JP2018186143A - 回路基板モジュール、電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面実装型の電子部品と挿入実装型の電子部品を、それぞれ回路基板の表面と裏面に実装した場合に、両電子部品で発生した熱を効率良く放熱しつつ、回路基板モジュールおよび電子装置の小型化を実現する。【解決手段】回路基板モジュール１は、表面実装型の第１電子部品３１〜３３と、挿入実装型の第２電子部品５と、回路基板２と、回路基板２に埋設された金属コア４１〜４３とを備える。第１電子部品３１〜３３は、金属コア４１〜４３と回路基板２の板厚方向に重なるように回路基板２の表面２ａに実装される。金属コア４１〜４３は、第１電子部品３１〜３３で発生した熱を回路基板２の裏面２ｂ側に伝熱する。第２電子部品５は、リード端子５ｂが回路基板２の裏面２ｂ側からスルーホール２ｈに挿入されることにより、回路基板２の裏面２ｂに実装される。第２電子部品５と金属コア４１〜４３は、ヒートシンク８ｂと熱的に接続される。【選択図】図４

Description

本発明は、電子部品が実装された回路基板を有する回路基板モジュールおよび電子装置の放熱構造に関する。

回路基板モジュールや電子装置において、回路基板に実装される電子部品には、表面実装型の電子部品や挿入実装型の電子部品などがある。表面実装型の電子部品は、部品本体から側方へ突出した端子を、回路基板の表面に設けられた銅箔にはんだ付けすることで、基板に実装される。挿入実装型の電子部品は、部品本体から引き出されたリード端子を、回路基板に設けられた貫通孔へ挿入してはんだ付けすることで、基板に実装される。

回路基板に実装された電子部品は、電流が流れることにより熱を発する。特に、大電流が流れる電子部品では、発熱量が多い。電子部品が発した熱により、電子部品や回路基板の温度が上昇し過ぎると、電子部品や回路基板に形成された電気回路が誤動作するおそれがある。そこで、回路基板に実装された電子部品で発生した熱を放熱する構造が種々提案されている。

たとえば、特許文献１〜４では、回路基板の表面に表面実装型の電子部品を実装し、該部品と回路基板の板厚方向に重なるように、回路基板に金属製の伝熱体を埋設している。そして、電子部品で発生した熱を、伝熱体により回路基板の裏面側に伝熱して、外部へ放熱する。特に、特許文献１〜３では、回路基板の裏面側に放熱体を設け、電子部品で発生した熱を伝熱体により放熱体に伝えて、放熱体から外部へ放熱している。

特許文献５では、回路基板に貫通孔を形成し、該貫通孔を覆うように、回路基板の表面に表面実装型の電子部品を実装している。また、回路基板の裏面側に設けられた放熱体の上面に、凸部を形成し、該凸部上に伝熱体を設けている。また、放熱体の凸部と伝熱体を、回路基板の裏面側から貫通孔を挿入して、伝熱体を電子部品に熱的に接続している。そして、電子部品で発生した熱を、伝熱体により放熱体に伝えて、放熱体から外部へ放熱している。

また、特許文献５の図４では、回路基板に複数のスルーホールを形成し、該スルーホール内にはんだを埋め込むことにより、回路基板に複数の貫通導体を設けている。また、これら貫通導体と熱的に接続されるように、回路基板の表面に表面実装型の電子部品を実装している。そして、電子部品で発生した熱を、貫通導体により回路基板の下方に設けられた放熱体に伝えて、放熱体から外部へ放熱している。

特許文献６では、回路基板の裏面に実装された表面実装型の電子部品の本体部を、回路基板の裏面側に設けたヒートシンクの凹部に嵌入させて、凹部の底面に熱的に接続し、該電子部品で発生した熱をヒートシンクから外部へ放熱している。

