電子部品の実装構造
【課題】効率のよい放熱を行うことのできる電子部品の実装構造の提供。
【解決手段】所定の立体的形状を有する電子部品３を回路基板２に実装し、筐体４に収容する電子部品の実装構造１であって、筐体４は、流動性を有する熱伝導部材６を貯溜する凹部７を備え、電子部品３の一部が、凹部７に没入するように配置されているという構成を採用する。
【解決手段】所定の立体的形状を有する電子部品３を回路基板２に実装し、筐体４に収容する電子部品の実装構造１であって、筐体４は、流動性を有する熱伝導部材６を貯溜する凹部７を備え、電子部品３の一部が、凹部７に没入するように配置されているという構成を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の実装構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両等に搭載される電子制御装置にかかる電子部品の実装構造においては、トランジスタ、ＩＣ（集積回路）等の電子部品（発熱素子）を回路基板に実装し、この回路基板を筐体に収容している。電子部品は、発熱により温度が規定以上に上昇すると、電子部品の機能や特性の低下や、電子部品の製品寿命を縮めることがある。したがって、電子部品の実装にあたっては、熱対策が重要となっている。
【０００３】
下記特許文献１には、半導体素子と外装の金属パネルとの間に充填した熱伝導部材を介し、半導体素子から発生した熱を、外装金属パネルから外部に放散させる構成が開示されている。この構成によれば、電子部品と外装金属パネルの間に熱伝導部材を設置することにより、放熱経路を確保し、効率のよい放熱を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５５４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、熱伝導部材がグリスなどの流動性の物質であった場合、グリスが漏れ出し、放熱効率が悪くなる虞がある。
また、上記従来技術では、電子部品と熱伝導部材との接触箇所が部品上部のみに限られている。電子部品が、半導体チップのような扁平の直方体であれば問題はないが、近年、ある程度の高さを持つ立体的形状の電子部品や、直方体などの単純な立体形状でない異形の電子部品等を回路基板に実装する傾向にあり、このような立体的形状の電子部品の場合、放熱が不十分となる虞がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、効率のよい放熱を行うことのできる電子部品の実装構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、所定の立体的形状を有する電子部品を回路基板に実装し、筐体に収容する電子部品の実装構造であって、上記筐体は、流動性を有する熱伝導部材を貯溜する凹部を備え、上記電子部品の一部が、上記凹部に没入するように配置されているという構成を採用する。
【０００８】
また、本発明においては、上記凹部は、上記電子部品の一部と略一定の隙間を保って設けられているという構成を採用する。
【０００９】
また、本発明においては、上記凹部の形状は、上記電子部品の一部の形状と相似形状であるという構成を採用する。
【００１０】
また、本発明においては、上記電子部品は、昇圧コイルであるという構成を採用する。
【００１１】
また、本発明においては、上記熱伝導部材は、グリス状であるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、筐体は、流動性を有する熱伝導部材を貯溜する凹部を備えている。このため、熱伝導部材の漏れ出しを抑制することができ、放熱効率の悪化を防止することができる。
また、本発明においては、電子部品の一部が、凹部に没入するように配置されている。電子部品の一部を凹部に没入させると、電子部品と熱伝導部材との接触面積を従来よりも広く確保することができる。また、熱伝導部材は、その流動性によって、電子部品の立体的形状に合わせて密着することとなる。このため、所定の立体的形状の電子部品に合わせて、熱伝導部材を効率よく広い面積で接触させることができる。
このように、本発明によれば、効率のよい放熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における電子部品の実装構造の要部を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるグリス厚さとコイル温度上昇との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る電子部品の実装構造の実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態における電子部品の実装構造１の要部を示す断面図である。
本実施形態の電子部品の実装構造１は、車両に搭載される電子制御装置にかかるものである。この電子部品の実装構造１は、回路基板２と、回路基板２に実装された電子部品３と、電子部品３を実装した回路基板２を収容する筐体４と、を有する。
