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无散热片的 电子单元

阅读：1023发布：2020-06-14

专利汇可以提供无散热片的电子单元专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了一种无散热片的电子单元(10)，包括：微机(11)和安装在无金属芯电子基板 (10A)上的各种半导体继电器(12H和12L至14)，其中，微机(11)布置在无金属芯电子基板(10A)上，雨刷继电器(12H和12L)与布置微机(11)的位置分开最远的距离，并且雨刷继电器(12H和12L)也互相分开地布置。，下面是无散热片的电子单元专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种无散热片的电子单元，包括：
无金属芯电子基板；以及
安装在所述无金属芯电子基板上的无散热片的微机和各种半导体继电器；
其中，所述无散热片的微机布置在所述无金属芯电子基板上；并且
其中，在所述各种半导体继电器之中，可能达到最高温度的半导体继电器与所述无散热片的微机的布置位置分开最长的距离，并且所述各种半导体继电器在作为所述无散热片的电子单元的一个表面和另一个表面的前后表面中彼此分开地布置。
2.一种无散热片的电子单元，包括：
无金属芯电子基板，其设置有三层以上的铜箔导电布图；以及
安装在所述无金属芯电子基板上的无散热片的微机和各种半导体继电器；
其中，所述无散热片的微机和所述各种半导体继电器分别布置在所述无金属芯电子基板的端部中，并且
其中，在作为控制部件和信号线的布置区域的所述无金属芯电子基板的中心附近，没有布置发热部件。
3.根据权利要求1或2所述的无散热片的电子单元，其中，所述各种半导体继电器包括雨刷继电器、头灯继电器和雾灯继电器之中的两种以上。

说明书全文

无散热片的 电子单元

技术领域

[0001] 本发明涉及一种安装在诸如汽车这样的车辆上并且能够在不使用任何散热片的情况下实现的电子单元。

背景技术

[0002] <抵抗放热的现有技术措施>

[0003] 近年来，由于安装空间的限制，要求安装在车辆上的电子单元小型化。在一些情况下，安装在电子单元中的诸如半导体继电器这样的多个发热部件可能彼此热干涉，并且局部达到非常高的温度。在这种情况下，为了防止任何电子部件或任何电子基板超过其容许温度的上限，已经使用了散热片、金属芯基板等来放热(参见专利文献1)。

[0004] <抵抗放热的现有技术措施的问题>

[0005] 如上所述，通过使用诸如散热片或金属芯基板这样的放热部件进行的放热作为抵抗放热的措施是有效的。然而，要求用于安装放热部件的空间。这阻碍了小型化的趋势。另外，需要花费放热部件的成本。成本的增加成为问题。

[0006] 引用列表

[0007] 专利文献

[0008] 专利文献1：JP-A-2011-14574

发明内容

[0009] 技术问题

[0010] 考虑到前述情况，已经完成了本发明。本发明的目的是提供一种无散热片的电子单元，其中，已经以仅设计发热部件的配置而并不使用诸如任何散热片或任何金属芯基板这样的任何放热部件的方式考虑了抵抗热干涉的措施，从而防止任何电子部件或任何电子基板超过其容许温度的上限，使得能够防止由于温度过高带来的自保护切断而引起的电子部件的恶化或输出停止。

[0011] 解决问题的方案

[0012] 本发明的前述目的能够通过下面的构造(1)至(3)实现。

[0013] (1)一种无散热片的电子单元，包括：无金属芯电子基板；以及安装在所述无金属芯电子基板上无散热片的微机和的各种半导体继电器；其中，所述无散热片的微机布置在所述无金属芯电子基板上；并且在所述各种半导体继电器之中，可能达到最高温度的半导体继电器与所述无散热片的微机的布置位置分开最长的距离，并且所述各种半导体继电器彼此分开地布置。

[0014] (2)一种无散热片的电子单元，包括：无金属芯电子基板，其设置有三层以上的铜箔导电布图；以及安装在所述无金属芯电子基板上无散热片的微机和的各种半导体继电器；其中，所述无散热片的微机和所述各种半导体继电器分别布置在所述无金属芯电子基板的端部中。

