機能部品への熱影響を低減することができる。

また、電子部品４を、固定部Ｆの近傍に配置することにより、熱発生源である電子部品４と、ケーシング３の熱受け取り部分との間の距離をより短くできるため、ケーシング３からの熱放出効率を高めることができる。

さらに、放熱パターン６の一部を、プリント基板２の周縁部２Ｅを巡って形成したので、電子部品４の熱を放熱パターン６を介してプリント基板２の周縁部に伝達し、その周縁部２Ｅからベース３１とカバー３２の挟持部分の周囲に伝熱できるため、ケーシング３の広い面積からの放熱を可能として、熱の放熱効率を高めることができる。

なお、放熱パターン６を、プリント基板２の電子部品４が実装される部位またはその周辺に設けるとともに、放熱パターン６の一部をプリント基板２の周縁部２Ｅに沿うように延設させるようにすれば、プリント基板２の電子部品４が実装されていない領域を有効利用しつつ、熱の放熱効率を高めることができるようになる。

さらにまた、放熱パターン６を、プリント基板２に形成される他の回路パターンの形成層となる第２の導体層２５と異なる第１の導体層２３に形成したので、放熱パターン６と他の回路パターンとが互いに干渉するのを避けることができる。これにより、放熱パターン６および他の回路パターンのレイアウトの自由度を高めることができる。

また、放熱パターン６を、プリント基板２に形成される他の回路パターンの形成層となる第１の導体層２３と同じ層に形成することで、プリント基板２の厚みを薄くして軽量化を図ることができる。なお、この場合は、第２の導体層２５が省略されることが前提となる。

ここで、図５は、上記第１実施形態の変形例を示している。本変形例では、熱伝達部７からベース３１に伝熱される部分は、ベース３１の両側部３１ａ、３１ｂを、一旦、ケーシング３の内方に折曲した後、その先端部をカバー３２の側壁３２１に向けて底面３１ｃと平行となるように断面クランク状に折曲しており、その先端面３１１ａがプリント基板２の支持面およびプリント基板２からの受熱面とされている。そして、受熱面となる先端面３１の外側に複数の放熱フィン３１５が一体に突設されている。

この本変形例のようにベース３１の先端面３１１ａを断面クランク状に形成した場合にあっても、上記第１実施形態と同様に、プリント基板２を支持するとともに熱伝達部７を介して電子部品４の熱を受熱することができる。また、本変形例によれば、先端面３１１ａの外側に放熱フィン３１５が設けられることにより、放熱効果をさらに向上することができる。

（第２実施形態）
本実施形態が、上記第１実施形態と主に異なる点は、スルーホール７１とベース３１の先端面３１１との接触部およびスルーホール７１が設けられたプリント基板２の周縁部２Ｅのベタ面２７とベース３１の先端面３１１との接触部に、熱伝導材としての放熱板７２を介在させたことにある。

放熱板７２は、熱伝導性に優れた材料、例えば、アルミ板、アルミダイキャスト、鉄などで形成されており、スルーホール７１とベース３１の先端面３１１との間、および、ベタ面２７とベース３１の先端面３１１との間を密接して埋めるようになっている。

以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、熱伝導材である放熱板７２を介することでスルーホール７１からベース３１への伝熱効率をさらに向上させることができるという利点がある。なお、放熱板７２は、スルーホール７１とベース３１の先端面３１１との接触部と、ベタ面２７とベース３１の先端面３１１との接触部と、のいずれか一方に設けられていてもよい。

もちろん、本実施形態にあっても、ベース３１の受熱部分および放熱部分に、図５に示した変形例のように、先端面３１１ａおよび放熱フィン３１５を形成することも可能である。

（第３実施形態）
本実施形態が、上記第２実施形態と主に異なる点は、熱伝導材として放熱グリス７３を用い、当該放熱グリス７３をスルーホール７１内に充填させたことにある。

