(57)【要約】【課題】  配線基板の半田付けランドによっては発熱素子の放熱面積を十分に拡大させることが困難である場合などでも、半田付けランドの形成スペースの広狭に関係なく、発熱素子の放熱面積を十分に拡大させて放熱効率を高めることのできる発熱素子実装構造を提供する。【解決手段】  配線基板１００に起立姿勢で立ち上げられた基板１０が、一対の基板要素１１，１２に分かれている。各基板要素１１，１２は、発熱素子（抵抗素子）１のリード線３，４が半田付けされた素子半田付けランド１３と、配線基板１００の半田付けランド１０３，１０４に半田付けされているベース半田付けランド１４と、素子半田付けランド１３及びベース半田付けランド１４を電気的接続し、かつ、放熱面を形成している面状パターン１５と、面状パターン１５を覆うレジスト被覆層１６、とを有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板に起立姿勢で立ち上げられた基板に、発熱素子のリード線が半田付けされた素子半田付けランドと、この素子半田付けランドに電気的接続され、かつ、上記配線基板の半田付けランドに半田付けされているベース半田付けランドが設けられていると共に、素子半田付けランド及びベース半田付けランドを電気的接続している電路が、当該基板に設けられて放熱面を形成している面状パターンによって形成され、その面状パターンがレジスト被覆層によって覆われていることを特徴とする発熱素子実装構造。
【請求項２】
上記基板が、配線基板に相対向して起立姿勢で立ち上げられた一対の基板要素に分かれていて、それぞれの基板要素に、上記素子半田付けランド及びベース半田付けランドと、上記面状パターンと、上記レジスト被覆層とが備わっていて、２本のリード線を有する上記発熱素子が、一対の上記基板要素の相互間に配備されて、その発熱素子の一方側のリード線が一方側の素子半田付けランドに半田付けされ、他方側のリード線が他方側のベース半田付けランドに半田付けされている請求項１に記載した発熱素子実装構造。
【請求項３】
上記発熱素子が、長手方向両端からリード線が引き出されている細長形状の素子本体を有する抵抗素子でなり、その抵抗素子と一対の上記基板要素とが、一対の基板要素を脚部とし、抵抗素子をそれらの脚部の相互間に横架された梁部とする門形構体を形作っている請求項２に記載した発熱素子実装構造。
【請求項４】
上記発熱素子が、長手方向両端から１本ずつのリード線が引き出されている細長形状の素子本体を有する抵抗素子でなり、
上記素子半田付けランドと上記ベース半田付けランドと上記面状パターンとが、１枚の上記基板の幅方向の２箇所に分けて設けられ、
上記抵抗素子の一方側のリード線が一方側の素子半田付けランドに半田付けされ、他方側のリード線が他方側の素子半田付けランドに半田付けされていると共に、上記抵抗素子の素子本体が上記基板に沿って配置されている請求項１に記載した発熱素子実装構造。
【請求項５】
板面の幅方向２箇所に分けて形成された２つの区画のそれぞれに、発熱素子のリード線が半田付けされる素子半田付けランドと、この素子半田付けランドに電気的接続され、かつ、配線基板の半田付けランドに半田付けされているベース半田付けランドと、素子半田付けランド及びベース半田付けランドを電気的接続する電路及び放熱面を形成する面状パターンと、その面状パターンを覆うレジスト被覆層と、上記ベース半田付けランドを有して上記配線基板のスリット状の孔部に差し込まれる差込み片部と、が設けられていることを特徴とする発熱素子実装用基板。
【請求項６】
２つの上記区画の相互間に、当該基板を２分割して別々の一対の基板要素を形成させるための破断線が備わっている請求項５に記載した発熱素子実装用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱素子実装構造、特に、発熱素子の放熱面積を拡大するための対策を講じた発熱素子実装構造に関する。また、本発明は、上記発熱素子実装構造に用いることのできる発熱素子実装用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は細長形状の本体部分を有する発熱素子の実装構造を示した従来例の断面図である。同図において、１は発熱素子の一例である抵抗素子（たとえば酸金抵抗）であり、その本体部分である素子本体２は細長形状の繭形に形作られている。この抵抗素子１は、細長形状の素子本体２の長手方向両端のそれぞれからリード線３，４が引き出されている。そして、それらのリード線３，４が、略直角に折り曲げられて配線基板１００の２箇所の孔部１０１，１０２に差し込まれ、配線基板１００の裏面でそれらの孔部１０２，１０２の周囲に形成されている半田付けランド１０３，１０４に半田付けされている。Ｈは半田である。また、配線基板１００の裏面には、各種の回路パターン１０５が形成されている。
