(57)【要約】【課題】表面実装デバイスから発生する熱の効率的な放熱を図る。【解決手段】回路装置１は、回路基板２と、表面実装デバイス３０と、放熱部材４と、を備える。回路基板２は、絶縁基板２１、及び絶縁基板２１の厚さ方向の両面に設けられた銅箔２２を有する。回路基板２は、絶縁基板２１の厚さ方向に第１面２０１及び第２面２０２を有する。表面実装デバイス３０は、回路基板２の第１面２０１に表面実装されている。放熱部材４は、回路基板２の第２面２０２側に配置されている。表面実装デバイス３０は、回路基板２の銅箔２２を介して、放熱部材４に熱的に結合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板、及び前記絶縁基板の厚さ方向の両面に設けられた銅箔を有し、前記絶縁基板の厚さ方向に第１面及び第２面を有する回路基板と、
前記回路基板の前記第１面に表面実装された表面実装デバイスと、
前記回路基板の前記第２面側に配置された放熱部材と、
を備え、
前記表面実装デバイスは、前記回路基板の前記銅箔を介して、前記放熱部材に熱的に結合されている
回路装置。
【請求項２】
前記放熱部材としての第１放熱部材に加えて、前記回路基板の前記第１面に設けられた第２放熱部材をさらに備え、
前記第２放熱部材は、前記回路基板の前記銅箔を介して、前記表面実装デバイスに熱的に結合されている
請求項１記載の回路装置。
【請求項３】
前記第２放熱部材は、前記回路基板を間に挟んで前記第１放熱部材と対向し、
前記表面実装デバイスが、前記回路基板を介して、前記第１放熱部材と前記第２放熱部材とで囲まれている
請求項２に記載の回路装置。
【請求項４】
前記回路基板の前記第２面は、直接又は絶縁シートを介して前記放熱部材と接触する接触領域を有しており、
前記接触領域にはレジストが設けられていない
請求項１〜３の何れか一項に記載の回路装置。
【請求項５】
前記放熱部材と前記回路基板の前記第２面との間に介在する絶縁シートと、
前記回路基板の前記第１面に実装されたリード部品と、
をさらに備え、
前記放熱部材は、前記絶縁シートを間に挟んで前記回路基板の前記第２面と対向し、
前記リード部品は、前記回路基板の前記第２面から突出するリード先端部を有し、
前記リード部品の前記リード先端部は、前記回路基板の前記第２面側において、前記放熱部材における前記絶縁シートと接触する部分と重ならない
請求項１〜４の何れか一項に記載の回路装置。
【請求項６】
前記放熱部材は、
ヒートシンクと、
前記ヒートシンクと前記銅箔との間に隙間を空けるように、前記ヒートシンクと前記銅箔との間に介在し、前記ヒートシンクと前記銅箔とを熱的に結合する複数のスペーサーと、
を備える
請求項１〜５の何れか一項に記載の回路装置。
【請求項７】
前記放熱部材は、
ヒートシンクと、
前記ヒートシンクと前記銅箔との間に介在し、前記銅箔からの熱を熱媒の移動により前記ヒートシンクに伝える熱交換器と、
を備える
請求項１〜５の何れか一項に記載の回路装置。
【請求項８】
前記放熱部材は、
ヒートシンクと、
電気絶縁性を有し、前記ヒートシンクと前記銅箔との間に介在し、前記ヒートシンクと前記銅箔とを熱的に結合する樹脂部材と、
を備える
請求項１〜５の何れか一項に記載の回路装置。
【請求項９】
前記回路基板は、前記絶縁基板の両面に設けられた前記銅箔同士を電気的に接続するスルーホールビアを、更に備える
請求項１〜８の何れか一項に記載の回路装置。
【請求項１０】
前記スルーホールビアに、熱伝導性及び電気絶縁性を有するペーストが充填されている
請求項９記載の回路装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載の回路装置と、
前記回路装置を収納する筐体と、
を備え、
前記回路装置は、電力変換回路を構成する
電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、回路装置、電力変換装置に関し、より詳細には、表面実装デバイスを備える回路装置、及び回路装置を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池や蓄電池等の電力供給装置と、系統電源と、の間で電力を変換する電力変換装置がある。電力変換装置では、動作時に発熱量が比較的大きくなる電子部品が用いられる。このため、電子部品を、絶縁シートを介してヒートシンクに密着させて放熱させることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１７５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力変換装置では、電子部品として、表面実装デバイスの使用が検討されつつある。しかしながら、特許文献１に記載されているような、電子部品をヒートシンク側に密着させる構造を表面実装デバイスに適用するのは、困難である。電力変換装置では、表面実装デバイスに適した放熱方法について、更なる改善が望まれている。
【０００５】
本開示は上記事由に鑑みてなされ、表面実装デバイスから発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能な回路装置、及びこの回路装置を備えた電力変換装置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】
【０００６】
本開示の一態様に係る回路装置は、回路基板と、表面実装デバイスと、放熱部材と、を備える。前記回路基板は、絶縁基板、及び前記絶縁基板の厚さ方向の両面に設けられた銅箔を有する。前記回路基板は、前記絶縁基板の厚さ方向に第１面及び第２面を有する。前記表面実装デバイスは、前記回路基板の前記第１面に表面実装されている。前記放熱部材は、前記回路基板の前記第２面側に配置されている。前記表面実装デバイスは、前記回路基板の前記銅箔を介して、前記放熱部材に熱的に結合されている。
【０００７】
