电子单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电子单元，包括电子装置（13）和树脂制的壳罩（10），在所述电子装置上装设有发热部件（4A），所述电子装置（13）收纳在所述壳罩（10）中，所述电子单元还包括热扩散片（14），所述热扩散片介设在所述壳罩（10）和所述电子装置（13）的装设所述发热部件（4A）的区域之间。
【专利说明】电子单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子单元，在所述电子单元中，电子装置(电子体)收纳在壳罩中。【背景技术】
[0002]在传统的车灯如车辆的前照灯中，例如，已提出使用放电灯泡作为光源。因此，构成有电子单元，在该电子单元中，用于控制该放电灯的点亮的线路收纳在壳罩中，并且该电子单元配置在灯壳中。日本专利N0.4087396提出了具有这种结构的电子单元构成为可相对于灯壳脱离的技术。近年来，已提出许多例如将半导体发光器件如LED (发光二极管)用于光源的灯。因此，已提出了这样一种电子单元，在该电子单元中，用于使该LED发光的LED驱动线路构成为连同用于控制该发光的电子控制单元(ECU) —起收纳在单个壳罩中，并配置在灯的灯壳中。
[0003]对于这样的电子单元，在用于使LED发光的发光线路中使用诸如晶体管和线圈之类的具有高发热特性的部件(下文称为“发热部件”)，因而电子单元的温度往往由于这些发热部件产生的热而上升。当温度这样上升时，可能不利地影响电子单元的正常的点亮控制，并且构成电子单元的各种电子部件可能变得被热损坏。特别地，对于具有电子单元装设在灯壳的外部上的结构的灯，壳罩必须构成为密闭腔室以便防止外部尘埃进入电子单元。因此，在壳罩内部产生的热不易于消散至外部，因而电子单元不容易散热。为了改善散热效果，例如，壳罩优选由诸如金属之类的具有高热传导性的材料制成，但该种类型的材料增加了重量以及使壳罩的制造过程复杂，并因而提高了成本。
【发明内容】
[0004]本发明由此提供了 一种提高散热效果以及减轻重量和降低成本的电子单元。
[0005]本发明的一方面涉及一种电子单元，所述电子单元包括电子装置和树脂制的壳罩，在所述电子装置上装设有发热部件，所述电子装置收纳在所述壳罩中，其中所述电子单元还包括热扩散片，所述热扩散片介设在所述壳罩和所述电子装置的装设所述发热部件的区域之间。
[0006]根据本发明的该方面，由电子装置的发热部件产生的热通过热扩散片沿热扩散片的平面方向扩散，并经由壳罩消散。因此，减小了壳罩表面的每单位面积的热量，从而能够提高散热效果。结果，即使壳罩由树脂制成，也能够形成具有高散热特性的电子单元，并且既能够减轻重量，又能够降低成本。
[0007]所述电子装置还可包括线路板，在所述线路板中所述发热部件装设在第一表面上。所述线路板可包括传热结构，所述传热结构用于将由所述发热部件产生的热朝位于所述线路板的与所述第一表面相对的一侧的第二表面传递。所述热扩散片可在与所述线路板的所述第二表面和所述壳罩的内表面紧密接触的状态下配置在所述线路板的所述第二表面和所述壳罩的所述内表面之间。所述热扩散片可配置成至少遍及所述线路板的形成有所述传热结构的区域而延伸。另外，所述热扩散片可配置成大致遍及所述线路板的整个表面而延伸。
[0008]所述传热结构可由传热垫、散热垫和通孔构成；所述传热垫由所述线路板的所述第一表面上的导电膜的一部分形成，并且所述发热部件装设在所述传热垫上；所述散热垫由所述线路板的所述第二表面上的导电膜的一部分形成；所述通孔沿所述线路板的厚度方向贯穿所述线路板，用于将所述传热垫和所述散热垫电连接在一起。
[0009]所述电子单元可被构造为车灯的点亮控制装置，并且所述壳罩可安装在所述灯的灯壳上。所述电子单元还可包括散热翅片，所述散热翅片形成在所述壳罩的外底面的与所述热扩散片对向的区域内。所述壳罩的底面的与所述热扩散片对向的一个区域可由热传导性比形成其它区域的材料高的材料制成。
