(57)【要約】【課題】放熱効率を改善しつつ、薄型化並びに小型化を実現することができる電子回路装置を提供する。【解決手段】電子回路装置１において、第１の表面１１Ａ及び第２の表面１１Ｂを有する基板１１と、基板１１の側面に配列された複数の第１のリード１８８、１９５及び第２のリード１８１等と、基板１１の第１の表面１１Ａ上の一部に配設された第１の電子部品（４３等）と、基板１１の第１の表面１１Ａ上の他の一部に配設され、第１の電子部品に比べて発熱量が大きく、半導体素子を封止体により封止した第２の電子部品（５）と、第２の電子部品の封止体上に一端が接触し、他端が第１のリード１８８、１９５に接続された第１の放熱体９１と、樹脂封止体１７とを備える。【選択図】図１
2010251559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面及びこの第１の表面に対向する第２の表面を有する基板と、
前記基板の側面に配列された複数の第１のリード及び第２のリードと、
前記基板の前記第１の表面上の一部に配設された第１の電子部品と、
前記基板の前記第１の表面上の他の一部に配設され、前記第１の電子部品に比べて発熱量が大きく、半導体素子を封止体により封止した第２の電子部品と、
前記第２の電子部品の前記封止体上に一端が接触し、他端が前記第１のリードに接続された第１の放熱体と、
前記基板、前記第１のリード及び前記第２のリードのインナー部、前記第１の電子部品、前記第２の電子部品、前記第１の放熱体のそれぞれを封止する樹脂封止体と、
を備えたことを特徴とする電子回路装置。
【請求項２】
前記第１の電子部品はコンデンサであり、前記第２の電子部品はダイオードであり、前記第１の放熱体は第２の電子部品の上面と前記第１の電子部品の上面との間に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の電子回路装置。
【請求項３】
前記基板の前記第１の表面上において、前記第２の電子部品及び前記第１の放熱体とは離間した領域に、前記第１の電子部品及び前記第２の電子部品を含む電子回路システムが一定の温度に達したときに前記電子回路システムに供給する電源を遮断するための温度検出部を更に備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子回路装置。
【請求項４】
前記基板の前記第２の電子部品の直下に埋設された放熱支柱と、
前記基板の前記第２の表面上に配設され、前記放熱支柱に熱的に接続された第２の放熱体と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子回路装置。
【請求項５】
前記第１の放熱体と、前記基板の前記第２の表面上に前記第１の放熱体に対向して配設された第２の放熱体と、前記基板の前記側面に沿って配設され一端が前記第１の放熱体に熱的に接続されるとともに他端が前記第２の放熱体に熱的に接続される第３の放熱体とを有する放熱体を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路装置に関し、特に放熱特性に優れた電源モジュールとして使用される電子回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば汎用テレビジョンの電源ユニットには、直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）コンバータが組み込まれている。ＤＣ−ＤＣコンバータは、例えば一般家庭用１００Ｖの交流電圧から変換された直流電圧を、更に制御回路ユニット、駆動回路ユニット等に使用される直流電圧に変換する。ＤＣ−ＤＣコンバータは、最終的に１２Ｖや２４Ｖの直流電圧を生成する。
【０００３】
薄型化並びに大画面化の傾向にある液晶テレビジョン、プラズマテレビジョン等の汎用テレビジョンの開発には電源ユニットの薄型化並びに小型化が重要な課題になっている。電源ユニットの薄型化並びに小型化が進むと、電源ユニットを構築する電子部品の電圧変換に伴う発熱量が増大する傾向にあり、電源ユニットの放熱特性を改善することが必要になる。
【０００４】
下記特許文献１には、このような課題を解決することが可能なパワーモジュールが開示されている。このパワーモジュールは、集積回路基板と、この集積回路基板上に実装され集積回路基板上の導電パターンとワイヤを通して接続された複数の半導体素子と、集積回路基板の側面に配列された複数本のリードの端子部と、複数の集積回路基板上であって半導体素子上に一定間隔で複数本配列され一端が端子部に接続された延長部と、集積回路基板、複数の半導体素子及び複数の端子部を覆う樹脂封止部とを備えている。延長部は、リードの一部として使用されるとともに、半導体素子の動作により発生する熱を樹脂封止部の外に効率良く放熱する機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３０７０３１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、前述の特許文献１に開示されているパワーモジュールにおいては、以下の点について配慮がなされていなかった。
【０００７】
