JP5747805B2 - 電子装置 - Google Patents
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Description
放熱部材(20)の一部は、絶縁基板(10)の他方の面(12)にて貫通孔(13)より突出し、貫通孔(13)の外側にて当該他方の面(12)に重なる形状とされた突出部(23)を構成しており、この突出部(23)は絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、接合材(50)を介して接合されて固定されており、貫通孔(13)の内壁と放熱部材(20)の外面との間は空隙とされており、
放熱部材(20)の突出部(23)と絶縁基板(10)とを接合する接合材は、はんだ(50)であり、
放熱部材(20)のうちの絶縁基板(10)とのはんだ(50)による接合部(24)は、めっき処理が施されたものとなっており、当該接合部(24)の外周囲には当該めっき処理を施さないことにより、
放熱部材(20)において接合部(24)は当該接合部(24)の外周囲に比べて、はんだ(50)の濡れ性が良いものとされていることを特徴とする。
また、請求項1に記載の発明によれば、放熱部材(20)の突出部(23)を絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、はんだ(50)によりはんだ付けして固定するから、放熱部材(20)を、はんだペースト印刷→マウント→リフローという一般的な工程で実装することができる。また、はんだペースト印刷により、はんだ(50)を供給してやれば、はんだ(50)厚さの正確なコントロールができ、上記した放熱部材(20)の実装位置のコントロールを行いやすくなる。
さらに、請求項1に記載の発明では、放熱部材(20)のうちの絶縁基板(10)とのはんだ(50)による接合部(24)は、めっき処理が施されたものとなっており、当該接合部(24)の外周囲には当該めっき処理を施さないことにより、放熱部材(20)において接合部(24)は当該接合部(24)の外周囲に比べて、はんだ(50)の濡れ性が良いものにしているので、貫通孔(13)内へのはんだ(50)の濡れ拡がり等、放熱部材(20)の接合部(24)の外側への意図しないはんだ(50)の濡れ拡がりを抑えることができる。そのため、はんだ量(はんだ高さ)の制御が容易になり、結果的に、放熱部材(20)の実装位置をより一層、精度良く制御できる。
次に、請求項2に記載の発明では、絶縁基板(10)と、絶縁基板(10)の一方の面(11)から他方の面(12)に貫通する貫通孔(13)と、貫通孔(13)に挿入された放熱部材(20)と、絶縁基板(10)の一方の面(11)にて貫通孔(13)に重なるように絶縁基板(10)に搭載され固定された電子部品(30)と、を備え、絶縁基板(10)の一方の面(11)側にて放熱部材(20)と電子部品(30)とが接合されることにより、電子部品(30)にて発生する熱が放熱部材(20)へ放熱されるようになっている電子装置において、
放熱部材(20)の一部は、絶縁基板(10)の他方の面(12)にて貫通孔(13)より突出し、貫通孔(13)の外側にて当該他方の面(12)に重なる形状とされた突出部(23)を構成しており、この突出部(23)は絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、接合材(50)を介して接合されて固定されており、貫通孔(13)の内壁と放熱部材(20)の外面との間は空隙とされており、
放熱部材(20)の突出部(23)と絶縁基板(10)とを接合する接合材は、はんだ(50)であり、
放熱部材(20)の表面において、絶縁基板(10)とのはんだ(50)による接合部(24)の外周囲には、当該接合部(24)からのはんだ(50)の濡れ拡がりを抑制するコーティング(71)が施されていることを特徴とする。
それによれば、請求項1に記載の発明と同様に、はんだ等の接合材を貫通孔(13)に充填しないようにし、貫通孔(13)に挿入された放熱部材(20)の実装位置を調整した上で、貫通孔(13)の外部にて絶縁基板(10)と放熱部材(20)とを接合し固定できるので、製造工程における放熱部材(20)の実装位置を精度良くコントロールするのに適した構成を実現することができる。
また、請求項2に記載の発明においても、放熱部材(20)の突出部(23)を絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、はんだ(50)によりはんだ付けして固定するから、放熱部材(20)を、はんだペースト印刷→マウント→リフローという一般的な工程で実装することができる。また、はんだペースト印刷により、はんだ(50)を供給してやれば、はんだ(50)厚さの正確なコントロールができ、上記した放熱部材(20)の実装位置のコントロールを行いやすくなる。