本開示の一態様に係る電力変換装置は、前記回路装置と、前記回路装置を収納する筐体と、を備える。前記回路装置は、電力変換回路を構成する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示は、表面実装デバイスから発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１の回路装置の断面図である。
【図２】図２は、同上の回路装置を備えた電力変換装置の斜視図である。
【図３】図３は、同上の電力変換装置の回路構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態２の回路装置の断面図である。
【図５】図５は、実施形態３の回路装置における回路基板の要部を第１面側から見た図である。
【図６】図６は、同上の回路装置における回路基板の要部を第２面側から見た図である。
【図７】図７は、実施形態４の回路装置の断面図である。
【図８】図８は、実施形態５の回路装置の断面図である。
【図９】図９は、実施形態６の回路装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の実施形態に係る回路装置１、１Ａ〜１Ｅ及び電力変換装置１０について、図１〜図９を参照して説明する。下記の実施形態等において説明する図１〜図９は、模式的な図であり、図１〜図９中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
【００１１】
（実施形態１）
本実施形態の電力変換装置１０は、例えば、太陽電池、蓄電池等から出力される直流電力を交流電力に変換して、照明器具等の電気負荷に電力を供給する、いわゆるインバータ（ＡＣ−ＤＣコンバータ）である。電力変換装置１０は、系統電源の正常時には系統電源に電気的に接続された状態で変換した電力を系統電源へ供給する系統連系を行い、系統電源が停電しているときには系統電源から電気的に切り離された状態で動作する。また、系統電源又は太陽電池に由来する電力は蓄電池の充電に用いられることも可能である。
【００１２】
図２に示すように、電力変換装置１０は、回路装置１と、筐体１１と、を備えている。
【００１３】
筐体１１は、例えば金属材料からなり、図２に示すように、中空の直方体形状であって内部に回路装置１を収納している。
【００１４】
図１に示すように、回路装置１は、回路基板２と、複数（図１では、２つのみ図示）の電子部品３と、放熱部材４と、絶縁シート５と、を備えている。回路装置１は、回路基板２に形成された回路パターンと複数の電子部品３とで、電力変換回路１００を構成する。ここではまず、電力変換回路１００の回路構成について、図３を参照して簡単に説明する。
【００１５】
電力変換回路１００は、端子ｔ１，ｔ２を有している。端子ｔ１、ｔ２は、直流電力の供給元である直流電源（例えば、太陽電池、蓄電池）に電気的に接続される。
【００１６】
電力変換回路１００は、さらに、端子ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３を有している。端子ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３は、交流電力の供給先である系統電源及び電気負荷に電気的に接続される。
【００１７】
電力変換回路１００は、直流用ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）回路７０ａ、ブリッジダイオード７０ｂ及び交流用ＩＰＭ回路７０ｃを含んでいる。直流用ＩＰＭ回路７０ａは、それぞれが電子部品３である複数のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ８０ａを備え、直流電力の制御を行う。ここでは、直流用ＩＰＭ回路７０ａは、４つのｎチャネルＭＯＳＦＥＴ８０ａ（８０ａ１〜８０ａ４）を備えており、２つのｎチャネルＭＯＳＦＥＴ８０ａが直列接続された２つの直列回路が、互いに並列に接続されている。ブリッジダイオード７０ｂは、それぞれが電子部品３である複数のダイオード８１ａで、ブリッジ回路を形成する。交流用ＩＰＭ回路７０ｃは、それぞれが電子部品３である、複数のｎチャネルＭＯＳＦＥＴ８２ａと、コンデンサ８２ｂとを備え、交流電力の制御を行う。ここでは、交流用ＩＰＭ回路７０ｃは、６つのｎチャネルＭＯＳＦＥＴ８２ａ（８２ａ１〜８２ａ６）を備えている。交流用ＩＰＭ回路７０ｃでは、それぞれ２つのｎチャネルＭＯＳＦＥＴ８２ａが直列接続された３つの直列回路とコンデンサ８２ｂとが、互いに並列に接続されている。以下、簡単のため、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴを、単に「ＭＯＳＦＥＴ」と呼ぶ。
【００１８】
電力変換回路１００は、さらに、直流リアクトル（ＤＣＬ）７１ａ及び高周波絶縁トランス７１ｂを含んでいる。電子部品３であるＤＣＬ７１ａは、直流電源に直列に接続され、電流の脈動を平滑化する。電子部品３であるトランス７１ｂは、第１の巻線８３ａと第２の巻線８３ｂとを有し、直流電流と交流電流とを絶縁する回路である。
【００１９】
第１の巻線８３ａの一端は、直流用ＩＰＭ回路７０ａに含まれる２つの直列回路のうち一方の直列回路における、ＭＯＳＦＥＴ８０ａ１とＭＯＳＦＥＴ８０ａ２との接続点と、接続されている。第１の巻線８３ａの他端は、直流用ＩＰＭ回路７０ａに含まれる２つの直列回路のうち他方の直列回路における、ＭＯＳＦＥＴ８０ａ３とＭＯＳＦＥＴ８０ａ４との接続点と接続されている。第２の巻線８３ｂは、ブリッジダイオード７０ｂと接続されている。
【００２０】
電力変換回路１００は、さらに、それぞれが電子部品３である平滑コンデンサ８４ａ及び複数（本実施形態では、３個）の交流用リアクトル（ＡＣＬ）７４ａを含んでいる。平滑コンデンサ８４ａは、複数の電解コンデンサが並列、直列またはこれらの組み合わせで構成されており、ブリッジダイオード７０ｂ及びコンデンサ８２ｂと並列に接続されている。ＡＣＬ７４ａは、交流用ＩＰＭ回路７０ｃに接続される電子部品３であり、例えば、高周波のチョッピングノイズを取り除くローパスフィルタとしての機能を有する。