【００１６】
回路基板２は、ガラスエポキシ材やガラスコンポジット材等の絶縁材料からなる板状のプリント配線板である。回路基板２の実装面２ａには、電子部品３が実装されている。
電子部品３は、駆動時に発熱する発熱部品である。本実施形態の電子部品３は、昇圧コイルである。すなわち、回路基板２は、当該昇圧コイルを含む昇圧回路を有している。
【００１７】
電子部品３は、所定の立体的形状を有している。電子部品３は、ある程度の高さがあり、実装面２ａから下方に突出するようにして実装されている。電子部品３の先端部には、テーパー面５が形成されている。このため、電子部品３は、直方体のような単純な立体的形状ではなく、異形の立体的形状を有している。
【００１８】
筐体４は、放熱性が高い金属部材（例えば、アルミダイキャスト等）から形成されている。符号６は、熱伝導部材である。この熱伝導部材６は、この放熱性の高い筐体４に電子部品３の熱を伝熱する放熱経路を形成する。本実施形態の熱伝導部材６は、流動性を有している。具体的に、熱伝導部材６は、流動性を有すると共に所定の柔軟性及び粘性を有する放熱グリスからなる。この放熱グリスとしては、シリコングリスを好適に用いることができる。
【００１９】
筐体４は、流動性を有する熱伝導部材６を貯溜する凹部７を備えている。凹部７は、熱伝導部材６の漏れ出しを防止する溝であり、筐体４の電子部品３と近接する部分に設けられている。この凹部７は、電子部品３の一部を収容可能な大きさを有している。電子部品３は、その先端部（一部）が、この凹部７に没入するように配置されている。すなわち、電子部品３は、その頂面３ａだけでなく、テーパー面５の一部も含めて、熱伝導部材６と接触する構成となっている。
【００２０】
図１に示すように、凹部７の形状は、電子部品３の先端部の形状と相似形状に形成されている。すなわち、凹部７は、電子部品３の頂面３ａと略平行な底面８や、電子部品３のテーパー面５と略平行な傾斜面（スロープ面）９等を有している。このように、凹部７の形状は、電子部品３の先端部の形状よりもひと回り大きな相似形状に形成されている。
【００２１】
凹部７は、図１に示すように、電子部品３の先端部と略一定の隙間を保って設けられている。隙間を一定に保つことで、熱伝導部材６の厚みを略一定にし、放熱ムラのない効率的な放熱を行うことができる。熱伝導部材６の厚みを略一定にするためには、様々な要因を考慮する必要がある。例えば、筐体４の高さ、電子部品３の高さ、回路基板２の反り、車両搭載時の振動及びその振幅、各部材の熱膨張率、部品発熱等に伴う筐体４内部の負圧変化等を考慮して、凹部７と電子部品３との距離を略一定にする最適な隙間を設定する。
【００２２】
具体的に、本実施形態では、頂面３ａと底面８との隙間を、０．２〜１．５ｍｍの範囲内となるように設定し、テーパー面５と傾斜面９との隙間を、０．８〜２．０ｍｍの範囲内となるように設定している。
【００２３】
続いて、上記構成の電子部品の実装構造１の作用について説明する。
図１に示すように、筐体４は、流動性を有する熱伝導部材６を貯溜する凹部７を備えている。この凹部７は、流動性のある熱伝導部材６の漏れ出しを抑制する。したがって、熱伝導部材６の漏れ出しによる、熱伝導部材６の厚みの変動や電子部品３との接触面積の変動等を抑制でき、一定の放熱特性を保つことができる。このため、放熱効率の悪化を防止することができる。
【００２４】
また、本実施形態においては、電子部品３の先端部が、凹部７に没入するように配置されている。電子部品３の先端部を凹部７に没入させると、電子部品３と熱伝導部材６との接触面積を従来よりも広く確保することができる。すなわち、頂面３ａだけでなく、テーパー面５を含めた、広い接触面積を確保することができる。また、熱伝導部材６は、グリス状で流動性があるため、電子部品３の立体的形状に合わせて密着する。このため、電子部品３が異形の立体的形状であっても、熱伝導部材６を広い面積で接触させることができる。
【００２５】
図２は、本発明の実施形態におけるグリス厚さとコイル温度上昇との関係を示すグラフである。なお、図２においては、凹部７の底面８からの熱伝導部材６の高さ（厚さ）ｔ１、ｔ２、ｔ３（図１参照）に対する、電子部品３のコイル上昇温度（給電駆動時）を示している。
図２に示すように、高さｔ１（約０．８ｍｍ）の場合、熱伝導部材６との接触面は、頂面３ａのみであるため、電子部品３は１０℃以上昇温することが分かる。一方、高さｔ２（約２．８ｍｍ）の場合、熱伝導部材６との接触面は、頂面３ａのみならずテーパー面５も含まれるため、電子部品３の温度上昇は５℃程度に収まることが分かる。また、高さｔ３（約４．８ｍｍ）の場合は、３℃程度に収まることが分かる。
【００２６】
このように、電子部品３の一部を、熱伝導部材６を貯溜する凹部７に没入するように配置することで、熱伝導部材６との接触面積が広く確保され、効率のよい放熱を行うことができることが分かる。
また、本実施形態においては、凹部７は、電子部品３の一部と略一定の隙間を保って設けられ、該電子部品３の一部の形状と相似形状を有する。この構成によれば、熱伝導部材６の厚みを略一定にし、放熱ムラのない効率的な放熱を行うことが可能となる。
