JP2012004162A - 表面実装部品放熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく放熱効果を高め、コストを抑え、基板アッセンブリーの生産性向上を図る表面実装部品放熱装置を実現する。
【解決手段】表面実装基板に実装された発熱部品を放熱する表面実装部品放熱装置において、前記発熱部品のリード半田付け銅箔部の周縁に一端縁が接して設けられた半田付拡大銅箔部と、前記表面実装基板に直交して設けられ前記半田付拡大銅箔部に一端が接し所定長さを有する柱状の少なくとも一個の表面実装可能な放熱柱と、を具備したことを特徴とする表面実装部品放熱装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面実装部品放熱装置に関するものである。
更に詳述すれば、効率よく放熱効果を高め、コストを抑え、基板アッセンブリーの生産性向上を図る表面実装部品放熱装置に関するものである。

表面実装基板において、基板に実装された一部の部品自体の発熱、及びその周囲部品からのもらい熱により部品固有の許容温度を超えるものが存在する。
図５は従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図、図６は図５の放熱対策説明図である。
図において、表面実装基板１には、冷却対象部品２，３等が存在する。
また、回路の配線パタ−ン上から移動し難く、また、高さが高い電子部品４も存在する。

許容温度を超える電子部品に対しては、冷却したい部品の放熱面積を増やす対策がなされている。
具体的には、図６に示す如く、
対策１、ヒートシンク５を取付け、放熱効率をあげる。
対策２、基板内層の銅箔面積９を増し、基板面全体に熱を伝導させる。
対策３、許容温度の高い部品に変更する。
等が考えられる。

特開平０８−００８５６２号公報 特開平１１−３０７８８７号公報 特開２００５−３０２０４９号公報

このような装置においては、以下の問題点がある。
電子部品が密装された表面実装基板においては、基板面積に対し部品実装率が高いことから、容易に前記対策１、対策２の対策を実施できない。
理由として、ヒートシンク５を基板１に締結する為のねじや支柱などの締結部品６や、締結部品６に係わる部品実装禁止エリア８や、基板表面の銅箔面は容易に捻出し難い。

また、ヒートシンク５を接触させたい、あおり熱を受ける部品２、発熱する部品３の部品群のエリアに、移動し難い障害となる部品４がある場合など、部分的にヒートシンク５に切欠き５１を設けるなどの処置が必要となる。
機械加工を行う為、ヒートシンク５の製造コストは高くなる。

また、ヒートシンク５を使用する為には、熱伝導シートの介在が必要で、部分的には絶縁シートを貼り付けるか、安全に必要な離間をとる必要がある。
対策３に関しては、コストの観点から、許容温度の高い特殊部品を避けて、なるべく標準的な部品を使用したい。

一方で、空冷ファンに代表される強制空冷方式は、パッケージの大きさ制限や、コスト面から除外される。
本発明装置は、基本的に自然空冷である。

本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、発熱部品やあおり熱を受ける部品群のエリア全面にヒートシンクを取付けることをせず、わずかなエリアを有効に使用して放熱部材を配置し、効率よく放熱効果を高め、放熱手段としてのコストを抑え、基板アッセンブリーの生産性向上を図る表面実装部品放熱装置を提供することにある。

このような課題を達成するために、本発明では、請求項１の表面実装部品放熱装置においては、
表面実装基板に実装された発熱部品を放熱する表面実装部品放熱装置において、前記発熱部品のリード半田付け銅箔部の周縁に一端縁が接して設けられた半田付拡大銅箔部と、前記表面実装基板に直交して設けられ前記半田付拡大銅箔部に一端が接し所定長さを有する柱状の少なくとも一個の表面実装可能な放熱柱と、を具備したことを特徴とする。

本発明の請求項２の表面実装部品放熱装置においては、
表面実装基板に実装された発熱部品を放熱する表面実装部品放熱装置において、前記表面実装基板との接触面に放熱板を有する前記発熱部品の前記放熱板に一端縁が接して設けられた接触銅箔部と、前記表面実装基板に直交して設けられ前記接触銅箔部に一端が接し所定長さを有する柱状の少なくとも一個の表面実装可能な放熱柱と、を具備したことを特徴とする。