特許文献７〜９では、ＦＥＴなどの電子部品で発生した熱を放熱し易くするため、該電子部品を回路基板の端部に実装している。また、特許文献７〜１１では、トランスやチョークコイルやインダクタといった電子部品を、回路基板に形成された矩形孔を貫通するように実装し、該電子部品の上面または下面を金属フレームや放熱板に熱的に接触させて、該電子部品で発生した熱を金属フレームや放熱板から外部へ放熱している。さらに、特許文献９では、金属フレームの下面に冷媒流路を設けて、放熱性能を向上させている。

特許文献１２では、トランスやリアクトルなどの電子部品を回路基板の上面に実装し、該電子部品のコアを回路基板の上面側に設けたヒートシンクに嵌着した上で熱的に接続し、該電子部品で発生した熱をヒートシンクから外部へ放熱している。

また、特許文献１０〜１２では、挿入実装型の電子部品に設けられたリード端子の一端部を回路基板に貫通状態で実装し、リード端子の他端部と電子部品の本体部とを放熱板やヒートシンクに熱的に接続して、該電子部品で発生した熱を放熱板やヒートシンクから外部へ放熱している。

特許文献１３では、筺体の内底面に電子部品を装着し、筺体の下部に放熱フィンを一体的に設けて、該電子部品で発生した熱を放熱フィンから外部へ放熱している。また、筺体の側部に送風ファンを装着し、該送風ファンにより放熱フィンに冷却風を吹き付けて、放熱性能を向上させている。

特許文献１４では、回路基板を収納するケースの側面に自然空冷用の開口部を設け、該ケースの下部に強制空冷用の冷却フィンと冷却ファンを設けて、回路基板に実装された電子部品で発生した熱を放熱している。

特開２０１６−１２７２５６号公報 特開２０１６−１９５１９２号公報 特開２０１４−６３８７５号公報 特開平６−２４４３０３号公報 特開２０１０−１４１２７９号公報 特開２０１５−１０４１８２号公報 特開２０１３−２０１２３３号公報 特開２０１４−２７８０５号公報 特開２０１５−５３３８５号公報 特開２００５−１８４８８３号公報 特開２００８−１９９７２１号公報 特開２００７−３１２５０２号公報 特開２０１５−１０６９５６号公報 特開２０１４−４５５２９号公報

表面実装型の電子部品と挿入実装型の電子部品を、それぞれ回路基板の表面と裏面に実装した場合において、両電子部品で発生した熱を放熱するために、回路基板の表面側と裏面側の双方に放熱部材を設けると、当該回路基板を備えた回路基板モジュールおよび電子装置が回路基板の板厚方向に大型化してしまう。

そこで、本発明の課題は、表面実装型の電子部品と挿入実装型の電子部品を、それぞれ回路基板の表面と裏面に実装した場合に、両電子部品で発生した熱を効率良く放熱しつつ、回路基板モジュールおよび電子装置の小型化を実現することである。

本発明による回路基板モジュールは、表面実装型の第１電子部品と、リード端子を有する挿入実装型の第２電子部品と、リード端子が挿入される貫通孔が形成され、第１電子部品および第２電子部品が実装される回路基板と、回路基板中に設けられた伝熱体とを備えている。第１電子部品は、伝熱体と回路基板の板厚方向に重なるように回路基板の表面に実装される。伝熱体は、第１電子部品で発生した熱を回路基板の裏面側に伝熱するように設けられる。第２電子部品は、リード端子が回路基板の裏面側から貫通孔に挿入されることにより、回路基板の裏面に実装される。第２電子部品と伝熱体とは、回路基板の裏面側に設けられた放熱体と熱的に接続されている。

また、本発明による電子装置は、前記回路基板モジュールと前記放熱体とを備える。

本発明によると、回路基板の表面に実装された表面実装型の第１電子部品で発生した熱が、回路基板中に設けられた伝熱体を介して、回路基板の裏面側に設けられた放熱体に伝えられて、放熱体から外部へ放熱される。また、回路基板の裏面側に実装された挿入実装型の第２電子部品で発生した熱が放熱体に伝わって、放熱体から外部へ放熱される。つまり、第１電子部品と第２電子部品のそれぞれで発生した熱を、回路基板の裏面側に集めて放熱体により効率良く放熱することができる。また、回路基板の表面側には放熱部材を設けていないので、回路基板の表面側と裏面側の双方に放熱部材を設ける場合より、回路基板の板厚方向に対して回路基板モジュールおよび電子装置を小型化することができる。

