JPH07202366A - 電子回路装置 - Google Patents

電子回路装置

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JPH07202366A
JPH07202366A JP80594A JP80594A JPH07202366A JP H07202366 A JPH07202366 A JP H07202366A JP 80594 A JP80594 A JP 80594A JP 80594 A JP80594 A JP 80594A JP H07202366 A JPH07202366 A JP H07202366A
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JP
Japan
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aluminum substrate
circuit device
electronic circuit
heat
electronic component
Prior art date
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Pending
Application number
JP80594A
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English (en)
Inventor
Hajime Yasukochi
元 安河内
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TOURITSU TSUSHIN KOGYO KK
Original Assignee
TOURITSU TSUSHIN KOGYO KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、放熱処理を効率良く行い、装置全体
を小型化し得る電子回路装置を提供することを目的とす
る。 【構成】本発明の電子回路装置は、アルミ基板の表面を
黒色化した黒色アルミ基板1に高電力消費電子部品20
1,202を実装すると共にガラスエポキシ樹脂4に低
電力消費電子部品5を実装し、この低電力消費電子部品
5及び高電力消費電子部品201,202を伝熱ポッテ
ング材7で覆うことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルミ(Al)基板の表
面を黒色化した黒色アルミ基板に電子部品を実装した電
子回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子回路装置のダウンサイジング
によりアルミ基板は多く利用される様になってきたが表
面処理は簡単な脱脂処理の為、表面の放射率は0.05
と低い為大電力用の電子回路装置の冷却には放射率の改
善対策が必要であった。また傷防止や装飾目的より表示
ラベルが貼付てあるが、表示ラベルも放熱効果を悪くし
ていた。
【0003】又、ポッテング方法については通電部を除
く部分的ポッテング方法や液体の浸透を阻止する目的で
シリコンゴムで覆ったりで複雑且つ不完全な工程であっ
た。更に、高電力消費電子部品と低電力消費電子部品を
同一基板上に配置していた為、低電力消費電子部品を高
電力消費部品からの発熱の影響を防止するため基板面積
は大きくしなければならず、小型化・コストダウンが困
難であった。
【0004】又、トランス及びチョークコイル等の表面
実装部品が多くなったが、実装上コア部の密着性が悪く
放熱効果が悪かった。トランス等は発熱量が大きく、他
のパーツにも熱的理由により信頼性が低下するという問
題があった。
【0005】電子回路装置の内部に熱がこもり、電子部
品の温度が上がり過ぎると色々な不具合(電気的性能の
変化・故障・部品材料の劣化・短寿命・火災等)を引き
起こす恐れがあった。
【0006】発熱部品からの熱は電子回路装置内部から
大気中へより効率的に放散する為外付ヒートシンクが利
用されるが、ヒートシンク羽の向きを空気の流れに合せ
るため縦方向と横方向の2種類のヒートシンクが必要で
あった。又、電子回路装置とヒートシンクの空気の間隙
をなくす為シリコーンキャストル等を塗付しているが、
塗付作業が複雑且不完全な工程であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術ではアルミ基板(ベースプレート)許容温度85
℃が一般的であり、大型のヒートシンク等の装着が必要
で十分な小型・薄型化が実現できないという課題があっ