パワーモジュールの複数の半導体素子のそれぞれと集積回路基板の導電パターンとの間を接続するワイヤと、複数の半導体素子上に配設された延長部との間には、双方の短絡を防止するために、電気的に十分な距離を持って離間する必要がある。このため、半導体素子と延長部との間の樹脂封止部の厚みが厚くなり、この樹脂封止部の介在によって半導体素子の動作により発生する熱の延長部への放熱効率が低下するので、パワーモジュールの放熱特性を十分に改善することが難しい。更に、樹脂封止部の厚みが全体的に厚くなるので、パワーモジュールの薄型化並びに小型化を実現することが難しい。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。従って、放熱効率を改善しつつ、薄型化並びに小型化を実現することができる電子回路装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の実施例に係る特徴は、電子回路装置において、第１の表面及びこの第１の表面に対向する第２の表面を有する基板と、基板の側面に配列された複数の第１のリード及び第２のリードと、基板の第１の表面上の一部に配設された第１の電子部品と、基板の第１の表面上の他の一部に配設され、第１の電子部品に比べて発熱量が大きく、半導体素子を封止体により封止した第２の電子部品と、第２の電子部品の封止体上に一端が接触し、他端が第１のリードに接続された第１の放熱体と、基板、第１のリード及び第２のリードのインナー部、第１の電子部品、第２の電子部品、第１の放熱体のそれぞれを封止する樹脂封止体とを備える。
【００１０】
また、電子回路装置において、第１の電子部品はコンデンサであり、第２の電子部品はダイオードであり、第１の放熱体は第２の電子部品の上面と第１の電子部品の上面との間に配設されていることが好ましい。
【００１１】
また、電子回路装置において、基板の第１の表面上において、第２の電子部品及び第１の放熱体とは離間した領域に、第１の電子部品及び第２の電子部品を含む電子回路システムが一定の温度に達したときに電子回路システムに供給する電源を遮断するための温度検出部を更に備えることが好ましい。
【００１２】
また、電子回路装置において、基板の第２の電子部品の直下に埋設された放熱支柱と、基板の第２の表面上に配設され、放熱支柱に熱的に接続された第２の放熱体とを更に備えることが好ましい。
【００１３】
また、電子回路装置において、第１の放熱体と、基板の第２の表面上に第１の放熱体に対向して配設された第２の放熱体と、基板の側面に沿って配設され一端が第１の放熱体に熱的に接続されるとともに他端が第２の放熱体に熱的に接続される第３の放熱体とを有する放熱体を更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、放熱効率を改善しつつ、薄型化並びに小型化を実現することができる電子回路装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係る電子回路装置の要部拡大断面図（図２に示すＦ１−Ｆ１切断線で切った断面図）である。
【図２】実施例１に係る電子回路装置の斜視図である。
【図３】図２に示す電子回路装置の上面図である。
【図４】図２に示す電子回路装置の底面図である。
【図５】図２に示す電子回路装置の電子回路システムブロック図である。
【図６】（Ａ）比較例に係る電子回路装置の基板上の温度プロファイルを示す要部斜視図である。（Ｂ）は比較例に係る電子回路装置の封止体の温度プロファイルを示す斜視図である。
【図７】（Ａ）実施例１に係る電子回路装置の基板上の温度プロファイルを示す要部斜視図である。（Ｂ）は実施例１に係る電子回路装置の封止体の温度プロファイルを示す斜視図である。
【図８】（Ａ）実施例１に係る電子回路装置の基板上の温度プロファイルを示す要部斜視図である。（Ｂ）は実施例１に係る電子回路装置の封止体の温度プロファイルを示す斜視図である。
【図９】（Ａ）実施例１の変形例に係る電子回路装置の基板上の温度プロファイルを示す要部斜視図である。（Ｂ）は実施例１の変形例に係る電子回路装置の封止体の温度プロファイルを示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る電子回路装置の要部拡大断面図である。
【図１１】本発明の実施例３に係る電子回路装置の要部拡大断面図である。
【図１２】（Ａ）実施例２に係る電子回路装置の基板上の温度プロファイルを示す要部斜視図である。（Ｂ）は実施例２に係る電子回路装置の封止体の温度プロファイルを示す斜視図である。
【図１３】（Ａ）実施例３に係る電子回路装置の基板上の温度プロファイルを示す要部斜視図である。（Ｂ）は実施例３に係る電子回路装置の封止体の温度プロファイルを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１７】
また、以下に示す実施例はこの発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１８】
（実施例１）
本発明の実施例１は、汎用テレビジョンの電源ユニットに組み込まれる電源モジュールとしての電子回路装置に本発明を適用した例を説明するものである。ここでは、電子回路装置はＤＣ−ＤＣコンバータである。
【００１９】
［電子回路装置の電子回路システムブロック構成］