[0010]根据上述构型，传热垫、散热垫和通孔形成在线路板上，在所述线路板中，包括发热部件的电子部件装设在正面(第一表面)上。结果，由发热部件产生的热传递至线路板的背面(第二表面)，并且还能够在已通过热扩散片扩散至更宽的面积之后消散，这使散热效果能够提闻。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中:
[0012]图1是示意性地示出本发明已应用于车辆前照灯的第一示例性实施例的剖视图；
[0013]图2是根据第一示例性实施例的电子单元的部分分解透视图；
[0014]图3是电子单元的电路线路板沿厚度方向的放大纵剖视图；
[0015]图4是用于说明散热路径的示出类似于图3的框架形式的剖视图；
[0016]图5是本发明的第二示例性实施例的类似于图3的纵剖视图；以及
[0017]图6是本发明的第三示例性实施例的类似于图3的纵剖视图。
【具体实施方式】
[0018]现将参照附图描述本发明的示例性实施例。图1是示意性地示出使用本发明的电子单元作为执行车辆前照灯的点亮控制的电子单元的第一示例性实施例的剖视图。前照灯HL的灯壳100由灯体101和前盖102构成。光源单元2连同延伸部(伪反射器)103 一起配置在灯壳100的内部。另外，在灯壳100的外部上设置有电子单元I作为用于点亮该光源单元2的光源以及用于控制该光源单元2的光源的点亮状态的点亮控制单元。这种情况下，该电子单元I装设在灯体101的外底面上。
[0019]光源单元2构成为所谓的投影型灯单元。亦即，光源单元2包括单元基部21、作为装设在单元基部21上的光源的半导体发光器件(在此为LED)22、配置成覆盖该光源的反射器23和配置在LED22前方的投影透镜24。单元基部21的一部分构成遮光件25。当LED22发光时，从LED22投射的光被反射器23反射。该被反射的光和由LED22发出的直接光由投影透镜24向前照射，其中被反射的光和直接光的一部分被遮光件25遮挡或不被遮光件25遮挡，从而实现所要求的配光图案的光照射。
[0020]电子单元I构成为灯E⑶。该灯E⑶包括用于向LED22供电以点亮LED22的LED驱动线路。图2是示意性地示出该电子单元I的部分分解透视图。对于该电子单元1，在由树脂制成的密闭型壳罩10的内部收纳有电子装置13和热扩散片14。密闭型壳罩10包括大体矩形的壳主体11和板盖12，所述壳主体具有小的深度尺寸并且所述壳主体中的上部开口(即，具有上部开口)，所述板盖安装在该壳主体11的上部开口上。这里，盖12的一部分形成为筒形部12a。该筒形部12a向盖12的内部开口。后文将描述的内侧连接器部110穿过该筒形部12a并经由线束H2 (见图1)与光源单元2电连接。另外，外侧连接器部111一体形成在壳主体11的一个侧部上，并连接到线束Hl (见图1)，该线束与诸如车载电池之类的外部电源或用于控制整个车辆的主E⑶(两者均未示出)电连接。
[0021]壳罩10 (即，壳主体11和盖12)由树脂制成以便重量轻。该壳罩10由含有玻璃粉以确保必要的机械强度的聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)树脂或聚苯硫醚(PPS)树脂制成。这里，壳罩10由PBT树脂制成。另外，盖12装设成在安装到壳主体11的上部开口上之后与灯壳100的外底面紧密接触。结果，壳罩10的内部与灯壳100的内部连通，但相对于外部密闭，从而抑制灰尘和水分从外部侵入。
[0022]图3是电子单元I的纵剖视图。在图中，沿厚度方向的尺寸被扩大地示出以利于理解收纳在壳罩10中的电子装置13的结构。如上所述，电子装置13被构造为包括用于使光源单元2的LED22发光的LED驱动线路的灯ECU。该电子装置13具有其中构成灯ECU的电子部件4装设在线路板3上的结构。灯ECU的具体线路结构与本申请的关系不大，因此这里将略去其详细描述。构成该灯ECU的电子部件4包括诸如晶体管和线圈之类的发热部件4A。这些发热部件4A在电子单元I操作时发热。另外，内部具有触点IlOa的内侧连接器部110与电子部件4分开装设在线路板3的上表面上。贯穿盖12的筒形部12a并从上方插入的未示出的连接器连接到内侧连接器部110，从而建立与光源单元2的电连接。