また、放熱グリス３をスルーホール７１内に充填させるにあたって、放熱グリス３を放熱パターン６側からベース３１に向けてスルーホール内７１に充填させるようにしている。

以上の本実施形態によっても、上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、放熱グリス７３をスルーホール７１内に充填したので、空気を介した放熱に比し、スルーホール７１の熱伝導率をさらに向上し、スルーホール７１からベース３１への伝熱効率のさらなる向上を図ることができる。

また、放熱グリス７３を、放熱パターン６側からベース３１に向けてスルーホール７１内に充填したので、スルーホール７１とベース３１の先端面３１１との間を放熱グリス７３で確実に埋めることができ、スルーホール７１からベース３１への伝熱効率をさらに向上することができる。ここで、放熱グリスに換えて熱伝導性接着剤を用いてもよく、この場合は、制御装置の組付け、固定の工程の一部として製造工程を削減したり、接着により接合強度の向上を図ることもできる。

もちろん、本実施形態にあっても、ベース３１の受熱部分および放熱部分に、図５に示した変形例のように、先端面３１１ａおよび放熱フィン３１５を形成することも可能である。

（第４実施形態）
本実施形態が、上記第３実施形態と主に異なる点は、プリント基板２の両面に、それぞれの実装領域４Ｐを対応させて電子部品４を実装させたことにある。

本実施形態では、電子部品４をプリント基板２の両面に、それぞれの実装領域４Ｐを対応させて実装するにあたり、プリント基板２の第１の導体層２３、プリプレグ層２４、第２の導体層２５およびレジスト層２６が、少なくとも電子部品４が実装される周辺において、ベース部２２を境にほぼ対称な構造となるように形成している。

したがって、放熱パターン６は、プリント基板２の表面側の実装面および裏面側の実装面から少なくとも２層目よりも基板内部側の層に設けられることとなる。

さらに、放熱パターン６とプリント基板２の表裏の実装面との間には、熱遮断領域（熱遮断層：プリプレグ層２４）がそれぞれ設けられている。

そして、両面に実装された電子部品４の熱は、プリント基板２の両面側で、矢印ａ、ｂ、ｃを経由してスルーホール７１からベース３１に伝達される。また、スルーホール７１を経由して矢印ｄに示すようにケーシング３内にも放熱され、その熱はカバー３２から外方に放出される。

以上の本実施形態によっても、上記第３実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、プリント基板２の両面に、それぞれの実装領域４Ｐを対応させて電子部品４を実装したので、１つのプリント基板２に対してより多くの電子部品４を実装できるようになり、一定の面積を有するプリント基板２への実装効率を高めることができる。

また、本実施形態によれば、プリント基板２の表面側の実装面および裏面側の実装面から少なくとも２層目よりも基板内部側の層に放熱パターン６を設けるとともに、放熱パターン６とプリント基板２の表裏の実装面との間に熱遮断領域（熱遮断層：プリプレグ層２４）をそれぞれ設けている。

そのため、電子部品４の熱が放熱パターン６を介して熱伝達部７まで伝達される間に、放熱パターン６の熱を熱遮断領域で遮熱してプリント基板２の一般実装領域の表面から放熱してしまうのを抑制することができる。したがって、プリント基板２に実装した他の電子部品や機能部品への熱影響をより低減させつつ、プリント基板２の実装禁止帯となる周縁部２Ｅでプリント基板２の反対側の面に電子部品４の熱をより確実に伝達させることができるようになる。

もちろん、本実施形態にあっても、ベース３１の受熱部分および放熱部分に、図５に示した変形例のように、先端面３１１ａおよび放熱フィン３１５を形成することも可能である。

（第５実施形態）
本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、電子部品４がプリント基板２Ａの固定部Ｆの近傍に配置されている。

ここで、本実施形態が上記第１実施形態と主に異なる点は、スルーホール形成領域７１Ｐを、電子部品４の実装領域４Ｐに最も近いプリント基板２Ａの一辺に沿って帯状に形成し、かつ、放熱パターン６を当該スルーホール形成領域７１Ｐに沿って延設したことにある。