た。又、電子回路装置の内部に熱がこもると演算増幅器
等が規定温度以上となり誤動作したり、電解コンデンサ
のドライアップ要因でシステムダウンを発生させたり、
色々な問題を引き起す等問題があった。温度が10℃下
がる毎に信頼性が約2倍になると言われている。本発明
は上記の事情に鑑みてなされたもので、放熱処理を効率
良く行い、装置全体を小型化し得る電子回路装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電子回路装置は、アルミ基板の表面を黒色化
した黒色アルミ基板に電子部品を実装したことを特徴と
するものである。又、本発明の電子回路装置は、アルミ
基板の表面を黒色化した黒色アルミ基板に、積層コイル
及び実効断面積を大きくしたコアよりなるトランスを実
装したことを特徴とするものである。
【0009】又、本発明の電子回路装置は、アルミ基板
の表面を黒色化した黒色アルミ基板に電子部品を実装
し、この電子部品を伝熱ポッテング材で覆うことを特徴
とするものである。
【0010】又、本発明の電子回路装置は、アルミ基板
の表面を黒色化した黒色アルミ基板に電子部品を伝熱パ
ットにより密着して実装したことを特徴とするものであ
る。又、本発明の電子回路装置は、アルミ基板の表面を
黒色化した黒色アルミ基板に高電力消費電子部品を実装
すると共にガラスエポキシ樹脂に低電力消費電子部品を
実装し、この低電力消費電子部品及び高電力消費電子部
品を伝熱ポッテング材で覆うことを特徴とするものであ
る。又、前記黒色アルミ基板に、縦方向及び横方向に空
気通路を有するヒートシンクを取り付けたことを特徴と
するものである。
【0011】
【作用】上記手段により本発明の電子回路装置は、アル
ミ基板の表面を黒色化した黒色アルミ基板に電子部品を
実装したことにより、放熱処理を効率良く行い、装置全
体を小型化することができる。
【0012】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図1は本発明の一実施例を示す電子回路装置
の断面図である。図において、1はアルミ基板の黒色ア
ルマイト処理化で表面を黒色化し、放射率(0.94〜
0.96)を高めた黒色アルミ基板、201はパワー半
導体素子よりなる高電力消費電子部品、202はトラン
スよりなる高電力消費電子部品、3は伝熱パッド、4は
ガラスエポキシ基板、5は低電力消費電子部品、6は固
定連結ピン、7は伝熱ポッテング材、8は入・出力ピ
ン、9は電子回路装置筐体(ケース)、10は冷媒であ
る。
【0013】装置の構成は、パワー半導体素子よりなる
高電力消費電子部品201及びトランスよりなる高電力
消費電子部品202を黒色アルミ基板1に実装する。特
にアルミ基板を黒色化する事によりアルミ基板表面の平
滑度が向上し接触熱抵抗,熱放射が改善できた。
【0014】低電力消費電子部品(比較的熱の出ない部
品)5をガラスエポキシ基板4に実装する。高電力消費
電子部品(発熱部品)2と低電力消費電子部品(比較的
熱の出ない部品)5を熱分離することにより、低電力消
費電子部品が熱にやられることがなくなり高密度実装が
可能となる。
【0015】実装全体及び電子部品(リード・端子も含
む)をいためることなく伝熱ポッテング材7で覆い被せ
る。この伝熱ポッテング材7は優れた熱伝導性・高電圧
絶縁性・極めて低い収縮率のピグメントとアルミナ等を
ブレンドすることにより膨張係数もアルミ基板の係数と
密接にマッチする。黒色アルミ基板1とガラスエポキシ
基板4は固定連結ピン6で接続される。
【0016】電子部品は蓄熱することによって、その性
能がダウンする。したがって、パワー半導体素子よりな
る高電力消費電子部品201及びトランスよりなる高電
力消費電子部品202から発生する熱を外部に効率良く
逃がしてやる必要がある。
【0017】熱伝導率の悪い空気が存在する空間が少な
いほど熱伝導率が良いわけである。黒色アルミ基板1と
電子部品の間隙に伝熱ポッテング材7を使用する事によ
り放熱の均一化を図り電子回路装置全体の温度を下げる
ことが出来る。
【0018】パワー半導体素子よりなる高電力消費電子
部品201及びトランスよりなる高電力消費電子部品2
02等の発熱部品からの熱は電子回路装置内部から大気
中へ効率良く放散されるので、部品の周囲温度や部品自
身の温度が下がり電子機器の高信頼性化ひいては長寿命
化が実現できる。つまり伝熱効率が向上する事により電
気機器の一層の超小型・薄型化を図ることが出来る。
【0019】図2はパワー半導体素子よりなる高電力消
費電子部品201を黒色アルミ基板1に実装する状態を
