JP2017204588A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱量が比較的大きい高発熱性電子部品と発熱量が比較的小さい低発熱性電子部品とヒートシンクとを同一回路基板に搭載する場合、第１電子部品が発した熱がヒートシンクのフィンを介して低発熱性電子部品に伝わる虞があった。【解決手段】本発明の一例に係る回路基板１は、高発熱性電子部品３と、高発熱性電子部品よりも発熱量が小さい低発熱性電子部品４と、高発熱性電子部品３および低発熱性電子部品４を一表面に配置する板状のパワー基板部材２と、パワー基板部材２の他表面に配置したヒートシンク５とを有する。ヒートシンク５は、パワー基板部材２の一表面の一対角線の向きに延設してある放熱フィン部位７を複数備える。パワー基板部材２は、一表面の他対角線上に位置する一対の角部位のうちの一角部位に、高発熱性電子部品３を配置する高発熱性電子部品配置部位を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は回路基板に関し、特にヒートシンクを取り付けた回路基板に関する。

電子部品は通常、その電子部品自身が発生した熱に対して動作状況を確保できる耐熱性を備えている。そのため一般的に、発熱量が比較的大きい電子部品（以後、高発熱性電子部品と呼ぶ）の耐熱性は比較的大きく、発熱量が比較的小さい電子部品（以後、低発熱性電子部品と呼ぶ）の耐熱性は比較的小さい。

高発熱性電子部品と低発熱性電子部品とが同一回路基板上に設置されている場合、高発熱性電子部品が発生した熱が低発熱性電子部品の耐熱性を上回る虞がある。高発熱性電子部品が発生した熱の低発熱性電子部品における影響を抑制するため、このような回路基板に対してヒートシンクを設ける技術が知られている。ヒートシンクには、複数の放熱フィンが矩形板状の回路基板の一辺から対向する他辺へと延設して設けてある（例えば特許文献１）。

特開２０１５−１０４１８２（図８）

上述したように従来のヒートシンクを設けた回路基板では、回路基板を介して高発熱性電子部品と近接する位置に、近接放熱フィンが存在する。高発熱性電子部品が発生した熱は、その近接放熱フィンに伝わる。伝わった熱は、その近接放熱フィンから大気中に放出され得る。そのため、高発熱性電子部品が発生した熱の低発熱性電子部品における影響を抑制する効果が期待できる。

しかしながら、近接放熱フィンを含む複数の放熱フィンは矩形板状の回路基板の一辺から対向する他辺へと延設して設けてあるため、回路基板を介して高発熱性電子部品に近接して高発熱性電子部品の熱を放出する放熱フィンと回路基板を介して低発熱性電子部品に近接して低発熱性電子部品の熱を放出する放熱フィンとが、同一放熱フィンとなる状況も考えられる。このような状況の場合、低発熱性電子部品が有する耐熱性を超えるような高発熱性電子部品の熱がその同一放熱フィンを介して低発熱性電子部品に伝わる虞がある。またこのような状況の場合、高発熱性電子部品から伝わった熱によって、その同一放熱フィンを介した低発熱性電子部品の放熱効果が低下する虞もある。回路基板を介して高発熱性電子部品に近接して高発熱性電子部品の熱を放出する放熱フィンと回路基板を介して低発熱性電子部品に近接して低発熱性電子部品の熱を放出する放熱フィンとが異なる放熱フィンになるように低発熱性電子部品を配置する対応も考えられるが、低発熱性電子部品の配置自由度に制限を加える結果となり得る。

本発明は、上記のような事情を鑑みてなされたものであり、比較的発熱量が大きい高発熱性電子部品と比較的発熱量が小さい低発熱性電子部品とが配置される回路基板においても、低発熱性電子部品の配置自由度を確保しつつ、高発熱性電子部品から生じた熱に対する低発熱性電子部品への影響を可及的に抑制できる回路基板を提供することを目的とする。

本発明に係る回路基板は、第１電子部品と、第１電子部品よりも発熱量が小さい第２電子部品と、第１電子部品および第２電子部品を一表面に配置する矩形板状の基板部材と、基板部材の他表面に配置した放熱部材とを有する。放熱部材は、基板部材の一表面の一対角線の向きに延設してある放熱フィン部位を複数備える。