【００２７】
したがって、上述の本実施形態によれば、所定の立体的形状を有する電子部品３を回路基板２に実装し、筐体４に収容する電子部品の実装構造１であって、筐体４は、流動性を有する熱伝導部材６を貯溜する凹部７を備え、電子部品３の一部が、凹部７に没入するように配置されているという構成を採用することによって、ある程度の高さがあり単純な立体形状でない異形の電子部品３であっても、効率のよい放熱を行うことができる。
【００２８】
以上、図面を参照しながら本発明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定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００２９】
例えば、上記実施形態では、電子部品として昇圧コイルを例示して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、円柱状のコンデンサ等の電子部品に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１…電子部品の実装構造、２…回路基板、３…電子部品、４…筐体、６…熱伝導部材、７…凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の実装構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両等に搭載される電子制御装置にかかる電子部品の実装構造においては、トランジスタ、ＩＣ（集積回路）等の電子部品（発熱素子）を回路基板に実装し、この回路基板を筐体に収容している。電子部品は、発熱により温度が規定以上に上昇すると、電子部品の機能や特性の低下や、電子部品の製品寿命を縮めることがある。したがって、電子部品の実装にあたっては、熱対策が重要となっている。
【０００３】
下記特許文献１には、半導体素子と外装の金属パネルとの間に充填した熱伝導部材を介し、半導体素子から発生した熱を、外装金属パネルから外部に放散させる構成が開示されている。この構成によれば、電子部品と外装金属パネルの間に熱伝導部材を設置することにより、放熱経路を確保し、効率のよい放熱を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５５４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、熱伝導部材がグリスなどの流動性の物質であった場合、グリスが漏れ出し、放熱効率が悪くなる虞がある。
また、上記従来技術では、電子部品と熱伝導部材との接触箇所が部品上部のみに限られている。電子部品が、半導体チップのような扁平の直方体であれば問題はないが、近年、ある程度の高さを持つ立体的形状の電子部品や、直方体などの単純な立体形状でない異形の電子部品等を回路基板に実装する傾向にあり、このような立体的形状の電子部品の場合、放熱が不十分となる虞がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、効率のよい放熱を行うことのできる電子部品の実装構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、所定の立体的形状を有する電子部品を回路基板に実装し、筐体に収容する電子部品の実装構造であって、上記筐体は、流動性を有する熱伝導部材を貯溜する凹部を備え、上記電子部品の一部が、上記凹部に没入するように配置されているという構成を採用する。
【０００８】
また、本発明においては、上記凹部は、上記電子部品の一部と略一定の隙間を保って設けられているという構成を採用する。
【０００９】
また、本発明においては、上記凹部の形状は、上記電子部品の一部の形状と相似形状であるという構成を採用する。
【００１０】
また、本発明においては、上記電子部品は、昇圧コイルであるという構成を採用する。
【００１１】
また、本発明においては、上記熱伝導部材は、グリス状であるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、筐体は、流動性を有する熱伝導部材を貯溜する凹部を備えている。このため、熱伝導部材の漏れ出しを抑制することができ、放熱効率の悪化を防止することができる。
また、本発明においては、電子部品の一部が、凹部に没入するように配置されている。電子部品の一部を凹部に没入させると、電子部品と熱伝導部材との接触面積を従来よりも広く確保することができる。また、熱伝導部材は、その流動性によって、電子部品の立体的形状に合わせて密着することとなる。このため、所定の立体的形状の電子部品に合わせて、熱伝導部材を効率よく広い面積で接触させることができる。