【００２１】
さらに、電力変換回路１００は、電気的に接続された電力の供給先へ交流電力を出力するための出力回路７５ａを含んでいる。
【００２２】
なお、電力変換回路１００の回路構成は、図３の構成に限られない。例えば、電力変換回路１００は直流−直流変換回路を構成してもよい。
【００２３】
次に、回路装置１を構成する各要素について、図１を参照して説明する。
【００２４】
回路基板２は、絶縁基板２１と、銅箔２２と、レジスト２３と、スルーホールビア２４と、ペースト２５と、を備えている。回路基板２は、絶縁基板２１の厚さ方向に、第１面２０１（図１の上面）及び第２面２０２（図１の下面）を有している。回路基板２の第１面２０１は回路基板２の表面であり、回路基板２の第２面２０２は回路基板２の裏面である。
【００２５】
絶縁基板２１は、電気絶縁性材料からなる。ここでは一例として、絶縁基板２１はガラスエポキシ基板から構成されている。絶縁基板２１は、厚さ方向に第１面２１１及び第２面２１２を有している。回路基板２の第１面２０１は、絶縁基板２１の２１１の第１面２１１側に位置し、回路基板２の第２面２０２は、絶縁基板２１の２１１の第２面２１２側に位置する。
【００２６】
銅箔２２は、絶縁基板２１の両面、すなわち絶縁基板２１の第１面２１１及び第２面２１２にそれぞれ設けられている。以下、絶縁基板２１の第１面２１１に設けられた銅箔２２を第１銅箔２２１、絶縁基板２１の第２面２１２に設けられた銅箔２２を第２銅箔２２２と呼ぶ場合もある。
【００２７】
第１銅箔２２１及び第２銅箔２２２は、所望の回路パターンを形成する。第１銅箔２２１及び第２銅箔２２２は、例えば、絶縁基板２１の第１面２１１及び第２面２１２の全面をそれぞれ覆うように設けられた銅膜の不要部分を、エッチング等により除去することで、上記回路パターンを形成する。
【００２８】
レジスト２３は、熱硬化性エポキシ樹脂からなる、いわゆるソルダーレジストである。レジスト２３は、絶縁基板２１及び銅箔２２の露出部分のうちで、電子部品３のはんだ付けが不要な部分を覆うように設けられている。
【００２９】
回路基板２には、複数のスルーホールビア２４が設けられている。スルーホールビア２４は、絶縁基板２１を厚さ方向に貫通する貫通孔（スルーホール）と、貫通孔の内面に設けられて第１銅箔２２１と第２銅箔２２２とを電気的かつ物理的に接続するスルーホールめっきと、から構成されている。回路基板２には、複数のスルーホールビア２４が設けられている。複数のスルーホールビア２４のうちのいくつかは、回路基板２の厚さ方向から見たときに、電子部品３と重なる領域に設けられている。複数のスルーホールビア２４のうちの残りは、回路基板２の厚さ方向から見たときに、電子部品３と重ならない領域に設けられている。
【００３０】
ペースト２５は、絶縁性を有する材料から構成されており、ここでは一例としてシリコングリスである。ペースト２５は、スルーホールビア２４の内部（内部空間）に充填されている。
【００３１】
複数の電子部品３は、回路基板２の第１面２０１に設けられている。複数の電子部品３は、少なくとも一つの表面実装デバイス３０を含む。例えば、電力変換回路１００におけるＭＯＳＦＥＴ８０ａ、８２ａの各々は、表面実装デバイス３０である。複数の電子部品３において、表面実装デバイス３０以外の電子部品３は、リード部品３１である。例えば、電力変換回路１００におけるコンデンサ８２ｂは、リード部品３１である。ただし、複数の電子部品３は必ずしもリード部品３１を含んでいなくてもよく、全てが表面実装デバイス３０であってもよい。
【００３２】
図１に示すように、表面実装デバイス３０は、回路基板２の第１面２０１に表面実装されている。表面実装デバイス３０は、回路基板２の第１面２０１側にある第１銅箔２２１にはんだ付けされることで、回路基板２の第１面２０１に表面実装されている。
【００３３】
すなわち、表面実装デバイス３０は、回路基板２の第１面２０１に接触あるいは近接するように、回路基板２上に配置されている。表面実装デバイス３０と第１銅箔２２１とは、はんだを介して電気的かつ熱的に結合されている。なお、図１では、はんだの図示を省略している。
【００３４】
リード部品３１は、金属製のリード３１０を有している。リード部品３１は、回路基板２を貫通するように設けられたスルーホールに、回路基板２の第１面２０１側からリード３１０を挿入し、このリード３１０が第２面２０２側から回路基板２にはんだ付けされることで、回路基板２に実装されている。
【００３５】
放熱部材４は、ヒートシンク４００と、伝熱ブロック４０１と、を備えている。
【００３６】
伝熱ブロック４０１は、高熱伝導性の材料により形成されており、ここではアルミニウム製である。ただし、伝熱ブロック４０１の材料はアルミニウムに限られず、他の金属材料であってもよい。
【００３７】
伝熱ブロック４０１は、回路基板２の第２面２０２側に配置されている。伝熱ブロック４０１は、回路基板２を挟んで表面実装デバイス３０と対向するように、配置されている。伝熱ブロック４０１は、回路基板２の厚さ方向から見て表面実装デバイス３０全体を覆う大きさを有しており、回路基板２の厚さ方向から見たときの伝熱ブロック４０１の投影領域内に、表面実装デバイス３０全体が含まれている。
【００３８】
伝熱ブロック４０１は、回路基板２の第２面２０２側の銅箔２２（第２銅箔２２２）と、熱的に結合されている。本実施形態では、図１に示すように、回路基板２の第２面２０２側において伝熱ブロック４０１と重なる領域には、レジスト２３が設けられていない。このようなレジスト２３は、例えば、銅箔２２が設けられた絶縁基板２１にレジスト２３を形成する際に、伝熱ブロック４０１と重なる予定の部分に、予めマスキングテープ等でマスクを設けておき、この部分にレジスト２３を形成しないことで、作成することが可能である。