本発明に係る回路基板では、複数の電子部品が配置され得る基板部材の一表面の対角線の向きで放熱フィン部位が延設される。このような構成においては、複数の電子部品を基板部材の幅方向に沿って配置した場合であっても、第１電子部品の近傍にあって第１電子部品の熱を放出する第１放熱フィン部位と第２電子部品の近傍にあって第２電子部品の熱を放出する第２放熱フィン部位とが同一放熱フィン部位となる事態を可及的に回避することができる。発熱量が比較的大きい第１電子部品を基板部材の一表面の他対角線上に位置する一対の角部位のうちの一角部位に配置する場合には、第１放熱フィン部位は比較的短くなる。そのため、基板部材に発熱量の比較的小さい第２電子部品を配置した場合においても、第１放熱フィン部位と第２放熱フィン部位とが同一の放熱フィン部位となる事態を可及的に回避することができる。したがって、低発熱性電子部品の配置自由度を確保しつつ、高発熱性電子部品から生じた熱に対する低発熱性電子部品への影響を可及的に抑制できる。

本発明の実施の形態１に係る回路基板の一面を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る回路基板の他面を示す簡略図である。 本発明の実施の形態２に係る回路基板を示す斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る回路基板を示す斜視図である。 本発明の実施の形態４に係る回路基板を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本願が開示する回路基板の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る回路基板１の一面を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る回路基板１の他面を示す簡略図である。図２で示された回路基板１は、図１で示された回路基板１と同方向（紙面表側から裏側に向かう方向）から見たものであり、後述するパワー基板部材２と高発熱性電子部品３と２個の低発熱性電子部品４とベース板部材６とを取り除いた状態を簡略的に示している。

回路基板１は、パワー基板部材２と、高発熱性電子部品３と、２個の低発熱性電子部品４と、ヒートシンク５とを備える。パワー基板部材２の一表面には高発熱性電子部品３と低発熱性電子部品４とが配置してあり、一表面の裏面であるパワー基板部材２の他表面にはヒートシンク５が配置してある。言い換えると、パワー基板部材２は、高発熱性電子部品３を配置する高発熱性電子部品配置部位と各低発熱性電子部品４を配置する低発熱性電子部品配置部位とを一面に備え、ヒートシンク５を配置するヒートシンク配置部位を他表面に備える。

パワー基板部材２は、電流が流れて所定の機能を実現する矩形板状の電気回路基板であり、インバータで作られた三相交流信号を増幅してコンプレッサ等の構成要素にパワーを与えることができる。パワー基板部材２の高発熱性電子部品配置部位は、配置した高発熱性電子部品３に電流を流し、高発熱性電子部品３の機能を発揮する状態とし得る。パワー基板部材２の低発熱性電子部品配置部位は、配置した低発熱性電子部品４に電流を流し、高発熱性電子部品３の機能を発揮する状態とし得る。パワー基板部材２のヒートシンク配置部位は、配置したヒートシンク５と熱的に接続し、ヒートシンク５の機能を発揮する状態とし得る。パワー基板部材２は、コンバータ、インバータ、充電器等の電力変換器としての機能を有するが、その他の機能を有するように構成してもよい。

パワー基板部材２は、高発熱性電子部品３と低発熱性電子部品４とを一表面上に備える。板状の基板であるパワー基板部材２は、４隅となる４個の角部位を有しており、パワー基板部材２の一の対角線上に位置する一対の角部位のうちの一角部位に高発熱性電子部品３が配置してある。つまりパワー基板部材２は、一表面の一の対角線上に位置する一対の角部位のうちの一角部位に高発熱性電子部品配置部位を備える。図１に示す一例では、紙面の左上から右下へと延びる一の対角線上に位置する一対の角部位のうち、左上の一角部位が高発熱性電子部品配置部位に該当し、その高発熱性電子部品配置部位に高発熱性電子部品３が配置してある。実施の形態１に係る回路基板１では、パワー基板部材２が本発明に係る基板部材の一例として機能する。

図１に示すパワー基板部材２は、長方形状に形成してある。しかしながらパワー基板部材２は、台形、平行四辺形、ひし形等の形状を有していてもよい。また、図１に示すパワー基板部材２の４隅は、直角な角部位となるように形成してある。しかしながらパワー基板部材２の４隅は、面取り加工等によって丸みを帯びたような形状であってもよい。具体的には、当業者が実質的に角部位と認識し得るような形状であってもよい。