[0015] (3)根据前述(1)或(2)的无散热片的电子单元，其中：所述各种半导体继电器包括雨刷继电器、头灯继电器和雾灯继电器之中的两种以上的继电器。

[0016] 根据前述构造(1)，在多种半导体继电器之中，可能达到最高温度的半导体继电器与无散热片的微机的布置位置分开最远的距离，并且各种半导体继电器彼此分开地布置。因此，与设置有散热片的微机和设置有散热片的各种半导体继电器彼此靠近布置的现有技术设备相比，即使不使用任何散热片或任何金属芯基板，也能够防止诸如半导体继电器这样的多个发热部件彼此热干涉并且局部达到很高的温度，并且还能够有助于小型化和空间节省。

[0017] 根据前述构造(2)，无散热片的微机和各种半导体继电器分别布置在设置有三层以上的铜箔导电布图的无金属芯电子基板的端部上。因此，与设置有散热片的微机和设置有散热片的各种半导体继电器彼此靠近布置的现有技术设备相比，即使不使用任何散热片或任何金属芯基板，也能够防止诸如半导体继电器这样的多个发热部件彼此热干涉并且局部达到很高的温度，并且还能够有助于小型化和空间节省。

[0018] 根据前述构造(3)，各种半导体继电器包括雨刷继电器、头灯继电器和雾灯继电器中的两种以上的继电器。特别是在雨天的夜间行驶期间可能分别产生热的各种半导体继电器彼此分开地布置。因此，能够防止各种半导体继电器彼此热干涉并且局部到达很高的温度，并且能够有助于小型化和空间节省。附图说明

[0019] 图1(A)是根据本发明的实施例1的已经考虑了抵抗热干涉的措施的无散热片的电子单元的一个表面(例如，前表面)中的电子基板的平面图，并且图1(B)是图1(A)所示的无散热片的电子单元的一个表面中的电子基板的温度分布的平面图。

[0020] 图2(A)是当从一个表面观看时，图1(A)所示的无散热片的电子单元的另一个表面(例如，后表面)中的电子基板的平面图，并且图2(B)是示出当从一个表面观看时，图2(A)所示的无散热片的电子单元的另一个表面中的电子基板的温度分布的平面图。

[0021] 图3(A)是不考虑抵抗热干涉的措施的现有技术的电子单元的一个表面(例如，前表面)中的电子基板的平面图，并且图3(B)是图3(A)所示的电子单元的一个表面中的电子基板的温度分布的平面图。

[0022] 图4(A)是当从一个表面观看时，图3(A)所示的电子单元的另一个表面(例如，后表面)中的电子基板的平面图，并且图4(B)是示出当从一个表面观看时，图4(A)所示的电子单元的另一个表面中的电子基板的温度分布的平面图。

[0023] 图5(A)和5(B)是用于说明创建本发明的实施例2的背景的、设置有六层铜箔导电布图的电子基板的垂直截面图，其中，图5(A)是电子基板的中心部附近的竖直截面图，并且图5(B)是相同电子基板的端部的竖直截面图。

[0024] 图6(A)是用于说明当将发热部件布置在图5(A)所示的电子基板的中心部附近时的热传导状态的竖直截面图，并且图6(B)是用于说明当将发热部件布置在图5(B)所示的电子基板的端部中时的热传导状态的竖直截面图。

[0025] 图7(A)是根据本发明的实施例2的已经考虑了抵抗热干涉的措施的无散热片的电子单元的一个表面(例如，前表面)中的电子基板的平面图，并且图7(B)是当从一个表面观看时的图7(A)所示的无散热片的电子单元的另一个表面(例如，后表面)中的电子基板的平面图。

[0026] 参考标记列表

[0027] 10：根据实施例1的无散热片的电子单元

[0028] 20：根据实施例2的无散热片的电子单元

[0029] 10A、10B：电子基板(无金属芯电子基板)

[0030] 20A、20B：电子基板(设置有三层以上的铜箔导电布图的无金属芯电子基板)[0031] 11：微机(无散热片的微机)