【００３９】
ヒートシンク４００は、伝熱ブロック４０１における回路基板２とは反対側の面に接触している。ヒートシンク４００は、複数の放熱フィンを有している。ヒートシンク４００において、伝熱ブロック４０１と接触する面には、伝熱ブロック４０１の位置決めのための凹所が設けられていてもよい。ヒートシンク４００は、絶縁性の支持体６によって、回路基板２の第２面２０２に支持されている。
【００４０】
ここにおいて、リード部品３１は、図１に示すように、リード３１０において回路基板２の第２面２０２から突出する先端部（リード先端部）を有している。リード部品３１はリード先端部が、回路基板２の厚さ方向から見て伝熱ブロック４０１と重ならないように、回路基板２上に配置されている。
【００４１】
絶縁シート５は、回路基板２と放熱部材４（伝熱ブロック４０１）との間に介在する。絶縁シート５は、回路基板２の第２面２０２に接触している。詳しくは、絶縁シート５は、回路基板２の第２面２０２側の銅箔２２（第２銅箔２２２）に接触するように設けられている。また、絶縁シート５は、伝熱ブロック４０１に接触している。絶縁シート５は、例えばフィラーを含有するエポキシ樹脂から形成される。絶縁シート５は、少なくとも伝熱ブロック４０１よりも電気伝導率が小さいことが好ましい。
【００４２】
このように、本実施形態の回路装置１では、表面実装デバイス３０が回路基板２の第１面２０１に表面実装されており、放熱部材４が回路基板２の第２面２０２側に配置されている。また、表面実装デバイス３０は、回路基板２の銅箔２２を介して、放熱部材４に熱的に結合されている。これにより、表面実装デバイス３０で発生した熱を、銅箔２２を介して放熱部材４に伝達することが可能となり、表面実装デバイス３０から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。また、放熱部材４と表面実装デバイス３０とを直接接触させる構成と比べて、設計の自由度を向上させることが可能となる。
【００４３】
また、本実施形態の回路装置１では、回路基板２の第２面２０２は、絶縁シート５を介して伝熱ブロック４０１と接触する接触領域を有している。回路基板２の第２面２０２において、接触領域には、レジスト２３が設けられていない。これにより、銅箔２２から放熱部材４にさらに熱が伝わりやすくなり、表面実装デバイス３０から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態の回路装置１では、リード部品３１のリード先端部は、回路基板２の第２面２０２側において、伝熱ブロック４０１（絶縁シート５と接触する放熱部材４の部分と対向する領域）と重ならない。ここで、リード先端部が、回路基板２の第２面２０２側において伝熱ブロック４０１と重なる場合、リード先端部が伝熱ブロック４０１と接触して導通しまう可能性がある。これを防ぐためには、例えば、回路基板２と放熱部材４との間に介在する絶縁シート５の厚さを厚くする等して、回路基板２の厚さ方向においてリード先端部と伝熱ブロック４０１との間の距離をあける必要がある。これに対して、本実施形態のように、リード先端部が、回路基板２の第２面２０２側において伝熱ブロック４０１と重ならない構成とすれば、リード先端部と伝熱ブロック４０１との間の距離をあける必要がなく、厚さの薄い絶縁シート５を使用することができる。これにより、回路基板２から放熱部材４に熱が伝わりやすくなり、表面実装デバイス３０から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態の回路装置１では、回路基板２は、絶縁基板２１の両面に設けられた銅箔２２１、２２２同士を電気的に接続するスルーホールビア２４を備えている。これにより、表面実装デバイス３０から、銅箔２２及びスルーホールビア２４を介して、放熱部材４に効率よく熱を伝達することが可能となり、表面実装デバイス３０から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態の回路装置１では、スルーホールビア２４に、熱伝導性及び電気絶縁性を有するペースト２５が充填されている。これにより、ペースト２５によっても、絶縁基板２１の両面の銅箔２２１、２２２を熱的に結合することが可能となり、表面実装デバイス３０から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。特に、スルーホールビア２４が熱的に飽和した場合であっても、ペースト２５を介して銅箔２２１、２２２間で熱を伝導させることが可能となり、ペースト２５がない場合に比べて、表面実装デバイス３０から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。さらに、ペースト２５は絶縁性を有しているため、スルーホールビア２４から溢れたペースト２５によって回路がショートする等の可能性は小さい。
【００４７】
（実施形態２）
実施形態２の回路装置１Ａについて、図４を参照して説明する。本実施形態の回路装置１Ａは、実施形態１の放熱部材４である第１放熱部材４１に加えて、第２放熱部材４２をさらに備えている点で、実施形態１の回路装置１と相違する。回路装置１Ａにおいて、実施形態１の回路装置１と同様の構成については、同一の符号を付して、適宜説明を省略する。
【００４８】
第２放熱部材４２は、いわゆる表面実装デバイス用のヒートシンクである。第２放熱部材４２は、金属製である。第２放熱部材４２は、表面実装デバイス３０を四方から囲う４つの側板４２１（図４では２つのみ図示）と、表面実装デバイス３０を覆う天板４２２と、一対の羽根４２３とを有する。第２放熱部材４２は、４つの側板４２１と天板４２２とで、一面（図４の下面）が開口した矩形箱状の形状を形成している。なお、隣り合う側板４２１同士の間（矩形箱状の辺の部分）には、隙間が設けられている。４つの側板４２１のうち、対向する一対の側板４２１（図４の左右一対の側板４２１）における天板４２２側の端部（上端）からは、一対の突出部４２４が側板４２１に沿って（上方に）突出している。一対の羽根４２３は、一対の突出部４２４の突出先端（上端）から、互いに離れる向きに突出している。