さらに、請求項2に記載の発明では、放熱部材(20)の表面において、絶縁基板(10)とのはんだ(50)による接合部(24)の外周囲には、当該接合部(24)からのはんだ(50)の濡れ拡がりを抑制するコーティング(71)が施されているから、放熱部材(20)の接合部(24)の外側への意図しないはんだ(50)の濡れ拡がりを抑えることができる。そのため、はんだ量(はんだ高さ)の制御が容易になり、結果的に、放熱部材(20)の実装位置をより一層、精度良く制御できる。
次に、請求項3に記載の発明では、絶縁基板(10)と、絶縁基板(10)の一方の面(11)から他方の面(12)に貫通する貫通孔(13)と、貫通孔(13)に挿入された放熱部材(20)と、絶縁基板(10)の一方の面(11)にて貫通孔(13)に重なるように絶縁基板(10)に搭載され固定された電子部品(30)と、を備え、絶縁基板(10)の一方の面(11)側にて放熱部材(20)と電子部品(30)とが接合されることにより、電子部品(30)にて発生する熱が放熱部材(20)へ放熱されるようになっている電子装置において、
放熱部材(20)の一部は、絶縁基板(10)の他方の面(12)にて貫通孔(13)より突出し、貫通孔(13)の外側にて当該他方の面(12)に重なる形状とされた突出部(23)を構成しており、この突出部(23)は絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、接合材(50)を介して接合されて固定されており、貫通孔(13)の内壁と放熱部材(20)の外面との間は空隙とされており、
放熱部材(20)の突出部(23)と絶縁基板(10)とを接合する接合材は、はんだ(50)であり、
絶縁基板(10)において貫通孔(13)の内面は、はんだ濡れ性を確保するためのめっき処理が施されたものとされており、
絶縁基板(10)の他方の面(12)のうちの放熱部材(20)とのはんだ(50)による接合部(15)の表面と、貫通孔(13)の内面とは分離された状態とされることにより、当該接合部(15)から貫通孔(13)の内面へのはんだ(50)の濡れ拡がりを抑制するようにしたことを特徴とする。
それによれば、請求項1、2に記載の発明と同様に、はんだ等の接合材を貫通孔(13)に充填しないようにし、貫通孔(13)に挿入された放熱部材(20)の実装位置を調整した上で、貫通孔(13)の外部にて絶縁基板(10)と放熱部材(20)とを接合し固定できるので、製造工程における放熱部材(20)の実装位置を精度良くコントロールするのに適した構成を実現することができる。
また、請求項3に記載の発明においても、放熱部材(20)の突出部(23)を絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、はんだ(50)によりはんだ付けして固定するから、放熱部材(20)を、はんだペースト印刷→マウント→リフローという一般的な工程で実装することができる。また、はんだペースト印刷により、はんだ(50)を供給してやれば、はんだ(50)厚さの正確なコントロールができ、上記した放熱部材(20)の実装位置のコントロールを行いやすくなる。
さらに、請求項3に記載の発明では、絶縁基板(10)において貫通孔(13)の内面は、はんだ濡れ性を確保するためのめっき処理が施されたものとされており、絶縁基板(10)の他方の面(12)のうちの放熱部材(20)とのはんだ(50)による接合部(15)の表面と、貫通孔(13)の内面とは分離された状態とされることにより、当該接合部(15)から貫通孔(13)の内面へのはんだ(50)の濡れ拡がりを抑制するようになっているから、絶縁基板(10)において、はんだ(50)による接合部(15)の外側への意図しないはんだ(50)の濡れ拡がりを抑えることができる。そのため、はんだ量(はんだ高さ)の制御が容易になり、結果的に、放熱部材(20)の実装位置をより一層、精度良く制御できる。
次に、請求項4に記載の発明では、絶縁基板(10)と、絶縁基板(10)の一方の面(11)から他方の面(12)に貫通する貫通孔(13)と、貫通孔(13)に挿入された放熱部材(20)と、絶縁基板(10)の一方の面(11)にて貫通孔(13)に重なるように絶縁基板(10)に搭載され固定された電子部品(30)と、を備え、絶縁基板(10)の一方の面(11)側にて放熱部材(20)と電子部品(30)とが接合されることにより、電子部品(30)にて発生する熱が放熱部材(20)へ放熱されるようになっている電子装置において、
