JPH10189842A - 発熱部品の放熱構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、半田付の信頼性の低下を招くことな
く、しかも、放熱板の取付作業が容易にできるとともに
実装スペースを少なくしない発熱部品の放熱構造を提供
する。 【解決手段】金属製のケース内に取付けられた回路基板
に実装された発熱部品の放熱構造において、発熱部品２
５には放熱板４０が取付けられるとともに前記回路基板
２０の縁部２２に当該放熱板の一部が挿入される凹部２
３を設け、この凹部２３と対向した前記ケースの側板６
内面に凸部１１を設け、前記発熱部品を取付けた放熱板
は前記回路基板の凹部と前記ケースの凸部とで挟持する
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放熱を必要とする
半導体部品を有する、例えば、放電灯を点灯するインバ
ータ装置などの前記半導体部品の放熱構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１４に示すように、放電灯点灯
用のインバータ装置はアルミ板材を断面略コ字状に折曲
げ形成した金属製のケース５と、このケース５の上部開
口を覆うアルミ板材からなるカバー１５とからなり、該
当ケース５内には、電子部品（図示せず）などを実装し
た紙フェノール、ガラスエポキシなどからなる回路基板
２０が前記ケース５の底板７から離間して取付けられて
いる。この回路基板２０上には、放熱を有する発熱部品
として半導体部品２５、例えばサイリスタなどが実装さ
れている。

【０００３】上記放熱を有する半導体部品の放熱構造を
図１５および図１６に示す。放熱を有する発熱部品（半
導体部品）２５は、アルミ板材をＬ字状に折曲げた放熱
板３０にねじ３５にて螺着固定されている。なお、発熱
部品（半導体部品）２５は、当該発熱部品２５の平坦状
の底面２８と放熱板３０と密着固定している。

【０００４】上記発熱部品２５は、当該発熱部品２５の
側面から複数本のリード線２６が外方に突出形成してい
る。前記発熱部品２５は、当該発熱部品２５のリード線
２６を加工し、このリード線２６の先端を回路基板２０
に形成した挿入孔（図示せず）に挿入する。それから、
当該リード線２６の先端と当該回路基板２０の裏面側と
で半田２７付けする。

【０００５】半田付けされた発熱部品２５を含む回路基
板２０を該当ケースの側板６，６間に嵌め込んでねじ３
５にてケースの側板６に放熱板３０を密着固定してい
る。

【０００６】図１６においては、ケースの側板６と放熱
板３０とを板ばねなどからなるクリップ３６で挟み込ん
で放熱板３０を当該側板６に密着固定している。

【０００７】図１５および図１６に示すように、金属製
のケースの側板６と金属製の放熱板３０とは、放熱板の
立上り片３１が側板６に密着して固定している。このた
め、発熱部品２５から発生する熱は、当該発熱部品２５
を取付けた金属製の放熱板３０を伝わって、当該放熱板
３０と密着しているケースの側板６を通って空気中に放
熱させ、発熱部品２５の温度上昇を一定範囲内に押さえ
ている。。

【０００８】また、他の例として、特開平８ー１６７３
１８号があり、この構造は、弾性押圧片を側板に有する
金属製のケースと、このケース内に固定されて前記弾性
押圧片に密着した放熱を有する半導体部品を備えた発熱
部品の放熱構造を有している。このため、回路基板の幅
方向に対して同程度の幅の放熱板が必要になるため、部
品実装上に制約ができてしまう。

【０００９】また、図１５および図１６に示すような半
田付された発熱部品２５を含む回路基板２０を該当ケー
スの側板６，６間に嵌め込んで取付ける方法では、回路
基板２０をケースの側板６，６間に取付ける際に生ずる
当該回路基板２０の片寄りから生ずる隙間ｄがある、お
よび、放熱板３０が回路基板２０に固定されていないた
め前記発熱部品２５を含む回路基板２０をケースの側板
６，６間に嵌め込む際、当該発熱部品２５が動くことが
ある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように図１５お
よび図１６に示す従来の発熱部品の放熱構造は、回路基
板２０に半田付けした発熱部品２５を取付けた放熱板３
０をケースの側板６にねじで固定し、放熱板３０とケー
スの側板６とで挟持させ、発熱部品２５から発生した熱
を放熱板３０を介としてケースから放熱していた。