高発熱性電子部品３は、発熱量が比較的大きい部品であり、例えば、リアクトル、トランスなどの磁性体部品である。低発熱性電子部品４は、高発熱性電子部品３よりも発熱量が小さい部品であり、例えば、コンデンサのような高温になると劣化する可能性がある素子である。自らの発熱による劣化を抑制するため、一般的に、発熱量が大きな電子部品ほど、耐熱性が高い。つまり、高発熱性電子部品３は、低発熱性電子部品４よりも耐熱性が高い。反対に、低発熱性電子部品４は、高発熱性電子部品３よりも耐熱性が低い。

ヒートシンク５は、パワー基板部材２上の電子部品が発した熱を放出する放熱部材の一例であり、例えば、アルミニウムを用いて構成してある。ヒートシンク５は、高発熱性電子部品３及び低発熱性電子部品４とパワー基板部材２を介して熱的に接触するベース板部材６を一面に備え、高発熱性電子部品３及び低発熱性電子部品４からベース板部材６に伝わった熱を大気中に放出する７個の放熱フィン部位７を他面に備える。

ベース板部材６は、パワー基板部材２に対応する板状の部位であり、高発熱性電子部品３及び低発熱性電子部品４を設けたパワー基板部材２が一面に配置してあり、複数の放熱フィン部位７が他面に配置してある。

各放熱フィン部位７は、熱交換効率向上のために伝熱面積を広げるように設計してある板状突起部位であり、高発熱性電子部品３が位置するパワー基板部材２の一の対角線上とは反対の他の対角線の向きでベース板部材６の他面に延設してある。また、各放熱フィン部位７は、パワー基板部材２の一の対角線の向きに対して他の放熱フィン部位７から離隔してある。図２に示す一例では、パワー基板部材２の一の対角線上とは反対の他の対角線上に対応し、紙面の左下から右上へと延びるように各放熱フィン部位７が延設してある。

図１および図２に示す放熱フィン部位７の一例では、パワー基板部材２の一の対角線上とは反対の他の対角線の向きでベース板部材６の他面に延設してある。しかしながら放熱フィン部位７は、他の対角線の向きに対して角度を付加してパワー基板部材２の一表面の一辺に対して斜めとなるように延設してもよい。つまり、本発明に係る回路基板は、放熱フィン部位７が厳密に他の対角線に沿って平行に延設するように配置されている構成に限定されない。言い換えると、放熱フィン部位７は、他の対角線の向きに対して多少の角度があったとしても、実質的に他の対角線の向きに延設してあればよい。

図２に例示したヒートシンク５では、放熱フィン部位を７枚とした。しかしながら、ベース板部材６に伝わった熱を効率よく放出できるのであれば、その他の枚数の放熱フィン部位７をヒートシンク５が備えるように構成しても良い。

７個の放熱フィン部位７のうち、隣接する２個の放熱フィン部位７の間には、隙間通路が形成してある。図２に示す一例では、紙面の左下から右上へと延びるそれぞれの放熱フィン部位７に対し、紙面の左下から右上へと延びる隙間通路が形成してある。この隙間通路を空気が通ることによって、ヒートシンク５を介した放熱効果が向上するようにしてある。ヒートシンク５を介した放熱効果を更に向上すべく、ベース板部材６における放熱フィン部位７の間には、つまり放熱フィン部位７と放熱フィン部位７との間における隙間通路部分には、板幅方向（図１、図２のｘ方向）および板丈方向(図１、図２のｙ方向)と直交する板厚方向(図１、図２のｚ方向)に開口した隙間孔（不図示）が形成してある。パワー基板２にも、隙間孔に対応する空気孔（不図示）が形成してある。そのため、板厚方向(図１、図２のｚ方向)にも空気が流れ得る。

ヒートシンク５を冷却する冷却方法は、自然空冷または強制空冷のどちらを使用しても良い。自然空冷の場合、特別な構成要素を追加する必要はない。自然空冷であってベース板部材６の板丈方向(図１、図２のｙ方向)に空気が流れる場合、ベース板部材６のベース板部材６の板幅方向（図１、図２のｘ方向）に対する放熱フィン部位７の傾き角度は、４５度以上であることが好ましい。放熱フィン部位７間における空気の流速が速くなり、放熱効果が高まるからである。強制空冷の場合、冷却用ファンを準備し、準備した冷却用ファンを回転させて生じた風によってヒートシンク５を冷却するとしても良い。

図１に例示した回路基板１では、パワー基板部材２の長辺（板丈）が垂直（上下）となるように保持してある。図１に例示した回路基板１の放熱フィン部位７で暖められた空気は軽くなって鉛直上方へと移動する。そのため、図１に例示した回路基板１では、放熱フィン部位７から放出される熱によって低発熱性電子部品４が暖められる事態を回避することができる。