放熱部材(20)の一部は、絶縁基板(10)の他方の面(12)にて貫通孔(13)より突出し、貫通孔(13)の外側にて当該他方の面(12)に重なる形状とされた突出部(23)を構成しており、この突出部(23)は絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、接合材(50)を介して接合されて固定されており、貫通孔(13)の内壁と放熱部材(20)の外面との間は空隙とされており、
放熱部材(20)の突出部(23)と絶縁基板(10)とを接合する接合材は、はんだ(50)であり、
放熱部材(20)の突出部(23)の一部は、当該放熱部材(20)側から絶縁基板(10)の他方の面(12)に延びる細長の薄肉板状をなす薄肉板部(23a)として構成されており、
この薄肉板部(23a)にて、はんだ(50)により絶縁基板(10)の他方の面(12)に接合されており、
はんだ(50)に加わる応力が、薄肉板部(23a)により緩和されるようになっていることを特徴とする。
それによれば、請求項1、2、3に記載の発明と同様に、はんだ等の接合材を貫通孔(13)に充填しないようにし、貫通孔(13)に挿入された放熱部材(20)の実装位置を調整した上で、貫通孔(13)の外部にて絶縁基板(10)と放熱部材(20)とを接合し固定できるので、製造工程における放熱部材(20)の実装位置を精度良くコントロールするのに適した構成を実現することができる。
また、請求項4に記載の発明においても、放熱部材(20)の突出部(23)を絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、はんだ(50)によりはんだ付けして固定するから、放熱部材(20)を、はんだペースト印刷→マウント→リフローという一般的な工程で実装することができる。また、はんだペースト印刷により、はんだ(50)を供給してやれば、はんだ(50)厚さの正確なコントロールができ、上記した放熱部材(20)の実装位置のコントロールを行いやすくなる。
さらに、請求項4に記載の発明では、放熱部材(20)の突出部(23)の一部は、当該放熱部材(20)側から絶縁基板(10)の他方の面(12)に延びる細長の薄肉板状をなす薄肉板部(23a)として構成されており、この薄肉板部(23a)にて、はんだ(50)により絶縁基板(10)の他方の面(12)に接合されており、はんだ(50)に加わる応力が、薄肉板部(23a)により緩和されるようになっている。
それによれば、絶縁基板(10)の厚さ方向における絶縁基板(10)と放熱部材(20)との熱膨張係数差から生じる熱応力を、薄肉板部(23a)にて緩和できるため、各接合部への当該熱応力を低減し、接合寿命を向上させることができる。
放熱部材(20)の一部は、絶縁基板(10)の他方の面(12)にて貫通孔(13)より突出し、貫通孔(13)の外側にて当該他方の面(12)に重なる形状とされた突出部(23)を構成しており、この突出部(23)は絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、はんだ(50)によりはんだ付け接合されて固定されており、貫通孔(13)の内壁と放熱部材(20)の外面との間は空隙とされており、
絶縁基板(10)は、熱伝導性を有する金属で構成された筐体(100)に組み付けられ、
放熱部材(20)の突出部(23)と筐体(100)とが、熱伝導性を有する熱伝導部材(60)を介して接触しており、電子部品(30)の熱を、放熱部材(20)を介して筐体(100)へ放熱させるようにし、
電子部品(30)には放熱部材(20)の一端(21)に対向するヒートシンク(31)が設けられており、
絶縁基板(10)の一方の面(11)において貫通孔(13)の周囲には端子用ランド(14)が設けられており、
電子部品(30)には端子用ランド(14)上に位置する端子(32)が設けられており、
ヒートシンク(31)と放熱部材(20)の一端(21)との間、および端子用ランド(14)と端子(32)との間が、はんだ(40)により一括してはんだ付けされることを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明では、絶縁基板(10)は、熱伝導性を有する金属で構成された筐体(100)に組み付けられ、放熱部材(20)の突出部(23)と筐体(100)とが、熱伝導性を有する熱伝導部材(60)を介して接触しており、電子部品(30)の熱を、放熱部材(20)を介して筐体(100)へ放熱させるようにしたから、請求項5に記載の発明と同様に、金属製の筐体(100)をヒートシンクとして機能させ、電子部品(30)→放熱部材(20)→筐体(100)と熱伝導性の高い放熱経路を確保することができる。そのため、たとえば樹脂基板で課題とされる絶縁基板(10)の厚み方向への放熱性を大きく向上させることができる。