【００１１】上記放熱構造は、放熱を有する発熱部品２
５をねじ３５で固定した放熱板３０は、当該発熱部品２
５のリード線２６を回路基板２０に半田付けしているの
みで、回路基板２０と放熱板３０とは固定していない。

【００１２】さらに、回路基板２０とケースの側板６と
の間には、回路基板２０をケースの側板６，６間に取付
ける際に生ずる当該回路基板２０の片寄りから生ずる隙
間ｄがあること、および、リード線２６の加工寸法にバ
ラ付きが生ずる。、このため、放熱板３０を取付けた回
路基板２０をケースの側板６，６間に嵌め込む際、発熱
部品２５が動き、回路基板２０に半田付した発熱部品２
５のリード線２６の半田部２７に外力が加わるため、当
該半田部２７にストレスが加わり、半田付の信頼性が低
下することがあるという問題があった。

【００１３】また、放熱板３０をケースの側板６に固定
する際、ねじ３５やクリップ３６などの固定部品が必要
になるだけでなく、組立ての際にも、余分な工数を必要
としコストアップの要因となるという問題があった。

【００１４】他の従来技術（特開平８ー１６７３１８
号）では、回路基板の幅方向に対して同程度の幅の放熱
板が必要になるため、部品実装上に制約ができてしまう
とともに、放熱板の大きさが大きくなり、実装スペース
を少なくしたりなどの問題があった。

【００１５】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、半田付の信頼性の低下を招くことなく、しかも、放
熱板の取付作業が容易にできるとともに実装スペースを
少なくしない発熱部品の放熱構造を提供することを課題
とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に、請求項１記載に係る本発明の発熱部品の放熱構造
は、金属製のケース内に取付けられた回路基板に実装さ
れた発熱部品の放熱構造において、前記発熱部品には放
熱板が取付けられるとともに前記回路基板の縁部に前記
放熱板の一部が挿入配置される凹部を設け、この凹部と
対向した前記ケースの側板内面に凸部を設け、前記発熱
部品を取付けた放熱板を前記回路基板の凹部と前記ケー
スの凸部とで挟持することを特徴とするものである。

【００１７】さらに、請求項２記載に係る本発明の発熱
部品の放熱構造は、前記放熱板には前記回路基板を貫通
して下方に突出し前記ケースの底板で支持する支持部を
設けたことを特徴とするものである。

【００１８】上記請求項１記載の構成において、放熱板
を取付けた発熱部品を実装した回路基板の縁部に当該放
熱板の一部を挿入する凹部を設け、この凹部と対向した
ケースの側板内面に凸部を設け、放熱板に取付けた発熱
部品のリード線を回路基板に半田付けし、当該回路基板
に取付けた放熱板を当該回路基板の凹部とケースの側板
内面に突出形成した凸部とで挟持する構造にしたもので
ある。

【００１９】上記のような構造にすることで、放熱板に
かかる圧力は、回路基板の凹部にかかることとなり、発
熱部品のリード線の半田部には、ストレスが加わらなく
なる。また、ねじなどの固定部品で固定しなくても、放
熱板はケースに挟持され放熱効果が得られる。

【００２０】上記請求項２記載の構成において、放熱板
に回路基板を貫通して下方に突出し、ケースの底板で支
持する支持部を設けた構造にしたので、回路基板に半田
付けされた発熱部品のリード線と金属製のケースの底板
との絶縁を確保することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】放電灯点灯用のインバータ装置の
構成は、発熱部品の放熱構造以外は従来技術と同様であ
る。以下、図１から図１３を参照して本発明の実施の形
態を説明する。なお、従来技術と同一構成部品は同一番
号を付して説明する。

【００２２】図７は発熱部品を取付けた回路基板を取付
けるケースの外観を示す斜視図で、ケース５は、従来技
術と同様に、アルミ材など金属製の板材を断面略コ字状
に折曲げ上方開口し、長手方向両側に形成した側板６，
６とこれら側板６，６の下方端とを接続した底板７とか
ら構成している。