説明する断面図である。即ち、黒色アルミ基板1には絶
縁層11を介して回路層12が設けられ、この回路層1
2にはパワー半導体素子よりなる高電力消費電子部品2
01が取り付けられる。
【0020】図3(a),(b),(c)は黒色アルミ
基板1に実装されるトランスよりなる高電力消費電子部
品202を示し、図3(a)は伝熱パット23の上面
図、図3(b)はトランスよりなる高電力消費電子部品
202の側面図、図3(c)はトランスよりなる高電力
消費電子部品202の上面図である。トランスよりなる
高電力消費電子部品202のコア冷却についてはトラン
スコア20の実効断面積を大きく放熱しやすい形状とし
密着性を改善した。伝熱パット23(酸化アルミニウム
粒子を含んだ感圧接着テープ)で黒色アルミ基板1とト
ランスコア20間の空気の層をなくし伝熱効率を向上し
た。トランスの小型・薄型化は積層コイル基板21で実
現できる。22はピン端子である。
【0021】図4(a),(b),(c)は改善された
外付ヒートシンク形状と装置の省力化を示し、図4
(a)は上面図、図4(b)は側面図、図4(c)は正
面図である。即ち、電子回路装置本体31の黒色アルミ
基板には伝熱パット32によりヒートシンク33が取り
付けられる。このヒートシンク33には縦方向・横方向
共に空気通路を設け、ヒートシンク33の縦型・横型を
1種類に統一し電子回路装置の実装方向にフレキシビリ
ティーを持たせ、熱的実装方向が容易に出来るようにし
た。又、前記伝熱パット32は酸化アルミニウム粒子を
含んだ感圧接着テープよりなり、電子回路装置本体31
とヒートシンク33を連結しながら効率のよい熱伝導効
果を発揮するとともに作業上の大幅な省力化が図れる。
【0022】ハイパワー出力の電子回路装置は外付ヒー
トシンクを装着することにより効果的に熱を放散する事
が出来る。本実施例では、アルミ基板の黒色アルマイト
処理化で放射率(0.94〜0.96)を高めた。物体
表面の単位面積から単位時間に放射されるエネルギqは
次式で表わされる。
【0023】 q=ε・σ(T)4 [kCal/m2 ・h] ここで ε:物体表面の性質と温度で変わる放射率(ε<1) σ:ステファレボルツマン定数=4.88×10-8[k
Cal/cm2・h・K4 ]=5.67×10-8[W/
cm24 ] T:物体の絶対温度[K] よって、物体の熱エネルギーが大きい場合、表面の放射
率εが大きい方が放熱効果が良い事がわかる。
【0024】熱は高温部から低温部へ伝導・対流・放射
によって伝達される、多くの場合放熱は熱伝導量の全体
に対して占める割合はわずかであるがハイパワーの電子
回路装置においてはこの放射率の良い物質により放熱効
果が大きく改善される。伝熱ポッテング材を用いること
により伝熱ポッテング材→黒色アルミ基板の外表面から
空気へ及びベースプレートの両方への伝熱効率が向上し
高電力密度の達成を図る。
【0025】以上のように本実施例は、アルミ基板の表
面を黒色化することで優れた放熱効果が図れる。接触熱
抵抗の低減及び熱放射率の向上をもたらし、傷のつき難
い強い皮膜により耐食性の優れた効果と他に装飾的効果
を得ることを特徴とする黒色アルミ基板を利用した電子
回路装置である。
【0026】又、本実施例は、金属コア(アルミ・銅・
鉄等)実装面全体・電子部品の通電部も含み全面伝熱ポ
ッテング材で覆むことにより電子回路の放熱の均一化搭
載部品の冷却を効果的に行うことができる。さらに、密
閉構造にする事で耐環境性(振動・衝撃・腐食・防塵
等)の効果を得ることを特徴とする電子回路装置であ
る。
【0027】又、本実施例は、高電力消費電子部品(発
熱部品)は黒色アルミ基板に実装し、低電力消費電子部
品はガラスエポキシ基板に実装する。熱分離実装・低電
力消費電子部品実装部にも伝熱ポッテング材で覆む事に
より、より高密度実装が可能となり超小型・薄型化が図
れる。熱分離実装方法を利用した電子回路装置である。
【0028】又、本実施例は、伝熱部品において高電力
消費電子部品(トランス・チョークコイル等)の冷却を
効果的に行う為、コア部と黒色アルミ基板の空気の間隙
をなくす為伝熱パットで密着させ放熱させることを特徴
とする電子回路装置である。
【0029】又、本実施例は、トランスコアの実効断面
積を大きくし放熱しやすい形状とする。厚さ10mm以
下のトランスは積層コイル基板で実現し効率よく放熱す
るトランスを特徴とする電子回路装置である。
【0030】又、本実施例は、周囲器具(外付ヒートシ
ンク)の伝熱特性の利用により、表面抵抗は最少にでき
る。ヒートシンクに縦方向・横方向共に空気通路を設け
電子回路装置取付が縦方向・横方向のいずれに取付ても