本発明の請求項３の表面実装部品放熱装置においては、
表面実装基板に実装された発熱部品を放熱する表面実装部品放熱装置において、前記発熱部品のリード半田付け銅箔部の周縁に一端縁が接して設けられた半田付拡大銅箔部と、前記表面実装基板内に設けられ前記半田付拡大銅箔部に一端が接する拡大銅箔部サーマルビアと、前記表面実装基板の裏面に直交して設けられ前記半田付拡大銅箔部サーマルビアの他端に一端が接し所定長さを有する柱状の少なくとも一個の放熱柱と、を具備したことを特徴とする。

本発明の請求項４の表面実装部品放熱装置においては、
表面実装基板に実装された発熱部品を放熱する表面実装部品放熱装置において、前記表面実装基板内に設けられ前記表面実装基板との接触面に放熱板を有する前記発熱部品の前記放熱板に一端が接する放熱板サーマルビアと、前記表面実装基板の裏面に直交して設けられ前記放熱板サーマルビアの他端に一端が接し所定長さを有する柱状の少なくとも一個の放熱柱と、を具備したことを特徴とする。

本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
基板上の冷却対象部品の実効的な放熱面積を拡大することにより、表面実装された発熱部品の十分な冷却を実現できる表面実装部品放熱装置が得られる。
ヒートシンクの取り付けに係わるデットスペースを無くすことができ、その分、部品実装面積を増やすことができる表面実装部品放熱装置が得られる。

ヒートシンク設置に係わり、部品実装位置や高さ、部品実装禁止エリアやパターン禁止エリアなどの制約がなくなり、基板設計の自由度が向上する表面実装部品放熱装置が得られる。
ヒートシンクや付帯する部品である、熱伝導シート，絶縁シート，締結部品等を使用しないで良いので、コストダウンが実現できる表面実装部品放熱装置が得られる。

本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
基板上の冷却対象部品の実効的な放熱面積を拡大することにより、表面実装された発熱部品の十分な冷却を実現できる表面実装部品放熱装置が得られる。
ヒートシンクの取り付けに係わるデットスペースを無くすことができ、その分、部品実装面積を増やすことができる表面実装部品放熱装置が得られる。

ヒートシンク設置に係わり、部品実装位置や高さ、部品実装禁止エリアやパターン禁止エリアなどの制約がなくなり、基板設計の自由度が向上する表面実装部品放熱装置が得られる。
ヒートシンクや付帯する部品である、熱伝導シート，絶縁シート，締結部品等を使用しないで良いので、コストダウンが実現できる表面実装部品放熱装置が得られる。
基板との接触面に放熱板を有する発熱部品を、より積極的に冷却することができる表面実装部品放熱装置が得られる。

本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
基板上の冷却対象部品の実効的な放熱面積を拡大することにより、表面実装された発熱部品の十分な冷却を実現できる表面実装部品放熱装置が得られる。
ヒートシンクの取り付けに係わるデットスペースを無くすことができ、その分、部品実装面積を増やすことができる表面実装部品放熱装置が得られる。

ヒートシンク設置に係わり、部品実装位置や高さ、部品実装禁止エリアやパターン禁止エリアなどの制約がなくなり、基板設計の自由度が向上する表面実装部品放熱装置が得られる。
ヒートシンクや付帯する部品である、熱伝導シート，絶縁シート，締結部品等を使用しないで良いので、コストダウンが実現できる表面実装部品放熱装置が得られる。

表面実装基板の表面に放熱柱が実装できないような密集表面実装基板に対して有効な表面実装部品放熱装置が得られる。
表面実装基板の表面に邪魔な部品が配置されていて、放熱柱のマウントができない場合に有効な表面実装部品放熱装置が得られる。

本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
基板上の冷却対象部品の実効的な放熱面積を拡大することにより、表面実装された発熱部品の十分な冷却を実現できる表面実装部品放熱装置が得られる。
ヒートシンクの取り付けに係わるデットスペースを無くすことができ、その分、部品実装面積を増やすことができる表面実装部品放熱装置が得られる。

