JP2012069877A

JP2012069877A - 放熱板取付構造

Info

Publication number: JP2012069877A
Application number: JP2010215518A
Authority: JP
Inventors: Jun Kumagai; 潤熊谷; Akinobu Miyamoto; 晃宜宮本; Kenji Sato; 健司佐藤; Takeshi Kamoi; 武志鴨井; Junichi Hasegawa; 純一長谷川
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-04-05

Abstract

【課題】母基板に実装される補助基板上に実装された発熱対象部品を、省スペースでかつ安価に絶縁距離を確保しながら放熱できる放熱板取付構造を提供する。
【解決手段】放熱板取付構造は、補助基板１２と、補助基板１２上に実装される放熱対象部品１１と、放熱対象部品１１の周囲に充填され、絶縁および熱伝導を兼ねる樹脂製品１７と、補助基板１２に樹脂製品１７を介して配置される放熱板１３とから構成されて母基板に実装される補助基板回路部１０を備え、樹脂製品１７は、高粘度であり、放熱板１３を固定可能である。
【選択図】図３

Description

本発明は、母基板に実装される補助基板を有する放熱板取付構造に関する。

従来より、回路基板の一面において電子部品がはんだ固定されるとともに発熱量の大きい電子部品が一面に表面実装され、回路基板の一面と容器の内側面との間にのみ樹脂が充填される放熱板取付構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来より、ケースの側壁に対向するようにサブ基板が設けられ、サブ基板のケースに対向する面に電子部品のうちの放熱を必要とする発熱電子部品が面実装される放熱板取付構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、従来より、縦型サブ基板と、縦型サブ基板上に縦型サブ基板と平行に対面するように実装されたＳＩＰ型半導体素子と、縦型サブ基板およびＳＩＰ型半導体素子を囲うように成形された放熱板と、縦型サブ基板の端部に配置された基板端子によって電気的に接続されることで縦型サブ基板を実装したメイン基板と、放熱板の内側に少なくとも縦型サブ基板とＳＩＰ型半導体素子の電気的接続部を覆うようにポッティング材を充填した放熱板取付構造が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−１４１６７６号公報（図１、請求項１）特開２００４−２０７３８４号公報（図１、請求項１）特開２００６−２４７４６号公報（図２、請求項１）

近年、回路の小型化に対する市場の要求が高まる中、それを実現する方策として、半導体部品の小型化が進んでいる。例えば、数Ａ〜数十Ａの大きな電流の耐量が求められるチョッパ回路やインバータ回路等へも使用できる半導体スイッチング素子等が、面実装タイプのパッケージで各種提供されている。一方、小型化された半導体部品のピン間の絶縁距離の確保や、発熱する半導体部品の放熱に関して課題を有する。

ところが、前述した特許文献１に記載された放熱板取付構造は、母基板に実装される補助基板と、ほぼ平板の簡単な構造を有する放熱板との組み合わせに用いることができない。
前述した特許文献２に記載された放熱板取付構造は、補助基板がケースに面する個所へ必ず配置される必要があるとともに、樹脂充填を後工程で行うために、補助基板とケース間に樹脂を注入することが難しい。
前述した特許文献３に記載された放熱板取付構造は、補助基板の周りを放熱板ケースで覆うために、実装スペースとして母基板上の大きな面積が占有されてしまう。

本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、母基板に実装される補助基板上に実装された発熱対象部品を、省スペースでかつ安価に絶縁距離を確保しながら放熱できる放熱板取付構造を提供することにある。

本発明に係る放熱板取付構造は、補助基板と、前記補助基板上に実装される放熱対象部品と、前記放熱対象部品の周囲に充填され、絶縁および熱伝導を兼ねる樹脂製品と、前記補助基板に前記樹脂製品を介して配置される放熱板とから構成されて母基板に実装される補助基板回路部を備え、前記樹脂製品は、高粘度であり、前記放熱板を固定可能である。

本発明に係る放熱板取付構造は、前記補助基板に実装された前記放熱対象部品の周囲が絶縁性部材で囲まれており、前記絶縁性部材の囲いの中に前記樹脂製品が充填されて前記補助基板と前記放熱板とが固定される。