このように、本発明によれば、効率のよい放熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における電子部品の実装構造の要部を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるグリス厚さとコイル温度上昇との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る電子部品の実装構造の実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態における電子部品の実装構造１の要部を示す断面図である。
本実施形態の電子部品の実装構造１は、車両に搭載される電子制御装置にかかるものである。この電子部品の実装構造１は、回路基板２と、回路基板２に実装された電子部品３と、電子部品３を実装した回路基板２を収容する筐体４と、を有する。
【００１６】
回路基板２は、ガラスエポキシ材やガラスコンポジット材等の絶縁材料からなる板状のプリント配線板である。回路基板２の実装面２ａには、電子部品３が実装されている。
電子部品３は、駆動時に発熱する発熱部品である。本実施形態の電子部品３は、昇圧コイルである。すなわち、回路基板２は、当該昇圧コイルを含む昇圧回路を有している。
【００１７】
電子部品３は、所定の立体的形状を有している。電子部品３は、ある程度の高さがあり、実装面２ａから下方に突出するようにして実装されている。電子部品３の先端部には、テーパー面５が形成されている。このため、電子部品３は、直方体のような単純な立体的形状ではなく、異形の立体的形状を有している。
【００１８】
筐体４は、放熱性が高い金属部材（例えば、アルミダイキャスト等）から形成されている。符号６は、熱伝導部材である。この熱伝導部材６は、この放熱性の高い筐体４に電子部品３の熱を伝熱する放熱経路を形成する。本実施形態の熱伝導部材６は、流動性を有している。具体的に、熱伝導部材６は、流動性を有すると共に所定の柔軟性及び粘性を有する放熱グリスからなる。この放熱グリスとしては、シリコングリスを好適に用いることができる。
【００１９】
筐体４は、流動性を有する熱伝導部材６を貯溜する凹部７を備えている。凹部７は、熱伝導部材６の漏れ出しを防止する溝であり、筐体４の電子部品３と近接する部分に設けられている。この凹部７は、電子部品３の一部を収容可能な大きさを有している。電子部品３は、その先端部（一部）が、この凹部７に没入するように配置されている。すなわち、電子部品３は、その頂面３ａだけでなく、テーパー面５の一部も含めて、熱伝導部材６と接触する構成となっている。
【００２０】
図１に示すように、凹部７の形状は、電子部品３の先端部の形状と相似形状に形成されている。すなわち、凹部７は、電子部品３の頂面３ａと略平行な底面８や、電子部品３のテーパー面５と略平行な傾斜面（スロープ面）９等を有している。このように、凹部７の形状は、電子部品３の先端部の形状よりもひと回り大きな相似形状に形成されている。
【００２１】
凹部７は、図１に示すように、電子部品３の先端部と略一定の隙間を保って設けられている。隙間を一定に保つことで、熱伝導部材６の厚みを略一定にし、放熱ムラのない効率的な放熱を行うことができる。熱伝導部材６の厚みを略一定にするためには、様々な要因を考慮する必要がある。例えば、筐体４の高さ、電子部品３の高さ、回路基板２の反り、車両搭載時の振動及びその振幅、各部材の熱膨張率、部品発熱等に伴う筐体４内部の負圧変化等を考慮して、凹部７と電子部品３との距離を略一定にする最適な隙間を設定する。
【００２２】
具体的に、本実施形態では、頂面３ａと底面８との隙間を、０．２〜１．５ｍｍの範囲内となるように設定し、テーパー面５と傾斜面９との隙間を、０．８〜２．０ｍｍの範囲内となるように設定している。
【００２３】
続いて、上記構成の電子部品の実装構造１の作用について説明する。
図１に示すように、筐体４は、流動性を有する熱伝導部材６を貯溜する凹部７を備えている。この凹部７は、流動性のある熱伝導部材６の漏れ出しを抑制する。したがって、熱伝導部材６の漏れ出しによる、熱伝導部材６の厚みの変動や電子部品３との接触面積の変動等を抑制でき、一定の放熱特性を保つことができる。このため、放熱効率の悪化を防止することができる。
【００２４】
また、本実施形態においては、電子部品３の先端部が、凹部７に没入するように配置されている。電子部品３の先端部を凹部７に没入させると、電子部品３と熱伝導部材６との接触面積を従来よりも広く確保することができる。すなわち、頂面３ａだけでなく、テーパー面５を含めた、広い接触面積を確保することができる。また、熱伝導部材６は、グリス状で流動性があるため、電子部品３の立体的形状に合わせて密着する。このため、電子部品３が異形の立体的形状であっても、熱伝導部材６を広い面積で接触させることができる。
【００２５】
図２は、本発明の実施形態におけるグリス厚さとコイル温度上昇との関係を示すグラフである。なお、図２においては、凹部７の底面８からの熱伝導部材６の高さ（厚さ）ｔ１、ｔ２、ｔ３（図１参照）に対する、電子部品３のコイル上昇温度（給電駆動時）を示している。