また、本実施形態にあっても、放熱パターン６の一部６１をプリント基板２Ａの周縁部に巡らせてあり、スルーホール形成領域７１Ｐに沿った放熱パターン６は、両端部の挿通孔２１を迂回して放熱パターン６の一部６１に繋げられている。また、本実施形態では、発熱性の高い電子部品４が複数（本実施形態では２個）隣接して実装されており、放熱パターン６は、それら複数の電子部品４の実装領域４Ｐを包含するように形成されている。

以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、スルーホール形成領域７１Ｐを、プリント基板２Ａの一辺に沿って帯状に形成したので、スルーホール形成領域７１Ｐの面積が増大されて、放熱パターン６から伝達された熱を効率よくベース３１に伝達することができる。これにより、複数の電子部品４が隣接して実装された場合にも、それら電子部品４で発生した熱を効率よくケーシング３の外方に放出させることができる。

（第６実施形態）
本実施形態では、上記第５実施形態と同様に、矩形状となったプリント基板２Ｂの辺に沿って発熱性の高い電子部品４と、スルーホール形成領域７１Ｐと、放熱パターン６と、が設けられている。

ここで、本実施形態が上記第５実施形態と主に異なる点は、電子部品４とスルーホール形成領域７１Ｐと放熱パターン６とを１つの放熱セットＲとした場合に、その放熱セットＲを、矩形状となったプリント基板２Ｂの複数の辺に沿って設けたことにある。なお、本実施形態では、３つの辺に沿って放熱セットＲが設けられているが、２つの辺または４つ全ての辺に沿って放熱セットＲを設けるようにしてもよい。

この場合、スルーホール形成領域７１Ｐは、各辺に対応するものどうしが互いに分離されているが、放熱パターン６は全ての放熱セットＲで連続している。また、本実施形態にあっても、放熱パターン６の一部６１をプリント基板２Ａの周縁部に巡らせてあり、また、スルーホール形成領域７１Ｐに沿った放熱パターン６は挿通孔２１を迂回した形状となっている。

以上の本実施形態によっても、上記第５実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、さらに多くの電子部品４を１つのプリント基板２Ｂに実装させたい場合に、それら多くの電子部品４を複数のグループに分けて、プリント基板２Ｂの各辺に沿って配置することにより、それら多くの電子部品４で発生した熱を効率よくケーシング３に伝達して外方に放出させることができるようになる。

（第７実施形態）
本実施形態では、上記第６実施形態と同様に、矩形状となったプリント基板２Ｃの複数の辺に沿って、複数のスルーホール形成領域７１Ｐが、それぞれの辺で独立した帯状に形成されるとともに、それら独立したスルーホール形成領域７１Ｐに沿って延設される放熱パターン６は、挿通孔２１を迂回しつつ連続している。

ここで、本実施形態が上記第６実施形態と主に異なる点は、発熱性の高い電子部品４をプリント基板２Ｃの中央部分に実装したことにある。そして、その電子部品４の実装領域４Ｐを包含するように、プリント基板２Ｃの中央部分に設けられた放熱パターン６は、複数のスルーホール形成領域７１Ｐに沿ってそれぞれ延設した部分に、電子部品４を中心としてＴ字状に延設された連結パターン６２を介して繋げられている。なお、本実施形態では、プリント基板２Ｃの中央部分に実装される電子部品４は１個であるが、複数個の電子部品４をまとめて中央部分に実装してもよい。

以上の本実施形態によっても、上記第６実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、プリント基板２Ｃの中央部分に実装した電子部品４の熱は、連結パターン６２を含む放熱パターン６によって、プリント基板２Ｃの複数の辺に沿って設けられた複数のスルーホール形成領域７１Ｐに伝達される。これにより、中央部の電子部品４の熱は複数のスルーホール形成領域７１Ｐを介してベース３１に伝達できるため、放熱効率をさらに向上させることができる。