本発明に係る放熱板取付構造は、前記放熱板は、少なくとも前記放熱対象部品を囲む面が開放された箱形状に成形されており、前記開放された面から前記樹脂製品が充填されて前記補助基板と前記放熱板とが固定される。

本発明に係る放熱板取付構造は、前記放熱対象部品は、前記樹脂製品により前記放熱板に放熱することにより、表面温度が８５℃以下に保つことが可能な半導体部品である。

本発明に係る放熱板取付構造によれば、母基板に実装される補助基板上に実装された発熱対象部品を、省スペースでかつ安価に絶縁距離を確保しながら放熱できるという効果を奏する。

本発明に係る第１実施形態の放熱板取付構造が適用される高圧放電灯用電子安定器の回路構成図高圧放電灯用電子安定器の断面図高圧放電灯用電子安定器に適用される補助基板回路部の平面図補助基板回路部の側面図高圧放電灯用電子安定器の組立手順を説明する外観斜視図および補助基板回路部の側面図本発明に係る第２実施形態の放熱板取付構造が適用される高圧放電灯用電子安定器における補助基板回路部の平面図補助基板回路部の側面図

以下、本発明に係る複数の実施形態の放熱板取付構造について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態の放熱板取付構造に適用される高圧放電灯用電子安定器５０は、交流電源５１に接続された入力部５２と、入力部５２に接続された点灯部５３と、点灯部５３に接続された制御部５４とから構成される。

高圧放電灯用電子安定器５０は、７０Ｗ型であり、入力部５２および点灯部５３に、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５や、集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３や、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５の半導体部品である第１電子部品１１を有し、制御部５４に第２電子部品であるインバータ制御部５５を有する。第１電子部品１１には、ランプＤＬの定常状態において１Ａ前後の大きい電流が流れて発熱する。これに対して、インバータ制御部５５には、数μＡ〜数ｍＡの微小電流しか流れないために発熱量が非常に少ない。

図２に示すように、高圧放電灯用電子安定器５０は、アルミニウム製で放熱性を有するケース５６内に母基板５７が収容されており、この母基板５７上に、第３電子部品５８と、補助基板１２を有して放熱対象部品である第１電子部品１１が実装された補助基板回路部１０とが実装されている。ケース５６内には、第１電子部品１１とインバータ制御部５５と第３電子部品５８とが十分に埋まるようにウレタン製等の充填樹脂５９が充填されている。

図３および図４に示すように、補助基板１２に実装された第１電子部品１１は、放熱板１３が取り付けられる絶縁性部材１４に囲まれる。絶縁性部材１４は、四方を囲む周板１５と中間板１６とを有して第１電子部品１１を囲む箱形状に形成されている。絶縁性部材１４は、内部に樹脂製品１７が充填された後に補助基板１２に取り付けられる。
従って、絶縁性部材１４により囲まれた内部に充填された樹脂製品１７が硬化されることにより、樹脂製品１７により第１電子部品１１を位置ずれすることなく補助基板１２上に配置できるとともに、補助基板１２と放熱板１３とを簡単に固定できる。

絶縁性部材１４内に充填される樹脂製品１７は、樹脂ＵＦ−１１７９等の市販されている高粘度樹脂であり、第１電子部品１１の端子間や端子と放熱板との間での絶縁特性を有するとともに、優れた粘着力により放熱板１３を確実に固定できる。
従って、樹脂製品１７により絶縁性部材１４に放熱板１３が固定されるために、別構成の取付部品や接着剤等を用いることなく、放熱板１３の取り付けを簡単にできる。

次に、高圧放電灯用電子安定器５０の組立手順について説明する。
図５に示すように、まず、樹脂製品１７が充填された絶縁性部材１４が、補助基板１２に実装された第１電子部品１１を囲むように補助基板１２に取り付けられることにより補助基板回路部１０が組み立てられる。

次に、補助基板回路部１０が母基板５７に取り付けられた後に、はんだ槽に漬け込まれてはんだ付けされる。
従って、絶縁性部材１４内の樹脂製品１７が硬化されることにより、樹脂製品１７が第１電子部品１１に熱的に接続されるとともに放熱板１３に熱的に接続されて、第１電子部品１１から放熱板１３への放熱経路が形成される。