【００４９】
第２放熱部材４２は、回路基板２を間に挟んで第１放熱部材４１と対向するように、回路基板２に設けられている。第２放熱部材４２は、その内部空間に表面実装デバイス３０を収容するように、回路基板２の第１面２０１に設けられている。具体的には、第２放熱部材４２は、４つの側板４２１と天板４２２とで囲まれる空間内に、表面実装デバイス３０が位置するように、回路基板２の第１面２０１に設けられている。すなわち、表面実装デバイス３０は、回路基板２を介して、第１放熱部材４１と第２放熱部材４２とで囲まれている。
【００５０】
第２放熱部材４２は、側板４２１が回路基板２の第１銅箔２２１と接触するように、回路基板２に取付けられる。つまり、第２放熱部材４２は、回路基板２の銅箔２２（第１銅箔２２１）を介して、表面実装デバイス３０に熱的に結合されている。
【００５１】
以上のように、本実施形態の回路装置１Ａでは、第１放熱部材４１（実施形態１の放熱部材４）に加えて、回路基板２の第１面２０１に設けられた第２放熱部材４２をさらに備えている。第２放熱部材４２は、回路基板２の銅箔２２（第１銅箔２２１）を介して、表面実装デバイス３０に熱的に結合されている。これにより、表面実装デバイス３０で発生した熱を、銅箔２２（第１銅箔２２１）を介して第２放熱部材４２から放散させることが可能となり、表面実装デバイス３０から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態の回路装置１Ａでは、第２放熱部材４２は、回路基板２を間に挟んで第１放熱部材４１と対向している。表面実装デバイス３０は、回路基板２を介して、第１放熱部材４１と第２放熱部材４２とで囲まれている。これにより、表面実装デバイス３０の表面から放射される放射熱を、第２放熱部材４２を介して外部に放散させることが可能となり、表面実装デバイス３０から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。
【００５３】
なお、回路装置１Ａにおいて、表面実装デバイス３０は、必ずしも第１放熱部材４１と第２放熱部材４２とによって囲まれていなくてもよい。
【００５４】
（実施形態３）
実施形態３の回路装置１Ｂについて、図３、図５、図６を参照して説明する。本実施形態の回路装置１Ｂでは、複数の表面実装デバイス３０の配置にあわせて、第２銅箔２２２の形状をパターニングしてある点に特徴がある。回路装置１Ｂにおいて、実施形態１の回路装置１と同様の構成については、同一の符号を付して、適宜説明を省略する。
【００５５】
本実施形態の回路装置１Ｂは、複数の表面実装デバイス３０として、４つのＭＯＳＦＥＴ８０ａ（８０ａ１〜８０ａ４）を備えている。４つのＭＯＳＦＥＴ８０ａ１〜８０ａ４は、回路基板２の第１面２０１に表面実装されている。図５に示すように、４つのＭＯＳＦＥＴ８０ａ１〜８０ａ４は、回路基板２の第１面２０１上において、長方形の４つの頂点に対応する位置に配置されている。図５は、回路装置１Ｂにおいて４つのＭＯＳＦＥＴ８０ａ１〜８０ａ４が実装されている部分を、回路基板２の第１面２０１側から見た図であり、図６は、図５と同じ領域を回路基板２の第２面２０２側から見た図である。なお、図５では、回路基板２の第２面２０２側の第２銅箔２２２が形成する回路パターンＰ１〜Ｐ４を、点線で示している。また、図６では、回路基板２の第１面２０１側に実装されたＭＯＳＦＥＴ８０ａ（８０ａ１〜８０ａ４）を点線で示している。また、図６では、絶縁シート５及び放熱部材４の図示を省略しているが、絶縁シート５は、例えば図６に示される領域全体を覆うように、回路基板２の第２面２０２に設けられている。
【００５６】
図５及び図６に示すように、回路基板２の第２面２０２側にある第２銅箔２２２は、第１パターンＰ１〜第４パターンＰ４を備えている。第１パターンＰ１は、回路基板２の厚さ方向において、ＭＯＳＦＥＴ８０ａ２及びＭＯＳＦＥＴ８０ａ４の一部と重なるように形成されている。第２パターンＰ２は、回路基板２の厚さ方向において、ＭＯＳＦＥＴ８０ａ１の一部と重なるように形成されている。第３パターンＰ３は、回路基板２の厚さ方向において、ＭＯＳＦＥＴ８０ａ３の一部と重なるように形成されている。第４パターンＰ４は、第１パターンＰ１〜第３パターンＰ３の間の領域に、回路基板２の厚さ方向から見て４つのＭＯＳＦＥＴ８０ａ１〜８０ａ４と重ならないように形成されている。なお、回路基板２の厚さ方向において、第１パターンＰ１は、ＭＯＳＦＥＴ８０ａ２及びＭＯＳＦＥＴ８０ａ４の全部と重なるように形成されていてもよい。同様に、第２パターンＰ２は、回路基板２の厚さ方向において、ＭＯＳＦＥＴ８０ａ１の全部と重なるように形成されていてもよく、第３パターンＰ３は、回路基板２の厚さ方向において、ＭＯＳＦＥＴ８０ａ３の全部と重なるように形成されていてもよい。
【００５７】
ここにおいて、図３に示すように、ＭＯＳＦＥＴ８０ａ１のソースとＭＯＳＦＥＴ８０ａ３のソースとの接続点は、直流用ＩＰＭ回路７０ａの第１端子７０ａ１と接続されている。ＭＯＳＦＥＴ８０ａ２のドレインとＭＯＳＦＥＴ８０ａ４のドレインとの接続点は、直流用ＩＰＭ回路７０ａの第２端子７０ａ２と接続されている。ＭＯＳＦＥＴ８０ａ１のドレインとＭＯＳＦＥＴ８０ａ２のソースとの接続点は、直流用ＩＰＭ回路７０ａの第３端子７０ａ３と接続されている。ＭＯＳＦＥＴ８０ａ３のドレインとＭＯＳＦＥＴ８０ａ４のソースとの接続点は、直流用ＩＰＭ回路７０ａの第４端子７０ａ４と接続されている。
【００５８】