【０００３】
一方、発熱素子の放熱面積を拡大させるための提案がなされている（たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。これらの各特許文献には、板面に銅箔でなる面状パターンが形成された基板を配線基板に起立姿勢で立ち上げ、その基板の面状パターンに、正面視矩形の発熱素子の本体部分（リード線を除く部分）を面接触状態で重ね合わせてビス止めすると共に、発熱素子の本体部分から引き出されたリード線を、上記基板が立ち上げられている上記配線基板の孔部に挿通させて半田付けした構成の発熱素子実装構造が示されている。
【０００４】
また、特許文献２や同文献３には、上記基板として、配線基板切出し用原板の本来廃棄される部分である捨て板部（以下、捨て基板という）を有効活用することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１１２６８号公報
【特許文献２】特開２００１−２８４９０号公報
【特許文献３】実用新案登録第３０８５８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図６に示した発熱素子実装構造では、配線基板１００に各種の回路パターン１０５が高密度で形成されているために、その配線基板１００に抵抗素子１のリード線３，４を半田付けするための半田付けランド１０３，１０４の形成スペースを広く確保することが困難である場合や、その半田付けランド１０３，１０４によっては抵抗素子１の放熱面積を十分に拡大させることが困難になることがある。
【０００７】
また、上掲の各特許文献に記載されている発熱素子実装構造では、正面視矩形の発熱素子の正面視矩形の本体部分を面接触状態で基板の面状パターンに重ね合わせておくことによって、発熱素子から出る熱を面状パターンから放熱することが教示されるだけである。そのため、上記各特許文献によって提案されている技術を、酸金抵抗といった抵抗素子のように本体部分が繭形のような細長形状を有している発熱素子に対し適用して、その発熱素子の放熱面積を拡大させることは困難である。これは、この種の発熱素子は、細長形状の本体部分を基板にビス止めして面接触状態で基板の面状パターンに重ね合わせることができないことなどによる。
【０００８】
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものである。すなわち、配線基板に各種の回路パターンが高密度で形成されているために、その配線基板に発熱素子のリード線を半田付けするための半田付けランドの形成スペースを広く確保することが困難である場合や、その半田付けランドによっては発熱素子の放熱面積を十分に拡大させることが困難である場合などであっても、上記形成スペースの広狭に関係なく、発熱素子の放熱面積を十分に拡大させて放熱効率を高めることのできる発熱素子実装構造を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、基板の面状パターンにビス止めすることが困難であったり、本体部分をその面状パターンに面接触状態で重ね合わせることが困難であったりするような発熱素子であっても、その放熱面積を拡大させて放熱効率を高めることのできる発熱素子実装構造を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明は、上記目的を達成するための発熱素子実装構造に好適に用いることのできる発熱素子実装用基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る発熱素子実装構造は、配線基板に起立姿勢で立ち上げられた基板に、発熱素子のリード線が半田付けされた素子半田付けランドと、この素子半田付けランドに電気的接続され、かつ、上記配線基板の半田付けランドに半田付けされているベース半田付けランドが設けられていると共に、素子半田付けランド及びベース半田付けランドを電気的接続している電路が、当該基板に設けられて放熱面を形成している面状パターンによって形成され、その面状パターンがレジスト被覆層によって覆われている。