[0023]线路板3被构造为具有四层配线结构的印刷线路板。在图3中，线路板3具有自下至上叠置成三层的第一绝缘层31、第二绝缘层32和第三绝缘层33。在这些绝缘层31至33的上表面和下表面上自下至上形成有第一至第四配线层34、35、36和37。第一至第四配线层34、35、36和37是导电膜以所要求的图案形成的配线层(配线图案层)。第一配线层34和第四配线层37形成为用于构成所要求的点亮线路和ECU线路的配线图案层，并且电子部件4和4A以及内侧连接器部110装设在作为最上层的第四配线层37的表面上。第二配线层35和第三配线层36在此形成为GND (接地)配线层和VDD (电源)配线层。另外，在第一绝缘层31至第三绝缘层33的厚度方向上形成有用于将第一配线层34与第四配线层37电连接在一起的通孔38。所要求的线路通过这些通孔38构成在灯ECU中。这些通孔38中的每个都通过在贯穿绝缘层形成的通孔的内表面上形成导电膜或将导电材料嵌埋在通孔的内部而构成。这些通孔38将夹住绝缘层的上、下配线层电连接在一起。
[0024]在作为最上层的第四配线层37中，传热垫37A由导电膜的一部分形成。在电子部件4之中，诸如晶体管和线圈之类的产生大量热的发热部件4A装设在该传热垫37A上，并且由这些发热部件4A产生的热传递至该传热垫37A。该传热垫37A形成在尽可能大的面积上，但不会大到干涉第四配线层37的配线图案。另外，在作为最下层的第一配线层34中，由导电膜在沿竖直方向与传热垫37A对向的区域内的一部分形成散热垫34A。该散热垫34A优选形成为与第一配线层34的配线图案电气隔离的岛形图案。该散热垫34A也形成在尽可能大的面积上，但不会大到干涉第一配线层34的配线图案。另外，传热垫37A和散热垫34A在导电状态下通过从第三至第一绝缘层33至31直线贯通地形成的多个通孔38A连接。这些通孔38A优选形成有尽可能大的孔径。传热垫37A、散热垫34A和通孔38A起到传热结构的作用。该传热结构(更具体而言，传热垫37A和散热垫34A)并不限于一个位置。当存在多个发热部件时，在对应于发热部件的多个位置配置有多个传热结构。
[0025]另外，电子装置13、即装设有电子部件4的线路板3收纳在壳主体11的内部。当被收纳时，热扩散片14介设在线路板3的下表面(即，第一配线层34的下表面)和壳主体11的内底面之间。该热扩散片14由具有高热传导性的材料的薄板形成。例如，热扩散片14由硅或丙烯酸树脂板构成。另外，该热扩散片14吸收线路板3和壳主体11之间的间隔的公差，并由使热扩散片14能够与线路板3和壳主体11两者紧密接触的厚度形成。此外，热扩散片14形成为相对于设置在线路板3上的传热结构具有尽可能大的平面尺寸。优选地，热扩散片14形成为具有几乎覆盖线路板3的整个区域的尺寸。热扩散片14相对于第一配线层34维持绝缘状态，其中热扩散片14的上表面与散热垫34A紧密接触。例如，热扩散片14通过具有高热传导率的粘合剂粘附在散热垫34A上。
[0026]当热扩散片14连同电子装置13—起收纳在壳主体11中时，热扩散片14的下表面被配置为与壳主体11的内底面紧密接触的状态。然后将盖12安装在壳主体11的上部开口上，并使用螺钉等固定在壳主体11上，从而构成壳罩10。壳罩10的外侧连接器部111具有触点111a。当电子装置13收纳在壳罩10中时，该触点Illa通过导线与电子装置13电连接。
[0027]将由此构成的电子单元I安装在前照灯HL的灯壳100的外底面上，如图1所示。然后，将内侧连接器部110连接到与光源单元2连接的线束H2，并且将外侧连接器部111连接到与未示出的主ECU和外部电源连接的线束H1。结果，电子单元I与光源单元2、外部电源和主E⑶电连接。因此，电子单元I基于从主E⑶输出的控制信号而控制供给至光源单元2的电力，由此控制光源单元2的点亮状态，这种情况下为LED22的发光时序和发光光度。