放熱効果が低下しないヒートシンクを特徴とする。又、
電子回路装置とヒートシンクを両面接着・熱伝導パット
で密着させることを特徴とする電子回路装置である。
【0031】尚、本実施例は、黒色アルミ基板を主体と
したもので、表面実装技術を駆使して高電力密度を達成
した。アルミベースプレートの許容温度100℃に耐え
得る電子回路装置の冷却である。
【0032】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、アル
ミ基板の表面を黒色化した黒色アルミ基板に電子部品を
実装したことにより、放熱処理を効率良く行い、装置全
体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】本発明に係るパワー半導体素子よりなる高電力
消費電子部品を黒色アルミ基板に実装する状態の一例を
説明する断面図である。
【図3】本発明に係る黒色アルミ基板に実装されるトラ
ンスよりなる高電力消費電子部品の一例を示す構成図で
ある。
【図4】本発明に係る外付ヒートシンク電子回路装置の
一例を示す構成図である。
【符号の説明】
1…黒色アルミ基板、201…パワー半導体素子よりな
る高電力消費電子部品、202…トランスよりなる高電
力消費電子部品、3…伝熱パッド、4…ガラスエポキシ
基板、5…低電力消費電子部品、6…固定連結ピン、7
…伝熱ポッテング材、8…入・出力ピン、9…電子回路
装置筐体(ケース)、10…冷媒、11…絶縁層、12
…回路層、20…トランスコア、21…積層コイル基
板、22…ピン端子、31…電子回路装置本体、32…
伝熱パット、33…ヒートシンク。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミ基板の表面を黒色化した黒色アル
    ミ基板に電子部品を実装したことを特徴とする電子回路
    装置。
  2. 【請求項2】 アルミ基板の表面を黒色化した黒色アル
    ミ基板に、積層コイル及び実効断面積を大きくしたコア
    よりなるトランスを実装したことを特徴とする電子回路
    装置。
  3. 【請求項3】 アルミ基板の表面を黒色化した黒色アル
    ミ基板に電子部品を実装し、この電子部品を伝熱ポッテ
    ング材で覆うことを特徴とする電子回路装置。
  4. 【請求項4】 アルミ基板の表面を黒色化した黒色アル
    ミ基板に電子部品を伝熱パットにより密着して実装した
    ことを特徴とする電子回路装置。
  5. 【請求項5】 アルミ基板の表面を黒色化した黒色アル
    ミ基板に高電力消費電子部品を実装すると共にガラスエ
    ポキシ樹脂に低電力消費電子部品を実装し、この低電力
    消費電子部品及び高電力消費電子部品を伝熱ポッテング
    材で覆うことを特徴とする電子回路装置。
  6. 【請求項6】 アルミ基板の表面を黒色化した黒色アル
    ミ基板に、縦方向及び横方向に空気通路を有するヒート
    シンクを取り付けたことを特徴とする請求項1、2、
    3、4、又は5記載の電子回路装置。
JP80594A 1994-01-10 1994-01-10 電子回路装置 Pending JPH07202366A (ja)

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JP80594A JPH07202366A (ja) 1994-01-10 1994-01-10 電子回路装置

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JP80594A JPH07202366A (ja) 1994-01-10 1994-01-10 電子回路装置

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JP80594A Pending JPH07202366A (ja) 1994-01-10 1994-01-10 電子回路装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10335863A (ja) * 1997-05-28 1998-12-18 Robert Bosch Gmbh 制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10335863A (ja) * 1997-05-28 1998-12-18 Robert Bosch Gmbh 制御装置

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