本発明では、上記回路基板モジュールにおいて、伝熱体は、回路基板に埋設された金属コアから成り、回路基板の表面側で第１電子部品と熱的に接続されてもよい。

また、本発明では、上記回路基板モジュールにおいて、貫通孔は、回路基板の伝熱体から離れた位置に設けられたスルーホールから成り、第２電子部品のリード端子は、スルーホールに挿入された状態で回路基板に電気的に接続されてもよい。

また、本発明では、上記電子装置において、放熱体は、回路基板に近づくように突出し、伝熱体と熱的に接続される凸状熱接続部と、回路基板から離れるように窪み、第２電子部品の本体部を嵌入させて、本体部と熱的に接続される凹状熱接続部とを有してもよい。

さらに、本発明では、上記電子装置において、回路基板、第１電子部品、第２電子部品、および伝熱体を収納するケースと、該ケースに装着され、放熱体を冷却する冷却器とをさらに備え、放熱体は、放熱フィンを有するヒートシンクから成り、回路基板の裏面側に配置されるようにケースに設けられていてもよい。

本発明によれば、表面実装型の電子部品と挿入実装型の電子部品を、それぞれ回路基板の表面と裏面に実装した場合に、両電子部品で発生した熱を効率良く放熱しつつ、回路基板モジュールおよび電子装置の小型化を実現することが可能となる。

本発明の実施形態による電子装置を上方から見た分解斜視図である。 図１の電子装置を下方から見た分解斜視図である。 図１の電子装置の平面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 他の実施形態による電子装置の要部断面図である。 他の実施形態による電子装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分および対応する部分には同一符号を付している。

まず、実施形態の電子装置１００の構造を、図１〜図４を参照しながら説明する。

図１は、電子装置１００を上方から見た分解斜視図である。図２は、電子装置１００を下方から見た分解斜視図である。図３は、電子装置１００の平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。

電子装置１００は、たとえば電気自動車またはハイブリッドカーに搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータから成る。電子装置１００は、回路基板モジュール１、ケース８ａ、ヒートシンク８ｂ、および冷却ファン９を備えている。

回路基板モジュール１は、回路基板２、表面実装型の電子部品３１〜３７、金属コア４１〜４７、および挿入実装型の電子部品５を備えている。以下では、表面実装型の電子部品を「表面実装部品」といい、挿入実装型の電子部品を「挿入実装部品」という。表面実装部品３１〜３７は、本発明の「第１電子部品」に相当し、挿入実装部品５は、本発明の「第２電子部品」に相当する。

回路基板２は、図１に示す表面２ａと図２に示す裏面２ｂのそれぞれに電気回路が形成されたプリント基板から成る。図１および図２に１点鎖線で囲った領域Ｃ１、Ｃ２は、回路基板２の表面２ａと裏面２ｂにおける電気回路の形成領域である。電気回路の詳細は図示を省略している。

図１および図３などに示すように、回路基板２の表面２ａには、表面実装部品３１〜３７が実装されている。表面実装部品３１〜３７は、電流が流れることにより発熱するＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などから構成されている。

回路基板２には、２個１対の表面実装部品３１の本体部（パッケージ部）３ａと回路基板２の板厚方向（図４で上下方向）に重なるように、金属コア４１が埋設されている。また、２個１対の表面実装部品３２の本体部３ａと回路基板２の板厚方向に重なるように、金属コア４２が埋設されている。また、２個１対の表面実装部品３７の本体部３ａと回路基板２の板厚方向に重なるように、金属コア４７が埋設されている。さらに、表面実装部品３３、３４、３５、３６の本体部３ａのそれぞれと回路基板２の板厚方向に重なるように、金属コア４３、４４、４５、４６が埋設されている。