[0028]在电子单元I的该点亮控制的操作期间，电子单元I中的发热部件4A发热。此时，如图4中的框架形式所示，在发热部件4A中产生的热传递至装设有发热部件4A的传热垫37A，并且热从这里经由通孔38A传递至在线路板3的下表面侧的散热垫34A。传热垫37A和散热垫34A均具有尽可能大的面积，因而传递至这些垫的热在垫的整个区域上扩散。然后，已传递至散热垫34A的热传递至与散热垫34A紧密接触的热扩散片14，并且在扩散至该热扩散片14的整个区域之后，热然后从壳主体11的与热扩散片14紧密接触的内底面传递至壳主体11。结果，由发热部件4A产生的热通过传热垫37A和散热垫34A扩散，并通过热扩散片14进一步扩散至更宽的面积。然后，热传递至壳主体11的底面，或传递至整个壳主体U。该热的一部分然后从壳主体11的外表面消散至外部空气。另外，热的另一部分从壳主体11继续传递至灯壳100，且然后从这里消散。
[0029]这样，由发热部件4A产生的热沿线路板3的厚度方向传递，并且最终通过热扩散片14减小了每单位面积的热量并且热传递至壳主体11，在此热被消散，因而能获得极高的散热效果。因此，能实现这样的电子单元1，该电子单元能抑制由于由电子装置13产生的热而引起的升温，并由此能执行稳定的点亮控制，即使壳罩10由树脂制成。此外，由于壳罩10由树脂制成，因此与金属壳罩相比，能够降低成本和减轻重量。
[0030]在第一示例性实施例中，电子装置13的线路板3由四层线路板构成，但本发明也可应用于具有两层结构或其它结构的线路板。图5是根据本发明的第二示例性实施例的具有两层结构的线路板3A的剖视图。与图3中的部分相当的部分将用相似的附图标记表示。这里，在单个绝缘层30的下表面上形成有下配线层34，并且在单个绝缘层30的上表面上形成有上配线层37。这些上配线层34和下配线层37均以预定的配线图案形成，其中在装设有发热部件4A的区域内，在上配线层37的一部分形成有传热垫37A且在下配线层34的一部分形成有散热垫34A。然后，通过用设置在绝缘层30中的通孔38A将传热垫37A和散热垫34A电连接在一起而形成传热结构。另外，热扩散片14配置成与散热垫34A在下侧紧密接触。该热扩散片14构造成当线路板3A收纳在壳罩10中时与壳主体11的内底面紧密接触。
[0031]这样，即使使用具有两层配线结构的线路板3A，由发热部件4A产生的热也经由传热结构传递至热扩散片14。亦即，由发热部件4A产生的热从传热垫37A经由通孔38A传递至散热垫34A，且然后从这里传递至热扩散片14。此外，在热传递至壳主体11之后，热然后从壳罩10消散。亦即，由发热部件4A产生的热在传热垫37A和散热垫34A两者沿平面方向扩散，并然后通过热扩散片14沿平面方面进一步扩散，因而能减小每单位面积的热量，这使得散热效果能够提高。
[0032]在该第二示例性实施例中，线路板3A为两层结构，因此当形成构成灯ECU所需的配线图案时，对传热垫37A和散热垫34A的面积能增大多少有限制。另外，对热扩散片14的面积能增大多少也有限制。因此，与图3所示的第一示例性实施例相比，传热垫37A和散热垫34A的热扩散可能较少，并且热扩散片14的热扩散效果也可能较弱。因此，这种情况下，为了进一步提高壳罩10的散热效果，用具有矩形截面的多个肋形成散热翅片112，所述肋立设在壳主体11的外底面的区域内，或更具体而言，与热扩散片14对向的区域内。形成这种散热翅片112增大了壳主体11的外表面的表面积，由此使得经由热扩散片14传递至壳主体11的热能够更有效地消散。这些散热翅片112并不限于呈肋状，只要它们能增大壳主体11的表面积即可。亦即，散热翅片112可被设计成任意各种形状。另外，散热翅片112可形成在壳主体11的整个表面上，并且也可形成在盖12上。