高発熱性電子部品３の近傍に低発熱性電子部品４が配置される場合、高発熱性電子部品３が発生した熱がベース板部材６の面方向に伝わって低発熱性電子部品４へ影響する自体を回避すべく、放熱フィン部位７を有するヒートシンク５が設置してある。しかしながら、放熱フィン部位７が板幅方向（図１及び図２のｘ軸方向）または板丈方向（図１及び図２のｙ軸方向）に延びるように延設してある従来の回路基板において、任意の位置に配置された高発熱性電子部品３と併設するように低発熱性電子部品４を配置する場合、高発熱性電子部品３と低発熱性電子部品４とがベース板部材６を介して同一放熱フィン部位７上に配置される状況もあり得る。このような状況の場合、高発熱性電子部品３が発生した熱が同一の放熱フィン部位７を介して低発熱性電子部品４へ伝わり、低発熱性電子部品４の温度を上昇させてしまう虞がある。また、高発熱性電子部品３が発生した熱によって、低発熱性電子部品４が発生した熱に対する放熱効果が低減する虞もある。更に、配置された高発熱性電子部品３とは別の放熱フィン部位７上にベース板部材６を介して低発熱性電子部品４を配置する場合には、低発熱性電子部品４の配置自由度が制限される虞もある。

実施の形態１に係る回路基板１では、図１及び図２に示すように、パワー基板部材２の一の対角線上に位置する一対の角部位のうちの一角部位を高発熱性電子部品配置部位とし、発熱量の大きい高発熱性電子部品３をその高発熱性電子部品配置部位に配置し、複数の放熱フィン部位７をパワー基板部材２のパワー基板部材２の対角線の向きでベース板部材６の他面上に延設してある。この構成によって、高発熱性電子部品３の熱を放出する放熱フィン部位７を、パワー基板部材２およびベース板部材６を介して高発熱性電子部品３に近接する位置に設けることができ、当放熱フィン部位７の板幅方向（図１及び図２のｘ軸方向）および板丈方向（図１及び図２のｙ軸方向）における寸法を可及的に短くすることができる。したがって、高発熱性電子部品３の近傍に低発熱性電子部品４を配置した場合においても、パワー基板部材２およびベース板部材６を介して高発熱性電子部品３と近接する位置に設けた放熱フィン部位７とパワー基板部材２およびベース板部材６を介して低発熱性電子部品４と近接する位置に設けた放熱フィン部位７とが同一放熱フィン部位７となる事態を回避することが容易になる。

高発熱性電子部品３の大きさがパワー基板部材２の大きさに近づいた場合、パワー基板部材２の一角部位を詰めるように高発熱性電子部品３を配置し、一角部位と同一対角線上に位置する他角部位付近を覆わないように高発熱性電子部品３を配置する。このような構成によって、高発熱性電子部品３は実質的にパワー基板部材２の一角部位に配置されることになる。

ここでパワー基板部材２の角部位とは、パワー基板部材２の中央部位ではない領域を意味し、４隅から所定の距離以内にある領域を意味する。４隅からの距離は、パワー基板部材２の短辺の半分の距離であることが好ましく、高発熱性電子部品３の長辺の距離に近づくほど好ましい。

図１に例示した回路基板１では、パワー基板部材２の左上にある角部位に高発熱性電子部品３が配置してあるが、他の３つの角部位には別の高発熱性電子部品が配置していない。しかしながら、他の３つの角部位に他の高発熱性電子部品を配置してもよい。高発熱性電子部品３を配置した角部位と同一対角線上にある他の角部位に別の高圧電子部品を配置する場合、高発熱性電子部品３および別の高発熱性電子部品がそれぞれ別の放熱フィン部位７上に存在することになり、高発熱性電子部品３の放熱フィン部位７および別の高発熱性電子部品の放熱フィン部位７は他の放熱フィン部位７よりも短く、低発熱性電子部品４の配置自由度を確保できるようになるためである。また、高発熱性電子部品３を配置した角部位と同一対角線上にない他の角部位に耐熱性が同程度の別の高圧電子部品を配置する場合、高圧電子部品３に対する放熱を行う放熱フィン部位７および別の高圧電子部品に対する放熱を行う放熱フィン部位上には低発熱性電子部品４を配置しない構成が好ましい。