さらに、請求項6に記載の発明では、放熱部材(20)の突出部(23)は絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、はんだ(50)によりはんだ付け接合されて固定され、電子部品(30)のヒートシンク(31)と放熱部材(20)の一端(21)との間、および絶縁基板(10)の端子用ランド(14)と電子部品(30)の端子(32)との間が、はんだ(40)により一括してはんだ付けされるので、電子部品(30)を実装する際に、放熱部材(20)を、はんだペースト印刷→マウント→リフローという一般的な工程で実装することができる。また、はんだペースト印刷により、はんだ(50)を供給してやれば、はんだ(50)厚さの正確なコントロールができ、上記した放熱部材(20)の実装位置のコントロールを行いやすくなる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子装置S1の概略断面構成を示す図であり、同電子装置S1を筐体100に組み付けた状態を示している。また、図2は、図1に示される電子装置S1の上面図であり、図3は、図1に示される電子装置S1の下面図である。この電子装置S1は、たとえば自動車に搭載されるECU等に適用されるものである。
図6は、上記図1に示される電子装置S1における放熱部材20の突出部23と絶縁基板10の他方の面12とのはんだ50による接合部分を拡大して示す概略断面図であり、当該接合部分の1つの例を示すものである。
図12は、上記図1に示される構造において、絶縁基板10と放熱部材20との熱膨張係数差による各接合部への熱応力の発生状態を示す図である。図12では、白矢印200、300にて、放熱部材20の熱膨張および熱収縮の度合200、絶縁基板10の熱膨張および熱収縮の度合300を示している。
本発明の第4実施形態では、上記第3実施形態に示した上記熱応力による上記各接合部A〜Cへのダメージ低減を目的とした、別構成を提供する。図16は、本第4実施形態に係る電子装置の要部を示す概略平面図である。
なお、絶縁基板10は、電気絶縁性の樹脂により本体を区画構成するプリント基板であったが、可能ならばセラミック基板などであってもよい。
11 絶縁基板の一方の面
12 絶縁基板の他方の面
13 貫通孔
15 絶縁基板の他方の面)のうちの放熱部材とのはんだによる接合部
20 放熱部材
23 突出部
24 放熱部材のうちの絶縁基板とのはんだによる接合部
30 電子部品
50 接合材としてのはんだ
71 コーティング
100 筐体
Claims (8)
- 絶縁基板(10)と、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)から他方の面(12)に貫通する貫通孔(13)と、
前記貫通孔(13)に挿入された放熱部材(20)と、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)にて前記貫通孔(13)に重なるように前記絶縁基板(10)に搭載され固定された電子部品(30)と、を備え、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)側にて前記放熱部材(20)と前記電子部品(30)とが接合されることにより、前記電子部品(30)にて発生する熱が前記放熱部材(20)へ放熱されるようになっている電子装置において、
前記放熱部材(20)の一部は、前記絶縁基板(10)の他方の面(12)にて前記貫通孔(13)より突出し、前記貫通孔(13)の外側にて当該他方の面(12)に重なる形状とされた突出部(23)を構成しており、
この突出部(23)は前記絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、接合材(50)を介して接合されて固定されており、
前記貫通孔(13)の内壁と前記放熱部材(20)の外面との間は空隙とされており、
前記放熱部材(20)の前記突出部(23)と前記絶縁基板(10)とを接合する前記接合材は、はんだ(50)であり、
前記放熱部材(20)のうちの前記絶縁基板(10)との前記はんだ(50)による接合部(24)は、めっき処理が施されたものとなっており、当該接合部(24)の外周囲には当該めっき処理を施さないことにより、