図５に示すように、実施例１に係る電子回路装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータを１つの電源モジュールとして構築している。この電子回路装置１は、トランジスタ部２、第１のトランス３、コンデンサ４１、４２、４３（第１の電子部品）、ダイオード（第２の電子部品）５、制御部６、第２のトランス７及び温度検出部８の複数の電子部品を少なくとも備えている。また、電子回路装置１においては、入力端子Ｖin+、Ｖin-、出力端子Ｖout+、Ｖout-、直流電圧端子ＤＣＩＮ、切換信号端子ＯＮ／ＯＦＦ、出力電圧調整端子ＴＲＭが配設されている。
【００２０】
トランジスタ部２は、第１の絶縁ゲート型トランジスタ（以下、単にＩＧＦＥＴ（insulated gate field effect transistor）という。）２１と、第２のＩＧＦＥＴ２２と、ダイオード２３及び２４とを備えている。ここで、ＩＧＦＥＴとは、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）、ＭＩＳＦＥＴ（metal insulated semiconductor field effect transistor）のいずれも含む意味において使用される。なお、トランジスタ部２においては、同等の機能を有していれば、ＩＧＦＥＴに限定されるものではなく、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、バイポーラトランジスタ等を使用することができる。
【００２１】
第１のＩＧＦＥＴ２１の主電極の一端は入力端子Ｖin+に接続され、主電極の他端は第２のＩＧＦＥＴ２２の主電極の一端に接続され、ゲート電極は第２のトランス７に接続されている。第１のＩＧＦＥＴ２１の主電極の一端と他端との間には逆バイアス方向にダイオード２３が設けられている。第２のＩＧＦＥＴ２２の主電極の他端は入力端子Ｖin-に接続され、ゲート電極は第２のトランス７に接続されている。第２のＩＧＦＥＴ２２の主電極の一端と他端との間には逆バイアス方向にダイオード２４が設けられている。また、入力端子Ｖin+とＶin-との間にはコンデンサ４２が挿入されている。
【００２２】
第１のトランス３は、一次側巻線（コイル）３１、二次側巻線（コイル）３２及びコア３３を備えている。一次側巻線３１の一端はトランジスタ部２の出力つまり第１のＩＧＦＥＴ２１の主電極の他端及び第２のＩＧＦＥＴ２２の主電極の一端に接続され、他端はコンデンサ４１を電気的に直列に介在させて入力端子Ｖin-に接続されている。二次側巻線３２の一端はダイオード５を電気的に直列に介在させて出力端子Ｖout+に接続され、他端は出力端子Ｖout-に接続されている。
【００２３】
出力端子Ｖout+とＶout-との間には、コンデンサ４３、温度検出部８のそれぞれが電気的に並列に挿入されている。温度検出部８は、電子回路装置１の温度を検出し、その検出結果を制御部６に出力する。制御部６においては、温度検出部８からの検出結果に基づき予め設定された温度上昇が検出された場合には、第２のトランス７を介してトランジスタ部２の動作を停止させる制御、すなわちこの電子回路システムの動作を停止させる制御を行うことができる。
【００２４】
制御部６は、図示しないが、制御用ＩＣとフォトカプラとを少なくとも備えている。この制御部６は、切換信号端子ＯＮ／ＯＦＦから入力される切換信号に基づき、この電子回路装置１のＤＣ−ＤＣコンバータ動作の制御を行う。
【００２５】
［電子回路装置の動作］
図５に示す実施例１に係る電子回路装置１において、まず入力端子Ｖin+、Ｖin-間に変換前の直流電圧が与えられ、更に直流電圧端子ＤＣＩＮには直流電圧例えば１２Ｖが供給され、切換信号端子ＯＮ／ＯＦＦには電子回路装置１の切換信号（起動信号）が与えられる。切換信号端子ＯＮ／ＯＦＦにＯＮ信号が与えられると、制御部６は、第２のトランス７を介してトランジスタ部２の第１のＩＧＦＥＴ２１をＯＮ動作させ、第２のＩＧＦＥＴ２２をＯＦＦ動作させる。第１のＩＧＦＥＴ２１のＯＮ動作によって、トランジスタ部２（第１のＩＧＦＥＴ２１の主電極の他端）から第１のトランス３の一次側巻線３１に直流電流が流れる。この一次側巻線３１に直流電流が流れると、電磁誘導作用によって二次側巻線３２に直流電流が発生する。この直流電圧は出力端子Ｖout+、Ｖout-間に変換後の直流電圧として出力される。
【００２６】
実施例１に係る電子回路装置１においては、変換前の直流電圧は例えば３８５Ｖであり、変換後の直流電圧は例えば１２Ｖ又は２４Ｖである。
【００２７】
［電子回路装置のデバイス構造］
図１乃至図４に示すように、実施例１に係る電子回路装置１は、第１の表面１１Ａ及びこの第１の表面１１Ａに対向する第２の表面（裏面）１１Ｂを有する基板１１と、基板１１の側面に配列された複数の第１のリード１８８、１９５及び第２のリード１８１−１８７、１９１−１９４と、基板１１の第１の表面１１Ａ上の一部に配設された第１の電子部品（実施例１においてはダイオード５以外の例えばコンデンサ４３）と、基板１１の第１の表面１１Ａ上の他の一部に配設され、第１の電子部品に比べて発熱量が大きく、半導体素子を封止体により封止した第２の電子部品（実施例１においてはダイオードチップをエポキシ樹脂により封止したダイオード５）と、第２の電子部品の封止体上に接着層（図示しない）を介して一端が接着され、他端が第１のリード１８８、１９５に接続された第１の放熱体９１と、基板１１、第１のリード１８８、１９５及び第２のリード１８１−１８７、１９１−１９４のインナー部、第１の電子部品、第２の電子部品、第１の放熱体９１のそれぞれを封止する樹脂封止体１７とを備える。