図１および図２に例示した回路基板１では、高圧電子部品３の放熱を行う放熱フィン部位７は短いが、低発熱性電子部品４の放熱を行う放熱フィン部位７は長い構成とすることができる。そのため、低発熱性電子部品４の配置自由度を確保しつつも、耐熱性の低い低発熱性電子部品４に対する放熱効果を耐熱性の高い高圧電子部品３に対する放熱効果よりも高く維持することが可能となる。

複数の放熱フィン部位７間に形成された隙間通路に空気が流れた場合、それぞれの放熱フィン部位７は冷却される。実施の形態１に係る回路基板１では、高発熱性電子部品３の熱を放出する放熱フィン部位と、低発熱性電子部品４の熱を放出する放熱フィン部位とが異なる。そのため、高発熱性電子部品３の熱を放出する放熱フィン部位を冷却して温まった空気が低発熱性電子部品４の熱を放出する放熱フィン部位に接触することを抑制することができる。したがって、高発熱性電子部品３の近傍に低発熱性電子部品４を配置した場合においても、高発熱性電子部品３の熱を放出する放熱フィン部位を冷却して温まった空気に依存して低発熱性電子部品４に対する冷却効果が低下するという事態を可及的に回避することができる。

実施の形態１に係る回路基板１では、パワー基板部材２上の一の対角線上にある一対の角部位のうちの少なくとも１箇所に高発熱性電子部品３を配置してあり、放熱フィン部位７はパワー基板部材２の他の対角線の向きで延びるように延設してある。そのため、パワー基板部材２上の大部分の位置は、高発熱性電子部品３の熱を放熱する放熱フィン部位７上に存在しない。したがって、板幅方向または板丈方向に延びるように複数の放熱フィン部位が延設された従来の回路基板と比較し、低発熱性電子部品４に対する冷却効果を維持しつつも、パワー基板部材２上において低発熱性電子部品４を配置する自由度を十分に確保できるようになる。

実施の形態１では、７個の放熱フィン部位７を有する回路基板１を例示してある。しかしながら、放熱フィン部位７の数を７以外にしても良い。

実施の形態１では、１個の高発熱性電子部品３を有する回路基板１を例示してある。しかしながら、高発熱性電子部品３の数を２以上にしても良い。２個目の高発熱性電子部品３を配置する場合、パワー基板部材２の一の対角線上に位置する一対の角部位のうちの他角部位（上述した一角部位と対を成し対向する他角部位）に２個目の高発熱性電子部品３に対する高発熱性電子部品配置部位とし、その高発熱性電子部品配置部位に２個目の高発熱性電子部品３を配置すればよい。

実施の形態１では、２個の低発熱性電子部品４を有する回路基板１を例示してある。しかしながら、低発熱性電子部品４の数を２以外にしても良い。実施の形態１に係る回路基板１ではパワー基板部材２上の大部分の位置が高発熱性電子部品３の熱を放熱する放熱フィン部位７上に存在しないため、３以上の低発熱性電子部品４を配置する場合においても、つまり、３以上の低発熱性電子部品配置部位を設けた場合においても、パワー基板部材２およびベース板部材６を介して高発熱性電子部品３と近接する位置に設けた放熱フィン部位７とパワー基板部材２およびベース板部材６を介して３以上の低発熱性電子部品４それぞれに対向する位置に設けた放熱フィン部位７とが同一放熱フィン部位７となる事態を回避することが容易になる。言い換えると、回路基板１が有する複数の電子部品のうち、最も発熱量が大きい高発熱性電子部品を選択し、パワー基板部材２の一の対角線上に位置する一対の角部位のうちの一角部位に選択した高発熱性電子部品を配置することによって、他の電子部品の配置自由度を確保しつつも、選択した高発熱性電子部品の発熱が他の電子部品に与える影響を抑制することができる。

実施の形態１では、ベース板部材６上に複数の放熱フィン部位７が位置している。しかしながら、ベース板部材６を取り除き、高発熱性電子部品３および低発熱性電子部品４を配置するパワー基板部材２の一面に対向する他面に、直接複数の放熱フィン部位７が配置される構成としてもよい。この構成の場合、ベース板部材６の準備が不要となるため、コストの削減効果が期待できる。