【００１２】
この構成を備えた発熱素子実装構造によれば、発熱素子から出た熱が、その発熱素子のリード線と基板の素子半田付けランドを経て、放熱面を形成している基板の面状パターンに伝わり、その面状パターンから放熱される。したがって、配線基板側の半田付けランドの形成スペースの広狭に関係なく、上記面状パターンにより発熱素子の放熱面積を十分に拡大させて放熱効率を高めることが可能になる。
【００１３】
また、発熱素子を基板の面状パターンにビス止めによって面接触状態で重ね合わせるという構成を採用しておらず、発熱素子のリード線を、配線基板に起立姿勢で立ち上げた基板の素子半田付けランドに半田付けしているので、抵抗素子のように細長形状の発熱素子に適用することも容易である。
【００１４】
さらに、基板の面状パターンがレジスト被覆層によって覆われていることにより、その面状パターンが他の電子素子や配線などとショートするおそれもない。
【００１５】
なお、発熱素子に対する信号授受は、配線基板の素子半田付けランドと、電路を形成している上記面状パターンと、素子半田付けランドと、発熱素子のリード線と、によって形成される電路を介して行われる。
【００１６】
本発明の発熱素子実装構造では、上記基板が、配線基板に相対向して起立姿勢で立ち上げられた一対の基板要素に分かれていて、それぞれの基板要素に、上記素子半田付けランド及びベース半田付けランドと、上記面状パターンと、上記レジスト被覆層とが備わっていて、２本のリード線を有する上記発熱素子が、一対の上記基板要素の相互間に配備されて、その発熱素子の一方側のリード線が一方側の素子半田付けランドに半田付けされ、他方側のリード線が他方側のベース半田付けランドに半田付けされている、という構成を採用することが可能である。この構成であれば、発熱素子の放熱面積が、一対の基板のそれぞれに設けられていく面状パターンによって顕著に拡大されることになる。
【００１７】
本発明の発熱素子実装構造では、上記発熱素子が、長手方向両端からリード線が引き出されている細長形状の素子本体を有する抵抗素子でなり、その抵抗素子と一対の上記基板要素とが、一対の基板要素を脚部とし、抵抗素子をそれらの脚部の相互間に横架された梁部とする門形構体を形作っていることが望ましい。この構成であれば、一対の基板要素と抵抗素子とにより形作られた門形構体自体が大きな強度を発揮するので、配線基板上で基板要素が倒れにくくなり、発熱素子が配線基板に実装されている他の電子素子や回路パターンと接触してショートするという事態が起こりにくくなる。
【００１８】
本発明の発熱素子実装構造では、上記発熱素子が、長手方向両端から１本ずつのリード線が引き出されている細長形状の素子本体を有する抵抗素子でなり、上記素子半田付けランドと上記ベース半田付けランドと上記面状パターンとが、１枚の上記基板の幅方向の２箇所に分けて設けられ、上記抵抗素子の一方側のリード線が一方側の素子半田付けランドに半田付けされ、他方側のリード線が他方側の素子半田付けランドに半田付けされていると共に、上記抵抗素子の素子本体が上記基板に沿って配置されている、という構成を採用することが可能である。この構成であれば、発熱素子である抵抗素子の発熱が、リード線と素子半田付けランドを経て２箇所の面状パターンに伝わり、それら２箇所の面状パターンによって効率よく放熱されるだけでなく、それらの面状パターンには、抵抗素子の細長形状の素子本体から出た輻射熱も伝達されるために、面状パターンによる抵抗素子の放熱効率をいっそう向上させることができる。
【００１９】