ヒートシンク設置に係わり、部品実装位置や高さ、部品実装禁止エリアやパターン禁止エリアなどの制約がなくなり、基板設計の自由度が向上する表面実装部品放熱装置が得られる。
ヒートシンクや付帯する部品である、熱伝導シート，絶縁シート，締結部品等を使用しないで良いので、コストダウンが実現できる表面実装部品放熱装置が得られる。

表面実装基板の表面に放熱柱が実装できないような密集表面実装基板に対して有効な表面実装部品放熱装置が得られる。
表面実装基板の表面に邪魔な部品が配置されていて、放熱柱のマウントができない場合に有効な表面実装部品放熱装置が得られる。
基板との接触面に放熱板を有する発熱部品を、より積極的に冷却することができる表面実装部品放熱装置が得られる。

本発明の一実施例の要部構成説明図である。 図１の部品説明図である。 本発明の他の実施例の要部構成説明図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。 図５の放熱対策説明図である。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２，図３は図１の部品説明図である。
図において、図５と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図５との相違部分のみ説明する。

図１において、基板１に対し部品実装機(マウンター)で搬送可能な形状の放熱柱９１，９２を冷却対象部品２，３の近傍に実装する。
図１では、代表例として円柱を用いているが、その形状にこだわらず、より表面積の大きくなる形状を用いても良い。

半田付拡大銅箔部１３は、冷却対象部品２，３のリード半田付け銅箔部２１，３１の周縁に一端縁が接して設けられている。
放熱柱９１は、表面実装基板１に直交して設けられ、半田付拡大銅箔部１３に一端が接し、所定長さを有する柱状をなす。

接触銅箔部１４は、表面実装基板１との接触面に放熱板３１１を有する発熱部品３１の放熱板３１１に一端縁が接して設けられている。
放熱柱９２は、表面実装基板１に直交して設けられ、接触銅箔部１４に一端が接し所定長さを有し、柱状をなす。

以上の構成において、放熱柱９１，９２は、他の電子部品と共に、表面実装基板１に、部品実装機（マウンター）により実装される。

この結果、
基板１上の冷却対象部品の実効的な放熱面積を拡大することにより、表面実装された冷却対象部品２，３の十分な冷却を実現できる表面実装部品放熱装置が得られる。
ヒートシンクの取り付けに係わるデットスペースを無くすことができ、その分、部品実装面積を増やすことができる表面実装部品放熱装置が得られる。

ヒートシンク設置に係わり、部品実装位置や高さ、部品実装禁止エリアやパターン禁止エリアなどの制約がなくなり、基板設計の自由度が向上する表面実装部品放熱装置が得られる。
ヒートシンクや付帯する部品である、熱伝導シート，絶縁シート，締結部品等を使用しないで良いので、コストダウンが実現できる表面実装部品放熱装置が得られる。
基板１との接触面に放熱板３１１を有する発熱部品３を、より積極的に冷却することができる表面実装部品放熱装置が得られる。

図３は、本発明の他の実施例の要部構成説明図、図４は図３のＡ−Ａ断面図である。
図３，図４において、
半田付拡大銅箔部１３は、冷却対象部品２，３のリード半田付け銅箔部の周縁に一端縁が接して設けられている。

拡大銅箔部サーマルビア１５は、表面実装基板１内に設けられ、半田付拡大銅箔部１３に一端が接している。
放熱柱９３は、表面実装基板１の裏面に直交して設けられ、半田付拡大銅箔部サーマルビア１５の他端に一端が接し、所定長さを有する柱状をなす。

放熱板サーマルビア１６は、表面実装基板１内に設けられ、表面実装基板１との接触面に放熱板を有する発熱部品３の放熱板に一端が接する。
放熱柱９４は、表面実装基板の裏面に直交して設けられ、放熱板サーマルビア１６の他端に一端が接し、所定長さを有する柱状をなす。

以上の構成において、放熱柱９３は、表面実装基板１の裏面のサーマルビア１５の他端に実装される。
放熱柱９４は、表面実装基板１の裏面のサーマルビア，１６の他端に実装される。