【００２８】
すなわち、電子回路装置１は、複数の電子部品が実装された基板１１をこの複数の電子部品とともに樹脂封止体１７によりモールドパッケージングを行った１つの電源モジュールとして構築されている。
【００２９】
［基板の構成］
図１乃至図４に示すように、電子回路装置１の基板１１は、その構造を明確に図示していないが、絶縁基材とその絶縁基材の表面（第１の表面１１Ａ側）、裏面（第２の表面１１Ｂ側）の少なくともいずれか一方に配設された導電体とを備えている。特に積層枚数を限定するものではないが、実施例１において、基板１１は１枚の板状の絶縁基材を有する単層構造により構成されている。なお、基板１１は２層以上の多層の絶縁基板を有していてもよい。
【００３０】
基板１１の絶縁基材は、実施例１において、プリント配線板に多用されているガラスエポキシ樹脂により構成されている。必ずしもこの数値に限定されるものではないが、基板１１は、長辺を例えば６０ｍｍ−６２ｍｍに設定し、短辺を例えば４２ｍｍ−４４ｍｍに設定した長方形の平面形状を有する。図１に示すように、基板１１の厚さｔ２は例えば０．８ｍｍ−１．６ｍｍに設定されている。
【００３１】
基板１１の導電体は、実施例１において、銅（Ｃｕ）、Ｃｕ合金、金（Ａｕ）等の導電性に優れた材料により構成されている。例えば、Ｃｕが使用される場合、ラミネート法やプレス成形法により貼り付けられたＣｕ箔か又はそのＣｕ箔の表面にめっき法によりＣｕめっき層を積層した複合膜により形成される。単層のＣｕ箔の場合、その膜厚は例えば３０μｍ−４０μｍに設定されている。また、複合膜の場合、Ｃｕ箔の膜厚は例えば１５μｍ−２０μｍに設定され、Ｃｕめっき層は例えば１５μｍ−２５μｍに設定されている。
【００３２】
［電子部品の構成］
図１乃至図４に示すように、基板１１の第１の表面１１Ａ上には、電子部品として、前述の図５に示すトランジスタ部２、第１のトランス３、コンデンサ４２、４３、ダイオード５、制御部６、第２のトランス７及び温度検出部８が実装されている。基板１１の第２の表面１１Ｂには、電子部品として、例えばコンデンサ４１が実装されている。
【００３３】
トランジスタ部２は、第１のＩＧＦＥＴ２１及びダイオード２３を有する半導体チップを樹脂封止体により封止した半導体装置と、同様に第２のＩＧＦＥＴ２２及びダイオード２４を有する半導体チップを樹脂封止体により封止した半導体装置とを備え、構築されている。トランジスタ部２は、第１の表面１１Ａにおいて、図３中、周辺領域の右下側に配設されている。
【００３４】
コンデンサ４２は例えばコンデンサ本体を樹脂封止体により封止して構成されている。樹脂封止体には実施例１においてガラスエポキシ樹脂を実用的に使用することができる。コンデンサ４２は、目的とする容量値によりその搭載個数は限定されるものではないが、基板１１の第１の表面１１Ａにおいて、図３中、周辺領域の右下側に４個配設されている。コンデンサ（第１の電子部品）４３は例えばコンデンサ本体を樹脂封止体により封止して構成されている。コンデンサ４３は、同様に目的とする容量値によりその搭載個数は限定されるものではないが、基板１１の第１の表面１１Ａにおいて、図３中、周辺領域の左下側に３個配設されている。
【００３５】
ダイオード（第２の電子部品）５は例えばダイオード本体具体的にはダイオードチップ（半導体素子）を樹脂封止体により封止して構成されている。ダイオード５は、実施例１においては、面実装タイプのフルモールドパッケージにより構成されており、基板１１の第１の表面１１Ａからパッケージ上面までの高さ（厚さ）ｔ３は例えば０．８ｍｍ−１．２ｍｍに設定されている。ダイオード５は、目的とする整流特性によりその搭載個数は限定されるものではないが、基板１１の第１の表面１１Ａにおいて、図３中、周辺領域の左側に（基板１１の左辺に沿って）６個配設されている。このダイオード５は、電子回路システムの電圧変換動作に伴う発熱量が例えばコンデンサ４３に比べて大きく、発熱素子として基板１１の第１の表面１１Ａ上に集中的に配置されている。
【００３６】
制御部６は、トランジスタ、論理回路、抵抗、容量等、少なくともトランジスタ部２の制御を行う回路を有する半導体チップを樹脂封止体により封止した半導体装置（制御用ＩＣ）６１と、フォトカプラ６２及び６３とを備え、構築されている。制御部６の半導体装置６１は、基板１１の第１の表面１１Ａにおいて、図３中、周辺領域の右上側に配設されている。フォトカプラ６２及び６３は、基板１１の第１の表面１１Ａにおいて、図３中、左上側に配設されている。
【００３７】
温度検出部８は、基板１１の第１の表面１１Ａにおいて、図３中、周辺領域の左上側であって、ダイオード５とフォトカプラ６２及び６３との間に配設されている。この温度検出部８はダイオード５を集中的に配設した領域や第１の放熱体９１の直下から離間した位置に配設され、温度検出部８自体の熱による破損や誤動作を防止するようになっている。
【００３８】
第１のトランス３は、図２乃至図４に示すように、基板１１の第１の表面１１Ａの中央領域において、開口１５内に挿入されて配設されている。開口１５は、実施例１において、基板１１の第１の表面１１Ａからそれに対向する第２の表面１１Ｂに貫通する貫通穴として構成されている。