各金属コア４１〜４７は、熱伝導性を有する銅などの金属板から成る。各金属コア４１〜４７は、図１および図２に示すように、回路基板２の板厚方向から見ると矩形状であり、回路基板２より小さく形成されている。

図４に示すように、金属コア４１〜４３は、回路基板２と同一の厚みを有している。図示を省略しているが、金属コア４４〜４７も、回路基板２と同一の厚みを有している。図１および図２に示すように、各金属コア４１〜４７の上面および下面は、回路基板２の表面２ａおよび裏面２ｂに露出している。各金属コア４１〜４７の上面および下面には、たとえば銅めっきなどの腐食処理が施されている。

回路基板２の表面２ａ側で、各表面実装部品３１〜３７の本体部３ａと、これの直下に位置する各金属コア４１〜４７とは熱的に接続されている。各表面実装部品３１〜３７の端子３ｂは、金属コア４１〜４７から離間していて、回路基板２の表面２ａに形成された配線パターン（図示省略）にはんだなどにより電気的に接続されている。つまり、各表面実装部品３１〜３７と各金属コア４１〜４７とは、熱的に接続されているが、電気的には接続されていない。

各金属コア４１〜４７は、熱的に接続された各表面実装部品３１〜３７の本体部３ａで発生した熱を、回路基板２の裏面２ｂ側へ伝熱する。この熱伝導性を向上させるため、各金属コア４１〜４７と各表面実装部品３１〜３７の本体部３ａとの間に、絶縁性を有するサーマルグリスや熱伝導シートなどを介在させてもよい。金属コア４１〜４７は、本発明の「伝熱体」の一例である。

図４などに示すように、回路基板２の裏面２ｂには、挿入実装部品５の本体部５ａが配置されている。挿入実装部品５は、電流が流れることにより発熱するトランスやチョークコイルなどから構成されている。

挿入実装部品５のリード端子５ｂは、回路基板２に形成されたスルーホール２ｈに裏面２ｂ側から挿入されて、スルーホール２ｈの内周面にはんだにより電気的に接続されている。つまり、挿入実装部品５は、回路基板２のスルーホール２ｈの近傍に実装されている。スルーホール２ｈは、本発明の「貫通孔」の一例である。

図１、図３、および図４に示すように、スルーホール２ｈは、回路基板２の各金属コア４１〜４７から離れた位置に形成されている。挿入実装部品５のリード端子５ｂの先端は、スルーホール２ｈを通って回路基板２の表面２ａから突出しているが、各金属コア４１〜４７および各表面実装部品３１〜３７から離間している。挿入実装部品５の本体部５ａも、各金属コア４１〜４７から離間している。つまり、挿入実装部品５は、各金属コア４１〜４７および各表面実装部品３１〜３７に対して電気的に接続されていない。

回路基板２には、上記以外の表面実装部品、挿入実装部品、金属コア、またはスルーホールなども設けられているが、それらの図示を省略している。

ケース８ａとヒートシンク８ｂとは、放熱性を有するアルミニウムなどの金属、または放熱性を有する合成樹脂などにより一体的に形成されている。ケース８ａには、図１などに示すように、上方へ開口する箱型の収納部８ｈが形成されている。収納部８ｈには、図３および図４に示すように、回路基板２、表面実装部品３１〜３７、金属コア４１〜４７、および挿入実装部品５が収納されている。回路基板２は、収納部８ｈ内でねじなどによりケース８ａに固定されている。収納部８ｈは、図示しない蓋体により上方を閉塞される。その蓋体は、ねじなどによりケース８ａに固定される。

図４に示すように、収納部８ｈの下方には、ヒートシンク８ｂが設けられている。ヒートシンク８ｂは、回路基板２の裏面２ｂ側に配置されるように、ケース８ａと一体に設けられている。ヒートシンク８ｂは、ケース８ａの底部を構成している。ヒートシンク８ｂには、図２および図４に示すように、下方へ突出するように、複数の放熱フィン８ｆが立設されている。また、図１および図４に示すように、ヒートシンク８ｂには、回路基板２に近づくように上方へ突出した凸状熱接続部８ｃと、回路基板２から離れるように下方へ窪んだ凹状熱接続部８ｄとが形成されている。