この結果、
基板１上の冷却対象部品の実効的な放熱面積を拡大することにより、表面実装された冷却対象部品２，３の十分な冷却を実現できる表面実装部品放熱装置が得られる。
ヒートシンクの取り付けに係わるデットスペースを無くすことができ、その分、部品実装面積を増やすことができる表面実装部品放熱装置が得られる。

ヒートシンク設置に係わり、部品実装位置や高さ、部品実装禁止エリアやパターン禁止エリアなどの制約がなくなり、基板設計の自由度が向上する表面実装部品放熱装置が得られる。
ヒートシンクや付帯する部品である、熱伝導シート，絶縁シート，締結部品等を使用しないで良いので、コストダウンが実現できる表面実装部品放熱装置が得られる。

表面実装基板１の表面に放熱柱９１，９２が実装できないような密集表面実装基板１に対して有効な表面実装部品放熱装置が得られる。
表面実装基板１の表面に邪魔な部品４が配置されていて、放熱柱９１，９２のマウントができない場合に有効な表面実装部品放熱装置が得られる。
基板１との接触面に放熱板３１１を有する発熱部品３を、より積極的に冷却することができる表面実装部品放熱装置が得られる。

なお、表面実装基板１は、積層板であっても良いことは勿論である。
また、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。

１ 表面実装基板
２ 冷却対象部品
２１ リード半田付け銅箔部
３ 冷却対象部品
３１ リード半田付け銅箔部
３１１ 放熱板
４ 電子部品
５ ヒートシンク
５１ 切欠き
６ 締結部品
８ 部品実装禁止エリア
９ 銅箔面積
９１ 放熱柱
９２ 放熱柱
９３ 放熱柱
９４ 放熱柱
１１ 表面実装基板の表面
１２ 表面実装基板の裏面
１３ 半田付拡大銅箔部
１４ 接触銅箔部
１５ 拡大銅箔部サーマルビア
１６ 放熱板サーマルビア

Claims (4)

1. 表面実装基板に実装された発熱部品を放熱する表面実装部品放熱装置において、
   前記発熱部品のリード半田付け銅箔部の周縁に一端縁が接して設けられた半田付拡大銅箔部と、
   前記表面実装基板に直交して設けられ前記半田付拡大銅箔部に一端が接し所定長さを有する柱状の少なくとも一個の表面実装可能な放熱柱と、
   を具備したことを特徴とする表面実装部品放熱装置。
2. 表面実装基板に実装された発熱部品を放熱する表面実装部品放熱装置において、
   前記表面実装基板との接触面に放熱板を有する前記発熱部品の前記放熱板に一端縁が接して設けられた接触銅箔部と、
   前記表面実装基板に直交して設けられ前記接触銅箔部に一端が接し所定長さを有する柱状の少なくとも一個の表面実装可能な放熱柱と、
   を具備したことを特徴とする表面実装部品放熱装置。
3. 表面実装基板に実装された発熱部品を放熱する表面実装部品放熱装置において、
   前記発熱部品のリード半田付け銅箔部の周縁に一端縁が接して設けられた半田付拡大銅箔部と、
   前記表面実装基板内に設けられ前記半田付拡大銅箔部に一端が接する拡大銅箔部サーマルビアと、
   前記表面実装基板の裏面に直交して設けられ前記半田付拡大銅箔部サーマルビアの他端に一端が接し所定長さを有する柱状の少なくとも一個の放熱柱と、
   を具備したことを特徴とする表面実装部品放熱装置。
4. 表面実装基板に実装された発熱部品を放熱する表面実装部品放熱装置において、
   前記表面実装基板内に設けられ前記表面実装基板との接触面に放熱板を有する前記発熱部品の前記放熱板に一端が接する放熱板サーマルビアと、
   前記表面実装基板の裏面に直交して設けられ前記放熱板サーマルビアの他端に一端が接し所定長さを有する柱状の少なくとも一個の放熱柱と、
   を具備したことを特徴とする表面実装部品放熱装置。