【００３９】
実施例１に係る電子回路装置１において、第１のトランス３にはシートトランス構造が採用されている。詳細な構造の説明は省略するが、第１のトランス３は、一次側巻線及び二次側巻線を有し、中央部分に貫通穴を有するトランス基板１２と、トランス基板１２の表面、それに対向する裏面及び側面の一部に沿って配設され中央部分の貫通穴にもトロイダルコアの磁心として配設されたコア３３とを備えている。トランス基板１２は、例えばガラスエポキシ樹脂により構成された絶縁基材と、一次側巻線及び二次側巻線を構築する例えば導電体とを備えている。この導電体には例えばＣｕ、Ｃｕ合金、Ａｕ等の導電性に優れた材料が使用されている。コア３３は、例えば金属酸化物の強磁性体をセラミックとして燒結したフェライト磁性材により形成されている。また、コア３３は他にアモルファス磁性材料により形成してもよい。第１のトランス３の厚さ（コア３３の厚さ）は例えば５．０ｍｍ−５．６ｍｍに設定されている。また、コア３３は、Ｅ−Ｉ型コア形状、Ｅ−Ｅ型コア形状のいずれであってもよい。
【００４０】
また、コンデンサ４１は、前述のコンデンサ４２及び４３と同様に、例えばコンデンサ本体を樹脂封止体により封止して構成されている。コンデンサ４１は、目的とする容量値によりその搭載個数は限定されるものではないが、基板１１の第２の表面１１Ｂにおいて、図４中、周辺領域の左下側に５個配設されている。このコンデンサ４１はコンデンサ４２の配置位置に対向する位置に配置されている。
【００４１】
第２のトランス７は、第１のトランス３に対して誘導起電力並びに全体のサイズは小さいが、第１のトランス３の構造と同様にシートトランス構造により構成されている。また、第１のトランス３の基板１１への実装方法と同様に、第２のトランス７は、基板１１に配設された開口１６に挿入された状態において実装されている。
【００４２】
［リードの構造］
図１乃至図４に示すように、基板１１の長辺に沿った一側面には第２のリード１８１−１８７及び第１のリード１８８が配列され、一側面に対向する他の一側面には第２のリード１９１−１９４及び第１のリード１９５が配列されている。これらの第２のリード１８１等において、樹脂封止体１７内の部分はインナー部であり、樹脂封止体１７外の突出した部分はアウター部である。
【００４３】
第２のリード１８１は直流電圧端子ＤＣＩＮとして使用される。第２のリード１８２は切換信号端子ＯＮ／ＯＦＦとして使用される。第２のリード１８３は入力端子Ｖin+として使用される。第２のリード１８４は入力端子Ｖin-として使用される。第２のリード１８５は出力端子Ｖout+として使用される。第２のリード１８６は出力電圧調整端子ＴＲＭとして使用される。第２のリード１８７は出力端子Ｖout-として使用される。第１のリード１８８は、空き端子ＮＣであり、実施例１において放熱経路として使用されている。
【００４４】
また、第２のリード１９１−１９４は空き端子ＮＣである。第１のリード１９５は、空き端子ＮＣであり、実施例１において放熱経路として使用されている。
【００４５】
第２のリード１８１等は電気伝導性に優れた例えばＣｕ又はＣｕ合金により構成されている。この導電性材料は、熱抵抗も小さく、熱伝導性にも優れている。第２のリード１８１等の厚さは例えば０．３ｍｍ−０．５ｍｍに設定されている。
【００４６】
［放熱体の構造］
図１乃至図４に示すように、第１の放熱体９１は、複数のダイオード（第２の電子部品）５、ここでは合計６個のダイオード５上に渡って配設され、これらのダイオード５（の樹脂封止体）の表面に直接接触して配設されている。また、第１の放熱体９１は、後述する図１０に示す、熱抵抗が小さく熱伝導性に優れた接着剤９５を介してダイオード５に接触させてもよい。第１の放熱体９１は、基板１１の第１の表面１１Ａにダイオード５を介し対向して配設され、基板１１Ａの短辺より若干大きな長さと複数のダイオード５をほぼ完全に覆うことができる幅とを有する短冊状の板材により構成されている。第１の放熱体９１は、実施例１において、例えば４４ｍｍ−４６ｍｍの長さと例えば５．０ｍｍ−７．０ｍｍの幅とに設定され、厚さｔ４を例えば０．５ｍｍ−１．５ｍｍに設定している。
【００４７】
第１の放熱体９１は、長さ方向の一端において連結部９２と一体に形成され、この連結部９２を通して第１のリード１８８に熱的に接続されている。同様に、第１の放熱体９１は、長さ方向の他端において連結部９２と一体に形成され、この連結部９２を通して第１のリード１９５に熱的に接続されている。連結部９２は、ダイオード５上に配置された第１の放熱体９１と第１のリード１８８又は１９５との間を連結するために、基板１１Ａの側面に沿いかつ第１のリード１８８又は１９５の表面に沿う断面Ｌ字形状により構成されている。実施例１においては、第１の放熱体９１とその両端にそれぞれ連結された連結部９２とを備えて放熱体９が構築されている。放熱体９の全体の断面形状は、図１及び図２に示すように、逆凹型形状になる。
【００４８】
放熱体９は、例えば第２のリード１８１等と同様の材料、特に樹脂封止体１７に比べて遙かに熱抵抗が小さく、熱伝導性に優れたＣｕ、Ｃｕ合金の板材により構成されている。図１乃至図４には詳細に図示していないが、放熱体９の連結部９２と第１のリード１８８、１９５のそれぞれとの間には接着層が配設され、この接着層により双方が熱的に接続されている。接着層には、熱抵抗が小さく、熱伝導性に優れた例えば半田、ペースト等を使用することができる。半田としては例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田を実用的に使用することができる。また、ペーストには例えば導電性ペーストとして用いられるＡｇペーストを実用的に使用することができる。