凸状熱接続部８ｃは、収納部８ｈの内底面でもあり、収納部８ｈに収納された回路基板２を下方から支持する。回路基板２の裏面２ｂと面一になっている各金属コア４１〜４７の下面と、凸状熱接続部８ｃとは、熱的に接続されている。図４では、金属コア４１〜４３と凸状熱接続部８ｃの熱接続状態を例示しているが、他の金属コア４４〜４７と凸状熱接続部８ｃの熱接続状態も同様である。熱伝導性を向上させるため、各金属コア４１〜４７と凸状熱接続部８ｃとの間に、絶縁性を有するサーマルグリスや熱伝導シートなどを介在させてもよい。

凹状熱接続部８ｄには、回路基板２の裏面２ｂに実装された挿入実装部品５の本体部５ａが嵌入されている。凹状熱接続部８ｄの内周面と本体部５ａとの間には、絶縁性を有する熱伝導部材６が介在している。熱伝導部材６は、たとえば、熱伝導シートから成る。凹状熱接続部８ｄと本体部５ａとは、熱伝導部材６を介して熱的に接続されている。図４では、挿入実装部品５の本体部５ａの下面と側面とが、熱伝導部材６を介して凹状熱接続部８ｄの底面および内側面と熱的に接続されている状態を例示している。

図１〜図３に示すように、ケース８ａの一側部には、冷却ファン９が装着されている。冷却ファン９は、ヒートシンク８ｂの放熱性を向上させるため、放熱フィン８ｆに対して送風することにより、放熱フィン８ｆを冷却する。冷却ファン９の送風方向と各放熱フィン８ｆの長手方向とは一致している。ヒートシンク８ｂは、本発明の「放熱体」の一例である。冷却ファン９は、本発明の「冷却器」の一例である。

次に、電子装置１００における表面実装部品３１〜３７と挿入実装部品５の放熱経路を説明する。

図３および図４に示すように、ケース８ａに回路基板モジュール１が収納された状態において、回路基板２の表面２ａに実装された各表面実装部品３１〜３７に通電することにより、各表面実装部品３１〜３７の本体部３ａで熱が発生する。この熱は、金属コア４１〜４７を介して回路基板２の裏面２ｂ側に設けられた凸状熱接続部８ｃからヒートシンク８ｂに伝わって、ヒートシンク８ｂの放熱フィン８ｆなどから外部へ放熱される。この際、冷却ファン９を回転させることにより、放熱フィン８ｆに冷却風が吹き付けられて、放熱フィン８ｆから熱が効率良く放出される。

また、回路基板２の裏面２ｂに実装された挿入実装部品５に通電することにより、挿入実装部品５の本体部５ａで熱が発生する。この熱は、回路基板２の裏面２ｂ側で、熱伝導部材６を介して凹状熱接続部８ｄからヒートシンク８ｂに伝わって、ヒートシンク８ｂの放熱フィン８ｆなどから外部へ放熱される。この際も、冷却ファン９を回転させることにより、放熱フィン８ｆに冷却風が吹き付けられて、放熱フィン８ｆから熱が効率良く放出される。

以上の実施形態によると、回路基板２の表面２ａに実装された表面実装部品３１〜３７で発生した熱が、回路基板２に埋設された金属コア４１〜４７を介して回路基板２の裏面２ｂ側に設けられたヒートシンク８ｂに伝えられて、ヒートシンク８ｂから外部へ放熱される。また、回路基板２の裏面２ｂ側に実装された挿入実装部品５で発生した熱が、ヒートシンク８ｂに伝わって、ヒートシンク８ｂから外部へ放熱される。つまり、回路基板２に実装された表面実装部品３１〜３７と挿入実装部品５のそれぞれで発生した熱を、回路基板２の裏面２ｂ側に集めてヒートシンク８ｂにより効率良く放熱することができる。また、回路基板２の表面側２ａに放熱部材を設けていないので、回路基板の表面側と裏面側の双方に放熱部材を設ける場合より、回路基板２の板厚方向に対して回路基板モジュール１および電子装置１００を小型化することができる。

