JP3185827U - 積層式ダイオード装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた放熱性能を有する積層式ダイオード装置を提供する。
【解決手段】複数のダイオード１を備える。ダイオードは、樹脂本体１０、第一金属電極２０および第二金属電極３０を有する。樹脂本体は扁平な長方体を呈し、長さが幅より大きく、幅が高さより大きく形成されている。第一金属電極は、扁平で細長い形を呈し、一端が樹脂本体の長手方向の一端に入り込み、他端で長手方向に沿って樹脂本体の外側に延出する。第二金属電極３０も、扁平で細長い形を呈し、一端が樹脂本体の長手方向の他端に入り込み、他端で樹脂本体の外側に延出する。二つの扁平で細長い金属電極が外部の一定の長さまで伸びることにより、ダイオードと外部との接触面積が増大し、放熱効果が強化される。
【選択図】図１

Description

本考案は、積層式ダイオード装置に関する。

様々な電子システムの中で、ダイオードは最も基本の付属品である。ダイオードの電流特性、即ち単一方向にのみ流れるという特性によって整流を行うことはよく電子製品に応用さている。従来の技術において、ダイオードは円柱状の樹脂本体と、樹脂本体に突出した二つの金属電極とから構成される。表面実装工程にダイオードを応用する際、樹脂本体の形を矩形にし、二つの短く薄い湾曲片状の金属電極と樹脂本体とを結合させ、そののちプリント回路基板に接着する。

上述した従来のダイオード技術では、樹脂本体が比較的大きい空間を取り、かつ回路基板取付ジャックまたは表面実装の要求に応じるために、二つの金属電極が比較的短い。しかしながら、太陽電池用ジャンクションボックス（Solar cell junction box）に応用される際、使用環境、電流および電圧の操作特性および比較的短い金属電極のため、ダイオードの放熱効果を低下させてしまうだけでなく、長期にわたって使用すると、ダイオードの温度を大幅に上昇させ、ダイオードの機能を低下させ、短絡を生じさせる。

上述した状況に鑑み、太陽電池用ジャンクションボックスのダイオードの放熱問題について研究および改良を進め、ダイオードの放熱効果を最大限に果たし、過熱が原因で生じた短絡を低減することは、それに関連する業者の課題である。

本考案は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた放熱性能を有する積層式ダイオード装置を提供することを主な目的とする。

上述の目的を達成するために、本考案による積層式ダイオード装置は、複数のダイオードを備える。ダイオードは、樹脂本体、第一金属電極および第二金属電極を有する。樹脂本体は扁平な長方体を呈し、長さ、幅、および高さを有する。樹脂本体１０は長さが幅より大きく、幅が高さより大きく形成されている。第一金属電極は、扁平で細長い形を呈し、一端が樹脂本体の長手方向の一端に入り込み、他端に長手方向に沿って樹脂本体の外側に延出している第一延長部が形成されている。第二金属電極は、扁平で細長い形を呈し、一端が樹脂本体の長手方向の他端に入り込み、他端に樹脂本体の外側に延出している第二延長部が形成されている。第一延長部および第二延長部の長さは樹脂本体の長さより大きく形成されている。樹脂本体の内部に入り込んでいる第一金属電極の端部および第二金属電極の端部は、樹脂本体の高さ方向に互いに対向するよう配置されている。複数のダイオードは樹脂本体の高さ方向に積み重なるように配置されている。複数のダイオードの第一金属電極は、第一延長部が互いに電気的に接続されている。複数のダイオードの第二金属電極は、第二延長部が互いに電気的に接続されている。
積層式ダイオード装置は、複数のダイオードを備える。ダイオードの金属電極は扁平で細長い形を呈し、長さが一定したため、外部へ伸びた面積が広がりダイオードの放熱面積になる。製作方法は樹脂本体の高さ方向に沿ってダイオードを積み重ね、そののち電極を並列に接続し、かつ体積が微少量増加したうえで放熱面積を大幅に増大させ、熱エネルギーを分散し、放熱効果を効果的に果たすことによってダイオードの放熱不良が原因で生じた短絡を解決することである。

本考案の第一実施形態による積層式ダイオード装置を示す斜視図である。 本考案の第一実施形態による積層式ダイオード装置のダイオードの構造を示す斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿ったダイオードの断面図である。 本考案の第一実施形態による積層式ダイオード装置の一部を示す平面図である。 図１中のＡ−Ａ線に沿った積層式ダイオード装置の断面図である。 本考案の第二実施形態による積層式ダイオード装置を示す断面図である。 本考案の第三実施形態による積層式ダイオード装置を示す断面図である。 本考案の第四実施形態による積層式ダイオード装置を示す断面図である。

以下、本考案の実施形態による積層式ダイオード装置を図面に基づいて説明する。なお、ダイオードを導通させる原理はこの技術領域の人ならば熟知するものであるため、詳細な説明を省略する。一方、明細書に対応する図面は本考案の特徴を明確にするために挙げられるが、実際のサイズに基づいて作成されたものではない。