【００４９】
実施例１において、放熱体９は、電子回路装置１において、電子回路システムの動作すなわち電圧変換動作に伴う発熱量が大きく、集中的に配置されたダイオード５群から発せられる熱の放熱を目的として、その領域に専用に配設されている。放熱体９の装着によって樹脂封止体１７の厚さｔ１が厚くならないように、放熱体９は、基板１１の第１の表面１１Ａ上において比較的実装高さが高くなるコンデンサ４３（の樹脂封止体）の上面の高さよりも低い位置に配設されている。つまり、放熱体９の第１の放熱体９１は、ダイオード５（第２の電子部品）の上面とコンデンサ４３（第１の電子部品）の上面との間に配設されている。
【００５０】
［樹脂封止体の構造］
図１乃至図４に示す（図２においては破線で示す）ように、実施例１に係る電子回路装置１は、前述のように複数の電子部品を実装した基板１１を樹脂封止体１７により気密封止している。樹脂封止体１７はトランスファモールド法により成形されている。実施例１に係る電子回路装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータを１つの部品としてフルモールド化したものであり、小型化並びに薄型化に適し、信頼性が高く、使い易さを高めている。
【００５１】
樹脂封止体１７は、実施例１において、基板１１の絶縁基材、トランス基板１２の絶縁基材のそれぞれと同一材料であるガラスエポキシ樹脂により構成されている。必ずしもこの数値に限定されるものではないが、実施例１において、樹脂封止体１７の長辺の長さは例えば６８ｍｍ−７２ｍｍに設定され、短辺の長さは例えば４８ｍｍ−５２ｍｍに設定されている。前述の放熱体９の第１の放熱体９１はダイオード５以外のコンデンサ４３の上面よりも低い位置に配設されているので、この放熱体９による樹脂封止体１７の厚さの増加はなく、樹脂封止体１７の厚さｔ１は、かなり薄く、例えば６．５ｍｍ−６．９ｍｍに設定されている。
【００５２】
［電子回路装置の放熱特性］
前述の実施例１に係る電子回路装置１の放熱特性は以下の通りになる。比較のために放熱体９を備えてない電子回路装置１の電圧変換動作に伴う発熱プロファイルは、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すようになる。図６（Ａ）は基板１１及びその第１の表面１１Ａ上に電子部品が実装された状態において発熱プロファイルを示す。図６（Ｂ）は樹脂封止体１７の状態において発熱プロファイルを示す。等温度線Ａは４０℃、等温度線Ｂは５５℃、等温度線Ｃは７０℃、等温度線Ｄは８５℃、等温度線Ｅは１００℃、等温度線Ｆは１１５℃である。
【００５３】
図６（Ａ）に示すように、電圧変換動作に伴い、ダイオード５群の領域において１１５℃の温度を超える発熱が生じる。図６（Ｂ）に示すように、ダイオード５群の領域において発生した熱は樹脂封止体１７の表面に至るまで減少することなく、樹脂封止体１７の表面の温度は１００℃まで達する。
【００５４】
これに対して、実施例１に係る電子回路装置１において、放熱体９の第１の放熱体９１を備えた場合は、図７（Ａ）に示すように、電圧変換動作に伴い、ダイオード５群の領域において発生する温度は、第１の放熱体９１により樹脂封止体１７に熱が分散される影響から約８５℃まで減少することができる。図７（Ｂ）に示すように、樹脂封止体１７の表面の温度は同様に約８５℃まで減少する。
【００５５】
そして、第１の放熱体９１及び連結部９２を備えた放熱体９を第１のリード１８８及び１９５に熱的に接続した、実施例１に係る電子回路装置１においては、図８（Ａ）に示すように、電圧変換動作に伴い、ダイオード５群の領域において発生する温度は、図７（Ａ）に示す電子回路装置１の場合と同様に約８５℃まで減少することができ、更にこの高温領域の範囲を減少することができる。図８（Ｂ）に示すように、樹脂封止体１７の表面の温度は同様に約８５℃まで減少することができ、その高温領域の範囲を減少することができる。
【００５６】
このように構成される実施例１に係る電子回路装置１においては、少なくとも第１の放熱体９１を有する放熱体９を備えたので、放熱効率を改善することができ、更に発熱体となるダイオード５（第２の電子部品）の領域にその厚さに対応させて（第２の電子部品よりも低い位置に）第１の放熱体９１を備えたので、樹脂封止体１７の厚さを増加させることなく、薄型化並びに小型化を実現することができる。
【００５７】
また、実施例１に係る電子回路装置１においては、ダイオード５に直接接触させて放熱体９を備えたので、ダイオード５と放熱体９（第１の放熱体９１）との間の放熱経路における熱抵抗を減少することができ、より一層放熱効率を改善することができる。
【００５８】
更に、実施例１に係る電子回路装置１においては、ダイオード５群から離れた位置にこのダイオード５の動作に伴う発熱温度を検出する温度検出部８を備えたので、温度検出部８自体が熱によって破損や破壊されることがなくなり、ダイオード５の発熱温度を正確に検出することができる。従って、電子回路装置１において、異常な温度上昇が発生した場合に、電子回路システムに供給される電源を遮断することができ、電子回路システムを保護することができる。