また、以上の実施形態では、回路基板２の板厚方向に表面実装部品３１〜３７と金属コア４１〜４７とヒートシンク８ｂとが重なっている。そして、回路基板２の表面２ａ側で、表面実装部品３１〜３７と金属コア４１〜４７とが熱的に接続され、回路基板２の裏面２ｂ側で、金属コア４１〜４７とヒートシンク８ｂとが熱的に接続されている。このため、回路基板２の表面２ａ側にある表面実装部品３１〜３７で発生した熱を、金属コア４１〜４７により回路基板２の裏面２ｂ側にあるヒートシンク８ｂに効率良く伝えて、ヒートシンク８ｂから外部へ放熱することができる。

また、以上の実施形態では、回路基板２の金属コア４１〜４７から離れた位置にスルーホール２ｈを形成し、該スルーホール２ｈに回路基板２の裏面２ｂ側から挿入実装部品５のリード端子５ｂを挿入した後、電気的に接続して、裏面２ｂ側のスルーホール２ｈの近傍に挿入実装部品５の本体部５ａを配置している。このため、挿入実装部品５で発生した熱のヒートシンク８ｂへの伝熱経路と、表面実装部品３１〜３７で発生した熱のヒートシンク８ｂへの伝熱経路とを分離して、これら両方の熱をヒートシンク８ｂへ効率良く伝えて、ヒートシンク８ｂから放熱させることができる。

また、以上の実施形態では、ヒートシンク８ｂに凸状熱接続部８ｃと凹状熱接続部８ｄを設けている。そして、回路基板２の裏面２ｂと面一である金属コア４１〜４７の下面を凸状熱接続部８ｃに熱的に接続し、回路基板２の裏面２ｂに実装された挿入実装部品５の本体部５ａを凹状熱接続部８ｄに嵌入させて、本体部５ａの下面や側面を凹状熱接続部８ｄに熱的に接続している。このため、金属コア４１〜４７からヒートシンク８ｂへの伝熱性能と、挿入実装部品５の本体部５ａからヒートシンク８ｂへの伝熱性能とをそれぞれ向上させることができる。また、ヒートシンク８ｂが、回路基板モジュール１の裏面２ｂ側の凹凸状態に対応した形状に形成されているので、回路基板モジュール１とヒートシンク８ｂとの間の無駄なスペースが減少し、回路基板２の板厚方向に対して電子装置１００を一層小型化することができる。

さらに、以上の実施形態では、回路基板モジュール１を収納するケース８ａに、放熱フィン８ｆを有するヒートシンク８ｂを一体的に設けるとともに、ヒートシンク８ｂを冷却する冷却ファン９を装着している。このため、回路基板モジュール１の表面実装部品３１〜３７と挿入実装部品５で発生した熱を、回路基板２の裏面２ｂ側にあるヒートシンク８ｂの放熱フィン８ｆから外部へ効率良く放熱することができる。また、冷却ファン９により放熱フィン８ｆに冷却風を吹き付けて、ヒートシンク８ｂを冷却するので、ヒートシンク８ｂの放熱性能を向上させることができる。

本発明では、以上述べた以外にも、種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、回路基板２に貫通孔としてスルーホール２ｈを形成し、該スルーホール２ｈに挿入実装部品５のリード端子５ｂを挿入した後はんだ付けした例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、回路基板に貫通孔として、内周面に銅やはんだなどのめっきが施されていない切穴（Non Through Hole）を形成してもよい。この場合、たとえば、切穴の上端部を囲むように回路基板の表面に導体パターンを設け、挿入実装部品のリード端子を回路基板の裏面側から切穴に挿入して、回路基板の表面から突出したリード端子の先端部を導体パターンとはんだなどにより電気的に接続することにより、挿入実装部品を回路基板に実装すればよい。