図２に示すように、高さｔ１（約０．８ｍｍ）の場合、熱伝導部材６との接触面は、頂面３ａのみであるため、電子部品３は１０℃以上昇温することが分かる。一方、高さｔ２（約２．８ｍｍ）の場合、熱伝導部材６との接触面は、頂面３ａのみならずテーパー面５も含まれるため、電子部品３の温度上昇は５℃程度に収まることが分かる。また、高さｔ３（約４．８ｍｍ）の場合は、３℃程度に収まることが分かる。
【００２６】
このように、電子部品３の一部を、熱伝導部材６を貯溜する凹部７に没入するように配置することで、熱伝導部材６との接触面積が広く確保され、効率のよい放熱を行うことができることが分かる。
また、本実施形態においては、凹部７は、電子部品３の一部と略一定の隙間を保って設けられ、該電子部品３の一部の形状と相似形状を有する。この構成によれば、熱伝導部材６の厚みを略一定にし、放熱ムラのない効率的な放熱を行うことが可能となる。
【００２７】
したがって、上述の本実施形態によれば、所定の立体的形状を有する電子部品３を回路基板２に実装し、筐体４に収容する電子部品の実装構造１であって、筐体４は、流動性を有する熱伝導部材６を貯溜する凹部７を備え、電子部品３の一部が、凹部７に没入するように配置されているという構成を採用することによって、ある程度の高さがあり単純な立体形状でない異形の電子部品３であっても、効率のよい放熱を行うことができる。
【００２８】
以上、図面を参照しながら本発明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定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００２９】
例えば、上記実施形態では、電子部品として昇圧コイルを例示して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、円柱状のコンデンサ等の電子部品に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１…電子部品の実装構造、２…回路基板、３…電子部品、４…筐体、６…熱伝導部材、７…凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の立体的形状を有する電子部品を回路基板に実装し、筐体に収容する電子部品の実装構造であって、
前記筐体は、流動性を有する熱伝導部材を貯溜する凹部を備え、
前記電子部品の一部が、前記凹部に没入するように配置されていることを特徴とする電子部品の実装構造。
【請求項２】
前記凹部は、前記電子部品の一部と略一定の隙間を保って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造。
【請求項３】
前記凹部の形状は、前記電子部品の一部の形状と相似形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品の実装構造。
【請求項４】
前記電子部品は、昇圧コイルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品の実装構造。
【請求項５】
前記熱伝導部材は、グリス状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子部品の実装構造。
【請求項１】
所定の立体的形状を有する電子部品を回路基板に実装し、筐体に収容する電子部品の実装構造であって、
前記筐体は、流動性を有する熱伝導部材を貯溜する凹部を備え、
前記電子部品の一部が、前記凹部に没入するように配置されていることを特徴とする電子部品の実装構造。
【請求項２】
前記凹部は、前記電子部品の一部と略一定の隙間を保って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装構造。
【請求項３】
前記凹部の形状は、前記電子部品の一部の形状と相似形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品の実装構造。
【請求項４】
前記電子部品は、昇圧コイルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品の実装構造。
【請求項５】
前記熱伝導部材は、グリス状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子部品の実装構造。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−９８２５０（Ｐ２０１３−９８２５０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７６８８（Ｐ２０１１−２３７６８８）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００１４１９０１）株式会社ケーヒン (1,140)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００１４１９０１）株式会社ケーヒン (1,140)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]