実施の形態１では、パワー基板部材２の一表面の一の対角線上に位置する一対の角部位のうちの一角部位に高発熱性電子部品配置部位を設け、その高発熱性電子部品配置部位に高発熱性電子部品３を配置している。しかしながら高発熱性電子部品３は、低発熱性電子部品４の放熱を行う放熱フィン部位７の近傍にならない範囲でパワー基板部材２の板状平面部分に配置できるように構成しても良い。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る回路基板１を示す斜視図である。図３の一例では、高発熱性電子部品３を配置するパワー基板部材２の部分に窪み部位８が設けてある。実施の形態２に係る回路基板１について、実施の形態１に係る回路基板１と同様の構成については説明を省略する。

実施の形態１に係る回路基板１では、図１に示してあるように、平らな板状のパワー基板部材２に高発熱性電子部品３及び低発熱性電子部品４が設けてある。つまり実施の形態１に係る回路基板１では、高発熱性電子部品３及び低発熱性電子部品４が同一平面上に搭載されている。しかしながら実施の形態２に係る回路基板１では、図３に示すように、ベース板部材６の一の対角線上に位置する一対の角部位それぞれに窪み部位８が設けてあり、その窪み部位８に高発熱性電子部品３が配置してある。つまり、ベース板部材６の高発熱性電子部品配置部位には、ヒートシンク５側に向けて凹形状となる窪み部位８が配置してある。低発熱性電子部品４は、パワー基板部材２上で窪み部位８以外の部分に配置してある。つまり、パワー基板部材２上の窪み部位８以外の部分が低発熱性電子部品配置部位となる。ベース板部材６上に配置した高発熱性電子部品３および低発熱性電子部品４は、パワー基板部材２へ電気的に接続してある。実施の形態２に係る回路基板１では、パワー基板部材２とベース板部材６との組み合わせが本発明に係る基板部材の一例として機能する。

窪み部位８は、パワー基板部材２が板厚方向(図３のｚ方向)へ凹むように構成してある。つまり実施の形態２に係る回路基板１では、板厚方向(図３のｚ方向)における高発熱性電子部品３の搭載位置と板厚方向(図３のｚ方向)における低発熱性電子部品４の搭載位置とが異なる。言い換えると、実施の形態２に係る回路基板１では、高発熱性電子部品３よりも紙面手前側(図のｚ方向の負の向き)に低発熱性電子部品４が搭載され、高発熱性電子部品配置位置が低発熱性電子部品位置よりヒートシンク５側に位置するように構成してある。

実施の形態２に係る回路基板１では、高発熱性電子部品３の搭載位置と低発熱性電子部品４の搭載位置とが板厚方向(図３のｚ方向)において異なる構成となっている。そのため、リアクトル及びトランスなどの磁性体部品のように高発熱性電子部品３が背の高い部品である場合であっても、回路基板１全体の高さを低減することができる。したがって、低発熱性電子部品４に対する冷却効果維持および低発熱性電子部品４を配置する自由度の確保を実現しつつも、回路基板１を小型化することが可能となる。

パワー基板部材２の一部に窪み部位８を設けることによって、高発熱性電子部品３から低発熱性電子部品４までの伝熱経路が長くなる。そのため、高発熱性電子部品３から低発熱性電子部品４までの熱抵抗が大きくなる。したがって、高発熱性電子部品３から低発熱性電子部品４へ伝わる熱量が低減し、低発熱性電子部品４の温度上昇を低減することが可能となる。ここで熱抵抗とは、ある物体から１Ｗの熱を放出するために必要な温度差を意味しており、この値が高ければ温度が伝わりにくく、この値が低ければ温度が伝わりやすいことを表す値である。

図３の一例では、パワー基板部材２の２ヶ所に窪み部位８を設けて高発熱性電子部品３を配置してある。しかしながら、どちらか一方のみに窪み部位８を設ける構成でも良い。また、窪み部位８を１ヶ所だけに設け、２個の高発熱性電子部品３のうちの１個をその窪み部位８に配置し、他の１個は低発熱性電子部品４の放熱を行う放熱フィン部位７の近傍にならない範囲でパワー基板部材２の板状平面部分に配置しても良い。

実施の形態２に係る回路基板１のパワー基板部材２には、窪み部位８が設けてある。また、パワー基板部材２の一面（図３のｚ方向の正の向き側の一面）にはベース板部材６が配置してある。窪み部位８の形状に応じてベース板部材６にも窪み部分を設けても良い。ベース板部材６にも窪み部分を設けた場合、放熱フィン部位７に対し、その窪み部分位置の厚み（図３のｚ方向の正の向きの長さ）を短くしても良い。なぜなら、窪み部位部分を設けたにも関わらず、回路基板１全体のサイズを可及的に小さくすることができるからである。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る回路基板１を示す斜視図である。図４の一例では、高発熱性電子部品３を配置するパワー基板部材２の部分に段差基板部位９が設けてある。実施の形態２に係る回路基板１について、実施の形態１に係る回路基板１と同様の構成については説明を省略する。