【００２３】このケース５の底板７両端両側にそれぞれ
対向して支持片部８が上方に折曲げ形成され、これら支
持片部８の上部には、対向して回路基板２０の両端を載
置する載置凹部９が形成している。さらに、ケース５の
側板６，６には、矩形状の挿入孔１０が対向してそれぞ
れ穿設している。

【００２４】図１などに示す前記載置凹部９に位置決め
載置される回路基板２０は、長方形で紙フェノール、ガ
ラスエポキシなどから作られ、当該回路基板２０の上面
部には、抵抗、スイッチング素子、コンデンサーなどの
電子部品（図示せず）などが実装されている。これら電
子部品の中には、発熱部品２５である発熱する半導体部
品、例えば、ハイポーラトランジスタ、ＭＯＳーＦＥ
Ｔ、ダイオード、サイリスタなどが存在する。

【００２５】上記発熱部品２５には、当該発熱部品２５
から発熱する熱を放熱する放熱板４０が取付けられ、当
該放熱板４０を取付けた発熱部品２５が回路基板２０に
実装されている。

【００２６】上記放熱板４０はアルミ材などの放熱板材
をプレス加工で製作し、当該放熱板４０は、図３に示す
ように平板状の発熱部品取付部４１と、この発熱部品取
付部４１の先端から下方に直角に折曲げ形成した矩形状
の挟持片部４２と、当該発熱部品取付部４１の根元部両
側から外方に突出形成され先端が下方に直角に折曲げら
れた支持部４３，４３とから構成している。また、前記
発熱部品取付部４１には発熱部品２５を固定するねじ孔
４４が穿設されている。

【００２７】上記発熱部品２５は、放熱板４０の発熱部
品取付部４１の下方に密着して取付けられ、ねじ３５を
当該放熱板４０のねじ孔４４に螺着することにより、放
熱板４０に発熱部品２５を密着固定している。なお、こ
の発熱部品２５の放熱板４０への固定は、当該発熱部品
２５を回路基板２０に取付ける前におこなっておく。さ
らに、前記発熱部品２５の端面から突出形成したリード
線２６は、回路基板２０に設けた挿入孔２１に挿入可能
なように加工しておく。

【００２８】前記回路基板２０の縁部２２には、図２に
示すように放熱板４０の挟持片部４２を挿入位置決めす
る切欠き状の凹部２３が形成されている。なお、凹部２
３の深さＤは、放熱板４０の材厚さｔより浅く形成され
ている。

【００２９】前記回路基板２０に設けた凹部２３と対向
したケースの側板６には、内方に突出形成され先端に平
坦面１２を有する凸部１１が形成されている。

【００３０】放熱板を取付けた発熱部品のリード線を回
路基板に半田付けする手順を説明する。最初に、発熱部
品２５を固定した放熱板４０の挟持片部４２を回路基板
２０の凹部２３に引掛けるとともに、当該発熱部品２５
のリード線２６の先端を回路基板２０に設けた挿入孔２
１に挿入し、当該リード線２６の先端を回路基板２０の
裏面側に半田付けする。この状態では、図１および図２
に示すように、放熱板の支持部４３先端は、回路基板２
０の上面に支持されるとともに、当該発熱部品２５は、
回路基板２０上面に当たらないように離間した状態で当
該回路基板２０上に配置されている。このように、回路
基板２０から離間して発熱部品２５を配置することによ
り、発熱部品２５から発生した熱は、有効に、アルミ板
材からなる放熱板４０を伝わって金属製のケース５から
放熱する。

【００３１】回路基板２０上に支持された放熱板４０
は、図１に示すように、放熱板４０の挟持片部４２が当
該回路基板２０の凹部２３とケースの側板６内面に突出
形成した凸部１１の平坦面部１２に挟持されつつ、当該
回路基板２０はケースの両側板６，６間に嵌め込まれる
形で取付けられる。