本発明に係る発熱素子実装用基板は、板面の幅方向２箇所に分けて形成された２つの区画のそれぞれに、発熱素子のリード線が半田付けされる素子半田付けランドと、この素子半田付けランドに電気的接続され、かつ、配線基板の半田付けランドに半田付けされているベース半田付けランドと、素子半田付けランド及びベース半田付けランドを電気的接続する電路及び放熱面を形成する面状パターンと、その面状パターンを覆うレジスト被覆層と、上記ベース半田付けランドを有して上記配線基板のスリット状の孔部に差し込まれる差込み片部と、が設けられている。
【００２０】
この構成の発熱素子実装用基板にあっては、２つの上記区画の相互間に、当該基板を２分割して別々の一対の基板要素を形成させるための破断線が備わっていることが望ましい。この構成を有する発熱素子実装用基板によると、破断線の形成箇所で分断することなく１枚の基板として使用することと、破断線の形成箇所で分断して一対の基板要素として使用することとを、必要に応じて選択することができるという利便性がある。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明に係る発熱素子実装構造によれば、配線基板の半田付けランドの形成スペースの広狭に関係なく、発熱素子の放熱面積を十分に拡大させて放熱効率を高めることができるようになる。また、基板の面状パターンにビス止めすることが困難であったり、本体部分をその面状パターンに面接触状態で重ね合わせることが困難であったりするような発熱素子であっても、その放熱面積を拡大させて放熱効率を高めることができるようになる。
【００２２】
さらに、本発明に係る発熱素子実装用基板によれば、上記効果を奏し得る発熱素子実装構造に好適に用いることのできる発熱素子実装用基板を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る発熱素子実装構造の断面図である。
【図２】基板を構成している基板要素の一部破断正面図である。
【図３】他の実施形態に係る発熱素子実装構造の断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分の断面図である。
【図５】発熱素子実装用基板の変形例の正面図である。
【図６】従来例に係る発熱素子実装構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は本発明の実施形態に係る発熱素子実装構造の断面図、図２は同発熱素子実装構造に採用されている基板１０を構成している基板要素１１（又は基板要素１２）の一部破断正面図である。
【００２５】
この実施形態において、基板１０は、一対の基板要素１１，１２に分かれている。図２のように、一方側の基板要素１１は、その片面又は両面に、後述する発熱素子のリード線が半田付けされる円形の素子半田付けランド１３と、配線基板１００の裏面の半田付けランド１１０に半田付けされベース半田付けランド１４と、素子半田付けランド１３及びベース半田付けランド１４を電気的接続する電路を形成している面状パターン１５と、面状パターン１５の全体を覆っているレジスト被覆層１６とを有している。図例では、基板要素１１が正面視縦長矩形に形成されていて、その縦方向一端に、幅狭の差込み片部１７が備わり、この差込み片部１７の両面に上記ベース半田付けランド１４が形成されている。      
【００２６】
さらに詳しくは、基板要素１１の片面には、その縁部１９を残してほゞ全面に銅箔などの導電性パターンが形成されていて、レジスト被覆層１６が、円形の上記素子半田付けランド１３と差込み片部１７のベース半田付けランド１４の各形成箇所以外の箇所を覆っている。また、上記素子半田付けランド１３の中央部に発熱素子のリード線が挿通される孔部１８が開設されている。他方側の基板要素１２も、上記した一方側の基板要素１１と同様の構成を有している。
【００２７】
図１のように、発熱素子の一例である抵抗素子１はその素子本体２の両端からリード線３，４が反対向きに引き出されている。そして、抵抗素子１が一対の基板要素１１，１２の相互間に配備されていて、一方側のリード線３が、一方側の基板要素１１の孔部１８に挿通されて素子半田付けランド１３に半田付けされ、他方側のリード線４が、他方側の基板要素１２の孔部１８に挿通されて素子半田付けランド１３に半田付けされている。Ｈ１は半田を示している。
【００２８】