そして、本実施形態では、直流用ＩＰＭ回路７０ａの第１端子７０ａ１（ＭＯＳＦＥＴ８０ａ１とＭＯＳＦＥＴ８０ａ３との接続点）を構成する第１銅箔２２１の一部分が、スルーホールビア２４（図５，図６には図示せず）を介して、第２銅箔２２２の第４パターンＰ４と接続されている。また、直流用ＩＰＭ回路７０ａの第２端子７０ａ２（ＭＯＳＦＥＴ８０ａ２とＭＯＳＦＥＴ８０ａ４との接続点）を構成する第１銅箔２２１の一部分が、スルーホールビア２４を介して、第２銅箔２２２の第１パターンＰ１と接続されている。また、直流用ＩＰＭ回路７０ａの第３端子７０ａ３（ＭＯＳＦＥＴ８０ａ１とＭＯＳＦＥＴ８０ａ２との接続点）を構成する第１銅箔２２１の一部分が、スルーホールビア２４を介して、第２銅箔２２２の第２パターンＰ２と接続されている。また、直流用ＩＰＭ回路７０ａの第４端子７０ａ４（ＭＯＳＦＥＴ８０ａ３とＭＯＳＦＥＴ８０ａ４との接続点）を構成する第１銅箔２２１の一部分が、スルーホールビア２４を介して、第２銅箔２２２の第３パターンＰ３と接続されている。
【００５９】
このように、複数の表面実装デバイス３０の配置にあわせて、第２銅箔２２２の形状をパターニングすることで、第２銅箔２２２の表面積の増加を図ることが可能となる。第２銅箔２２２の表面積を増加させることで、第２銅箔２２２と絶縁シート５（放熱部材４）との接触面積を増加させることが可能となり、表面実装デバイス３０から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。
【００６０】
（実施形態４）
実施形態４の回路装置１Ｃについて、図７を参照して説明する。本実施形態の回路装置１Ｃは、放熱部材４が、伝熱ブロック４０１の代わりに複数のスペーサー４０２を備えている点で、実施形態１の回路装置１と相違する。回路装置１Ｃにおいて、実施形態１の回路装置１と同様の構成については、同一の符号を付して、適宜説明を省略する。
【００６１】
スペーサー４０２は、熱伝導率の高い材料から形成されており、例えば銅製である。ただし、スペーサー４０２の材料は銅に限られず、他の金属又は熱伝導率の高い樹脂材料等であってもよい。
【００６２】
スペーサー４０２は、一方向に長い柱状である。スペーサー４０２は、長手方向の一端で絶縁シート５に接触し、長手方向の他端でヒートシンク４００に接触している。複数のスペーサー４０２は、ヒートシンク４００と絶縁シート５との間に隙間を空けるように、ヒートシンク４００と絶縁シート５との間に介在している。複数のスペーサー４０２は、互いの間に隙間が空くように配置されている。複数のスペーサー４０２は、回路基板２の厚さ方向から見たときに、表面実装デバイス３０の投影領域内に含まれるように配置されている。
【００６３】
以上のように、本実施形態の回路装置１Ｃでは、放熱部材４は、ヒートシンク４００と、複数のスペーサー４０２と、を備えている。複数のスペーサー４０２は、ヒートシンク４００と銅箔２２との間に隙間を空けるように、ヒートシンク４００と絶縁シート５との間に介在し、ヒートシンク４００と銅箔２２とを熱的に結合している。このように、スペーサー４０２によって、銅箔２２（回路基板２）からヒートシンク４００への熱の伝達経路が形成されるので、表面実装デバイス３０から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。また、スペーサー４０２によって、銅箔２２（回路基板２）とヒートシンク４００との間に隙間（空間）が形成されるので、銅箔２２とヒートシンク４００との間の絶縁を図ることが可能となる。
【００６４】
要するに、回路装置１Ｃでは、回路基板２とヒートシンク４００との間に、回路基板２からヒートシンク４００へ熱を伝達するための熱伝達部（スペーサー４０２）と、回路基板２とヒートシンク４００とを電気的に絶縁する絶縁部（隙間）とが設けられている。これにより、表面実装デバイス３０から発生する熱の効率的な放熱を図りつつ、銅箔２２（回路基板２）とヒートシンク４００との間の絶縁を図ることが可能となる。
【００６５】
（実施形態５）
実施形態５の回路装置１Ｄについて、図８を参照して説明する。本実施形態の回路装置１Ｄは、放熱部材４が、伝熱ブロック４０１の代わりに複数のヒートパイプ（熱交換器）４０３を備えている点で、実施形態１の回路装置１と相違する。回路装置１Ｄにおいて、実施形態１の回路装置１と同様の構成については、同一の符号を付して、適宜説明を省略する。
【００６６】
ヒートパイプ４０３は、パイプ４０３１と、ウイック材４０３２と、熱媒４０３３と、を備える。
【００６７】
パイプ４０３１は、アルミニウム、ステンレス鋼、又は銅等の熱伝導率が高い材料から形成されている。パイプ４０３１は、一方向に長く、密閉された中空の筒状である。パイプ４０３１は、長手方向の一端で絶縁シート５に接触し、長手方向の他端でヒートシンク４００に接触している。
【００６８】
ウイック材４０３２は、パイプ４０３１の内壁に毛細管状に設けられている。ウイック材４０３２は、ガラス繊維、又は細い銅線を、パイプ４０３１の内壁に網状に張ることで構成されている。
【００６９】
熱媒４０３３は、フレオン、アンモニア、水等の揮発性の液体である。熱媒４０３３は、パイプ４０３１の内部空間に減圧状態で封入されている。
【００７０】
ヒートパイプ４０３は、熱媒４０３３の蒸気の移動と蒸発潜熱の授受によって、熱移動を行う。すなわち、ヒートパイプ４０３では、銅箔２２２（絶縁シート５）からの熱が、パイプ４０３１の長手方向の一端から熱媒４０３３に伝えられて、熱媒４０３３を気化させる。気化された熱媒４０３３は、パイプ４０３１の長手方向に沿って、パイプ４０３１の長手方向の他端へ移動する。パイプ４０３１の長手方向の他端において、熱媒４０３３は、パイプ４０３１を介して、熱をヒートシンク４００に伝えて液化される。液化された熱媒４０３３は、毛細管現象により、ウイック材４０３２を通ってパイプ４０３１の長手方向の一端へ移動する。
【００７１】
以上のように、本実施形態の回路装置１Ｄでは、放熱部材４は、ヒートシンク４００と、熱交換器（ヒートパイプ４０３）と、を備えている。ヒートパイプ４０３は、ヒートシンク４００と銅箔２２との間に介在し、銅箔２２からの熱を熱媒４０３３の移動によりヒートシンク４００に伝える。このように、ヒートパイプ４０３によって、銅箔２２（回路基板２）からヒートシンク４００への熱の伝達効率の向上を図ることが可能となる。