はんだ付けの後に、母基板５７がケース５６内に収容され、ケース５６内に充填樹脂５９が充填されることにより、高圧放電灯用電子安定器５０の組み立てが終了される。

高圧放電灯用電子安定器５０は、動作により第１電子部品１１が発熱する。そして、第１電子部品１１が発した熱は樹脂製品１７に伝わり、樹脂製品１７から放熱板１３に伝わる。
従って、樹脂製品１７により、母基板５７に実装された補助基板１３上に実装された第１電子部品１１を、絶縁距離を確保しながら放熱できる。

高圧放電灯用電子安定器１は、第１電子部品１１が発した熱が、樹脂製品１７を通じて放熱板１３に伝わり、放熱板１３から充填樹脂５９を通じて放熱されるために、第１電子部品１１の表面温度が８５℃以下に保たれる。
従って、半導体素子である第１電子部品１１の特性に支障を与えることがない。

以上、説明した第１実施形態の放熱板取付構造によれば、樹脂製品１７により放熱板１３が固定されるために、別構成の取付部品や接着剤等を用いることなく、放熱板１３の取り付けを簡単にできる。

また、第１実施形態の放熱板取付構造によれば、絶縁性部材１４により囲まれた内部に充填された樹脂製品１７が硬化されることにより、第１電子部品１１を位置ずれすることなく補助基板１２上に配置できるとともに、補助基板１２と放熱板１３とを簡単に固定できる。

さらに、第１実施形態の放熱板取付構造によれば、半導体素子である第１電子部品１１の特性に支障を与えることがない。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の放熱板取付構造について説明する。
なお、以下の第２実施形態において、前述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。

図６および図７に示すように、本発明に係る第２実施形態に適用される補助基板回路部３０は、底板３２と周板３３と開口部３４とを有して第１電子部品１１を囲む箱形状の放熱板３１が適用される。そして、樹脂製品１７は開口部３４から放熱板３１の内部に充填された後に、補助基板３５に接合される。

動作時に第１電子部品１１が発した熱は、樹脂製品１７に伝わり、樹脂製品１７から放熱板３１に伝わって放熱される。そのため、樹脂製品１７により、母基板５７に実装された補助基板１２上に実装された第１電子部品１１を、絶縁距離を確保しながら放熱できる。

第２実施形態の放熱板取付構造によれば、樹脂製品１７が、箱形状の放熱板３１の開口部３４から内部に充填されるために、外部への漏れを防止して樹脂製品１７を放熱板３１の隅々まで確実に充填できる。

なお、本発明の放熱板取付構造においてケース，母基板等は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。

１０，３０補助基板回路部
１１第１電子部品（発熱部品，放熱対象部品）
１２，３５補助基板
１３，３１放熱板
１４絶縁性部材
１７樹脂製品
５７母基板

Claims

補助基板と、
前記補助基板上に実装される放熱対象部品と、
前記放熱対象部品の周囲に充填され、絶縁および熱伝導を兼ねる樹脂製品と、
前記補助基板に前記樹脂製品を介して配置される放熱板とから構成されて母基板に実装される補助基板回路部を備え、
前記樹脂製品は、高粘度であり、前記放熱板を固定可能である放熱板取付構造。
請求項１に記載の放熱板取付構造において、
前記補助基板に実装された前記放熱対象部品の周囲が絶縁性部材で囲まれており、前記絶縁性部材の囲いの中に前記樹脂製品が充填されて前記補助基板と前記放熱板とが固定される放熱板取付構造。
請求項１または請求項２に記載の放熱板取付構造において、
前記放熱板は、少なくとも前記放熱対象部品を囲む面が開放された箱形状に成形されており、前記開放された面から前記樹脂製品が充填されて前記補助基板と前記放熱板とが固定される放熱板取付構造。
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載の放熱板取付構造において、
前記放熱対象部品は、前記樹脂製品により前記放熱板に放熱することにより、表面温度が８５℃以下に保つことが可能な半導体部品である放熱板取付構造。