また、一方側の基板要素１１の差込み片１７が、配線基板１００に形成されているスリット状の孔部１１０に差し込まれて、その差込み片１７のベース半田付けランド１４が、配線基板１００の裏面の半田付けランド１０３に半田付けされている。この構成によって、一方側の基板要素１１は、配線基板１００に起立姿勢で立ち上がっている。同様に、他方側の基板要素１２の差込み片１７が、配線基板１００に形成されているスリット状の別の孔部１２０に差し込まれて、その差込み片１７のベース半田付けランド１４が、配線基板１００の裏面の半田付けランド１０４に半田付けされている。したがって、他方側の基板要素１２も、配線基板１００に起立姿勢で立ち上がっていて、上記した一方側の基板要素１１と間隔を隔てて対面している。Ｈ２は半田を示している。
【００２９】
以上の構成により、抵抗素子１の一方側のリード線３は、配線基板１００の一方側の半田付けランド１０３、半田Ｈ２、一方側の基板要素１１のベース半田付けランド１４、面状パターン１５、素子半田付けランド１３及び半田Ｈ２を介して、配線基板１００側の回路パターンに電気的接続されている。同様に、抵抗素子１の他方側のリード線４も、配線基板１００の他方側の半田付けランド１０４、半田Ｈ２、他方側の基板要素１２のベース半田付けランド１４、面状パターン１５、素子半田付けランド１３及び半田Ｈ２を介して、配線基板１００側の回路パターンに電気的接続されている。
【００３０】
以上説明した発熱素子実装構造において、抵抗素子１の素子本体２は、長手方向両端からリード線３，４が引き出されている細長形状を有している。そのため、図１のように、抵抗素子１と一対の基板要素１１，１２とが、一対の基板要素１１，１２を脚部とし、抵抗素子１をそれらの脚部の相互間に横架された梁部とする門形構体を形作っている。このため、門形構体自体が大きな強度を発揮して、基板要素１１，１２が配線基板１００上で倒れにくくなる。その結果、抵抗素子１が配線基板１００に実装されている他の電子素子や回路パターンと接触してショートするという事態が起こりにくい。さらに、基板要素１１，１２の面状パターン１５がレジスト被覆層１６によって覆われていることにより、その面状パターン１５が他の電子素子や配線などとショートするおそれもない。
【００３１】
また、面状パターン１５が広い面積の放熱面として機能するので、抵抗素子１から出た熱が、その抵抗素子１のリード線３，４と基板要素１１，１２の素子半田付けランド１３とを経て、放熱面を形成している基板要素１１，１２の面状パターン１５に伝わり、その面状パターン１５から放熱される。したがって、仮に、配線基板１００側の半田付けランド１０３，１０４の形成スペースの広狭に関係なく、上記面状パターン１５により抵抗素子１の放熱面積が十分に拡大して放熱効率が高まる。
【００３２】
特に、図１の実施形態では、抵抗素子１の放熱面積が、一対の基板要素１１，１２のそれぞれに設けられていく面状パターン１５によって顕著に拡大されるために、上記放熱効率がいっそう向上する。
【００３３】
図３は他の実施形態に係る発熱素子実装構造の断面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う部分の断面図である。
【００３４】
この実施形態では、発熱素子として、図１に示したものと同様の抵抗素子１が採用されている。すなわち、抵抗素子１は、細長形状の素子本体２と、その素子本体２の長手方向両端から引き出された１本ずつのリード線３，４を有している。また、１枚の基板１０の片面又は両面には、上記したところと同様の素子半田付けランド１３とベース半田付けランド１４と面状パターン１５と、レジスト被覆層１６とが、幅方向の２箇所に分けて電気絶縁状態で対称に設けられている。そして、抵抗素子１の一方側のリード線３が直角に折り曲げられて一方側の孔部１８に挿通されて、その周囲の一方側の素子半田付けランド１３に半田付けされている。他方側のリード線４も同様に、直角に折り曲げられて他方側の孔部１８に挿通されて、その周囲の他方側の素子半田付けランド１３に半田付けされている。また、素子本体２が基板１０に沿って配置されている。
【００３５】
