JP3203643U - 発熱部品の放熱構造を備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱部品の配置を電気的な接続に使用される配線パターンを短くする配置とし、他の部品に阻害されることなく空気の流れを受ける場所に放熱フィンを配置することで、効果的に放熱することができる発熱部品の放熱構造を備えた電子機器を提供する。【解決手段】電子機器は、プリント配線基板２で電気的な接続をする配線パターンが短くなる位置に実装された発熱部品と、プリント配線基板２上で他の部品に空気の流れを阻害されない位置または高さに配置される任意の位置に配置され、前記発熱部品を冷却する放熱フィン６と、前記発熱部品が発生する熱を放熱フィン６に伝達する配線パターンとを備える。【選択図】図１

Description

本考案は、スイッチング電源装置のように発熱部品を使用する電子機器の放熱に関する。

スイッチング電源装置は、入力された直流を一旦矩形波の交流に変換し、また直流に変換することで所望の直流を生成する。そこで、パワー素子、トランス、リアクトル等の部品は発熱する。また、矩形波状の交流は電流変化、電圧変化が大きいため、矩形波状の交流が流れるところは、配線パターンを短くすることでノイズの発生を抑制する必要がある。

そこで、特許文献１は、発熱部品の信号端子に接続されたプリント基板の表層の銅箔上に連続的にはんだ等の熱伝導体を形成する。熱伝導体を付加した部分の熱抵抗を下げて、伝熱量を簡便に増加させることができる。

また、特許文献２は、面実装した放熱フィン部を有するパワー素子を表面で半田付けし、スルーホールを介して裏面のパターンに接続することで、パワー素子に発生する熱を裏面のパターンへ伝達する。裏面パターンは、伝熱性を有する電気絶縁シートを介して面接触状態で、機器フレームに取り付けられているので、パワー素子に発生する熱を機器フレームに放熱することができる。

特開平１０−８４１７５号公報 特開２００６−１９６６０号公報

特許文献１は、放熱構造を大きくすることなく熱伝導されるので、効率的な放熱が可能となる。しかし、プリント配線基板には部品が実装されるので、図７に示すように、部品によって配線パターンに風が当たらず、熱を効率的に放熱することができないことがある。図７のスイッチング電源装置１はパワー半導体素子３をプリント配線基板２に実装するが、プリント配線基板２には端子台４も実装されるため、端子台４で阻まれパワー半導体素子３およびパワー半導体素子の端子に接続される配線パターンには空気の流れが直接当たらない。このため、効果的は放熱ができない。

特許文献２は、パワー素子が発生する熱を配線パターンで伝達し機器フレームから放熱するので、他の部品による空気の流れの影響を受けることは無いが構造が複雑になる。

また、効果的な放熱を行うため、しばしば放熱フィンを設けるが、配線パターンを短くする部品配置と、他の部品に阻害されることなく空気の流れを受ける場所は、必ずしも一致しない。また、放熱フィンは一般的に導電性を有するので、他の部品と絶縁する必要があることから、配置に制約を受ける。本考案は、発熱部品の配置を電気的な接続に使用される配線パターンが短くする配置とし、他の部品に阻害されることなく空気の流れを受ける場所に放熱フィンを配置することで、効果的に放熱することができる放熱構造を備えた電子機器である。

本考案の電子機器は、プリント配線基板で電気的な接続をする配線パターンが短くなる位置に実装された発熱部品と、プリント配線基板上で他の部品に空気の流れを阻害されない位置または高さに配置される任意の位置に配置され、前記発熱部品を冷却する放熱フィンと、前記発熱部品が発生する熱を前記放熱フィンに伝達する配線パターンとを備え放熱構造を有する。

本考案のスイッチング電源装置は、配線パターンを短くする部品配置とし、他の部品に阻害されることなく空気の流れを受ける場所に放熱フィンを配置することで、効果的に放熱することができる。

本発明の実施例１を示す斜視図 本発明の実施例１のパワー半導体と放熱フィンの構造を示す断面図 本発明の実施例１の空気の流れを説明する側面図 本発明の実施例２を示す斜視図 本発明の実施例２の空気の流れを説明する上面図 本発明の実施例２を示す正面図 従来例の空気の流れを説明する側面図

本考案の実施例１を図１乃至図３に沿って説明する。

図１は本考案の実施例１を示す斜視図である。実施例１は図７の従来例に対し、放熱フィン６を追加している。図２は放熱フィン６とパワー半導体素子３の部分を拡大した断面図である。図2に示すように、パワー半導体素子３はプリント配線基板の配線パターン８に接続される。さらに、配線パターン８は放熱フィン６に接続される。このときパワー半導体素子３と放熱フィン６の間の配線パターンには電流は流れない。このため、パワー半導体素子３で発生した熱は配線パターン８を介して放熱フィン６に伝達される。放熱フィン６は端子台４より高くするので、端子台の上を流れる空気が他の部品に阻害されることなく放熱フィン６に直接当たり、放熱フィン６を冷却する。このため、パワー半導体素子３は配線パターン６を介して放熱フィンが取り付けられるので、パワー半導体素子３は簡易な構造で容易に放熱フィンによって冷却される。

実施例１では、放熱フィン６を他の部品より高くすることで、放熱フィン６でパワー半導体素子３を放熱したが、スイッチング電源装置の構造によっては放熱フィン６を高くできないことが有る。実施例２では、他の部品によって空気の流れを阻害されない位置に放熱フィンを配置し、配線パターンを引き延ばしてパワー半導体素子と放熱フィンを熱的に結合させて放熱する。

図４は本考案の実施例２を示す斜視図である。実施例２は、パワー半導体素子３が発生する熱を伝達する配線パターン８を、空気の流れを阻害する他の部品が無いところまで延伸し、そこに放熱フィン７を取付けたものである。図５に示すように、他の部品によって空気の流れが阻害されることは無いので、パワー半導体素子３は簡易な構造で容易に放熱フィンによって冷却させることができる。図６は端子台４が取り付けられた面から見た側面図である。このように、放熱フィン６は空気の流れが他の部品に阻害されることが無い位置に配置される。この場合、配線パターン８は電流を流す必要が無いので、矩形波状の交流が流れる部分の配線パターンを長くすることは無い。さらに、配線パターン８による放熱効果もある。配線パターンで熱を伝達するので、発熱する部品が集中しても熱を分散させることができる。

なお、実施例１および実施例２は、発熱する部品としてパワー半導体素子を例にしたが、本考案は半導体素子に限らない。トランス、リアクトル、抵抗などの発熱部品も、端子と任意の位置に配置した放熱フィンを配線パターンで熱結合させると、同様の効果を奏する。
また、実施例１および実施例２は自然空冷であるが、本考案はこれに限定するものではない。放熱ファンを使用した強制空冷でも本考案を使用することで同様の効果を奏する。

効果的に発熱部品を放熱するので、スイッチング電源装置のような電子機器の放熱に利用できる。

１ スイッチング電源装置
２ プリント配線基板
３ パワー半導体素子
４ 端子台
５ コネクタ
６、７ 放熱フィン
８ 配線パターン

Claims (2)

1. プリント配線基板に実装した発熱部品と、
   プリント配線基板上の任意の位置の配置し、前記発熱部品を冷却する放熱フィンと、
   前記発熱部品が発生する熱を前記放熱フィンに伝達する配線パターンとを備えた電子機器。
2. 前記発熱部品は、電気的な接続をする配線パターンが短くなる位置に実装され、
   前記放熱フィンは、他の部品に空気の流れを阻害されない位置または高さに配置されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。

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