【００５９】
［電子回路装置の変形例］
実施例１の変形例に係る電子回路装置１は、基本的には前述の実施例１に係る電子回路装置１と同様の構成を備えているが、放熱体９に接続される第１のリード１８８、１９５のそれぞれの幅を広く（大きく）したものである（図８（Ａ）参照）。電子回路装置１においては、２種類のリード幅が設定され、狭い幅寸法は例えば０．９ｍｍ−１．１ｍｍ、広い幅寸法は例えば２．３ｍｍ−２．５ｍｍである。第１のリード１８８、１９５のそれぞれには、放熱体９から樹脂封止体１７の外部への放熱経路における熱抵抗を減少するために、広い幅寸法に設定されている。
【００６０】
変形例に係る電子回路装置１の放熱特性は図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すようになる。すなわち、図９（Ａ）に示すように、電圧変換動作に伴い、ダイオード５群の領域において発生する温度は、図８（Ａ）に示す電子回路装置１の場合と同様に約８５℃まで減少することができ、更にこの高温領域の範囲を減少することができる。図９（Ｂ）に示すように、樹脂封止体１７の表面の温度は同様に約８５℃まで減少することができ、その高温領域の範囲を更に減少することができる。
【００６１】
実施例１の変形例に係る電子回路装置１においては、リード幅を広げた第１のリード１８８、１９５のそれぞれを備えたので、簡単な構成により、より一層放熱効率を改善することができる。
【００６２】
（実施例２）
本発明の実施例２は、前述の実施例１に係る電子回路装置１の放熱特性を更に改善した例を説明するものである。
【００６３】
実施例２に係る電子回路装置１は、図１０に示すように、基板１１のダイオード５（第２の電子部品）の直下に埋設された放熱支柱９７と、基板１１の第２の表面（裏面）１１Ｂ上に配設され、放熱支柱９７に熱的に接続された第２の放熱体９３とを備えている。実施例２において、放熱体９は、第１の放熱体９１と、放熱支柱９７と、第２の放熱体９３とを備えて構築されている。
【００６４】
実施例２において、ダイオード５と第１の放熱体９１との間には接着層９５が配設されている。この接着層には、熱抵抗が小さくなるように、例えば０．０８ｍｍ−０．１２ｍｍの膜厚を有するエポキシ接着材を実用的に使用することができる。
【００６５】
放熱支柱９７は、基板１１に貫通する貫通穴に配設されており、例えば熱伝導性に優れたＣｕ、Ｃｕ合金等により構成されている。放熱支柱９７は、サーマルビアであり、例えばめっき法により形成される。
【００６６】
第２の放熱体９３は、基本的には第１の放熱体９１と同様のサイズと形状とを有して構成されている。また、第２の放熱体９３は第１の放熱体９１と同様の材料により構成されている。第２の放熱体９３は、基板１１の第２の表面１１Ｂに配設された導電体１１１の表面上に接着層９６を介して取り付けられている。放熱支柱９７と導電体１１１との間は熱的に接続され、導電体１１１と第２の放熱体９３との間は熱的に接続されている。接着層９６には例えば半田を実用的に使用することができる。
【００６７】
実施例２に係る電子回路装置１の放熱特性は図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すようになる。すなわち、図１２（Ａ）に示すように、電圧変換動作に伴い、ダイオード５群の領域において発生する温度は、前述の図７（Ａ）に示す電子回路装置１の場合と同様に約８５℃まで減少することができ、更にこの高温領域の範囲を減少することができる。図１２（Ｂ）に示すように、樹脂封止体１７の表面の温度は同様に約８５℃まで減少することができ、その高温領域の範囲を更に減少することができる。
【００６８】
この放熱特性は放熱体９に連結部９２を備えていない電子回路装置１の放熱特性であるが、放熱体９に連結部９２を備えた場合（前述の図８（Ａ）及び図８（Ｂ）参照。）、放熱体９に接続される第１のリード１８８、１９５のリード幅を広くした場合（前述の図９（Ａ）及び図９（Ｂ）参照。）にはより一層放熱特性を改善することができる。
【００６９】
実施例２に係る電子回路装置１においては、前述の実施例１に係る電子回路装置１により得られる効果と同様の作用効果を奏することができ、更により一層放熱効率を改善することができる。
【００７０】
（実施例３）
本発明の実施例３は、前述の実施例１に係る電子回路装置１の放熱特性を更に改善した例を説明するものである。
【００７１】
実施例３に係る電子回路装置１は、図１１に示すように、第１の放熱体９１と、基板１１の第２の表面１１Ｂ上に第１の放熱体９１に対向して配設された第２の放熱体９３と、基板１１の側面に沿って配設され一端が第１の放熱体９１に熱的に接続されるとともに他端が第２の放熱体９３に熱的に接続される第３の放熱体９４とを有する放熱体９を備える。この放熱体９の第１の放熱体９１は前述の実施例１に係る電子回路装置１の第１の放熱体９１と同様であり、第２の放熱体９３は前述の実施例２に係る電子回路装置１の第２の放熱体９３と同様である。放熱体９の第３の放熱体９４は、実施例３において第１の放熱体９１及び第２の放熱体９３に一体に構成されている。つまり、放熱体９の断面形状は、基板１１の第１の表面１１Ａ、側面、第２の表面１１Ｂに渡って配設されたコの字形状により構成されている。