実施の形態１に係る回路基板１では、図１に示してあるように、平らな板状のパワー基板部材２に高発熱性電子部品３及び低発熱性電子部品４が設けてある。つまり実施の形態１に係る回路基板１では、高発熱性電子部品３及び低発熱性電子部品４が同一平面上に搭載されている。しかしながら実施の形態３に係る回路基板１では、図４に示すように、板状のパワー基板部材２の一の対角線上に位置する一対の角部位それぞれに段差基板部位９が設けてあり、その段差基板部位９に高発熱性電子部品３が配置してある。低発熱性電子部品４は、パワー基板部材２が板厚方向(図３のｚ方向)へ段差を有するように構成してある。つまり実施の形態３に係る回路基板１では、板厚方向(図３のｚ方向)における高発熱性電子部品３の搭載位置と板厚方向(図３のｚ方向)における低発熱性電子部品４の搭載位置とが異なる。言い換えると、実施の形態３に係る回路基板１では、ヒートシンク５側に向かって段差を生じる段差基板部位を設け、高発熱性電子部品配置部位がその段差基板部位に位置し、高発熱性電子部品３よりも紙面手前側(図のｚ方向の負の向き)に低発熱性電子部品４が搭載されている。つまり、高発熱性電子部品配置部位は、低発熱性電子部品配置部位よりもヒートシンク５側に位置する。

実施の形態３に係る回路基板１では、高発熱性電子部品３の搭載位置と低発熱性電子部品４の搭載位置とが板厚方向(図４のｚ方向)において異なる構成となっている。そのため、リアクトル及びトランスなどの磁性体部品のように高発熱性電子部品３が背の高い部品である場合であっても、回路基板１全体の高さを低減することができる。したがって、低発熱性電子部品４に対する冷却効果維持および低発熱性電子部品４を配置する自由度の確保を実現しつつも、回路基板１を小型化することが可能となる。

パワー基板部材２の一部に段差基板部位９を設けることによって、高発熱性電子部品３から低発熱性電子部品４までの伝熱経路が長くなる。そのため、高発熱性電子部品３から低発熱性電子部品４までの熱抵抗が大きくなる。したがって、高発熱性電子部品３から低発熱性電子部品４へ伝わる熱量が低減し、低発熱性電子部品４の温度上昇を低減することが可能となる。

図４の一例では、パワー基板部材２の２ヶ所に段差基板部位９を設けて高発熱性電子部品３を配置してある。しかしながら、どちらか一方のみに段差基板部位９を設ける構成としても良い。また、段差基板部位９を１ヶ所だけに設け、２個の高発熱性電子部品３のうちの１個をその段差基板部位９に配置して他の１個をパワー基板部材２の板状平面部分に配置しても良い。

実施の形態３に係る回路基板１のパワー基板部材２には、段差基板部位９が設けてある。また、パワー基板部材２の一面（図４のｚ方向の正の向き側の一面）にはベース板部材６が配置してある。段差基板部位９の形状に応じてベース板部材６にも段差を生じる段差基板部位部分を設けても良い。ベース板部材６にも段差基板部位部分を設けた場合、放熱フィン部位７に対し、その段差基板部位部分に位置する部分の厚み（図４のｚ方向の正の向きの長さ）を短くしても良い。なぜなら、段差を生じる段差基板部位部分を設けたにも関わらず、回路基板１全体のサイズを可及的に小さくすることができるからである。

実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４に係る回路基板１を示す斜視図である。図５では、パワー基板部材２側からではなくヒートシンク５側から見た回路基板１の一例について示してある。実施の形態４に係る回路基板１について、実施の形態１に係る回路基板１と同様の構成については説明を省略する。