【００３２】このとき、回路基板２０の保持は、図３に
示すように、凸部１１を設けた逆側の側板６の裏側に折
曲げられて一対の突部１３，１３を設け、当該回路基板
２０を凸部１１と一対の突部１３，１３との間に嵌め込
まれる形で取付けられる。

【００３３】他の方法として、図５に示すように、凸部
１１を設けた逆側の側板６に先端に平坦面を有する凸部
１４を設け、当該回路基板２０を凸部１１と凸部１４の
平坦面との間に嵌め込まれる形で取付けられる。

【００３４】また、図６に示すように、回路基板２０と
ケースの側板６，６間の許容差が小さくできれば、特
に、突部や凸部など設けなくても、凸部１１とケースの
側板６とで保持することも可能である。

【００３５】つぎに、発熱部品の放熱構造を有するイン
バータ装置の組立て方法を図７から図９を参照して説明
する。

【００３６】放熱板４０に取付けられた発熱部品２５の
リード線を回路基板２０に半田付けして取付け、この回
路基板２０の両端をケース５の両端に設けた載置凹部９
に載置する。回路基板２０を載置凹部９に載置した状態
は図１に示すような状態になっている。

【００３７】つぎに、図８に示すように、カバー１５を
ケース５に取付ける。それから、カバー１５の側面に前
記ケース５の側板６に設けた挿入孔１０と対向した位置
に設けた固定片１６をそれぞれ内方に折り曲げると、前
記ケース５の挿入孔１０を通って図９に示すように、回
路基板２０の縁部を固定すると同時にカバー１５はケー
ス５に固定される。

【００３８】図１０からび図１２は、請求項２に係る発
熱部品の放熱構造を示すもので、図１と図１０と相違す
る点は、放熱板４０ａに設けた支持部４３が支持部Ａ４
３ａと支持部Ｂ４３ｂに分かれていることで、支持部Ａ
４３ａは、回路基板２０上に放熱板４０ａを保持するた
めに設けられたもので、支持部Ｂ４３ｂは支持部Ａ４３
ａの断面より小さくすることで、支持部Ａ４３ａの先端
が当接する回路基板２０に貫通孔２４を設け、当該貫通
孔２４を貫通して下方に突出しケースの底板７に当たる
形状に形成している。

【００３９】こうすることで、ケースの底板７と回路基
板２０との必要な高さを確保することができるので、放
熱部でも、高さを決めることが可能になる。これは、回
路基板２０に半田付された発熱部品２５のリード線２６
が、ケース５に触れない高さを保つ必要がある場合に有
効である。

【００４０】一般的には、シート状の絶縁材５０が、図
１０に示すようにケースの底板７に敷設されているが、
振動などで回路基板２０に実装した部品のリード線の先
が、絶縁材５０を傷ずつけたりしないようにある程度の
距離が必要になる。図１３に示すように、ケース５の高
さに余裕がある場合には、ケースの底板と回路基板との
間の高さを大きくすることで、放熱板の放熱部の高さを
確保できれば、図１３に示す構成でも可能になる。ま
た、本実施の形態は、放熱板４０に１ケの発熱部品しか
取付けてないが１ケに限ったことではない。

【００４１】次に上記実施の形態の作用を説明する。

【００４２】上記請求項１記載の構成において、発熱部
品を放熱板に取付け、発熱部品が実装された回路基板に
凹部を設け、この凹部に対向したケースの側板に凸部を
設け、発熱部品を取付けた放熱板を回路基板の凹部とケ
ース側板の凸部との間に挟持する構造になっている。

【００４３】このような構造にすることで、放熱板にか
かる圧力は、回路基板の凹部にかかることとなり、発熱
部品のリードの半田部には、ストレスが加わらなくなる
ので、半田付の信頼性の低下を招くことはない。

【００４４】発熱部品を有する放熱板を取付けた回路基
板のケースへの取付けは、前記放熱板を回路基板の凹部
とケースの凸部との間に挟持する構造であるので、放熱
板の作業が容易にできる。

【００４５】また、ねじなどの固定部品で固定しなくて
も、放熱板はケースに固定できるので、発熱部品から発
生した熱は、有効に、アルミ板材からなる放熱板を伝わ
って金属製のケースから放熱し、放熱効果が得られる。