（第一実施形態）
図１に示すように、本考案の第一実施形態による積層式ダイオード装置１００は、複数のダイオード１を備える。図２に示すように、ダイオード１は樹脂本体１０、第一金属電極２０および第二金属電極３０を有する。第一金属電極２０および第二金属電極３０は樹脂本体１０の両側に位置する正極および負極である。

図３は図２中のＡ−Ａ線に沿ったダイオード１の断面図である。図４は図２に示したダイオード１の一部分を示す平面図である。本実施形態において、樹脂本体１０は扁平な長方体を呈し、長さｄ２、幅ｄ３および高さｈを有する。長さｄ２は幅ｄ３さより大きい。幅ｄ３は高さｈより大きい。第一金属電極２０および第二金属電極３０は二つとも扁平で細長い形を呈し、一端が樹脂本体１０の長さｄ２に沿った両端に入り込む。第一金属電極２０は樹脂本体１０の長さｄ２に沿った他端から外側へ伸びて形成された第一延長部ｄ１１を有する。第一延長部ｄ１１は樹脂本体１０の長さｄ２より大きい。第二金属電極３０は樹脂本体１０の長さｄ２に沿った他端から外側へ伸びて形成された第二延長部ｄ１２を有する。第二延長部ｄ１２は樹脂本体１０の長さｄ２より大きい。

図３に示すように、ダイオード１の構造において、第一金属電極２０および第二金属電極３０は、樹脂本体１０の内部に入り込んでいる端部が樹脂本体１０の高さ方向に互いに対向するよう配置されており、樹脂本体１０内の一端に水平に配置され、ダイオードチップＢの頂面および底面を挟んで電気的に接続する。

金属電極は金属材料から構成されるため、金属電極の面積が放熱効果を影響する。より好ましい放熱効果を果たすために、第一延長部ｄ１１および第二延長部ｄ１２は樹脂本体１０の長さｄ２の二倍である。第一金属電極２０および第二金属電極３０の長さを伸ばし、樹脂本体１０に露出した面積を増大させれば、ダイオードの放熱効果を増大させ、ダイオード１内部の熱をダイオード１の外部へ迅速に拡散させることができるだけでなく、ダイオード１の構造の高温が原因でダイオードチップＢを焼損し、第一金属電極２０および第二金属電極３０を短絡させてしまうという問題を避けることができる。

異なる使用状況に応じ、第一金属電極２０の第一延長部ｄ１１および第二金属電極３０の第二延長部ｄ１２の長さを揃いにするか、区別のために不揃いにすることができる。第一延長部ｄ１１および第二延長部ｄ１２の長さが樹脂本体１０の長さｄ２より大きいでさえあれば、同様に放熱効果を増大させることができる。

図５から図８に示すように、本実施形態による積層式ダイオード装置１００は複数のダイオード１が樹脂本体１０の高さ方向に沿って積み重なることによって構成される。

(第二実施形態)
図５に示すように、本考案の第二実施形態では、樹脂本体１０の間に隙間１１を作る。図８に示すように、体積全体を縮小するために、本実施形態は隙間が残らないように樹脂本体１０を相互に接着させる。接着方法は高周波溶接または熱溶接によって行うか、シリコン材料含有微粒子または有機高分子材料から製作された接着剤を使用することである。

（第三実施形態）
図６に示すように、本考案の第三実施形態による積層式ダイオード装置１００はさらにコロイド９０を備える。コロイド９０は複数のダイオード１の樹脂本体１０を被覆する。本実施形態において、コロイド９０は中空の筐体であるため、樹脂本体１０の間の隙間１１に空気が存在する。

(第四実施形態)
図７に示すように、本考案の第四実施形態において、コロイド９０は樹脂本体１０の間の隙間１１に充満する。コロイド９０と樹脂本体１０とは材料が異なる。コロイド９０の熱伝導係数は比較的好ましいため、コロイド９０に生じた熱を迅速に伝導することができる。

図５および図８に示すように、ダイオード１の第一金属電極２０の第一延長部ｄ１１は相互に電気的に接続される。ダイオード１の第二金属電極３０の第二延長部ｄ１２は相互に電気的に接続される。電気的接続方法ははんだ付け、熱溶接またはプレス加工によって固定および接続を行い、一体化することである。

本考案による積層式ダイオード装置を二つのダイオード１のみで製作する場合には、ダイオード１のＰ極に位置する面に生じた熱が比較的高い。ダイオード１を積み重ねる際、二つのダイオード１のＮ極に位置する面を向き合わせてダイオード１を配列すればよい。このとき二つのダイオード１のＰ極は相互に背いて外部に向かう。このような配列方法によってダイオードを積み重ねればより好ましい放熱効果を生じることができる。

本実施形態による積層式ダイオード装置は高電圧または高電流の太陽電池用ジャンクションボックスに適用できる。太陽電池用ジャンクションボックスの内部空間が非常に狭い。空間が制限された上で放熱効果を向上させる際、積層式ダイオード装置を使用すれば、体積が微少量増加したうえで電流を均等に分配し、熱エネルギーを分散し、放熱効果を効果的に果たすことができる。

