JP5611724B2 - 回路基板装置 - Google Patents
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Description
このことは、搭載される部品がトランジスタや発光ダイオードなど電力用電子デバイスの場合、特に著しく、従って、このような発熱の多い、いわゆる発熱部品の搭載に際しては、何らかの放熱手段を適用し、温度上昇を抑える必要がある。
そこで、従来から回路基板に放熱部材を取り付けて回路基板装置とし、放熱が促進されるようにしている。
しかして、この場合、回路基板の本体は電気絶縁材に限られるため、例えばダイヤモンドなどの特定の材質のものを除き、通常、あまり大きな熱伝導性は期待できない。
また、他の従来技術によれば、プリント回路の基板本体に金属体を埋め込む方法について提案している。そこで、以下、この従来技術について、図4により説明する。
ここで、この回路基板については、プリント基板や配線基板と呼ばれる場合もある。
このとき発熱部品の熱は、主に特定の電極から流れ出すので、当該電極の端子を発熱端子とすると、この従来技術の場合、電極端子7が発熱端子となる。
なお、この回路基板1には、発熱部品2以外にも他の部品が搭載され、他の回路パターンが形成される場合が一般的であるが、ここでは省略してある。
そして、この金属体3の一方の面に発熱端子である電極端子7が半田層9により接合され、各々のランドパターン5には電極端子6が半田層9により接合され、この結果、発熱部品2が回路基板1に装着(面実装)されることになる。
なお、このグランドパターン10は、このとき回路基板1に形成された回路がマイクロストリップラインを構成している場合には必須であるが、そうでなければ必ずしも必要なものではない。
このとき、樹脂層11には、例えばシリコン樹脂など、比較的熱伝導性のよい合成樹脂が用いられ、これにより、回路基板1と放熱部材11の結合に良好な熱伝導性能が与えられるようにする。
なお、シリコン樹脂の場合、その熱伝導率は約170W/(m・K)である。
なお、放熱フィンは図示されていない。
従来技術においては、図4により説明したように、回路基板1の裏面、つまりプリント回路パターンが形成されている面とは反対側の面に放熱部材12が取り付けられている。
このため回路基板1を両面プリント回路基板にしても、その裏面で金属体10がある部分には発熱部品が搭載できず、従って、両面実装による実装密度の向上に問題が生じてしまうのである。
従って、本発明によれば、回路基板の裏面に、放熱部材の窪み部分によるスペースが作り出せ、この結果、回路基板の両面に発熱部品が面実装でき、実装密度を上げ、回路基板の小型化が得られることになる。
ここで図1は、本発明の第1の実施形態で、これは、本発明を、両面基板構成の回路基板装置に適用した場合の一実施の形態であり、この図1において、(a)は、正面から見た図で、(b)は、A−A’線による断面図、(c)は、裏面から見た図、それに(d)は、放熱部材に組み合わされた状態を側面から見た図である。
なお、この図1の実施形態でも、発熱部品2、回路パターン4、ランドパターン5、発熱部品2の電極端子6、7、回路パターン8、半田層9、それに樹脂層11は、図4の従来技術の場合と同じである。
なお、ここでは省略してあるが、この実施形態においても、両面回路基板15には、発熱部品2、20以外にも他の部品が搭載され、他の回路パターンが形成される場合があるのは、従来技術の場合と同じである。
しかして、この実施形態の場合、その金属体30は、発熱部品2の電極端子7に接触する部分の平面形状と略同じ平面形状をした部分があるのは勿論であるが、それだけではなく、図1に示されているように、更に、その両側から外部にはみ出して拡張された部分、すなわち拡張部分30a、30bが設けてあり、これが、この実施形態の特徴の一である。
そこで、この両面回路基板15の裏面に放熱部材120を取り付ければ回路基板装置として完成されることになるが、しかし、この実施形態の場合、両面回路基板15の裏面には発熱部品20が装着されている。
そこで、この実施形態では、放熱部材120に窪み部122を設け、これにより、以下に説明するように、発熱部品20があっても、支障なく放熱部材120が取り付けられるようにしている。
しかして、この点は、従来技術の場合と同じで、放熱フィンが図示されていない点でも同じであり、従って、この放熱部材120が、従来技術の放熱部材12と異なっている点は、窪み部122が形成されている点にある。
従って、この放熱部材120は、両面回路基板15の裏面において、樹脂層11を接着材として、平面部分121により金属体30の拡張部分30a、30bに取り付けられることになる。
このとき窪み部122は、特に図1(d)から明らかなように、放熱部材120が両面回路基板15に取り付けられたとき、発熱部品20が余裕を持って収容可能な大きさの空間Sが当該放熱部材120の中に形成されるように機能する。
ここで、シリコン樹脂の場合、その熱伝導率は約170W/(m・K)であることは前述の通りである。
2 発熱部品(FETなど通電動作中発熱する部品)
3 金属体(熱伝導用の金属部材)
4 回路パターン
5 ランドパターン
6、7 電極端子(発熱部品の電極端子)
8 回路パターン
9 半田層
10 グランドパターン
11 樹脂層
12 放熱部材
13 ビス
15 両面回路基板
16 樹脂部材(熱伝導用の樹脂部材)
20 発熱部品(FETなど通電動作中発熱する部品)
30 金属体(熱伝導用の金属部材)
30a、30b 拡張部分(金属体30の両側から拡張された部分)
40 回路パターン
50 ランドパターン
60、70 電極端子(発熱部品の電極端子)
80 回路パターン
100 グランドパターン(両面回路基板15の内層)
120 放熱部材
121 平面部分(放熱部材120の平面部分)
122 窪み部(放熱部材120の窪み部分)
S 空間(窪み部122により作り出された空間)
Claims (1)
- 回路基板に面実装された部品の熱を、当該部品の電極端子から前記回路基板の本体に埋め込まれた金属体を介して放熱部材に伝達させる方式の回路基板装置において、
前記金属体は、前記電極端子に接合された部分の両側から夫々外部に延長させた形の拡張部分を備え、前記放熱部材は、前記回路基板に対する取付面に窪み部分を備え、
前記放熱部材は、前記窪み部分以外の平面部分により前記拡張部分に熱的に結合された状態で前記回路基板に取り付けられ、このとき前記回路基板の裏面で前記面実装された部品の裏側に、前記窪み部分により所望の広さの空間が形成されることを特徴とする回路基板装置。
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