また、以上の実施形態では、図４に示したように、回路基板２の裏面２ｂ側に配置された挿入実装部品５の本体部５ａの下面と側面とを、熱伝導部材６によりヒートシンク８ｂの凹状熱接続部８ｄの底面と内側面と熱的に接続した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。挿入実装部品５の本体部５ａの下面や各側面などのうち少なくとも一部を、熱伝導部材６などを介して間接的に、または直接、ヒートシンク８ｂの凹状熱接続部８ｄの少なくとも一部と熱的に接続すればよい。なお、挿入実装部品５からヒートシンク８ｂへの熱伝導性能を向上させるために、挿入実装部品５とヒートシンク８ｂとを熱的に接続する面積を大きくした方がよい。

また、以上の実施形態では、伝熱体として金属コア４１〜４７を回路基板２に埋設した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、図５に示すように、伝熱体として、スルーホール、サーマルビア、または銅ピンなどから成る貫通導体５１、５２を、回路基板２に設けてもよい。なお、貫通導体５１、５２をスルーホールやサーマルビアなどのように貫通孔で構成した場合は、伝熱性能を向上させるために、これらの内側に銅などの熱伝導性を有する金属を埋め込んで、柱状の伝熱体としてもよい。また、図５では、各表面実装部品３１、３２に対して回路基板２の板厚方向に重なるように、貫通導体５１、５２をそれぞれ複数設けているが、他の例として、各表面実装部品３１、３２に対して回路基板２の板厚方向に重なるように、貫通導体を１つだけ設けてもよい。

また、図６に示すように、回路基板２を貫通しないように、伝熱体５３、５４、５５を回路基板２に埋設してもよい。図６では、伝熱体５３、５４、５５は、表面実装部品３１、３２、３３に対して、それぞれ回路基板２の板厚方向に重なっている。伝熱体５３、５４、５５は、金属コアまたは銅ピンなどから構成されている。回路基板２は、表面実装部品３１、３２、３３と伝熱体５３、５４、５５との間に存在する第１絶縁層２ｃと、第１絶縁層２ｃの下方でかつ伝熱体５３、５４の周囲に存在する第２絶縁層２ｄとから構成されている。第１絶縁層２ｃの熱伝導率は、第２絶縁層２ｄの熱伝導率より高くなっている。第１絶縁層２ｃの上面（回路基板２の表面）２ａには、表面実装部品３１、３２、３３が実装されている。第２絶縁層２ｄの下面（回路基板２の裏面）２ｂ側には、挿入実装部品５の本体部５ａが配置されている。

上記の図６のようにしても、表面実装部品３１、３２、３３で発生した熱が、伝熱体５３、５４、５５により回路基板２の裏面２ｂ側に設けられたヒートシンク８ｂに伝えられて、ヒートシンク８ｂから外部へ放熱される。また、挿入実装部品５の本体部５ａで発生した熱がヒートシンク８ｂに伝わって、ヒートシンク８ｂから外部へ放熱される。さらに、回路基板２の表面２ａ側には放熱部材を設けていないので、回路基板２の板厚方向に対して回路基板モジュール１および電子装置１００を小型化することができる。

また、以上の実施形態では、放熱体としてヒートシンク８ｂを用い、冷却器として冷却ファン９を用い、熱伝導部材６として熱伝導シートを用いた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、放熱体として、たとえば、放熱フィンのないヒートシンクや金属製の筐体などを用いてもよい。また、冷却器として、たとえば、冷却液を循環させる冷却流路などを用いてもよい。また、熱伝導部材として、たとえば、サーマルグリスや熱伝導性を有するポッティング材などを用いてもよい。

また、以上の実施形態では、ヒートシンク８ｂをケース８ａと一体的に形成した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、ヒートシンクをケースと別体で形成し、該ヒートシンクを回路基板の裏面側に配置されるように、ケースに固定してもよい。