[0032] 1至63：铜箔

[0033] 12H、12L：雨刷继电器(各种半导体继电器之中的达到最高温度的继电器)[0034] 13A、13B：散热器风扇继电器

[0035] 14：洗涤器继电器

[0036] 15R、15L：头灯继电器(各种半导体继电器)

[0037] 16R、16L：雾灯继电器(各种半导体继电器)

[0038] C1至C6：第一层至第六层

[0039] E1、E2：布置区域

[0040] H0至H5：温度区域(H0

[0041] S1至S3：通孔

[0042] T1至T13：发热部件(各种半导体继电器)

具体实施方式

[0043] 根据本发明，提供了无散热片的电子单元，在每一个该电子单元中，能够以仅布置发热部件的配置而不使用诸如任何散热片或任何金属芯基板这样的任何放热部件的方式采取抵抗热干涉的措施。作为这样的无散热片的电子单元，将参考图1(A)至图4(B)描述根据实施例1的无散热片的电子单元10，并且将参考图5(A)至图7(B)描述根据实施例2的无散热片的电子单元20。

[0044] <实施例1>

[0045] <实施例1的基本概念>

[0046] 能够根据通电电流或电子部件的内部电阻预先计算安装在无散热片的电子单元中的半导体继电器的功率损失。

[0047] 另外，如果考虑车辆的何种行驶情况(在白天或夜间行驶以及在晴天或雨天行驶)导致电流导通于各种半导体继电器，则能够得知可能容易地达到最高温度的半导体继电器的组合。

[0048] 另外，当然，能够在设计时掌握要长时间打开的半导体继电器，要短时间打开的半导体继电器和要间歇地打开/关闭的半导体继电器。

[0049] 鉴于这些情况，已经清楚：当考虑到在电子基板的部件安装区域中选择应当优先使之放热的部件和在相同区域中在功率损失大的部件之中难以产生热干涉的部件配置时，即使不使用诸如任何散热片或任何金属芯基板这样的任何放热部件，也能够防止任何电子部件或任何电子基板超过其容许温度的上限。

[0050] 鉴于前述事实，将白天和夜间设定在表格的竖直线上，并且对于白天和夜间中的每一个设置晴天和雨天的单元格。另外，当在表格的水平线中列出操作时，半导体继电器(发热部件)产生热。表格示出每个发热部件如何在白天和夜间根据那时的气候状态(晴天或雨天)运转(产生热)。当发热部件根本不运转时，各个单元格都空白，当发热部件以低速运转时，填充Δ，当发热部件以正常速度运转时，填充○，并且当发热部件全速运转时，填充◎。以这种方式，得到下面的表格1。

[0051] [表格1]

[0052]

[0053] <观看表格1的方法>

[0054] 从表格1得知优先使之放热的部件是微机，大量的各种半导体继电器运转并且达到最高温度的状态是在“雨天”的“夜间”的时机，并且在那时运转的半导体继电器优选地分散布置。从各种半导体继电器之中，需要使雨刷继电器、左右头灯继电器和左右雾灯继电器彼此分离并且与微机分离。当散热器风扇继电器以正常速度运转时的时间是晴天的白天。在这种情况下，雨刷继电器、头灯继电器和雾灯继电器不运转。因此，对于散热器风扇继电器的配置存在自由度。

[0055] <现有技术的配置：前表面>

[0056] 在图3(A)所示的现有技术的电子单元100的一个表面(前表面)中的电子基板100A的平面图中，微机11以及雨刷继电器(高)12H和雨刷继电器(低)12L紧密布置在电子基板100A的中心附近。散热器风扇继电器(H+)13A和散热器风扇继电器(H-)13B布置在微机11的周围。

[0057] <现有技术的配置：后表面>

[0058] 在图4(A)所示的现有技术的电子单元100的另一个表面(后表面)中的电子基板100B的平面图中，四个继电器，即，设置有散热片的左右头灯继电器15R和15L以及设置有散热片的左右雾灯继电器16R和16L直线地紧密布置在电子基板的中心附近。