実施の形態１に係る回路基板１では、図２に示してあるように、１枚の板状部材である各放熱フィン部位７がヒートシンク５のベース板部材６の一の対角線上とは反対の他の対角線の向きで延びるように延設してある。しかしながら、実施の形態４に係る回路基板１では、他の対角線上ではなく一の対角線の向きで延びるように延設してある。また図５に示すように、ベース板部材６の一の対角線上の向きで延びるように延設した各放熱フィン部位を延設方向の途中箇所で切断して短くなったような放熱フィン断片１０を複数備えるように構成してある。高発熱性電子部品３は、図示を省略しているが、他の対角線上に位置する一対の角部位のうちの一角部位に位置する高発熱性電子部品配置部位に配置してある。低発熱性電子部品４は、図示を省略しているが、高発熱性電子部品３が配置してある角部位以外のパワー基板部材２上の位置に該当する低発熱性電子部品配置部位に配置してある。

複数の放熱フィン断片１０は、互いに分離しつつ一の対角線の向きに並んで直線状に配置してある。このような複数の放熱フィン断片１０を備える構成とすることによって、実施の形態１のヒートシンク５が有する各放熱フィン部位７上の温度境界層を延設方向においてリセットすることができる。また、このような複数の放熱フィン断片１０を備える構成とすることによって、隣接する放熱フィン断片１０と放熱フィン断片１０との隙間部位から新しい空気が流れ込むことになる。そのため、高発熱性電子部品３及び低発熱性電子部品４から奪った熱による空気の温度上昇を更に抑制することができる。したがって実施の形態５における回路基板１では、ヒートシンク５全体の冷却性能を更に向上させることができる。ここで温度境界層とは、壁面表面に接して壁面温度と等しい温度となっている流体が一様流体温度に至るまでの領域を言う。

図５の一例では、複数の放熱フィン断片１０からなる放熱フィン断片列が板状のベース板部材６上に６列となるように配置されている。しかしながら、効率良く放熱できるのであれば、６列以上の放熱フィン断片列を配置しても良く、６列以下の放熱フィン断片列を配置しても良い。また、ベース板部材６の板幅方向に対する各放熱フィン断片１０の傾き角度を４５度程度として延設する構成としてあるが、効率良く放熱できるのであれば、各放熱フィン断片１０の傾き角度を１３５度程度とする構成としてもよいこと、およびその他の角度とする構成としてもよい。

本発明は、以上のように説明し且つ記述した特定の詳細、および代表的な実施の形態に限定されるものではない。当業者によって容易に導き出すことのできる変形例、および効果も発明に含まれる。例えば、実施の形態１〜４を組み合わせたような変形例も発明に含まれる。したがって、特許請求項の範囲、およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 回路基板、２ パワー基板部材、３ 高発熱性電子部品、４ 低発熱性電子部品、
５ ヒートシンク、６ ベース板部材、７ 放熱フィン部位、８ 窪み部位、９ 段差基板部位、１０ 放熱フィン断片

Claims (9)

1. 第１電子部品と、前記第１電子部品よりも発熱量が小さい第２電子部品と、前記第１電子部品および前記第２電子部品を一表面に配置する矩形板状の基板部材と、前記基板部材の他表面に配置した放熱部材とを有する回路基板において、
   前記放熱部材は、前記一表面の一対角線の向きに延設してある放熱フィン部位を複数備える
   ことを特徴とする回路基板。
2. 前記複数の放熱フィン部位の内、隣接する放熱フィン部位の間には、隙間通路が形成してある
   ことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
3. 前記隙間通路は、前記一対角線の向きに延設してある
   ことを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
4. 他の複数の電子部品を更に備え、
   前記他の複数の電子部品、前記第１電子部品、および前記第２電子部品のうち、前記第１電子部品は、発熱量が最も大きい
   ことを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
5. 前記基板部材は、前記一表面の他対角線上に位置する一対の角部位のうちの一角部位に、前記第１電子部品を配置する第１電子部品配置部位を備える
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の回路基板。
6. 前記基板部材は、前記第２電子部品を配置する第２電子部品配置部位を前記一表面上に備え、
   前記第１電子部品配置部位は前記第２電子部品配置部位よりも、前記放熱部材側に位置する
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の回路基板。
7. 前記基板部材は、前記放熱部材側に凹形状となる窪み部位を備え、
   前記第１電子部品配置部位は、前記窪み部位に位置する
   ことを特徴とする請求項６に記載の回路基板。
8. 前記基板部材は、前記放熱部材側に向かって段差を生じる段差基板部位を備え、
   前記第１電子部品配置部位は、前記段差基板部位に位置する
   ことを特徴とする請求項６に記載の回路基板。
9. 前記放熱フィン部位は、互いに分離しつつ前記一対角線の向きに並んで直線状に配置してある複数の放熱フィン断片を含む
   ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の回路基板。

Images