【００４６】放熱板を回路基板の凹部とケースの凸部と
の間に挟持する構造で、ねじなどの固定部品を使用しな
いのでコストを削減することができる。

【００４７】さらに、発熱部品の熱を放熱する放熱板
は、放熱に必要な大きさであればよいので、実装スペー
スを少なくすることはない。

【００４８】上記請求項２記載の構成において、放熱板
に回路基板に形成した挿入孔から下方に突出し、ケース
の底板で支持する支持部を設けた構造にしたので、回路
基板に半田付けされた発熱部品のリード線と金属製のケ
ースの底板との絶縁を確保することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上詳記した請求項１記載の発熱部品の
放熱構造によれば、放熱する発熱部品を放熱板に取付
け、その放熱板を回路基板に設けた凹部とケースの側板
に設けた凸部で挟むことにより、発熱部品のリード線の
半田部にストレスをかけることなく、発熱部品の熱をケ
ースから放熱することが可能になるので、半田付の信頼
性の低下を招くことはない。また、放熱板の取付作業も
容易にできる。さらに、ねじなどの固定部品を使用する
ことなく、放熱板をケースに固定できるので、コストア
ップになることもなくなる。

【００５０】発熱部品の熱を放熱する放熱板は、放熱に
必要な大きさであればよいので、実装スペースを少なく
することはない。

【００５１】請求項２記載の発熱部品の放熱構造によれ
ば、回路基板に半田付けされた発熱部品のリード線と金
属製のケースの底板との絶縁を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態に係る発熱部品の放熱
構造を示す断面側面図。

【図２】同実施の形態における発熱部品を固定した放熱
板を回路基板に取付けた状態を示すもので、（Ａ）は正
面図。 （Ｂ）はその回路基板に凹部を形成した斜視
図。

【図３】同実施の形態における発熱部品を固定する放熱
板を示す斜視図。

【図４】同実施の形態におけるケースに放熱板を取付け
た回路基板を嵌め込んだ第１の実施の形態を示す上面
図。

【図５】同実施の形態におけるケースに放熱板を取付け
た回路基板を嵌め込んだ第２の実施の形態を示す上面
図。

【図６】同実施の形態におけるケースに放熱板を取付け
た回路基板を嵌め込んだ第３の実施の形態を示す上面
図。

【図７】同実施の形態に使用するケースを示す斜視図。

【図８】同実施の形態における全体構成を示す斜視図。

【図９】同実施の形態における全体構成を示す断面側面
図。

【図１０】本発明の第２実施の形態に係る発熱部品の放
熱構造を示す断面側面図。

【図１１】同第２実施の形態における発熱部品を固定し
た放熱板を回路基板に取付けた状態を示す正面図。

【図１２】同第２実施の形態における発熱部品を固定す
る放熱板を示す斜視図。

【図１３】本発明の第３実施の形態に係る発熱部品の放
熱構造を示す断面側面図。

【図１４】一般的な全体構成を示す上面図。

【図１５】第１の従来技術に係る発熱部品の放熱構造を
示す断面側面図。

【図１６】第２の従来技術に係る発熱部品の放熱構造を
示す断面側面図。

【符号の説明】

５…ケース， ６…ケースの側板， ７…ケースの底板， １１…凸部， ２０…回路基板， ２２…回路基板の縁部， ２３…凹部， ２５…発熱部品， ４０…放熱板， ４０ａ…放熱板， ４３ｂ…底板に支持する支持部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製のケース内に取付けられた回路基板
   に実装された発熱部品の放熱構造において、 前記発熱部品には放熱板が取付けられるとともに前記回
   路基板の縁部に前記放熱板の一部が挿入配置される凹部
   を設け、 この凹部と対向した前記ケースの側板内面に凸部を設
   け、 前記発熱部品を取付けた放熱板を前記回路基板の凹部と
   前記ケースの凸部とで挟持することを特徴とする発熱部
   品の放熱構造。
2. 【請求項２】前記放熱板には前記回路基板を貫通して下
   方に突出し前記ケースの底板で支持する支持部を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の発熱部品の放熱構造。