[0033]另外，在本发明的电子单元中，整个壳主体11不必由树脂制成。亦即，如图6所示的第三示例性实施例中所示，壳主体11的一部分(更具体而言，底面的与热扩散片14对向的区域)可由热传导性比其它区域高的材料、优选金属制成。例如，壳主体11通过使金属板与树脂一体成型而形成。此时，壳主体11仅需用树脂模制成使得金属板至少暴露于底面的与热扩散片14对向的区域。这种情况下，使用铜板作为金属板113。因此，传递至热扩散片14的热能通过该金属板113更有效地消散至外部。即使壳主体11的一部分由金属板构成，重量和成本的增加与整个壳罩都由金属制成时的情况相比也仅仅是微小的。
[0034]在所述示例性实施例中，描述了电子单元被构成为用于控制使用LED作为光源的车辆前照灯的点亮的灯ECU的示例，但该电子单元也可用于控制除前照灯以外的其它灯的点亮。替代地，该电子单元还可用于对前照灯进行转动控制或高度调节。亦即，本发明可应用于任意电子单元，只要该电子单元是装设有发热部件的电子装置收纳在壳罩内部的电子单元即可。
[0035]在所述示例性实施例中，包含玻璃粉或颗粒的树脂被用于构成壳罩的壳主体和盖，这对于提高壳主体和盖的机械强度是有效的。然而，壳主体和盖也可由不包含玻璃成分的树脂制成。[0036]本发明可用于具有其中用于控制车灯光源的点亮的线路和其它线路收纳在壳罩内部的结构的电子单元。
【权利要求】
1.一种电子单元，包括电子装置(13)和树脂制的壳罩(10)，在所述电子装置上装设有发热部件(4A)，所述电子装置(13)收纳在所述壳罩(10)中，所述电子单元的特征在于包括: 热扩散片(14)，所述热扩散片介设在所述壳罩(10)和所述电子装置(13)的装设所述发热部件(4A)的区域之间。
2.根据权利要求1所述的电子单元，其中: 所述电子装置(13)包括线路板(3)，在所述线路板中所述发热部件(4A)装设在第一表面上； 所述线路板(3)包括传热结构，所述传热结构用于将由所述发热部件(4A)产生的热朝位于所述线路板(3)的与所述第一表面相对的一侧的第二表面传递；并且 所述热扩散片(14)在与所述线路板(3)的所述第二表面和所述壳罩(10)的内表面紧密接触的状态下配置在所述线路板(3)的所述第二表面和所述壳罩(10)的所述内表面之间。
3.根据权利要求2所述的电子单元，其中，所述热扩散片(14)配置成至少遍及所述线路板(3)的形成有所述传热结构的区域而延伸。
4.根据权利要求2所述的电子单元，其中，所述热扩散片(14)配置成大致遍及所述线路板(3)的整个表面而延伸。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电子单元，其中，所述传热结构由传热垫(37A)、散热垫(34A)和通孔(38A)构成；所述传热垫由所述线路板(3)的所述第一表面上的导电膜的一部分形成，并且所述发热部件(4A)装设在所述传热垫上；所述散热垫由所述线路板(3)的所述第二表面上的导电膜的一部分形成；所述通孔沿所述线路板(3)的厚度方向贯穿所述线路板(3)，用于将所述传热垫(37A)和所述散热垫(34A)电连接在一起。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电子单元，其中: 所述电子单元(I)被构造为车灯的点亮控制装置；并且 所述壳罩(10)安装在所述灯的灯壳(100)上。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的电子单元，还包括散热翅片(112)，所述散热翅片形成在所述壳罩的外底面的与所述热扩散片(14)对向的区域内。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的电子单元，其中，所述壳罩(10)的底面的与所述热扩散片(14)对向的一个区域由热传导性比形成其它区域的材料高的材料制成。
【文档编号】H05K7/20GK103781334SQ201310484937
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2012年10月18日
【发明者】红林俊彦, 漆畑干雄 申请人:株式会社小糸制作所