前記放熱部材(20)において前記接合部(24)は当該接合部(24)の外周囲に比べて、前記はんだ(50)の濡れ性が良いものとされていることを特徴とする電子装置。 - 絶縁基板(10)と、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)から他方の面(12)に貫通する貫通孔(13)と、
前記貫通孔(13)に挿入された放熱部材(20)と、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)にて前記貫通孔(13)に重なるように前記絶縁基板(10)に搭載され固定された電子部品(30)と、を備え、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)側にて前記放熱部材(20)と前記電子部品(30)とが接合されることにより、前記電子部品(30)にて発生する熱が前記放熱部材(20)へ放熱されるようになっている電子装置において、
前記放熱部材(20)の一部は、前記絶縁基板(10)の他方の面(12)にて前記貫通孔(13)より突出し、前記貫通孔(13)の外側にて当該他方の面(12)に重なる形状とされた突出部(23)を構成しており、
この突出部(23)は前記絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、接合材(50)を介して接合されて固定されており、
前記貫通孔(13)の内壁と前記放熱部材(20)の外面との間は空隙とされており、
前記放熱部材(20)の前記突出部(23)と前記絶縁基板(10)とを接合する前記接合材は、はんだ(50)であり、
前記放熱部材(20)の表面において、前記絶縁基板(10)との前記はんだ(50)による接合部(24)の外周囲には、当該接合部(24)からの前記はんだ(50)の濡れ拡がりを抑制するコーティング(71)が施されていることを特徴とする電子装置。 - 絶縁基板(10)と、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)から他方の面(12)に貫通する貫通孔(13)と、
前記貫通孔(13)に挿入された放熱部材(20)と、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)にて前記貫通孔(13)に重なるように前記絶縁基板(10)に搭載され固定された電子部品(30)と、を備え、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)側にて前記放熱部材(20)と前記電子部品(30)とが接合されることにより、前記電子部品(30)にて発生する熱が前記放熱部材(20)へ放熱されるようになっている電子装置において、
前記放熱部材(20)の一部は、前記絶縁基板(10)の他方の面(12)にて前記貫通孔(13)より突出し、前記貫通孔(13)の外側にて当該他方の面(12)に重なる形状とされた突出部(23)を構成しており、
この突出部(23)は前記絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、接合材(50)を介して接合されて固定されており、
前記貫通孔(13)の内壁と前記放熱部材(20)の外面との間は空隙とされており、
前記放熱部材(20)の前記突出部(23)と前記絶縁基板(10)とを接合する前記接合材は、はんだ(50)であり、
前記絶縁基板(10)において前記貫通孔(13)の内面は、はんだ濡れ性を確保するためのめっき処理が施されたものとされており、
前記絶縁基板(10)の他方の面(12)のうちの前記放熱部材(20)との前記はんだ(50)による接合部(15)の表面と、前記貫通孔(13)の内面とは分離された状態とされることにより、当該接合部(15)から前記貫通孔(13)の内面への前記はんだ(50)の濡れ拡がりを抑制するようにしたことを特徴とする電子装置。 - 絶縁基板(10)と、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)から他方の面(12)に貫通する貫通孔(13)と、
前記貫通孔(13)に挿入された放熱部材(20)と、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)にて前記貫通孔(13)に重なるように前記絶縁基板(10)に搭載され固定された電子部品(30)と、を備え、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)側にて前記放熱部材(20)と前記電子部品(30)とが接合されることにより、前記電子部品(30)にて発生する熱が前記放熱部材(20)へ放熱されるようになっている電子装置において、