（第８実施形態）
本実施形態では、図１３に示すように、上記第１実施形態と同様に、電子部品４の熱は、放熱パターン６および熱伝達部７Ａを介してケーシング３、詳細にはベース３１の先端面３１１ａに伝達されるようになっている。

ここで、本実施形態が上記第１実施形態と主に異なる点は、熱伝達部７Ａが、放熱パターン６に接触してプリント基板２の厚さ方向に貫通され、ベース３１とカバー３２とを結合する取付用ねじ５によって形成されたことにある。

すなわち、取付用ねじ５は、上記第１実施形態（図２参照）で示したように、ベース３２の下方から取付孔３１３およびプリント基板２の挿通孔２１に挿通した後、カバー３２のねじ孔３２４に螺合して締め付けられるようになっている。このとき、取付用ねじ５を、プリント基板２の挿通孔２１の内周に密接して挿通させることにより、当該取付用ねじ５が放熱パターン６と接触した状態となる。

以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、熱伝達部７Ａが、ベース３１とカバー３２とを結合する取付用ねじ５によって形成されているので、部品（取付用ねじ５）の共用化を図りつつ、放熱パターン６に伝達された電子部品４の熱をケーシング３（ベース３１）に効率よく伝達でき、これにより、熱伝達部の構造を簡素化しつつ安価な製品を提供できる。

以上、本発明にかかる電子制御装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限ることなく要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態を採用することができる。

たとえば、プリント基板を構成する各層は、それぞれの素材や積層数を用途に応じて適宜選択することが可能である。

また、外郭構造体、スルーホール、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。

また、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。

（１）プリント基板の実装面にレジスト層が設けられるとともに、スルーホールの形成領域にレジスト層の非形成領域が設けられるようにするのが好適である。

こうすれば、プリント基板の実装面にレジスト層を設ける場合にも、スルーホールからプリント基板の実装面側への放熱を、レジスト層で邪魔されることなく効率良く行うことができる。

（２）熱伝達部は、放熱パターンに接触するとともにプリント基板の厚さ方向に貫通し、第１の分割ケースと第２の分割ケースとを結合する取付用ねじであるようにするのが好適である。

こうすれば、部品（取付用ねじ）の共用化を図りつつ、放熱パターンに伝達された電子部品の熱を外郭構造体（第１の分割ケース）に効率よく伝達でき、これにより、熱伝達部の構造を簡素化しつつ安価な製品を提供できる。

（３）放熱パターンは、電子部品の実装領域で、当該電子部品の外形とほぼ同一、もしくは、それよりも大きく形成されるようにするのが好適である。

こうすれば、電子部品から放熱パターンへの伝熱効率を向上することができる。

（４）プリント基板は、第１の分割ケースと第２の分割ケースとの間で固定される固定部を有し、放熱パターンは、少なくとも電子部品の実装領域から固定部もしくは当該固定部近傍まで延設されるようにするのが好適である。

こうすれば、放熱パターンを介して伝達される電子部品の熱を、固定部から効率良く外郭構造体に伝達することができる。

（５）放熱パターンは、プリント基板の実装面から少なくとも２層目よりも基板内部側の層に設けられ、当該放熱パターンとプリント基板の実装面との間に熱遮断領域が設けられるようにするのが好適である。

こうすれば、電子部品の熱が放熱パターンを介して熱伝達部まで伝達される間に、放熱パターンの熱を熱遮断領域で遮熱できるため、プリント基板の一般実装領域の表面から放熱してしまうのを抑制し、プリント基板に実装した他の電子部品や機能部品への熱影響を低減することができる。

（６）電子部品は、固定部の近傍に配置されるようにするのが好適である。

こうすれば、熱発生源である電子部品と、外郭構造体の熱受け取り部分との間の距離をより短くできるため、外郭構造体からの熱放出効率を高めることができる。

（７）放熱パターンは、当該放熱パターンの一部がプリント基板の周縁部を巡って形成されるようにするのが好適である。

こうすれば、電子部品の熱を放熱パターンを介してプリント基板の周縁部に伝達し、その周縁部から第１の分割ケースと第２の分割ケースの挟持部分の周囲に伝熱できるため、外郭構造体の広い面積からの放熱を可能として、熱の放熱効率を高めることができる。