【００７２】
なお、回路装置１Ｄは、熱交換器（ヒートパイプ４０３）を複数備えていなくてもよく、熱交換器（ヒートパイプ４０３）を１つのみ備えていてもよい。
【００７３】
（実施形態６）
実施形態６の回路装置１Ｅについて、図９を参照して説明する。本実施形態の回路装置１Ｅは、絶縁シート５を備えていない点、及び、放熱部材４が、伝熱ブロック４０１の代わりに樹脂部材４０４を備えている点で、実施形態１の回路装置１と相違する。回路装置１Ｅにおいて、実施形態１の回路装置１と同様の構成については、同一の符号を付して、適宜説明を省略する。
【００７４】
樹脂部材４０４は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂等の電気絶縁性の樹脂材料から形成されている。樹脂部材４０４は、熱伝導率が高いことが好ましい。樹脂部材４０４は、回路基板２の第２面２０２側に配置されている。樹脂部材４０４は、回路基板２を挟んで表面実装デバイス３０と対向するように、配置されている。樹脂部材４０４は、回路基板２の厚さ方向から見て表面実装デバイス３０全体を覆う大きさを有しており、回路基板２の厚さ方向から見たときの樹脂部材４０４の投影領域内に、表面実装デバイス３０全体が含まれている。
【００７５】
以上のように、本実施形態の回路装置１Ｅでは、放熱部材４は、ヒートシンク４００と、ヒートシンク４００と銅箔２２との間に介在し、ヒートシンク４００と銅箔２２とを熱的に結合する電気絶縁性の樹脂部材４０４を備えている。このように、樹脂部材４０４によって、銅箔２２（回路基板２）からヒートシンク４００への熱の伝達経路が形成されるので、表面実装デバイス３０から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。また、樹脂部材４０４は電気絶縁性を有しているので、絶縁シート５を省略することが可能となる。絶縁シート５を省略することにより、例えば絶縁シート５の位置決め等の作業が不要となり、回路装置１の生産性を向上させることが可能となる。
【００７６】
（変形例）
以下に、いくつかの変形例について列記する。上記の実施形態１〜実施形態６、及び以下に説明する変形例の構成は、適宜組み合わせて適用可能である。
【００７７】
実施形態２〜実施形態６の回路装置１Ａ〜１Ｅは、実施形態１の回路装置１に代えて電力変換装置１０に適用可能である。
【００７８】
実施形態１〜５において、回路装置１、１Ａ〜１Ｄは、必ずしも絶縁シート５を備えていなくてもよい。つまり、第２銅箔２２２に直接、放熱部材４が接触していてもよい。ただし、放熱部材４は、第２銅箔２２２により形成される異電位の回路パターン同士を導通させないことが好ましい。
【００７９】
複数の電子部品３は、一枚の回路基板２に全てが実装されている必要はなく、複数の回路基板２に分けて実装されていてもよい。
【００８０】
（利点）
以上説明したように、第１の態様に係る回路装置（１、１Ａ〜１Ｅ）は、回路基板（２）と、表面実装デバイス（３０）と、放熱部材（４）と、を備える。回路基板（２）は、絶縁基板（２１）、及び絶縁基板（２１）の厚さ方向の両面に設けられた銅箔（２２）を有する。回路基板（２）は、絶縁基板（２１）の厚さ方向に第１面（２０１）及び第２面（２０２）を有する。表面実装デバイス（３０）は、回路基板（２）の第１面（２０１）に表面実装されている。放熱部材（４）は、回路基板（２）の第２面（２０２）側に配置されている。表面実装デバイス（３０）は、回路基板（２）の銅箔（２２）を介して、放熱部材（４）に熱的に結合されている。
【００８１】
第１の態様によれば、表面実装デバイス（３０）で発生した熱を、銅箔（２２）を介して放熱部材（４）に伝達することが可能となり、表面実装デバイス（３０）から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。
【００８２】
第２の態様に係る回路装置（１Ａ）は、第１の態様において、放熱部材（４）としての第１放熱部材（４１）に加えて、回路基板（２）の第１面（２０１）に設けられた第２放熱部材（４２）をさらに備える。第２放熱部材（４２）は、回路基板（２）の銅箔（２２）を介して、表面実装デバイス（３０）に熱的に結合されている。
【００８３】
第２の態様によれば、表面実装デバイス（３０）で発生した熱を、銅箔（２２（第１銅箔２２１））を介して第２放熱部材（４２）から放散させることが可能となり、表面実装デバイス（３０）から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。
【００８４】
第３の態様に係る回路装置（１Ａ）は、第２の態様において、第２放熱部材（４２）は、回路基板（２）を間に挟んで第１放熱部材（４１）と対向する。表面実装デバイス（３０）は、回路基板（２）を介して、第１放熱部材（４１）と第２放熱部材（４２）とで囲まれている。
【００８５】
第３の態様によれば、表面実装デバイス（３０）の表面から放射される放射熱を、第２放熱部材（４２）を介して外部に放散させることが可能となり、表面実装デバイス（３０）から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。
【００８６】
第４の態様に係る回路装置（１、１Ａ〜１Ｅ）は、第１〜第３の何れかの態様において、回路基板（２）の第２面（２０２）は、直接又は絶縁シート（５）を介して放熱部材（４）と接触する接触領域を有している。接触領域には、レジスト（２３）が設けられていない。
【００８７】
第４の態様によれば、接触領域にレジスト（２３）が設けられていないので、銅箔（２２）から放熱部材（４）にさらに熱が伝わりやすくなり、表面実装デバイス（３０）から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。