[0059] <效果确认>

[0060] 作为上述描述的结果，能够得到下面的温度分布，作为电子基板中产生的热的温度分布。即，根据现有技术的图3(A)和图4(A)中的电子基板100A和100B分别具有如图3(B)和图4(B)所示的温度分布。根据实施例1的图1(A)和图2(A)中的电子基板10A和10B分别具有如图1(B)和图2(B)所示的温度分布。

[0061] 在温度分布的图中，无图案的区域(plain region)H0表示正常温度；斜向右上方的疏剖面线区域H1表示比正常温度稍高的温度；并且斜向右下方的疏剖面线区域H2、斜向右上方的密剖面线区域H3、斜向右下方的密剖面线区域H4和斜向右上方的极密剖面线区域H5表示以命名顺序逐渐升高的温度。

[0062] 在图3(A)所示的电子基板100A中，产生大量热的微机11紧靠雨刷继电器(高)12H和(低)12L布置。因此，在不设置散热片的状态下，在两个位置(11和12H)出现高温区域H4，并且两个位置(11和12H)之间的空间以高温区域H3填布，导致宽区域内的高温，如图3(B)所示。

[0063] 在图4(A)所示的电子基板100B中，四个继电器，即，左右头灯继电器15R和15L以及左右雾灯继电器16R和16L直线地紧密布置在电子基板中心附近。因此，在不设置散热片的状态下，在继电器所在的四个位置(15R、15L、16R和16L)出现超高温区域H5，如图4(B)所示。

[0064] <根据实施例1的配置>

[0065] 另一方面，在根据本发明的实施例1的图1(A)所示的无散热片的电子单元10中，微机(无散热片的微机)11布置在电子基板(无金属芯电子基板)10A中的大致相同位置。另外，由于位于与微机11分开很远的位置处的洗涤器继电器14和14(参见图3(A))不太可能干涉，所以该洗涤器继电器14和14能够紧靠微机11布置(参见图1(A))。用作各种半导体继电器之中的可能达到最高温度且非常可能热干涉的继电器的雨刷继电器(高)12H和(低)12L布置在洗涤器继电器14和14所在的电子基板的端部中。从而，雨刷继电器(高)12H和(低)12L与微机11分开很远。雨刷继电器(高)12H和(低)12L也互相分开。

[0066] 根据本发明的实施例1，在图2(A)中，在电子基板(无金属芯电子基板)10B的中心附近绘出了大矩形，并且用作各种半导体继电器的左右头灯继电器15R和15L以及左右雾灯继电器16R和16L分开地且分别布置在大矩形的四个角部。以这种方式，已经去除了散热片。

[0067] <效果确认>

[0068] 在图1(A)所示的电子基板10A中，产生大量热的微机11与雨刷继电器(高)12H和(低)12L分开很远。因此，仅在窄区域中的一个位置出现高温区域H4，同时宽区域变为低温区域H2和H1。

[0069] 从而，得知即使不使用任何散热片和任何金属芯基板也能够防止热干涉。另外，只要散热器风扇继电器(H+)13A和(H-)13B稍微与微机11分开就会很好。

[0070] 另外，在图2(A)所示的电子基板10B中，四个继电器，即，左右头灯继电器15R和15L以及左右雾灯继电器16R和16L分别在大矩形的四个角部分开。因此，不出现超高温区域H5，而是仅在两个位置出现高温区域H4。其余的区域变为低温区域H2和H1。特别地，位于电子基板10B的侧部中的左头灯继电器15L和左雾灯继电器16L变为正常温度。

[0071] <概要>

[0072] 如上所述，依照根据实施例1的无散热片的电子单元，考虑在电子基板的部件安装区域中选择优先使之放热的部件，并且考虑相同区域中的部件配置，使得难以在功率损失大的部件之间产生热干涉。从而，在电子基板的部件安装区域中，使应当优先放热的部件或功率损失大的部件彼此分开，或者将不具有太大影响的部件靠近应当优先放热的部件或功率损失大的部件安置。以这种方式，即使不使用诸如任何散热片或任何金属芯基板这样的放热部件，也能够防止任意的电子部件或任意的电子基板超过其容许温度的上限。