前記放熱部材(20)の一部は、前記絶縁基板(10)の他方の面(12)にて前記貫通孔(13)より突出し、前記貫通孔(13)の外側にて当該他方の面(12)に重なる形状とされた突出部(23)を構成しており、
この突出部(23)は前記絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、接合材(50)を介して接合されて固定されており、
前記貫通孔(13)の内壁と前記放熱部材(20)の外面との間は空隙とされており、
前記放熱部材(20)の前記突出部(23)と前記絶縁基板(10)とを接合する前記接合材は、はんだ(50)であり、
前記放熱部材(20)の前記突出部(23)の一部は、当該放熱部材(20)側から前記絶縁基板(10)の他方の面(12)に延びる細長の薄肉板状をなす薄肉板部(23a)として構成されており、
この薄肉板部(23a)にて、前記はんだ(50)により前記絶縁基板(10)の他方の面(12)に接合されており、
前記はんだ(50)に加わる応力が、前記薄肉板部(23a)により緩和されるようになっていることを特徴とする電子装置。 - 前記絶縁基板(10)は、熱伝導性を有する金属で構成された筐体(100)に組み付けられ、
前記放熱部材(20)の前記突出部(23)と前記筐体(100)とが、熱伝導性を有する熱伝導部材(60)を介して接触しており、前記電子部品(30)の熱を、前記放熱部材(20)を介して前記筐体(100)へ放熱させるようにしたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の電子装置。 - 絶縁基板(10)と、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)から他方の面(12)に貫通する貫通孔(13)と、
前記貫通孔(13)に挿入された放熱部材(20)と、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)にて前記貫通孔(13)に重なるように前記絶縁基板(10)に搭載され固定された電子部品(30)と、を備え、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)側にて前記放熱部材(20)と前記電子部品(30)とが接合されることにより、前記電子部品(30)にて発生する熱が前記放熱部材(20)へ放熱されるようになっている電子装置において、
前記放熱部材(20)の一部は、前記絶縁基板(10)の他方の面(12)にて前記貫通孔(13)より突出し、前記貫通孔(13)の外側にて当該他方の面(12)に重なる形状とされた突出部(23)を構成しており、
この突出部(23)は前記絶縁基板(10)の他方の面(12)側に、はんだ(50)によりはんだ付け接合されて固定されており、
前記貫通孔(13)の内壁と前記放熱部材(20)の外面との間は空隙とされており、
前記絶縁基板(10)は、熱伝導性を有する金属で構成された筐体(100)に組み付けられ、
前記放熱部材(20)の前記突出部(23)と前記筐体(100)とが、熱伝導性を有する熱伝導部材(60)を介して接触しており、前記電子部品(30)の熱を、前記放熱部材(20)を介して前記筐体(100)へ放熱させるようにし、
前記電子部品(30)には前記放熱部材(20)の一端(21)に対向するヒートシンク(31)が設けられており、
前記絶縁基板(10)の一方の面(11)において前記貫通孔(13)の周囲には端子用ランド(14)が設けられており、
前記電子部品(30)には前記端子用ランド(14)上に位置する端子(32)が設けられており、
前記ヒートシンク(31)と前記放熱部材(20)の一端(21)との間、および前記端子用ランド(14)と前記端子(32)との間が、はんだ(40)により一括してはんだ付けされることを特徴とする電子装置。 - 前記放熱部材(20)の全表面に、前記放熱部材(20)の本体を構成する材料よりも前記はんだ(50)の濡れ性の悪いめっき処理が施されていることを特徴とする請求項3、4、6のいずれか1つに記載の電子装置。
- 前記放熱部材(20)の前記突出部(23)と前記絶縁基板(10)の他方の面(12)との前記はんだ(50)による接合は、前記放熱部材(20)の全周ではなく局所的に行われていることを特徴とする請求項1、2、3、6のいずれか1つに記載の電子装置。
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