上述したとおり、本考案により提示されたダイオードは二つの扁平で細長い金属電極によって外部の一定の長さまで伸び、ダイオードと外部との接触面積を増大させ、放熱効果を強化するため、ダイオードの放熱不良が原因で金属電極を短絡させてしまうという問題を解決できるだけでなく、異なる状況に対応できる多様な使用形態を有する。一方、複数のダイオードを積み重ねて製作した積層式ダイオード装置は、高電圧または高電流下で使用する状況に適用できるだけでなく、体積が微少量増加したうえで熱エネルギーを効果的に分散し、放熱効果を効果的に果たすことができる。

以上、本考案は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１００：積層式ダイオード装置、
１：ダイオード、
１０：樹脂本体、
１１：隙間、
９０：コロイド、
２０：第一金属電極、
３０：第二金属電極、
ｄ１１：第一延長部、
ｄ１２：第二延長部、
ｄ２：長さ、
ｄ３：幅、
ｈ：高さ、
Ｂ：ダイオードチップ。

Claims (20)

1. 樹脂本体、第一金属電極および第二金属電極を有する複数のダイオードを備え、
   前記樹脂本体は、扁平な長方体を呈し、長さ、幅、および高さを有し、長さが幅より大きく幅が高さより大きく形成されており、
   前記第一金属電極は、扁平で細長い形を呈し、一端が前記樹脂本体の長手方向の一端に入り込み、他端に長手方向に沿って前記樹脂本体の外側に延出している第一延長部が形成されており、
   前記第二金属電極は、扁平で細長い形を呈し、一端が前記樹脂本体の長手方向の他端に入り込み、他端に前記樹脂本体の外側に延出している第二延長部が形成されており、
   前記樹脂本体の内部に入り込んでいる前記第一金属電極の端部および前記第二金属電極の端部は、前記樹脂本体の高さ方向に互いに対向するよう配置されており、
   複数の前記ダイオードは、前記樹脂本体の高さ方向に積み重なるように配置されており、
   複数の前記ダイオードの前記第一金属電極は、前記第一延長部が互いに電気的に接続されており、
   複数の前記ダイオードの前記第二金属電極は、前記第二延長部が互いに電気的に接続されていることを特徴とする積層式ダイオード装置。
2. 複数の前記ダイオードは、前記樹脂本体の間に、前記樹脂本体の高さ方向に隙間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の積層式ダイオード装置。
3. コロイドをさらに備え、
   前記コロイドは、複数の前記ダイオードの前記樹脂本体を被覆することを特徴とする請求項２に記載の積層式ダイオード装置。
4. 前記コロイドは、複数の前記ダイオードの前記樹脂本体の前記隙間に充満されていることを特徴とする請求項３に記載の積層式ダイオード装置。
5. 複数の前記ダイオードの前記樹脂本体は、前記樹脂本体の高さ方向に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の積層式ダイオード装置。
6. 複数の前記ダイオードの前記樹脂本体は、高周波溶接により接着されていることを特徴とする請求項５に記載の積層式ダイオード装置。
7. 複数の前記ダイオードの前記樹脂本体は、熱溶接により接着されていることを特徴とする請求項５に記載の積層式ダイオード装置。
8. 複数の前記ダイオードの前記樹脂本体は、シリコン材料含有微粒子から作られた接着剤により接着されていることを特徴とする請求項５に記載の積層式ダイオード装置。
9. 複数の前記ダイオードの前記樹脂本体は、有機高分子材料から作られた接着剤により接着されていることを特徴とする請求項５に記載の積層式ダイオード装置。
10. 前記ダイオードの前記樹脂本体は、内部にダイオードチップを有することを特徴とする請求項１に記載の積層式ダイオード装置。
11. 前記ダイオードの前記第一延長部および前記第二延長部は、前記樹脂本体の長さより大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の積層式ダイオード装置。
12. 複数の前記ダイオードの前記第一延長部は、はんだ付けにより一体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の積層式ダイオード装置。
13. 複数の前記ダイオードの前記第一延長部は、熱溶接により一体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の積層式ダイオード装置。
14. 複数の前記ダイオードの前記第一延長部は、プレス加工により、一体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の積層式ダイオード装置。
15. 複数の前記ダイオードの前記第二延長部は、はんだ付けにより、一体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の積層式ダイオード装置。
16. 複数の前記ダイオードの前記第二延長部は、熱溶接により、一体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の積層式ダイオード装置。
17. 複数の前記ダイオードの前記第二延長部は、プレス加工により、一体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の積層式ダイオード装置。
18. 前記ダイオードの前記第一延長部および前記第二延長部は、少なくとも前記樹脂本体の長さの二倍であることを特徴とする請求項１に記載の積層式ダイオード装置。
19. 前記ダイオードの前記第一金属電極の前記第一延長部および前記第二金属電極の前記第二延長部は、長さが一致することを特徴とする請求項１に記載の積層式ダイオード装置。
20. 前記ダイオードの前記第一金属電極の前記第一延長部および前記第二金属電極の前記第二延長部は、長さが相異することを特徴とする請求項１に記載の積層式ダイオード装置。

Images