【００７２】
実施例３に係る電子回路装置１の放熱特性は図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すようになる。すなわち、図１３（Ａ）に示すように、電圧変換動作に伴い、ダイオード５群の領域において発生する温度は、前述の図１２（Ａ）に示す電子回路装置１の場合よりも低く約７０℃まで減少することができる。図１３（Ｂ）に示すように、樹脂封止体１７の表面の温度は同様に約７０℃まで減少することができる。
【００７３】
この放熱特性は放熱体９に連結部９２を備えていない電子回路装置１の放熱特性であるが、放熱体９に連結部９２を備えた場合（前述の図８（Ａ）及び図８（Ｂ）参照。）、放熱体９に接続される第１のリード１８８、１９５のリード幅を広くした場合（前述の図９（Ａ）及び図９（Ｂ）参照。）にはより一層放熱特性を改善することができる。
【００７４】
実施例３に係る電子回路装置１においては、前述の実施例１に係る電子回路装置１により得られる効果と同様の作用効果を奏することができ、更により一層放熱効率を改善することができる。
【００７５】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明を実施例１、実施例２及び実施例３によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものでない。本発明は様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術に適用することができる。
【００７６】
例えば、本発明は、前述の実施例１乃至実施例３に係る電子回路装置１において、放熱体９の第１の放熱体９１の厚さを樹脂放熱体１７の外表面に露出する程度に厚く設定し、この第１の放熱体９１に外部放熱フィンを取り付けてもよい。第１の放熱体９１と連結部９２とを一体に製作する場合、第１の放熱体９１の厚さの板材を準備し、例えばエッチング技術を利用して連結部９２の領域の厚さを薄くすることにより、厚みのある第１の放熱体９１を簡易に製作することができる。また、第１の放熱体９１と連結部９２との厚さが同一の板材を使用する場合、第１の放熱体９１にその厚さを増やす熱抵抗率の優れた板材を貼り合わせ、第１の放熱体９１の厚さを厚くすることができる。このように外部放熱フィンを装着した電子回路装置１はより一層の放熱効率の改善を図ることができる。
【００７７】
また、前述の実施例１乃至実施例３に係る電子回路装置１においては、基板１１の第１の表面１１Ａにダイオード５（第２の電子部品）、コンデンサ４３（第１の電子部品）及び放熱体９の第１の放熱体９１を備えた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明に係る電子回路装置１は、基板１１の第２の表面１１Ｂ、又は第１の表面１１Ａ及び第２の表面１１Ｂの双方に、ダイオード５（第２の電子部品）、コンデンサ４３（第１の電子部品）及び放熱体９の第１の放熱体９１を備えてもよい。
【００７８】
また、前述の実施例１乃至実施例３に係る電子回路装置１は、発熱体となる第２の電子部品としてダイオード５を例にした場合を説明したが、本発明は、電力素子として発熱量が大きなパワートランジスタ、具体的にはＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等を第２の電子部品とし、これらに放熱体９を装着してもよい。特に、これらのパワートランジスタは、発熱量が大きいので、例えば基板１１の第１の表面１１Ａ（又は第２の表面１１Ｂ）にフェイスダウン方式において実装し、裏面に放熱体９の第１の放熱体９１を接触若しくは接着する。このように構成される電子回路装置１においては、パワートランジスタの動作により発生する熱を効率良く放熱することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、放熱効率を改善しつつ、薄型化並びに小型化を実現することができる電子回路装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１…電子回路装置
１１…基板
１２…トランス基板
１７…樹脂封止体
２…トランジスタ部
２１…第１のＩＧＦＥＴ
２２…第２のＩＧＦＥＴ
３…第１のトランス
３３…コア
４１−４３…コンデンサ
５…ダイオード
６…制御部
７…第２のトランス
８…温度検出部
９…放熱体
９１…第１の放熱体
９２…連結部
９３…第２の放熱体
９４…第３の放熱体
【図１】
2010251559.tif 000003
【図２】
2010251559.tif 000004
【図３】
2010251559.tif 000005
【図４】
2010251559.tif 000006
【図５】
2010251559.tif 000007
【図６】
2010251559.tif 000008
【図７】
2010251559.tif 000009
【図８】
2010251559.tif 000010
【図９】
2010251559.tif 000011
【図１０】
2010251559.tif 000012
【図１１】
2010251559.tif 000013
【図１２】
2010251559.tif 000014
【図１３】
2010251559.tif 000015