[0073] 另外，重要的是，均产生大量热的部件也在作为无散热片的电子单元的一个表面和另一个表面的前后表面中彼此分开地布置，以抑制热干涉。

[0074] <实施例2>

[0075] <实施例2的基本概念>

[0076] 由于安装空间的限制，要求安装在车辆上的无散热片的电子单元20小型化。多层的绝缘板Z经常用作电子基板(设置有三层以上的铜箔导电布图的无金属芯电子基板)20A。例如，如图5(A)和5(B)所示，考虑电子基板20A具有六层铜箔。在这种情况下，电子基板20A的各层的功能经常如下分类。

[0077] (1)第一层C1和第六层C6用于电子部件的安装、信号线的布置、输出电流导电布图的布置、电子部件的热分散、和用于抑制噪音的接地电路。

[0078] (2)第二层C2和第五层C5用于信号线的布置和用于抑制噪音的接地电路。

[0079] (3)第三层C3和第四层C4用于输出电流导电布图的布置。

[0080] 在这种情况下，如图5(A)所示的电子基板的中心区域是具有连接器的微机与其周边电路之间的配置区域。在电子基板的中心区域，微机和诸如振荡电路、输入接口电路或输出接口电路等这样的周边电路混合，并且还布置了连接这些电子部件的大量的信号线。另外，还存在影响微机、振荡电路等中的高频噪音的产生的大量部件，并且用于抑制噪音的接地电路的重要性也很高。因此，绝缘板Z中的各层的铜箔分别是短的，并且连接到通孔的铜箔的数量也少。

[0081] <中心区域的各层的铜箔>

[0082] 在图5(A)中，与第一层C1的铜箔2电连接的各层的铜箔仅由以下构成：第一层C1的铜箔1，其连接到通孔S1；第二层C2的铜箔22；通孔S2，其连接到第二层C2的铜箔22；和第三层C3的铜箔32，其连接到通孔S2。

[0083] <端部中的各层的铜箔>

[0084] 另一方面，在示出电子基板20A的端部的图5(B)中，与第一层C1的端部的铜箔3电连接的各个层的铜箔由连接到通孔S3的第一层C1的铜箔2、第二层C2的铜箔22和铜箔23、第三层C3的铜箔32和铜箔33、第四层C4的铜箔42和铜箔43、第五层C5的铜箔52和铜箔53、以及第六层C6的铜箔62和铜箔63构成。

[0085] <当将电子部件T安装在第一层的铜箔上时的放热区域>

[0086] 因此，鉴于该事实，例如，假设发热电子部件T，诸如各种半导体继电器中的一个半导体继电器，布置在电子基板20A的第一层C1的中心区域的铜箔2(参见图5(A))上。在这种情况下，分别以短间隔切割电子基板20A的各层的铜箔，如图6(A)所示。因此，不存在足够长以分散热的大量铜箔。从而，不能充分利用足够长以分散热的铜箔，并且放热区域A1变为窄的放热区域。结果，放热如此之低以至于在发热部件周围引起局部温度升高。

[0087] 另一方面，假设将发热电子部件T布置在电子基板20A的第一层C1的端部中的铜箔3(参见图5(B))上。在这种情况下，第一层C1的铜箔2、第二层C2的铜箔22和铜箔23、第三层C3的铜箔32、铜箔33以及第四层C4的铜箔42和铜箔43、第五层C5的铜箔52和铜箔53、以及第六层C6的铜箔62和铜箔63通过通孔S3连接到铜箔3，如上所述。从而，放热区域B1变为宽的放热区域，如图6(B)所示。

[0088] 以这种方式，放热效果如此之大，使得能够抑制发热部件周围的局部温度升高，并且能够使电子单元内部的温度升高分散(均一化)。

[0089] <具体配置>

[0090] 在实施例2中，如图7(A)所示，发热部件T1至T3布置在无散热片的电子单元20的一个表面(前表面)中的电子基板20A的端部中，并且发热部件T4和T5布置在电子基板20A的另一端部中。另一方面，在作为控制部件和信号线的布置区域E1的电子基板20A的中心附近(剖面线部分)，没有布置发热部件。从而，能够以与前述实施例1相同的方式、以仅设置发热部件在电子基板端部的配置而不使用诸如任何散热片或任何金属芯基板这样的任何放热部件的方式，采取抵抗热干涉的措施。