また、以上の実施形態では、上方から見た場合の金属コア４１〜４７の形状を矩形状にした例を示したが、これに限らず、発熱する電子部品の配置位置や形状に合わせて、上方から見たときの金属コア４１〜４７の形状は、任意の形状にすることができる。

また、以上の実施形態では、ＦＥＴなどの表面実装部品３１〜３７と、トランスやチョークコイルなどの挿入実装部品５とを回路基板２に実装した場合を例に示したが、これに限らず、その他の発熱する表面実装部品や挿入実装部品を回路基板２に実装した場合にも、本発明を適用することができる。

さらに、以上の実施形態では、電気自動車やハイブリッドカーに搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータから成る電子装置１００とこれに備わる回路基板モジュール１を例に挙げたが、本発明は、表面実装部品と挿入実装部品とが実装された回路基板を備えた他の回路基板モジュールおよび電子装置にも適用することができる。

１ 回路基板モジュール
２ 回路基板
２ａ 回路基板の表面
２ｂ 回路基板の裏面
２ｈ スルーホール（貫通孔）
５ 挿入実装部品（第２電子部品）
５ａ 本体部
５ｂ リード端子
８ａ ケース
８ｂ ヒートシンク（放熱体）
８ｃ 凸状熱接続部
８ｄ 凹状熱接続部
８ｆ 放熱フィン
９ 冷却ファン（冷却器）
３１〜３７ 表面実装部品（第１電子部品）
４１〜４７ 金属コア（伝熱体）
５１、５２ 貫通導体（伝熱体）
５３、５４、５５ 伝熱体
１００ 電子装置

Claims (6)

1. 表面実装型の第１電子部品と、
   リード端子を有する挿入実装型の第２電子部品と、
   前記リード端子が挿入される貫通孔が形成され、前記第１電子部品および前記第２電子部品が実装される回路基板と、
   前記回路基板中に設けられた伝熱体と、を備えた回路基板モジュールにおいて、
   前記第１電子部品は、前記伝熱体と前記回路基板の板厚方向に重なるように前記回路基板の表面に実装され、
   前記伝熱体は、前記第１電子部品で発生した熱を前記回路基板の裏面側に伝熱するように設けられ、
   前記第２電子部品は、前記リード端子が前記回路基板の裏面側から前記貫通孔に挿入されることにより、前記回路基板の裏面に実装され、
   前記第２電子部品と前記伝熱体とが、前記回路基板の裏面側に設けられた放熱体と熱的に接続されている、ことを特徴とする回路基板モジュール。
2. 請求項１に記載の回路基板モジュールにおいて、
   前記伝熱体は、前記回路基板に埋設された金属コアから成り、前記回路基板の表面側で前記第１電子部品と熱的に接続されている、ことを特徴とする回路基板モジュール。
3. 請求項１または請求項２に記載の回路基板モジュールにおいて、
   前記貫通孔は、前記回路基板の前記伝熱体から離れた位置に設けられたスルーホールから成り、
   前記第２電子部品の前記リード端子は、前記スルーホールに挿入された状態で前記回路基板に電気的に接続されている、ことを特徴とする回路基板モジュール。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回路基板モジュールと、
   前記回路基板の裏面側に設けられた前記放熱体とを備えた、ことを特徴とする電子装置。
5. 請求項４に記載の電子装置において、
   前記放熱体は、
   前記回路基板に近づくように突出し、前記伝熱体と熱的に接続される凸状熱接続部と、
   前記回路基板から離れるように窪み、前記第２電子部品の本体部を嵌入させて、前記本体部と熱的に接続される凹状熱接続部と、を有することを特徴とする電子装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の電子装置において、
   前記回路基板、前記第１電子部品、前記第２電子部品、および前記伝熱体を収納するケースと、
   前記ケースに装着され、前記放熱体を冷却する冷却器と、をさらに備え、
   前記放熱体は、放熱フィンを有するヒートシンクから成り、前記回路基板の裏面側に配置されるように、前記ケースに設けられている、ことを特徴とする電子装置。

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