【００８８】
第５の態様に係る回路装置（１、１Ａ〜１Ｅ）は、第１〜第４の何れかの態様において、放熱部材（４）と回路基板（２）の第２面（２０２）との間に介在する絶縁シート（５）と、回路基板（２）の第１面（２０１）に実装されたリード部品（３１）と、をさらに備える。放熱部材（４）は、絶縁シート（５）を間に挟んで回路基板（２）の第２面（２０２）と対向する。リード部品（３１）は、回路基板（２）の第２面（２０２）から突出するリード先端部を有する。リード部品（３１）のリード先端部は、回路基板（２）の第２面（２０２）側において、放熱部材（４）における絶縁シート（５）と接触する部分と重ならない。
【００８９】
第５の態様によれば、リード先端部と放熱部材（４）との接触を防ぐために絶縁シート（５）の厚さを厚くする等の必要がない。これにより、厚さの薄い絶縁シート（５）を使用することが可能となり、回路基板（２）から放熱部材（４）に熱が伝わりやすくなる。
【００９０】
第６の態様に係る回路装置（１Ｃ）は、第１〜第５の何れかの態様において、放熱部材（４）は、ヒートシンク（４００）と、複数のスペーサー（４０２）と、を備える。複数のスペーサー（４０２）は、ヒートシンク（４００）と銅箔（２２）との間に隙間を空けるように、ヒートシンク（４００）と銅箔（２２）との間に介在し、ヒートシンク（４００）と銅箔（２２）とを熱的に結合する。
【００９１】
第６の態様によれば、複数のスペーサー（４０２）によって、銅箔（２２）からヒートシンク（４００）への熱の伝達経路が形成されるので、表面実装デバイス（３０）から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。また、複数のスペーサー（４０２）によって、銅箔（２２）とヒートシンク（４００）との間に隙間（空間）が形成されるので、銅箔（２２）とヒートシンク（４００）との間の絶縁を図ることが可能となる。
【００９２】
第７の態様に係る回路装置（１Ｄ）は、第１〜第５の何れかの態様において、放熱部材（４）は、ヒートシンク（４００）と、熱交換器（ヒートパイプ４０３）と、を備える。熱交換器は、ヒートシンク（４００）と銅箔（２２）との間に介在し、銅箔（２２）からの熱を熱媒（４０３３）の移動によりヒートシンク（４００）に伝える。
【００９３】
第７の態様によれば、ヒートパイプ（４０３）によって、銅箔（２２）からヒートシンク（４００）への熱の伝達効率の向上を図ることが可能となる。
【００９４】
第８の態様に係る回路装置（１Ｅ）は、第１〜第５の何れかの態様において、放熱部材（４）は、ヒートシンク（４００）と、樹脂部材（４０４）と、を備える。樹脂部材（４０４）は、電気絶縁性を有し、ヒートシンク（４００）と銅箔（２２）との間に介在し、ヒートシンク（４００）と銅箔（２２）とを熱的に結合する。
【００９５】
第８の態様によれば、樹脂部材（４０４）によって、銅箔（２２）からヒートシンク（４００）への熱の伝達経路が形成されるので、表面実装デバイス（３０）から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。また、樹脂部材（４０４）は電気絶縁性を有しているので、絶縁シート（５）を省略することが可能となる。絶縁シート（５）を省略することにより、例えば絶縁シート（５）の位置決め等の作業が不要となり、回路装置（１）の生産性を向上させることが可能となる。
【００９６】
第９の態様に係る回路装置（１、１Ａ〜１Ｅ）は、第１〜第８の何れかの態様において、回路基板（２）は、絶縁基板（２１）の両面に設けられた銅箔（２２）同士を電気的に接続するスルーホールビア（２４）を、更に備える。
【００９７】
第９の態様によれば、表面実装デバイス（３０）から、銅箔（２２）及びスルーホールビア（２４）を介して、放熱部材（４）に効率よく熱を伝達することが可能となり、表面実装デバイス（３０）から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。
【００９８】
第１０の態様に係る回路装置（１、１Ａ〜１Ｅ）は、第９の態様において、スルーホールビア（２４）に、熱伝導性及び電気絶縁性を有するペースト（２５）が充填されている。
【００９９】
第１０の態様によれば、ペースト（２５）によって、絶縁基板（２１）の両面の銅箔（２２１、２２２）を熱的に結合することが可能となり、表面実装デバイス（３０）から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。
【０１００】
第１１の態様に係る電力変換装置（１０）は、第１〜第１０の何れかの態様に係る回路装置（１、１Ａ〜１Ｅ）と、回路装置（１、１Ａ〜１Ｅ）を収納する筐体（１１）と、を備える。回路装置（１、１Ａ〜１Ｅ）は、電力変換回路（１００）を構成する。
【０１０１】
第１１の態様によれば、表面実装デバイス（３０）で発生した熱を、銅箔（２２）を介して放熱部材（４）に伝達することが可能となり、表面実装デバイス（３０）から発生する熱の効率的な放熱を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【０１０２】
１、１Ａ〜１Ｅ  回路装置
２  回路基板
２０１  第１面
２０２  第２面
２１  絶縁基板
２２  銅箔
２３  レジスト
２４  スルーホールビア
２５  ペースト
３０  表面実装デバイス
３１  リード部品
４  放熱部材
４００  ヒートシンク
４０２  スペーサー
４０３  ヒートパイプ（熱交換器）
４０３３  熱媒
４０４  樹脂部材
４１  第１放熱部材
４２  第２放熱部材
５  絶縁シート
１０  電力変換装置
１００  電力変換回路
１１  筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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