[0091] 相似地，发热部件T6至T9布置在无散热片的电子单元20的另一个表面(后表面)中的电子基板20B的端部中，并且发热部件T10至T13布置在电子基板20B的另一端部中。另一方面，在作为控制部件和信号线的布置区域E2的电子基板20B的中心附近(剖面线部分)，没有布置发热部件。从而，能够以与前述实施例1相同的方式、以仅设置发热部件在电子基板端部的配置而不使用诸如任何散热片或任何金属芯基板这样的任何放热部件的方式，采取抵抗热干涉的措施。

[0092] <概要>

[0093] 从而，与安装了大量电子部件的电子基板20A和20B的中心区域相比，很少的信号线或输出电流导电布图布置在电子基板20A和20B的端部中的内层中。因此，电子基板20A和20B的各层的铜箔设置成分别在电子基板20A和20B的端部中延伸为是长的。因此，实施例2注重于将足够长以分散热的铜箔设置在各层中的事实。当发热电子部件布置在电子基板
20A和20B的端部中时，从电子部件产生的热通过从电子部件安装面中的铜箔贯通到相反面中的铜箔的通孔而传导到各层的铜箔。传导到各层的铜箔的热沿着被设置成较长地延伸的各铜箔经过，并且达到铜箔的前端处的切割部。从而，即使不使用诸如任何散热片或任何金属芯基板这样的任何散热部件，也能够整体实现大的放热效果。

[0094] 顺便提及，本发明不限于前述实施例，而且可以适当地进行修改、改进等。另外，只要能够实现本发明，前述实施例中的各构成元件的材料、形状、尺寸、数量、位置等不受限制，而是可以任意地设定。

[0095] 这里，在下面的[1]至[3]中分别简要地概括并列出了根据本发明的无散热片的电子单元的前述实施例的特性。

[0096] [1]一种无散热片的电子单元(10)，包括：无金属芯电子基板(电子基板10A和10B)；以及安装在无金属芯电子基板(电子基板10A和10B)上的无散热片的微机(微机11)和各种半导体继电器(雨刷继电器12H和12L、头灯继电器15R和15L、以及雾灯继电器16R和
16L)；其中：所述无散热片的微机(微机11)布置在所述无金属芯电子基板上(电子基板10A)上；并且在所述各种半导体继电器之中，可能达到最高温度的半导体继电器(雨刷继电器
12H和12L)与布置所述无散热片的微机(微机11)的位置分开最长的距离，并且所述各种半导体继电器(雨刷继电器12H和12L、头灯继电器15R和15L、以及雾灯继电器16R和16L)彼此分开地布置。

[0097] [2]一种无散热片的电子单元(20)，包括：无金属芯电子基板，其设置有三层以上的铜箔导电布图(均设置有三层以上的铜箔导电布图的无金属芯电子基板20A和20B)；以及安装在所述无金属芯电子基板上的无散热片的微机(微机11)和各种半导体继电器(发热部件T1至T13)；其中：所述无散热片的微机(微机11)和所述各种半导体继电器(加热部件T1至T13)分别布置在所述无金属芯电子基板(20A和20B)的端部中。

[0098] [3]根据前述[1]或[2]的无散热片的电子单元(10、20)，其中：所述各种半导体继电器包括雨刷继电器(12R和12L)、头灯继电器(15R和15L)和雾灯继电器(16R和16L)之中的两种以上的继电器。

[0099] 另外，本申请基于2013年1月30日提交的日本专利申请(专利申请No.2013-016196)，该专利申请的内容通过引用并入此处。

[0100] 工业实用性

[0101] 依照根据本发明的无散热片的电子单元，应该优先放热的微机与在雨天的夜间行驶期间可能产生热的各种半导体继电器分开地布置，或者将各种半导体继电器布置在电子基板的冷却效率高的端部。以这种方式，即使不使用任何散热片或任何金属芯基板，也能够防止诸如半导体继电器这样的多个发热部件彼此热干涉并且局部达到很高的温度。另外，能够有助于小型化和空间节省。

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无散热片的电子单元

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