さらに、一方側のベース半田付けランド１４を有する差込み片１７が、配線基板１００に形成されているスリット状の孔部１１０に差し込まれて、その差込み片１７のベース半田付けランド１４が、配線基板１００の裏面の半田付けランド（不図示）に半田付けされている。同様に、他方側のベース半田付けランド１４を有する差込み片１７が、配線基板１００に形成されているスリット状の別の孔部１２０に差し込まれて、その差込み片１７のベース半田付けランド１４が、配線基板１００の裏面の半田付けランド（不図示）に半田付けされている。この構成によって、基板１１は、配線基板１００に起立姿勢で立ち上がっている。
【００３６】
この実施形態によれば、抵抗素子１の発熱が、リード線３，４と素子半田付けランド１３を経て広い表面積を有する２箇所の面状パターン１５に伝わって効率よく放熱される。また、２箇所の面状パターン１５には、抵抗素子１の細長形状の素子本体２から出た輻射熱も伝達されるために、面状パターン１５による抵抗素子１の放熱効率がいっそう向上する。
【００３７】
図１及び図２に示した基板１０は、一対の基板要素１１，１２に分かれていて、それぞれの基板要素１１，１２に、素子半田付けランド１３及びベース半田付けランド１４と、放熱面及び電路を形成している面状パターン１５と、レジスト被覆層１６とが備わっている。
【００３８】
また、図３に示した基板１０は、板面の幅方向２箇所に分けて形成された２つの区画のそれぞれに、抵抗素子１などの発熱素子のリード線３，４が半田付けされる素子半田付けランド１３，１４と、ベース半田付けランド１４と、素子半田付けランド及びベース半田付けランドを電気的接続する電路及び放熱面を形成する面状パターン１５と、その面状パターン１５を覆うレジスト被覆層１６と、２つの各区画に属する差込み片部１４と、が設けられている。
【００３９】
本発明に係る発熱素子実装構造に用い得る発熱素子実装用基板には、配線基板切出し用原板の本来廃棄される部分である捨て板部、すなわち捨て基板を有効利用することが可能である。また、発熱素子実装用基板は、上記した構成のものに限定されない。発熱素子実装用基板の他の事例を図５に示してある。
【００４０】
図５は発熱素子実装用基板１０の変形例の正面図である。この基板１０は、板面の幅方向２箇所に分けて形成された２つの区画のそれぞれに、発熱素子のリード線が半田付けされる素子半田付けランド１３と、この素子半田付けランド１３に電気的接続され、かつ、配線基板の半田付けランドに半田付けされているベース半田付けランド１４と、素子半田付けランド１３及びベース半田付けランド１４を電気的接続する電路及び放熱面を形成する面状パターン１５と、その面状パターン１５を覆うレジスト被覆層１６と、ベース半田付けランド１４を有して配線基板のスリット状の孔部に差し込まれる差込み片部１７と、が設けられている。加えて、２つの上記区画の相互間に、当該基板１０を２分割して別々の一対の基板要素１１，１２を形成させるための破断線２０が備わっている。図例の基板１０では、破断線２０が、２つの区画の相互間で縦列しているミシン目によって形成されている。
【００４１】
図５の基板１０は、破断線２０の形成箇所で分断せずに使用すると、図３を参照して説明した基板１０として用い得る。また、破断線２０の形成箇所で２つの基板要素１１，１２に分断すると、それぞれの基板１１，１２を、図１を参照して説明した基板要素１１，１２として用い得る。したがって、基板１０を一枚ものとして使用するか、一対の基板要素１１，１２に分断して使用するかを、必要に応じて適宜選択することができるという利点がある。
【００４２】
なお、図１〜図６では、説明の便宜上、同一又は相応する部分には同一符号を付してある。
【符号の説明】
【００４３】
１  抵抗素子（発熱素子）
２  素子本体
３，４  リード線
１０  基板
１１，１２  基板要素
１３  素子半田付けランド
１４  ベース半田付けランド
１５  面状パターン
１６  レジスト被覆層
１７  差込み片部
２０  破断線
１００  配線基板
１０３，１０４  配線基板の半田付けランド
【図１】
2010226016.tif 000003
【図２】
2010226016.tif 000004
【図３】
2010226016.tif 000005
【図４】
2010226016.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010226016.tif 000008