（８）放熱パターンは、プリント基板に形成される他の回路パターンの形成層と異なる層に形成されるようにするのが好適である。

こうすれば、放熱パターンと他の回路パターンとが互いに干渉するのを避けることができる。これにより、放熱パターンおよび他の回路パターンのレイアウトの自由度を高めることができる。

（９）放熱パターンは、プリント基板に形成される他の回路パターンの形成層と同じ層に形成されるようにするのが好適である。

こうすれば、プリント基板の厚みを薄くして軽量化を図ることができる。

（１０）プリント基板は、当該プリント基板の両面に電子部品が実装されるようにするのが好適である。

こうすれば、１つのプリント基板に対してより多くの電子部品を実装できるようになり、一定の面積を有するプリント基板への実装効率を高めることができる。

２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ プリント基板
２Ｅ プリント基板の周縁部（実装禁止帯）
２４ プリプレグ層（熱遮断領域：熱遮断層）
２４ａ 突出部
３ ケーシング（外郭構造体）
３１ ベース（第１の分割ケース）
３２ カバー（第２の分割ケース）
４ 電子部品
４Ｐ 実装領域
６ 放熱パターン
６１ 放熱パターンの一部
７、７Ａ 熱伝達部
７１ スルーホール
７２ 放熱板（熱伝導材）
７３ 放熱グリス（熱伝導材）

Claims (7)

1. 多層構造のプリント基板と、当該プリント基板を内包する第１の分割ケースおよび第２の分割ケースからなる外郭構造体と、を備えた制御装置において、前記プリント基板に実装した電子部品の熱を、当該プリント基板の実装面とは反対側の面から前記外郭構造体に伝達し、当該外郭構造体から外方に放熱する制御装置の放熱構造であって、
   前記プリント基板の電子部品の実装領域から当該プリント基板の実装禁止帯となる周縁部まで放熱パターンが延設されるとともに、当該周縁部に、前記放熱パターンから前記外郭構造体に伝熱する熱伝達部が設けられており、
   前記プリント基板は、ベース部を備えており、
   前記ベース部から外方に向かって順に、前記プリント基板の内層に形成される第１の導体層、プリプレグ層、前記実装面となる第２の導体層が積層されており、
   前記放熱パターンは、前記第１の導体層と同じ層に形成されており、
   前記プリプレグ層には、前記放熱パターンおよび第１の導体層が形成される層に向けて突出する突出部が形成されており、
   前記放熱パターンと前記第１の導体層とが前記突出部によって分離されており、
   前記電子部品の実装領域において、前記放熱パターンを前記電子部品の外形以上に大きくしたことを特徴とする制御装置の放熱構造。
2. 前記放熱パターンは、前記プリント基板の表面側の実装面および裏面側の実装面から少なくとも２層目よりも基板内部側の層に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置の放熱構造。
3. 前記放熱パターンとプリント基板の表裏の実装面との間には、前記プリプレグ層がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２に記載の制御装置の放熱構造。
4. 前記放熱パターンの一部が前記プリント基板の周縁部に沿うように延設されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の制御装置の放熱構造。
5. 前記熱伝達部は、前記放熱パターンに接触して前記プリント基板の厚さ方向に貫通した熱伝達用のスルーホールであることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の制御装置の放熱構造。
6. 前記スルーホールと前記外郭構造体との接触部および前記スルーホールが設けられた前記プリント基板の周縁部と前記外郭構造体との接触部のうち少なくともいずれか一方に、熱伝導材を介在させたことを特徴とする請求項５に記載の制御装置の放熱構造。
7. 前記熱伝導材は、前記スルーホール内に充填されることを特徴とする請求項６に記載の制御装置の放熱構造。

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